表面活性剂课件

表面活性劑具有兩親性結構的有機化合物(如：R-COONa)親油基親水基親水基親水基親水基親水基親水基親水基親油基親油基親油基親油基親油基親油基表面現象表面活性劑與表面粘力γ

測定方法：北原文雄等，《表面活性劑分析和試驗法》，輕工業出版社1988年表面粘力：作用與液體表面上任一條線兩則，垂直於該線，沿液體平面向著兩側的拉力（mN/m)。（20℃：水72.75nm/m,苯：28.88)分類：1.無機酸、堿、鹽等2.

有機酸、醇、醛等3.

肥皂、長鏈烷基

苯磺酸鈉等(表面活性劑）Cγ123

CMCCriticalmicelleconcentration溶於水或溶劑後，具有以下特性溶解性表面吸附介面定向生成膠束多功能性潤濕、乳化、增溶、起泡或消泡、洗滌平滑、抗靜電、勻染、潤滑、防銹、疏水表面活性劑的種類的影響其他性能的變化表面活性劑分類

（按親水基帶電性:親水基團較親油基團影響大）親水基親油基陰離子表面活性劑羧酸鹽型

R-COONa硫酸鹽型R-OSO3Na磺酸鹽型R-SO3Na磷酸鹽型R-OPO3Na

Na+

陽離子表面活性劑胺鹽型離子表面活性劑伯胺鹽R-NH2HCl仲胺鹽R-NH(CH3)HCl叔胺鹽R-N(CH3)2HCl季銨鹽型離子表面活性劑

R-N（CH3）3Cl兩性表面活性劑

在是溶液中呈兩性狀態，隨介質不同顯示不同活性氨基酸型R-NH2CHCHCOOH甜菜堿型RN+(CH3)2CH2COO-非離子表面活性劑

在水中不會離解成離子聚乙二醇型R-O(CH2CH2O)nH多元醇型R-COOCH2C(CH2OH)3親水親油平衡值

HLB（hydrophile-lipophilebalance)HLB表示表面活性劑的親水性HLB的計算和測定是經驗性的，但有時有一定規律。石油＝0,油酸＝1,油酸鉀＝20,十二烷基硫酸鈉＝40.其他：通過乳化實驗對比乳化效果，分別排於1-40之間HLB的表示方法1.以符號表示：最強親水性：HH強：H中等：N親油性：L最強親油性：LL2.以數值表示：

親水性最強：40最弱表面活性：1HLB與用途形態的關係

膠束與膠束量膠束量＝表面活性劑分子量＊締合度溶解性與溫度的關係臨界溶解溫度（克拉夫特點），相當於水和固體表面活性劑的熔點。此時溶解度突然增大。它是離子型表面活性劑的特性常數；濁點—聚乙二醇型表面活性劑（氫鍵）表面活性劑應用實例增溶、乳化、分散發泡與消泡水泥減水劑粉體材料的表面改性增溶、乳化、分散發泡與消泡氣泡穩定因素：1、降低表面張力；2、泡沫膜有一定強度和彈性；3、要有適當的表面粘度礦物浮選水泥減水劑表面活性劑的應用性能泡沫：氣—液乳化：液—液分散：固—液增溶：提高溶解度潤濕和滲透：液體迅速均勻地浸濕固體表面陰離子表面活性劑羧酸鹽型陰離子表面活性劑肥皂R-COOCH2CH2-OHR-COOCH+3NaOH3R-COONa+CH-OHR-COOCH2CH2-OH天然油脂中脂肪酸的組成原料差異與產品性質天然油脂的組成變化較大動物油與植物油，油與脂；多為混合物，但以某種為主碳鏈長度不同有的含有雙鍵，易氧化變質鈉皂、鉀皂、金屬皂硬水中鈣鎂離子的影響多羧酸皂

C3-C24的烯烴與順丁二酸酐加熱——烷基琥珀酸酐用於潤滑油添加劑、除鏽劑將一個羧基用丁醇或戊醇脂化生成新的活化劑其他羧酸皂松香皂C19H29COOHC19H29COONaN-醯基羧酸鹽

R-CONH（CONHR”）nCOONa

R’聚醚羧酸鹽

R-（OC2H4）nOCH2COONa硫酸脂鹽型陰離子表面活性劑

H2SO4

NaOHR-OHR-O-SO3HR-O-SO3Na

H2SO4

NaOHR-CH=CH-R’R-CH2-R’R-CH2CH-R’O-SO3H

O-SO3Na高級醇硫酸脂鹽特點具有良好的洗淨力。乳化力，泡沫豐富，易於生物降解。在硬水中不產生沉澱熱穩定性較差，在強鹼或強酸介質中易於水解。不同的碳鏈長度其產品性能有差異工藝路線原料醇的製備硫酸化高級醇的製備脂肪酸、脂肪酸脂還原甘油脂直接加氫油脂先水解成脂肪酸，再加氫油脂醇解得甘油和脂肪酸甲脂，然後再加氫

RCOOCH3+H2RCH2OH+CH2OH動植物臘中提取利用脂肪酸工業副產品的二級不皂化物齊格勒法：由三乙基鋁與乙烯聚合羰基合成法：烯烴醛醇液蠟氧化高級醇的硫酸化

