第二章 表面活性劑(王)

1、第二章第二章 表面活性劑表面活性劑第一節(jié) 表面活性劑概述 定義：定義：表面活性劑是指在加入少量時(shí)就能顯著降低溶液表面張力并改變體系界面狀態(tài)的物質(zhì) 。 表面活性劑達(dá)到一定濃度后可締合形成膠團(tuán)，從而具有潤濕或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗滌、防腐、抗靜電等一系列物理化學(xué)作用及相應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用，成為一類靈活多樣、用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品。(1) 結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征 表面活性劑分子具有兩親結(jié)構(gòu)，親油部分一般由碳?xì)滏湥N基），特別是由長鏈烴基所構(gòu)成，親水部分則由離子或非離子型的親水基所構(gòu)成，而且這兩部分分處兩端，形成不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。OSOOO_Na+（a） C12H25SO4-Na+ 兩親分子示意

2、圖：兩親分子示意圖：OOOOOH(b) C12H25(OC2H4)4OH表面活性劑的特征表面活性劑的特征(2) 界面吸附界面吸附 表面活性劑溶解在溶液中，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，表面活性劑溶質(zhì)在界面上的濃度大于在溶液整體中的濃度。 界面吸附大體上分為正吸附和負(fù)吸附，吉布斯表面吸附式是用來描述氣-液和液-液界面吸附量與表面張力降低間的定量關(guān)系 表面活性劑二元組分稀溶液的界面吸附可用吉布斯吸附式描述。表面活性劑的特征表面活性劑的特征表面活性劑的特征表面活性劑的特征SSSCdnRT dC 式中界面溶質(zhì)的吸附量式中界面溶質(zhì)的吸附量s，溶質(zhì)的濃度，溶質(zhì)的濃度Cs，表面張力降低，表面張力降低的速度的速度d/ dCs

3、,對(duì)于脂肪醇表面活性劑，對(duì)于脂肪醇表面活性劑，n = 1 ; 對(duì)于對(duì)于1:1型離子型表面活型離子型表面活性劑，性劑，n = 2 。 吉布斯等溫吸附式可表達(dá)如下： (3) 界面定向界面定向v表面活性劑分子在界面上會(huì)定向排列成分子層。如圖所示：水空氣界面表面活性劑的界面定向表面活性劑的界面定向 表面活性劑的特征表面活性劑的特征(4) 生成膠束生成膠束 當(dāng)表面活性劑溶質(zhì)濃度達(dá)到一定時(shí)，它的分子會(huì)產(chǎn)生聚集而生成膠束，這種濃度的極限值稱為(Critical Micelle Concentration, 簡稱)。 表面活性劑的特征表面活性劑的特征(1) (1) 降低溶劑表面張力降低溶劑表面張力 表面張力是

4、使液體表面盡量縮小的力，也即液體分子間的一種凝聚力。要使液相表面伸展，就必須抵抗這種使表面縮小的力。表面活性劑的主要作用表面活性劑的主要作用表面張力表面張力 液體的表面張力來源于物質(zhì)的分子或原子間的范德華力。 表面張力是由于表面分子和液體內(nèi)部分子所處的環(huán)境不一樣形成的。lg sg sl 圖2-1 液體的接觸角S固相；L液相；G氣相； 接觸角；x三相接觸線上任一點(diǎn)； 固-氣界面張力； 液體表面張力固液界面張力 lg sg sl (2) (2) 膠團(tuán)化作用膠團(tuán)化作用 表面活性劑在達(dá)到臨界膠束濃度(CMC)后，許多分子締合成膠團(tuán)。在溶液中，膠團(tuán)與分子或離子處于平衡狀態(tài)。右圖為球形膠束模型：其結(jié)構(gòu)包括

5、有膠束中心核、平衡離子和周圍的水層。水溶液中的離子膠團(tuán)有擴(kuò)散雙電層，而非離子膠團(tuán)不存在擴(kuò)散雙電層。 +_球形膠束模型球形膠束模型 表面活性劑的主要作用表面活性劑的主要作用(3) (3) 乳化作用乳化作用 在油水兩相體系中，加入表面活性劑在強(qiáng)烈攪拌下，油層被分散，表面活性劑的憎水端吸附到油珠的界面層，形成均勻的細(xì)液滴乳化液，這一過程稱為乳化。分為油/水乳化液和水/油乳化液兩種。 表面活性劑的主要作用表面活性劑的主要作用(4) (4) 起泡作用起泡作用氣泡穩(wěn)定的原因：（1）降低表面張力；（2）泡膜有一定的強(qiáng)度和彈性；（3）要有適當(dāng)?shù)谋砻嬲?度。 表面活性劑的主要作用表面活性劑的主要作用(5) (5

6、) 增溶作用增溶作用 增溶與膠束有關(guān)，由于膠束的存在而使難溶物溶解度增加的現(xiàn)象統(tǒng)稱為增溶現(xiàn)象。 表面活性劑的主要作用表面活性劑的主要作用(6) (6) 潤濕作用潤濕作用 固體表面與液體接觸時(shí)，原來的氣-固界面消失，形成新的液-固界面，這種現(xiàn)象稱為潤濕。表面活性劑促進(jìn)潤濕，是基于：（使水珠迅速擴(kuò)散達(dá)到完全潤濕；表面活性劑能提高水的潤濕和滲透能力，其大小常用接觸角來描述。在固、液、氣三相交界處，自固/液界面經(jīng)過液體內(nèi)部到氣/液界面的夾角叫做接觸角，以表示。 sgslglGSL液滴潤濕示意圖液滴潤濕示意圖表面活性劑的主要作用表面活性劑的主要作用 接觸角與固/氣、固/液、液/氣界面張力間的關(guān)系如右式，

7、此方程稱為潤濕方程，又稱楊氏方程。 cossgslgl式中，式中，為接觸角，為接觸角，sg sg 為固為固/ /氣界面張力，氣界面張力，sl sl 為固為固/ /液界面張力，液界面張力，gl gl 為氣為氣/ /液界面張力。液界面張力。顯然，接觸角越小潤濕性能越好，習(xí)慣上將顯然，接觸角越小潤濕性能越好，習(xí)慣上將 = 90定定為潤濕與否的標(biāo)準(zhǔn)：為潤濕與否的標(biāo)準(zhǔn)： 90叫做不潤濕；叫做不潤濕； 90則叫做潤濕；則叫做潤濕； = 0則叫做鋪展。則叫做鋪展。 表面活性劑的主要作用表面活性劑的主要作用(7) (7) 洗滌作用洗滌作用 洗滌功能是表面活性劑的最主要功能。工業(yè)上生產(chǎn)的各種表面活性劑最大的消耗

8、部門是家用洗衣粉、液狀洗滌劑和工業(yè)清洗劑。洗滌去污作用是由于表面活性劑降低了表面張力而產(chǎn)生的潤濕、滲透、乳化、增溶、分散等多種性能綜合的結(jié)果。被沾污物放入洗滌劑溶液中，先充分潤濕、滲透，使溶液進(jìn)入油污內(nèi)部，污垢容易脫落，然后洗滌劑將脫落下來的油污乳化，分散于溶液中，經(jīng)清水漂洗而除去。 表面活性劑的主要作用表面活性劑的主要作用 此外，有些表面活性劑還有抗靜電作用、柔軟平滑作用、殺菌作用等派生作用。 表面活性劑的主要作用表面活性劑的主要作用表面活性劑的有關(guān)概念表面活性劑的有關(guān)概念 表面活性劑在分子結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，是兼含有很強(qiáng)的親水性和疏水性（或稱憎水性、親油性）基團(tuán)。 界面吸附 臨界膠束濃度 親水親