R-OH+SO3ROSO3HROSO3Na1.反應器2.硫酸化反應引入—SO3H基團

揚春暉，等《精細化工過程與設備》哈爾濱工業大學管式：長度遠較直徑大，內部中空，多用於均相反應釜式：高度與直徑大致相當，均相或多相反應；

塔式：高度為直徑數倍至十餘倍，用於兩流體相反應過程（氣—液、液—液），可逆流、並流

固定床：反應器內添有固定不動的固體顆粒，它可以是催化劑或固體反應物；

流化床：顆粒處於運動狀態，如沸騰的液體

移動床：固體顆粒從頂部連續加入，自上而下移動，由底部卸出

液滴床（涓流床）：氣體液體由上而下並流（或逆流）

用於固體催化劑的氣液反應硫酸化與磺化R-OHROSO3HROSO3NaRHRSO3HRSO3Na磺化反應的作用生成表面活性劑賦予有機化合物水溶性和酸性選擇性磺化用於分離異構體如二甲苯三個異構體，間二甲苯最先磺化溶於水引入磺酸基可以得到一系列中間產物，然後再進一步反應各種常見的磺化劑陽離子表面活性劑(表3-7）特點：殺菌去汙能力弱抗靜電降低纖維表面靜電摩擦係數（柔軟整理劑）胺鹽型陽離子表面活性劑高級伯、仲、叔胺與酸中和便成為胺鹽伯胺鹽R-NH2HCl弧對電子仲胺鹽R-NH(CH3)HCl叔胺鹽R-N(CH3)2HCl2S22P3SP3雜化常用的酸有鹽酸、甲酸、乙酸、氫溴酸、硫酸等高級伯胺(RCH2NH2)的製備脂肪酸法：以RCOOH為起點高級醇法：以ROH為起點

脂肪酸法RCOOH

RCOOH+NH3RCONH2

（醯胺）＋H2ORCONH2

RCN（脂肪腈）+H2O加氫還原（Ni為催化劑）：

RCH2NH2（伯胺）RCN+H2(RCH2)2NH（仲胺）

(RCH2)3N（叔胺）直接反應法RCOOH+NH3+2H2RCH2NH2+2H2O脂肪醇法380℃、12.16～17.23MPaROH+NH3RNH2+H2O高級仲胺的制取脂肪醇法（Ni、Co催化劑）ROH+NH3R2NH+2H2O脂肪腈法（Cu-Cr催化劑）RNHR2NH+NH3鹵代烷法RX＋NH3

R2NH高級叔胺的制取伯胺與環氧乙烷或環氧丙烷反應

230℃CH2CH2OHRNH2+2CH2-CH2RN

OCH2CH2OH(CH2CH2O)pH

RN

(CH2CH2O)qH分子中隨聚氧乙烯含量的增加，產物的非離子性質也增加（陽離子非離子化）脂肪酸與低級胺反應SoromineA型非對稱高級叔胺的製備通常有一個C8以上的長碳鏈和兩個短碳鏈（如甲基、乙基等組成）

R’R—N長鏈碳的來源有：R”RCl

、RCH=CH2、

RCN、

RNH2

、ROH短鏈碳的來源有：

(CH3)2NH、2HCHO、2HCOOH

主要用於柔軟劑、纖維整理劑、也可用作殺菌劑、皮革增色劑、印染助劑等合成路線RCl+NH(CH3)2RN(CH3)2

＋NaCl+H2ORCH=CH2+HBr…RCH2CH2N(CH3)2

RCN+(CH3)2NH+2H2

RCH2N(CH3)2+NH3RNH2+2HCHO+2HCOOH

RN(CH3)2+2CO2+H2O（經典方法）RNH2+2HCHO+2H2RN(CH3)2+2H2OROH+HN(CH3)2RN(CH3)2+2H2O其中第二條路線（α烯烴為原料）成本低。季胺鹽型陽離子表面活性劑分子結構季胺鹽型陽離子表面活性劑特點NH4+

的4個氫均被有機基團取代，形成R1R2NR3R4結構。與胺鹽的區別：它是強鹼，無論在酸性和鹼性溶液中均能溶解，並離解為帶正電的脂肪鏈陽離子。而胺鹽為弱鹼鹽，在鹼性條件下：R1R2R3N.HCl+NaOHR1R2R3N+NaCl+H2O製備工藝低級叔胺與鹵代烷反應烷基化劑勻染劑PC與膠片抗靜電劑PC其他陽離子表面活性劑雙季胺鹽型鎓鹽型兩性表面活性劑

特徵：能給出和接收質子當PH低於等電點時，多呈陽離子性；當PH高於等電點時，多呈陰離子性；按酸性基和鹼性基分類等電點區氨基酸型兩性離子表面活性劑C12H25NH2+CH2=CHCOOCH3NaOH

C12H25NHCH2CH2COOCH3C12H25NHCH2CH2COONa+CH3OH當十二胺與丙烯酸甲酯的比例為1：2，可得二羧酸CH2CH2COOHR—NCH2CH2COOH甜菜堿型兩性離子表面活性劑甜菜堿（最初從植物甜菜中分離而得）結構：甜菜堿型兩性離子表面活性劑：甜菜堿中甲基被長鏈烷基取代後的產物。特點在任何PH值下多能溶於水，既使在等電點下也不會發生沉澱；不會因溫度升高而混濁；水溶液的滲透性好、泡沫性強、去汙力好分散性好成本高十二烷基二甲基甜菜堿然後再與NaOH作用，生成烷基甜菜堿其他類型脂肪酸甘油酯的製備非離子表面活性劑特點離子型在水溶液中離解，離解後可能與其他電離物質反應而沉澱。非離子型在水溶液中不會電離，不