9、油平衡值HLB臨界膠束濃度 表面活性劑開始形成膠束的濃度為臨界膠束濃度，簡稱CMC。當(dāng)溶液濃度低于CMC時(shí)，由于表面活性劑分子的界面吸附和在界面上定向排列，溶液的表面張力隨濃度的增高而迅速降低，其使用性能亦相應(yīng)地提高。直至達(dá)到CMC時(shí)，表面活性劑已在溶液的界面上排列成單分子膜，此時(shí)表面張力降至最低點(diǎn)。此后活性物濃度的增高對(duì)于表面張力和使用性能的影響不大。因此CMC是反映表面活性劑的一個(gè)重要指標(biāo)。 表面張力滲透力 CMC表面活性劑濃度去污力起泡力溶液性質(zhì)表面活性劑濃度與溶液性質(zhì)的關(guān)系表面活性劑濃度與溶液性質(zhì)的關(guān)系親水親油平衡值HLB 表面活性劑的應(yīng)用性能取決于分子中親水和親油兩部分的組成和結(jié)構(gòu)，

10、這兩部分的親水和親油能力的不同，就使它的應(yīng)用范圍和應(yīng)用性能有差別。表面活性劑分子中親水基的強(qiáng)度與親油基的強(qiáng)度之比值，就稱為親水親油平衡值，簡稱HLB值。 表面活性劑的分類和應(yīng)用性能 一、表面活性劑的分類一、表面活性劑的分類通常按離子類型分類通常按離子類型分類 在水中能電離而生成離子的叫； 不能電離的叫； 在離子表面活性劑中，親水基團(tuán)帶有負(fù)電荷的叫； 親水基團(tuán)帶有正電荷的叫。 視溶液酸堿度不同而離解成陰離子或陽離子的則稱為。表面活性劑因能對(duì)兩相界面性質(zhì)產(chǎn)生影響，在實(shí)際應(yīng)用中能顯示出各種優(yōu)異的性能，如乳化、洗滌、分散、濕潤、滲透、起泡、消泡、增溶、去污、柔軟、抗靜電等。 二、表面活性劑的應(yīng)用性能二

11、、表面活性劑的應(yīng)用性能第二節(jié) 陰離子表面活性劑 一、烷基苯磺酸鹽（LAS）到目前為止仍然是產(chǎn)量最大的陰離子表面活性劑，在合成洗滌劑中占第一位，在家用洗衣粉中占主導(dǎo)地位，分子式為：CnH2n+1C6H4SO3Na。v 由于工藝原料不同，烷基苯的鏈長及支鏈情況不同；苯環(huán)和烷基鏈連接的位置不同；磺酸基進(jìn)入苯環(huán)的多少和位置也不同，因此它是一個(gè)組成和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的混合物，產(chǎn)品的性能也會(huì)受組成和結(jié)構(gòu)的影響。苯環(huán)上碳鏈的長短對(duì)溶解性、潤濕性、起泡性、洗滌性有很大影響。烷基為C12C14時(shí)洗滌性能最好，其中以C12烷基的成品去污力最強(qiáng)。苯環(huán)上磺化反應(yīng)產(chǎn)物是鄰、對(duì)位的混合物，而又以對(duì)位產(chǎn)物居多，且對(duì)位產(chǎn)物的洗滌

12、性能優(yōu)于鄰位產(chǎn)物。 早期生產(chǎn)烷基苯磺酸鈉用的烷烴，采用石油化工提供的原料丙烯進(jìn)行齊聚生成的四聚丙烯，它是一種雙鍵位置任意分布的高度支鏈化的十二烯混合物。這種烷基苯磺酸鈉的結(jié)構(gòu)如圖，簡稱TPS： SO3NaCH2CH2CCH3CHCHCH3CHCH3H3CCH3CH3 支鏈結(jié)構(gòu)的TPS生化降解性很差，出現(xiàn)環(huán)境污染問題，因此在1964年被直鏈?zhǔn)榛交撬徕c（LAS）所取代。LAS的結(jié)構(gòu)如下： HCH2C(CH2)y(CH2)xCH3H3CSO3NaLASx+y = 69LAS的主要性能如下： （1）主要優(yōu)點(diǎn)在于烷基中沒有支鏈，有良好的生化降解性。（2）能溶于水，對(duì)水硬度不敏感，對(duì)酸堿水解的穩(wěn)定性

13、好。（3）對(duì)氧化劑十分穩(wěn)定，可適用于目前流行的加氧化漂白劑的洗衣粉配方。（4）發(fā)泡能力強(qiáng)，可與助洗劑進(jìn)行復(fù)配，兼容性好。（5）成本低，質(zhì)量穩(wěn)定。LAS的合成方法： 起始原料采用直鏈氯代烷或直鏈烯烴。如以正十二烯作原料為例，反應(yīng)式 ：HCCH(CH2)y(CH2)xCH3H3C+HFor AlCl3HCH2C(CH2)y(CH2)xCH3H3CSO3 /or空氣發(fā)煙H2SO4HCH2C(CH2)y(CH2)xCH3H3CSO3HNaOHLAS反應(yīng)的第一步是付-克反應(yīng)，采用HF酸或無水AlCl3作催化劑。第二步磺化反應(yīng)時(shí)以前多采用發(fā)煙硫酸，其缺點(diǎn)是反應(yīng)結(jié)束后總有部分廢酸存在于磺化料中，中和后生成的

14、硫酸鈉帶入產(chǎn)品中，影響產(chǎn)品純度。近年來，國內(nèi)外均采用氣體SO3磺化的先進(jìn)工藝，氣體SO3用空氣稀釋到含量約為3%5%。然后用NaOH水溶液中和磺化物料，最后進(jìn)入噴霧干燥系統(tǒng)干燥。得到的產(chǎn)品為流動(dòng)性很好的粉末。 二、二、 烷基磺酸鈉（烷基磺酸鈉（SAS） 烷基磺酸鈉（SAS）是較新的商品表面活性劑。其分子通式為： HCRSO3NaR烷烴一般為碳原子數(shù)烷烴一般為碳原子數(shù)1418的正烷烴的正烷烴。SAS有與LAS類似的發(fā)泡性能和洗滌效能，水溶性好，有很好的生物降解性。SAS的缺點(diǎn)是，用它作為主要組分的洗衣粉發(fā)粘，不松散。因此，其主要用途是復(fù)配成液體洗滌劑，如家用餐具洗滌劑。 烷基磺酸鈉的生產(chǎn)方法烷基

15、磺酸鈉的生產(chǎn)方法 主要生產(chǎn)方法為和。 磺氧化工藝產(chǎn)物中以仲烷基磺酸為主，伯烷基磺酸僅占2%，在反應(yīng)過程中，磺酸基可能會(huì)出現(xiàn)在直鏈烷烴基上任何一個(gè)位置，其反應(yīng)式為： hRCH2CH3 + SO2 + 1/2O2 + H2ORCHCH3SO3HNaOHRCHCH3SO3Na 磺氯化法則伯烷基磺酸鹽和二磺酸鹽含量都較高，直鏈烷烴的磺氯化反應(yīng)如下： RH + SO2 + Cl2h65 RSO2Cl + HClRSO2Cl + 2NaOHRSO3Na + NaCl + H2O三、三、 -烯烴磺酸鈉（烯烴磺酸鈉（AOS） -烯烴磺酸鈉（AOS）是表面活性劑的主要品種之一。其主要由烯基磺酸鹽（約55%）、羥

16、基磺酸鹽（約37%）和二磺酸鹽（約8%）所組成。AOS中的烯基磺酸鹽和羥基磺酸鹽在性能上有互補(bǔ)性，兩種成分復(fù)合時(shí)的性能優(yōu)于單一組分，使AOS在很多應(yīng)用中無需添加其他陰離子表面活性劑進(jìn)行復(fù)配。 AOS具有良好的生物降解性，對(duì)硬水不敏感，對(duì)人體皮膚刺激性小。廣泛應(yīng)用于復(fù)配家用洗滌劑、餐具洗滌劑、洗發(fā)香波、液體肥皂等領(lǐng)域。 AOS所用原料 -烯烴可由乙烯聚合及蠟裂解法制備。AOS工業(yè)生產(chǎn)條件及工藝流程如下： RCH2CHCH2SO3RCHCHCH2SO3HRCHCH2CH2SO2ONaOHRCHCHCH2SO3NaNaOHRCHCH2CH2SO3NaOH磺化中和中和四、四、 脂肪醇硫酸鹽（脂肪醇硫酸

17、鹽（FAS） 脂肪醇硫酸鹽（FAS）的分子式為ROSO3Na，現(xiàn)在已成為一類重要的表面活性劑。FAS比LAS有更好的生物降解性，有更強(qiáng)的洗滌、發(fā)泡和乳化性能。缺點(diǎn)是對(duì)硬水較敏感，在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿條件下易水解。FAS 的應(yīng)用性能主要由脂肪醇中碳鏈的長度以及陽離子的性質(zhì)來決定。在各種不同F(xiàn)AS中，碳鏈為C12C14的發(fā)泡能力最強(qiáng)，其低溫洗滌性能也最佳。直鏈醇的硫酸鹽比仲醇或支鏈醇的硫酸鹽的潤濕性能低。FAS主要以椰油醇（C12C18的直鏈脂肪醇）為原料，屬綠色表面活性劑。 FAS主要用于配制液狀洗滌劑，餐具洗滌劑，牙膏、香波和化妝品，紡織用潤濕和洗凈劑，化工中乳化聚合的添加劑。 工業(yè)上，F(xiàn)AS通常用三

18、氧化硫或氯磺酸將脂肪醇進(jìn)行酯化，得到的脂肪醇硫酸單酯再用氫氧化鈉、氨或醇胺（常用乙醇胺或三乙醇胺）中和即得產(chǎn)品。主要的反應(yīng)式如下： + ClSO3HROHROSO3H + HCl+ SO3ROHROSO3H+ROSO3HNaOHROSO3Na+ H2O+ROSO3HROSO3-H3N+CH2CH2OHH2NCH2CH2OH五、五、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（AES） 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（AES）的分子式為）的分子式為RO（CH2CH2O）nSO3Na (n=26)。AES目前是僅次于目前是僅次于LAS的第二大類表面活性劑，從上世紀(jì)的第二大類表面活

19、性劑，從上世紀(jì)70年代起，年代起，AES以驚人以驚人的速度迅速擴(kuò)大生產(chǎn)量。的速度迅速擴(kuò)大生產(chǎn)量。AES的突出優(yōu)點(diǎn)是：生物降解性的突出優(yōu)點(diǎn)是：生物降解性能優(yōu)異，對(duì)水硬度不敏感，產(chǎn)生泡沫大，不刺激皮膚，由能優(yōu)異，對(duì)水硬度不敏感，產(chǎn)生泡沫大，不刺激皮膚，由于在脂肪醇分子中引入了環(huán)氧乙烷分子使成本有所降低。于在脂肪醇分子中引入了環(huán)氧乙烷分子使成本有所降低。AES是一類高性能的表面活性劑，與是一類高性能的表面活性劑，與LAS復(fù)配用于香波和復(fù)配用于香波和輕垢洗滌劑如餐具洗滌劑，現(xiàn)在也在逐步進(jìn)入重垢洗滌劑輕垢洗滌劑如餐具洗滌劑，現(xiàn)在也在逐步進(jìn)入重垢洗滌劑領(lǐng)域。領(lǐng)域。AES可認(rèn)為是家用洗滌劑配方中最重要的表面

20、活性可認(rèn)為是家用洗滌劑配方中最重要的表面活性劑之一，它可能會(huì)大量與非離子表面活性劑復(fù)配后使用。劑之一，它可能會(huì)大量與非離子表面活性劑復(fù)配后使用。在可預(yù)見的未來一段時(shí)間內(nèi)，在可預(yù)見的未來一段時(shí)間內(nèi)，AES將是市場需求增長得最將是市場需求增長得最快的一種陰離子表面活性劑?？斓囊环N陰離子表面活性劑。 工業(yè)上采用工業(yè)上采用C12C14的椰油醇與的椰油醇與24 mol的環(huán)的環(huán)氧乙烷縮合，再進(jìn)行硫酸化及中和，與氧乙烷縮合，再進(jìn)行硫酸化及中和，與FAS的制法相似。其中，用氨基磺酸可以一步制的制法相似。其中，用氨基磺酸可以一步制得相應(yīng)的硫酸銨鹽，而不需要進(jìn)行中和操作，得相應(yīng)的硫酸銨鹽，而不需要進(jìn)行中和操作，適

21、用于小批量生產(chǎn)。它特別適合烷基酚聚氧適用于小批量生產(chǎn)。它特別適合烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽的合成，因?yàn)槠渌容^強(qiáng)的硫乙烯醚硫酸鹽的合成，因?yàn)槠渌容^強(qiáng)的硫酸化劑可能導(dǎo)致苯環(huán)的磺化。酸化劑可能導(dǎo)致苯環(huán)的磺化。 RO(CH2CH2O)nH + H2NSO3HR(OCH2CH2)nOSO3NH4六、六、 酯、酰胺的磺酸鹽酯、酰胺的磺酸鹽 高級(jí)脂肪酸酯高級(jí)脂肪酸酯-磺酸鈉由天然油脂制得，磺酸鈉由天然油脂制得，具有良好的洗滌能力和鈣皂分散力，生物具有良好的洗滌能力和鈣皂分散力，生物降解度高，毒性低。其中較重要的品種有降解度高，毒性低。其中較重要的品種有丁二酸雙酯磺酸鹽和丁二酸雙酯磺酸鹽和N-油酰油酰-N-甲

22、基?；撬峒谆；撬猁}。兩者均是較重要的紡織印染助劑。鹽。兩者均是較重要的紡織印染助劑。 丁二酸雙酯磺酸鹽隨著酯基上烷基結(jié)構(gòu)不同丁二酸雙酯磺酸鹽隨著酯基上烷基結(jié)構(gòu)不同性能也有差異。最常見的滲透劑性能也有差異。最常見的滲透劑T，由馬來酯，由馬來酯酐和仲辛醇合成酯，然后和亞硫酸氫鈉加成酐和仲辛醇合成酯，然后和亞硫酸氫鈉加成而進(jìn)行磺化。反應(yīng)式如下：而進(jìn)行磺化。反應(yīng)式如下： HCHCCOCOO+HCHCCOCOC6H13CHCH3OHOOCHHCCH3C6H13C6H13CH32HCHCCOCOOOCHHCCH3C6H13C6H13CH3+NaHSO3H2CCHCOCOOOCHHCCH3C6H13C6H

23、13CH3NaO3S滲透劑T 滲透劑滲透劑T為淡黃色至棕黃色粘稠液體?？扇転榈S色至棕黃色粘稠液體?？扇苡谒?，滲透性快速均勻，潤濕性、起泡性、于水，滲透性快速均勻，潤濕性、起泡性、乳化性均良好。由于分子內(nèi)含有酯鍵，故乳化性均良好。由于分子內(nèi)含有酯鍵，故不耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。滲透劑不耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。滲透劑T主要用作紡織印主要用作紡織印染助劑，另外也用作農(nóng)藥乳化劑。染助劑，另外也用作農(nóng)藥乳化劑。 N-油酰油酰-N-甲基?；撬徕c的商品名為胰加甲基牛磺酸鈉的商品名為胰加漂漂T。它的合成工藝分為如下三步進(jìn)行：。它的合成工藝分為如下三步進(jìn)行： O+NaHSO3HOCH2CH2SO3NaHOCH2CH2SO3Na+

24、CH3NH2CH3NHCH2CH2SO3NaC17H33COCl+CH3NHCH2CH2SO3NaC17H33CONCH3CH2CH2SO3Na胰加漂T 胰加漂胰加漂T為淡黃色膠狀液體，成分活性為淡黃色膠狀液體，成分活性18%。有優(yōu)良的凈洗、勻染、滲透和乳化效能。廣泛應(yīng)用有優(yōu)良的凈洗、勻染、滲透和乳化效能。廣泛應(yīng)用于印染工業(yè)中，作除垢劑和潤濕劑，特別適用于羊于印染工業(yè)中，作除垢劑和潤濕劑，特別適用于羊毛的染色和清洗，并能改善織物的手感和光澤。毛的染色和清洗，并能改善織物的手感和光澤。 七、七、磷酸酯陰離子表面活性劑磷酸酯陰離子表面活性劑 具有代表性的磷酸酯陰離子表面活性劑為具有代表性的磷酸酯陰

25、離子表面活性劑為烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鹽，它的分子通式烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鹽，它的分子通式如下：如下： RO(CH2CH2O)nPOOMOMRO(CH2CH2O)nPOOMRO(CH2CH2O)n式中：式中：R為為C8C18烷基；烷基；M為為Na、K、二乙醇胺、三乙醇胺；、二乙醇胺、三乙醇胺；n一般一般35。 磷酸酯陰離子表面活性具有優(yōu)良的抗靜電性、乳磷酸酯陰離子表面活性具有優(yōu)良的抗靜電性、乳化性、潤滑、洗凈和耐酸堿等特性，生物降解性化性、潤滑、洗凈和耐酸堿等特性，生物降解性也較好。主要用作工業(yè)清洗劑，織物抗靜電劑，也較好。主要用作工業(yè)清洗劑，織物抗靜電劑，液體洗滌劑和干洗劑，復(fù)配香波、護(hù)膚膏、

26、護(hù)膚液體洗滌劑和干洗劑，復(fù)配香波、護(hù)膚膏、護(hù)膚液等化妝品，農(nóng)藥乳化劑，廢紙脫墨劑等。液等化妝品，農(nóng)藥乳化劑，廢紙脫墨劑等。 磷酸酯的合成可采用五氧化二磷、三氯氧磷、三氯化磷等磷酸酯的合成可采用五氧化二磷、三氯氧磷、三氯化磷等與醇或醇醚反應(yīng)制得。其中五氧化二磷由于條件溫和，工與醇或醇醚反應(yīng)制得。其中五氧化二磷由于條件溫和，工藝簡便，收率較高，在工業(yè)上最為常用。如五氧化二磷與藝簡便，收率較高，在工業(yè)上最為常用。如五氧化二磷與烷基聚氧乙烯醚（摩爾比為烷基聚氧乙烯醚（摩爾比為1: 24.5）在）在3050下反應(yīng)，下反應(yīng)，先生成單酯，繼續(xù)反應(yīng)生成雙酯，因此在產(chǎn)品中是單酯和先生成單酯，繼續(xù)反應(yīng)生成雙酯，因

27、此在產(chǎn)品中是單酯和雙酯鹽的混合物。反應(yīng)式如下：雙酯鹽的混合物。反應(yīng)式如下： RO(CH2CH2O)nPOOHOHRO(CH2CH2O)nPOOHRO(CH2CH2O)n3 RO(CH2CH2O)nHP2O5+三氯化磷與醇反應(yīng)制取磷酸雙酯的反應(yīng)過程如下： 3 ROH + PCl3POHRORO+ RCl + 2HClPOHRORO+ Cl2POClRORO+ HClPOClRORO+ H2OPOOHRORO+ HCl八、八、羧酸鹽陰離子表面活性劑羧酸鹽陰離子表面活性劑 羧酸鹽陰離子表面活性劑的主要品種有聚醚羧酸羧酸鹽陰離子表面活性劑的主要品種有聚醚羧酸鹽（鹽（AEC）和）和N-?；被猁}。酰基

28、氨基酸鹽。 聚醚羧酸鹽（聚醚羧酸鹽（AEC）的分子通式為：）的分子通式為：R(OCH2CH2)nOCH2COONa。由于聚氧乙烯鏈具。由于聚氧乙烯鏈具有非離子表面活性劑的特性，使聚醚羧酸鹽具有有非離子表面活性劑的特性，使聚醚羧酸鹽具有好的水溶性和耐硬水性。它兼具非離子表面活性好的水溶性和耐硬水性。它兼具非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的性能，是一種多功能表劑和陰離子表面活性劑的性能，是一種多功能表面活性劑品種。主要用于化妝品、洗滌劑、紡織面活性劑品種。主要用于化妝品、洗滌劑、紡織印染助劑、塑料工業(yè)、造紙工業(yè)等方面。印染助劑、塑料工業(yè)、造紙工業(yè)等方面。 聚醚羧酸鹽較簡單的制備方法是通過醇醚與丙

29、聚醚羧酸鹽較簡單的制備方法是通過醇醚與丙烯酯甲酯或丙烯腈加成后再水解中和，反應(yīng)式烯酯甲酯或丙烯腈加成后再水解中和，反應(yīng)式如下：如下：RO(CH2CH2O)nHH2CCHCOOCH3H2CCHCNRO(CH2CH2O)nCH2CH2COOCH3RO(CH2CH2O)nCH2CH2CNNaOHRO(CH2CH2O)nCH2CH2COONaN-?；被猁}的分子通式： R為高碳烷基，為高碳烷基，R及及R為蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物為蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物中的低碳烷基中的低碳烷基。 RCON(CONHR)nCOONaR N-油?；嗫s氨基酸鈉油酰基多縮氨基酸鈉（C17H33CONR(CONHR)nCOONa）是重要的品種

30、之一，商品名為雷米邦是重要的品種之一，商品名為雷米邦A(yù)，有很好的鈣分散力、去污力和乳化能力，有很好的鈣分散力、去污力和乳化能力，大都用作紡織印染工業(yè)的凈洗劑和乳化大都用作紡織印染工業(yè)的凈洗劑和乳化劑。劑。 目前最具實(shí)際生產(chǎn)價(jià)值的合成方法是脂目前最具實(shí)際生產(chǎn)價(jià)值的合成方法是脂肪酰氯與氨基酸的反應(yīng)。肪酰氯與氨基酸的反應(yīng)。 RCON(CONHR)nCOONaRRCOCl + HNR(CONHR)nCOONa + NaOH+ NaCl +H2O九、九、 木質(zhì)素磺酸鹽木質(zhì)素磺酸鹽 木質(zhì)素是一種廣泛存在于植物體中的無定形的、木質(zhì)素是一種廣泛存在于植物體中的無定形的、分子結(jié)構(gòu)中含有氧代苯丙醇或其衍生物結(jié)構(gòu)單

31、元分子結(jié)構(gòu)中含有氧代苯丙醇或其衍生物結(jié)構(gòu)單元的芳香性高聚物。木質(zhì)素磺酸鹽是從造紙工業(yè)廢的芳香性高聚物。木質(zhì)素磺酸鹽是從造紙工業(yè)廢液中提取的一類低表面活性的表面活性劑，但由液中提取的一類低表面活性的表面活性劑，但由于是造紙工業(yè)的副產(chǎn)品，價(jià)格低廉，目前已大量于是造紙工業(yè)的副產(chǎn)品，價(jià)格低廉，目前已大量用作染料、水泥的分散劑，石油鉆井泥漿的添加用作染料、水泥的分散劑，石油鉆井泥漿的添加劑。劑。 木質(zhì)素磺酸鹽的提取過程為：先在亞硫酸紙漿廢木質(zhì)素磺酸鹽的提取過程為：先在亞硫酸紙漿廢液中加石灰乳沉淀出亞硫酸鈣，再調(diào)整液中加石灰乳沉淀出亞硫酸鈣，再調(diào)整pHpH值使堿值使堿式木質(zhì)素磺酸鈣沉淀，過濾后用硫酸除鈣，

32、最后式木質(zhì)素磺酸鈣沉淀，過濾后用硫酸除鈣，最后用碳酸鈉作用使其轉(zhuǎn)化為鈉鹽溶液。用碳酸鈉作用使其轉(zhuǎn)化為鈉鹽溶液。第三節(jié)第三節(jié) 非離子表面活性劑非離子表面活性劑 一、一、 非離子表面活性劑的性質(zhì)非離子表面活性劑的性質(zhì) 在非離子表面活性劑中，分子的親水基在非離子表面活性劑中，分子的親水基團(tuán)不是離子，而是聚氧乙烯醚鏈（即），團(tuán)不是離子，而是聚氧乙烯醚鏈（即），鏈中的氧原子和羥基都有與水分子形成鏈中的氧原子和羥基都有與水分子形成氫鍵的能力，使其具有水溶性。水溶性氫鍵的能力，使其具有水溶性。水溶性與聚氧乙烯醚基的數(shù)目有很大關(guān)系，一與聚氧乙烯醚基的數(shù)目有很大關(guān)系，一般來說，使其有良好水溶性的般來說，使其有良

33、好水溶性的n值約為值約為510。 （1）HLB（hydrophile-lipophile balance） 即親水-親油平衡值 非離子表面活性劑常用HLB作為特性指標(biāo)，親水性表面活性劑有較高的HLB值，親油性表面活性劑有較低的HLB值。對(duì)于簡單醇的聚氧乙烯醚，其HLB值可按下式計(jì)算： 5EHLB 式中E為分子中含有的聚氧乙烯醚（亦即環(huán)氧乙烷）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，即：E =（W親水基團(tuán)/ W總）100。 下列數(shù)據(jù)說明非離子表面活性劑的應(yīng)用性能與下列數(shù)據(jù)說明非離子表面活性劑的應(yīng)用性能與HLB間的關(guān)系：間的關(guān)系： HLB范圍367981513151518用 途水-油乳化劑潤濕劑油-水乳化劑洗滌劑增溶劑（2）

34、濁點(diǎn)（cloud point） 非離子表面活性劑的又一個(gè)重要特征。 定義：定義： 濁點(diǎn)產(chǎn)生的機(jī)理有多種解釋，一般認(rèn)為是由于濁點(diǎn)產(chǎn)生的機(jī)理有多種解釋，一般認(rèn)為是由于加熱使氫鍵破壞，水分子脫除，非離子表面活加熱使氫鍵破壞，水分子脫除，非離子表面活性劑的溶解度下降。但無法解釋濁點(diǎn)隨碳鏈增性劑的溶解度下降。但無法解釋濁點(diǎn)隨碳鏈增長而減小的規(guī)律。長而減小的規(guī)律。LangeLange認(rèn)為隨溫度升高，溶液認(rèn)為隨溫度升高，溶液中膠束重量增加，當(dāng)溫度升高到濁點(diǎn)后，發(fā)生中膠束重量增加，當(dāng)溫度升高到濁點(diǎn)后，發(fā)生了相分離，從而導(dǎo)致濁點(diǎn)的出現(xiàn)。了相分離，從而導(dǎo)致濁點(diǎn)的出現(xiàn)。 濁點(diǎn)與非離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)有一定關(guān)濁點(diǎn)與非

35、離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)有一定關(guān)系，通常聚氧乙烯醚鏈愈長，濁點(diǎn)也愈高；系，通常聚氧乙烯醚鏈愈長，濁點(diǎn)也愈高；憎水基中碳原子數(shù)愈多，則濁點(diǎn)愈低。憎水基中碳原子數(shù)愈多，則濁點(diǎn)愈低。 濁點(diǎn)還受其他因素影響。加入鹽、堿、芳濁點(diǎn)還受其他因素影響。加入鹽、堿、芳香族和極性脂肪族物質(zhì)可使?jié)狳c(diǎn)下降，加香族和極性脂肪族物質(zhì)可使?jié)狳c(diǎn)下降，加入非極性液體和陰離子表面活性劑可使?jié)崛敕菢O性液體和陰離子表面活性劑可使?jié)狳c(diǎn)顯著提高。點(diǎn)顯著提高。 非離子表面活性劑有優(yōu)異的潤濕和洗滌功非離子表面活性劑有優(yōu)異的潤濕和洗滌功能，同時(shí)與陰離子、陽離子表面活性劑兼能，同時(shí)與陰離子、陽離子表面活性劑兼容，又對(duì)硬水不敏感，是一類性能優(yōu)良的容，

36、又對(duì)硬水不敏感，是一類性能優(yōu)良的表面活性劑。表面活性劑。 二、二、脂肪醇聚氧乙烯醚（脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO） 脂肪醇聚氧乙烯醚（脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）是近代非離子表面活）是近代非離子表面活性劑中最重要的一類產(chǎn)品，產(chǎn)量增長很快。性劑中最重要的一類產(chǎn)品，產(chǎn)量增長很快。AEO的生化降解性優(yōu)良，價(jià)格低廉，幾乎是所有表面的生化降解性優(yōu)良，價(jià)格低廉，幾乎是所有表面活性劑中價(jià)格最低者，去垢能力強(qiáng)?；钚詣┲袃r(jià)格最低者，去垢能力強(qiáng)。AEO主要用主要用作合成液體洗滌劑。國內(nèi)商品牌號(hào)平平加系列產(chǎn)作合成液體洗滌劑。國內(nèi)商品牌號(hào)平平加系列產(chǎn)品，主要在印染中作勻染劑、剝色劑，在毛紡業(yè)品，主要在印染中作勻染劑、剝色劑

37、，在毛紡業(yè)中作原毛洗凈劑。中作原毛洗凈劑。AEO也大量用于生產(chǎn)也大量用于生產(chǎn)AES。 當(dāng)當(dāng)AEO分子中環(huán)氧乙烷含量約為分子中環(huán)氧乙烷含量約為65%70%時(shí)，時(shí)，產(chǎn)品在室溫下完全溶于水。產(chǎn)品在室溫下完全溶于水。 生產(chǎn)AEO的起始原料醇可用C10C18的伯醇或仲醇。堿催化的作用是首先堿與脂肪醇反應(yīng)離解出醇負(fù)離子，它再與環(huán)氧乙烷發(fā)生開環(huán)加成生成醚，然后發(fā)生鏈增長。由于伯醇與環(huán)氧乙烷的加成反應(yīng)速度與鏈增長的速度接近，結(jié)果在最終產(chǎn)品中是包括有未乙氧基化的醇在內(nèi)的，不同聚氧乙烯醚聚合度的混合物。 C14H29OHNaOHnOC14H29OCH2CH2OHn+三、三、 烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚 烷基

38、酚聚氧乙烯醚在非離子表面活性劑中僅次于烷基酚聚氧乙烯醚在非離子表面活性劑中僅次于AEOAEO，占第二位。其中最重要的是壬基酚聚氧乙烯，占第二位。其中最重要的是壬基酚聚氧乙烯醚，商品牌號(hào)為乳化劑醚，商品牌號(hào)為乳化劑OPOP系列產(chǎn)品。烷基酚的結(jié)系列產(chǎn)品。烷基酚的結(jié)構(gòu)是酚羥基的對(duì)位有一個(gè)碳原子數(shù)構(gòu)是酚羥基的對(duì)位有一個(gè)碳原子數(shù)8-98-9的支鏈，所的支鏈，所以與以與AEOAEO相比，生化降解性差，但另一方面，低碳相比，生化降解性差，但另一方面，低碳支鏈卻能提高水溶性和洗滌效能。乳化劑支鏈卻能提高水溶性和洗滌效能。乳化劑OPOP的化的化學(xué)穩(wěn)定性好，表面活性強(qiáng)。它常用于復(fù)配成含酸學(xué)穩(wěn)定性好，表面活性強(qiáng)。它

39、常用于復(fù)配成含酸或堿的金屬表面清洗劑、農(nóng)藥用乳化劑、鉆井泥或堿的金屬表面清洗劑、農(nóng)藥用乳化劑、鉆井泥漿中的乳化劑、水性漆等。在紡織印染工業(yè)中主漿中的乳化劑、水性漆等。在紡織印染工業(yè)中主要用作油要用作油- -水相乳化劑、清洗劑、潤濕劑等。水相乳化劑、清洗劑、潤濕劑等。 分兩步合成：首先在三氟化硼等催化劑催分兩步合成：首先在三氟化硼等催化劑催化下，壬烯與苯酚發(fā)生付化下，壬烯與苯酚發(fā)生付-克反應(yīng)生成壬基克反應(yīng)生成壬基酚；然后再與環(huán)氧乙烷發(fā)生乙氧基化反應(yīng)。酚；然后再與環(huán)氧乙烷發(fā)生乙氧基化反應(yīng)。反應(yīng)式如下：反應(yīng)式如下： C9H18+OHBF3OHC9H19nOO(CH2CH2O)nC9H19H四、四、脂

40、肪酸酯類非離子表面活性劑脂肪酸酯類非離子表面活性劑 脂肪酸來源廣泛而豐富，成本較低，脂肪酸酯有良好的生物降解性，脂肪酸酯類非離子表面活性劑屬綠色表面活性劑。 1、脂肪酸甘油酯 脂肪酸甘油酯是脂肪酸多元醇的典型品種，由甘油和脂肪酸直接酯化而得到單酯、雙酯和三酯的混合物。硬脂酸甘油酯具有良好的乳化、分散、增溶和潤濕性能，主要用于制備各種冷飲制品的乳化劑，在化妝品方面用作乳膏的基質(zhì)，在金屬加工中可作潤滑和緩蝕劑。一般都采用脂肪酸與甘油在堿催化劑作用下加熱到180250反應(yīng)制得。為了獲得單酯含量高的產(chǎn)品，可采用分子蒸餾，單酯含量可達(dá)到90%以上。 為制得高收率的單酯，也有用縮水甘油與脂肪酸反應(yīng)。 C1

41、7H35COOH+CH2OHCHOHCH2OHNaOH180250CH2OOCC17H35CHOHCH2OHCH2OOCC17H35CHOOCC17H35CH2OH+RCOOH+OCH2OHRCOOH2CCHCH2OHOH2、脂肪酸聚乙二醇酯 與脂肪酸甘油酯相似，脂肪酸聚乙二醇酯也是多與脂肪酸甘油酯相似，脂肪酸聚乙二醇酯也是多組分的混合物，并含有未酯化的聚乙二醇。組分的混合物，并含有未酯化的聚乙二醇。 脂肪酸聚乙二醇酯的性能與脂肪酸的碳鏈、但更脂肪酸聚乙二醇酯的性能與脂肪酸的碳鏈、但更重要的是聚乙二醇的相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)。具有低重要的是聚乙二醇的相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)。具有低泡和生物降解性好的特點(diǎn)，廣

42、泛應(yīng)用于紡織工業(yè)泡和生物降解性好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于紡織工業(yè)油劑、抗靜電劑、柔軟劑等以及乳化劑。但由于油劑、抗靜電劑、柔軟劑等以及乳化劑。但由于在分子結(jié)構(gòu)中存在酯鍵，對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿不夠穩(wěn)定，在分子結(jié)構(gòu)中存在酯鍵，對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿不夠穩(wěn)定，溶解度也不如醚類，其表面活性及去污力也不如溶解度也不如醚類，其表面活性及去污力也不如醇醚和酚醚。醇醚和酚醚。 合成脂肪酸聚乙二醇酯的方法：（1）脂肪酸與環(huán)氧乙烷加成法： RCOOH +ONaOHRCOOCH2CH2OHRCOOCH2CH2OH+(n-1)ONaOHRCOO(CH2CH2O)nH副反應(yīng)為： RCOOCH2CH2OHRCOO(CH2CH2O)nOCR+HO

43、(CH2CH2O)nH因此，獲得的產(chǎn)物是單酯、雙酯和聚乙二醇的混合物。 （2）脂肪酸與聚乙二醇直接酯化： 反應(yīng)為可逆反應(yīng)。反應(yīng)常采用酸性催化劑如硫酸、反應(yīng)為可逆反應(yīng)。反應(yīng)常采用酸性催化劑如硫酸、苯磺酸等。為了提高轉(zhuǎn)化率，必須及時(shí)排除反應(yīng)苯磺酸等。為了提高轉(zhuǎn)化率，必須及時(shí)排除反應(yīng)生成的水。生成的水。 其他方法還有脂肪酸酐、脂肪酰氯與聚乙二醇反其他方法還有脂肪酸酐、脂肪酰氯與聚乙二醇反應(yīng)。應(yīng)。 RCOO(CH2CH2O)nH + H2OHO(CH2CH2O)nHRCOOH +2 RCOOH +RCOO(CH2CH2O)nOCR + 2H2OHO(CH2CH2O)nH3、脂肪酸失水山梨醇酯 脂肪酸失

44、水山梨醇酯是羧酸酯表面活性劑中的的脂肪酸失水山梨醇酯是羧酸酯表面活性劑中的的重要類別。山梨醇可由葡萄糖加氫而得，是含有重要類別。山梨醇可由葡萄糖加氫而得，是含有六個(gè)羥基的多元醇，有較好的對(duì)熱和氧的穩(wěn)定性。六個(gè)羥基的多元醇，有較好的對(duì)熱和氧的穩(wěn)定性。失水山梨醇由梨醇分子內(nèi)脫水而成，它是失水山梨醇由梨醇分子內(nèi)脫水而成，它是1,4-失失水山梨醇和異山梨醇兩種化合物的混合物。水山梨醇和異山梨醇兩種化合物的混合物。CH2OHOHHHHOOHHOHHCH2OH山梨醇H2SO414030 minHCCHOHCCHCHOHHOCH2OHOHH2SO414060 min1,4-失水山梨醇HCCHOHCCHCHO

45、HOCH2OH異山梨醇H2SO414060 min 脂肪酸失水山梨醇酯是單酯、雙酯和三酯的混合物。失水山梨醇的油酸酯和單月桂酸酯為淺黃色液體，棕櫚酸酯和硬脂酸酯為淺棕色固體。商品牌號(hào)為乳化劑-S系列。它們一般不溶于水，但溶于礦物油和植物油中，是水/油型乳化劑。失水山梨醇酯毒性低、無刺激，有利于人們的消化，因而廣泛用于合成纖維生產(chǎn)中的柔軟劑和潤滑劑，作醫(yī)藥、食品、化妝品的乳化劑。 在工業(yè)生產(chǎn)中，脂肪酸失水山梨醇酯是用山梨醇直接在225250下酸催化，使脂肪酸與反應(yīng)中生成的失水山梨醇酯化而成。 4、多元醇酯聚氧乙烯醚 該類產(chǎn)品是在前述多元醇酯的基礎(chǔ)上，引入聚氧該類產(chǎn)品是在前述多元醇酯的基礎(chǔ)上，引入

46、聚氧乙烯鏈。由于分子中存在聚氧乙烯鏈，增加了水乙烯鏈。由于分子中存在聚氧乙烯鏈，增加了水溶性。按多元醇不同，酯化度不同，脂肪酸不同溶性。按多元醇不同，酯化度不同，脂肪酸不同和引入聚氧乙烯鏈的差異，可得到覆蓋整個(gè)和引入聚氧乙烯鏈的差異，可得到覆蓋整個(gè)HLB值的產(chǎn)品。在乳化劑值的產(chǎn)品。在乳化劑-S中引入聚氧乙烯鏈就得到中引入聚氧乙烯鏈就得到乳化劑乳化劑-T。失水山梨醇酯聚氧乙烯鏈（。失水山梨醇酯聚氧乙烯鏈（Tween）系列的系列的HLB范圍在范圍在916，和其母體失水山梨醇酯，和其母體失水山梨醇酯（Span）類）類HLB值在值在18相接，覆蓋整個(gè)相接，覆蓋整個(gè)HLB值。值。 Tween結(jié)構(gòu)為： 式

47、中w+ x+y+z為加環(huán)氧乙烷的總摩爾數(shù)。 HCCHOHCCHCH(OCH2CH2)zOHHOw(H2CH2CO)H2C(OCH2CH2)xOH(OCH2CH2)yOOC17H35Tween可以由失水山梨醇酯在堿催化劑存在下，可以由失水山梨醇酯在堿催化劑存在下，于于130170下和環(huán)氧乙烷直接合成。也可由下和環(huán)氧乙烷直接合成。也可由多元醇先和環(huán)氧乙烷反應(yīng)，然后再與脂肪酸反多元醇先和環(huán)氧乙烷反應(yīng)，然后再與脂肪酸反應(yīng)來制備。應(yīng)來制備。 5、天然油脂聚氧乙烯醚 在這類產(chǎn)品中占主導(dǎo)地位的是蓖麻油聚氧乙烯醚，在這類產(chǎn)品中占主導(dǎo)地位的是蓖麻油聚氧乙烯醚，商品牌號(hào)為乳化劑商品牌號(hào)為乳化劑EL，主要用途是配制

48、紡絲用油劑，主要用途是配制紡絲用油劑及油脂的乳化劑。蓖麻油是主鏈上帶有羥基的不飽及油脂的乳化劑。蓖麻油是主鏈上帶有羥基的不飽和羧酸，先與甘油酯化，然后主鏈上羥基與環(huán)氧乙和羧酸，先與甘油酯化，然后主鏈上羥基與環(huán)氧乙烷發(fā)生氧乙基化反應(yīng)，得到產(chǎn)品。烷發(fā)生氧乙基化反應(yīng)，得到產(chǎn)品。 CH3(CH2)5CHO(CH2CH2O)nHH2CCHCH(CH2)7COOCH2CH3(CH2)5CHO(CH2CH2O)nHH2CCHCH(CH2)7COOCHCH3(CH2)5CHO(CH2CH2O)nHH2CCHCH(CH2)7COOCH2RCOOH + HN(CH2CH2OH)2CORNCH2CH2OHCH2CH

49、2OHCOROCH2CH2NHCH2CH2OH+ RCOOHCOROCH2CH2NCH2CH2OHCOR+ DEACOROCH2CH2NHCH2CH2OOCR+ DEA+ RCOOHCOROCH2CH2NCH2CH2OOCRCRO+ DEA五、烷基醇酰胺及聚氧乙烯脂肪酰胺五、烷基醇酰胺及聚氧乙烯脂肪酰胺 在烷基醇酰胺這類產(chǎn)品中，二乙醇酰胺是在烷基醇酰胺這類產(chǎn)品中，二乙醇酰胺是最重要的品種。將脂肪酸與二乙醇胺最重要的品種。將脂肪酸與二乙醇胺（DEA）共熱到）共熱到180，就發(fā)生酰胺化反應(yīng)。，就發(fā)生酰胺化反應(yīng)。 工業(yè)上二乙醇酰胺有兩種類型，即工業(yè)上二乙醇酰胺有兩種類型，即2:1醇酰胺和醇酰胺和1:

50、1醇酰醇酰胺。胺。2:1醇酰胺是采用醇酰胺是采用2mol二乙醇胺與二乙醇胺與1mol脂肪酸在脂肪酸在160180加熱加熱24h；1:1醇酰胺則是用等摩爾比的脂醇酰胺則是用等摩爾比的脂肪酸甲酯與二乙醇胺在肪酸甲酯與二乙醇胺在100110加熱加熱24h，同時(shí)蒸出，同時(shí)蒸出甲醇得到產(chǎn)品。其組成有很大差異，見表甲醇得到產(chǎn)品。其組成有很大差異，見表： 組分組分/ %/ %2:12:1醇酰胺醇酰胺1:11:1醇酰胺醇酰胺組分組分/ %/ %2:12:1醇酰胺醇酰胺1:11:1醇酰胺醇酰胺二乙醇酰胺二乙醇酰胺游離游離DEADEA單、雙酯胺單、雙酯胺酰胺酯酰胺酯6565222210101 190905 5微量

51、微量4 4甲醇甲醇甲酯甲酯水水- - -2 20.20.20.80.8微量微量由表中數(shù)據(jù)可見，1:1醇酰胺的純度很高，故又稱超醇酰胺。 烷基醇酰胺有良好的泡沫穩(wěn)定作用和洗滌效能。常用于配制液狀洗滌劑、各種類型香波、干洗劑以及紡織、皮革工業(yè)中的洗凈劑等，還用作復(fù)配金屬清洗劑。 將二乙醇酰胺與環(huán)氧乙烷反應(yīng)，就得到聚氧乙烯脂肪酰胺。 CONRCH2CH2(OCH2CH2)nOHCH2CH2(OCH2CH2)mOH由于在分子中引入了聚氧乙烯，因此它比烷基醇酰胺有更高由于在分子中引入了聚氧乙烯，因此它比烷基醇酰胺有更高的水溶解度，性能也更好一些。主要用來配制日用化工品，的水溶解度，性能也更好一些。主要用

52、來配制日用化工品，如洗滌香波。如洗滌香波。 六、六、烷基葡萄糖苷（烷基葡萄糖苷（APG） 烷基葡萄糖苷（烷基葡萄糖苷（APG）是以葡萄糖和高碳）是以葡萄糖和高碳脂肪醇縮合而成的。脂肪醇縮合而成的。APG不僅表面活性高、不僅表面活性高、泡沫多且穩(wěn)定，去污和配伍性也很好，而泡沫多且穩(wěn)定，去污和配伍性也很好，而且無毒、無刺激，生物降解快，原料為天且無毒、無刺激，生物降解快，原料為天然可再生資源，是重要的綠色表面活性劑，然可再生資源，是重要的綠色表面活性劑，到到20世紀(jì)世紀(jì)90年代實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)，是非年代實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)，是非常有發(fā)展前途的新一代表面活性劑。目前常有發(fā)展前途的新一代表面活性劑。目前主

53、要用于復(fù)配香波、化妝品、洗滌劑。主要用于復(fù)配香波、化妝品、洗滌劑。 烷基葡萄糖苷是葡萄糖半縮醛的羥基與脂肪醇反應(yīng)生成具有縮醛結(jié)構(gòu)的衍生物。它有-和-兩種異構(gòu)體。 OHOHHOHHCH2OHOHHOHRnOHOHHOHHCH2OHOHHHnO R-異構(gòu)體-異構(gòu)體式中n 表示葡萄糖單元個(gè)數(shù)，n=1為單糖苷，n2為多糖苷，通常n為13；R為C4C16的烷烴。 APG有多種合成方法，以直接法為例，可采用葡萄糖與高碳脂肪醇一步直接反應(yīng)合成。 OHOHHOHHCH2OHOHHHnO ROHOHHOHHCH2OHOHHHnO HH+ROH七、七、嵌段聚醚型非離子表面活性劑嵌段聚醚型非離子表面活性劑 以一元脂

54、肪醇或多元醇為引發(fā)劑，加聚環(huán)氧以一元脂肪醇或多元醇為引發(fā)劑，加聚環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷等可得到具有表面活性的嵌丙烷、環(huán)氧乙烷等可得到具有表面活性的嵌段共聚物，這是一類高分子聚醚型非離子表段共聚物，這是一類高分子聚醚型非離子表面活性劑。引發(fā)劑種類、環(huán)氧化物加聚次序面活性劑。引發(fā)劑種類、環(huán)氧化物加聚次序和加聚物分子量等不同，產(chǎn)品性質(zhì)就不一樣，和加聚物分子量等不同，產(chǎn)品性質(zhì)就不一樣，因而這類產(chǎn)品品種眾多。環(huán)氧丙烷的甲基賦因而這類產(chǎn)品品種眾多。環(huán)氧丙烷的甲基賦予聚醚產(chǎn)物有一定的憎水性，溶解度下降，予聚醚產(chǎn)物有一定的憎水性，溶解度下降，這樣就可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)產(chǎn)品的性能。這類表這樣就可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)產(chǎn)品的性能。這

55、類表面活性劑的表面活性并不高，但具有一般表面活性劑的表面活性并不高，但具有一般表面活性劑的功能，主要用作潤濕劑、洗滌劑、面活性劑的功能，主要用作潤濕劑、洗滌劑、乳化劑、破乳劑、分散劑等。乳化劑、破乳劑、分散劑等。 第四節(jié)第四節(jié) 陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑 工業(yè)上使用的陽離子表面活性劑工業(yè)上使用的陽離子表面活性劑主要分兩類主要分兩類:一類是脂肪胺本身一類是脂肪胺本身,由由于在使用過程中能吸收氫質(zhì)子而于在使用過程中能吸收氫質(zhì)子而生成銨鹽；另一類則是季銨鹽，生成銨鹽；另一類則是季銨鹽，為強(qiáng)堿性化合物，溶解于溶液中為強(qiáng)堿性化合物，溶解于溶液中能解離為帶正電荷的脂肪鏈陽離能解離為帶正電荷的脂肪鏈陽

56、離子，是陽離子表面活性劑的最主子，是陽離子表面活性劑的最主要品種。要品種。 陽離子表面活性劑帶有正電荷，通常很多基質(zhì)如陽離子表面活性劑帶有正電荷，通常很多基質(zhì)如紡織品、金屬、塑料、礦物質(zhì)、人體皮膚等表面紡織品、金屬、塑料、礦物質(zhì)、人體皮膚等表面帶有負(fù)電荷，這樣它在這些基質(zhì)上的吸附能力比帶有負(fù)電荷，這樣它在這些基質(zhì)上的吸附能力比陰離子和非離子表面活性劑強(qiáng)，所以它不適用于陰離子和非離子表面活性劑強(qiáng)，所以它不適用于洗滌。然而這種特性決定了它的一系列特殊用途。洗滌。然而這種特性決定了它的一系列特殊用途。首先是抗靜電性，這種特性在于電性的中和作用。首先是抗靜電性，這種特性在于電性的中和作用。其次是它在織

57、物的表面吸附形成一層親油性膜，其次是它在織物的表面吸附形成一層親油性膜，依靠這種作用產(chǎn)生的特殊用途之一就是織物的柔依靠這種作用產(chǎn)生的特殊用途之一就是織物的柔軟劑。另外，用芐基季銨化的陽離子表面活性劑軟劑。另外，用芐基季銨化的陽離子表面活性劑具有殺菌、防霉和消毒作用，廣泛用作醫(yī)藥消毒具有殺菌、防霉和消毒作用，廣泛用作醫(yī)藥消毒劑。劑。 一、一、 脂肪胺脂肪胺 包括脂肪伯胺、仲胺、包括脂肪伯胺、仲胺、叔胺。叔胺。 RNH2NHRRRNCH3CH3伯胺仲胺叔胺 脂肪伯胺是常用的金屬管道緩蝕劑、礦物浮選工藝脂肪伯胺是常用的金屬管道緩蝕劑、礦物浮選工藝中的捕集劑。中的捕集劑。還有類似的烷基醚胺，廣泛應(yīng)用于

58、建還有類似的烷基醚胺，廣泛應(yīng)用于建筑工業(yè)中的表面活性劑，如瀝青乳化劑、防水處理筑工業(yè)中的表面活性劑，如瀝青乳化劑、防水處理劑等劑等。 RNH2+ H2CCHCNRNH(CH2)2CNH2RNH(CH2)3NH2ROH +H2CCHCNRO(CH2)2CNH2RO(CH2)3NH2二、二、 季銨鹽季銨鹽 季銨鹽由脂肪叔胺進(jìn)一步烷基化而成。常用季銨鹽由脂肪叔胺進(jìn)一步烷基化而成。常用的烷基化試劑是氯甲烷或硫酸甲酯。在工業(yè)的烷基化試劑是氯甲烷或硫酸甲酯。在工業(yè)上有實(shí)用價(jià)值的季銨鹽有下列三種：長碳鏈上有實(shí)用價(jià)值的季銨鹽有下列三種：長碳鏈季銨鹽，咪唑啉季銨鹽和吡啶季銨鹽。季銨鹽，咪唑啉季銨鹽和吡啶季銨鹽。

59、 NRRCH3CH3XRCNCH2CH2NCH3CH2CH2NHCORXNR XR= C8C26X=Cl 或 CH3OSO3長碳鏈季銨鹽咪唑啉季銨鹽吡啶季銨鹽（1）長碳鏈季銨鹽）長碳鏈季銨鹽 在長碳鏈季銨鹽中含至少一個(gè)長碳鏈烷基。按含在長碳鏈季銨鹽中含至少一個(gè)長碳鏈烷基。按含長碳鏈烷基的個(gè)數(shù)可分為單、雙、三長碳鏈烷基長碳鏈烷基的個(gè)數(shù)可分為單、雙、三長碳鏈烷基季銨鹽，它們均可由相應(yīng)的叔胺通過季銨化制得。季銨鹽，它們均可由相應(yīng)的叔胺通過季銨化制得。在三種長碳鏈季銨鹽中，前兩種較為常用。例如：在三種長碳鏈季銨鹽中，前兩種較為常用。例如： NC18H37H3CCH3Cl單十八烷基甲基氯化銨NC18H3

60、7C18H37CH3CH3Cl十八烷基甲基氯化銨H2C 作為中間體的大多數(shù)長碳鏈烷基叔胺由天然油脂制作為中間體的大多數(shù)長碳鏈烷基叔胺由天然油脂制得。以天然油脂為原料制備脂肪胺可分別直接用油得。以天然油脂為原料制備脂肪胺可分別直接用油脂，或采用由天然油脂加工而成的脂肪酸或脂肪醇脂，或采用由天然油脂加工而成的脂肪酸或脂肪醇來進(jìn)行合成。下圖是一些合成路線。來進(jìn)行合成。下圖是一些合成路線。 NH3H2NiRCH2NH2Cu-CrNHRH2CRH2CCH3ClNRH2CRH2CCH3CH3ClNRH2CRH2CCH3CH3Cl+ 2HCHO + 2 HCOOHNRH2CH3CCH3RCH2ClNRH2C