表面活性劑的結構,性質及應用

1、表面活性劑的結構,性質及應用姓名：朱宏宇 學號:510930435摘要：十二烷基三甲基氯化銨耐熱、耐光、耐壓、耐強酸強堿，它還具有優(yōu)良的滲透性、乳化性、柔軟性、抗靜電性和殺菌等性能；十二烷基二甲基甜菜堿本品在酸性及堿性條件下均具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，配伍性良好。對皮膚刺激性低，生物降解性好，具有優(yōu)良的去污殺菌、柔軟性，抗靜電性、耐硬水性和防銹性；四甲基氯化銨易揮發(fā)，有刺激性，易吸濕，易溶于甲醇，溶于水和熱乙醇，不溶于乙醚和氯仿。加熱到230以上分解為三甲胺和氯甲烷。也用于液晶環(huán)氧化合物的合成，極譜和波普分析，電子工業(yè)等。關鍵詞：十二烷基三甲基氯化銨,十二烷基二甲基甜菜堿,四甲基氯化銨1前言表面活性劑

2、(surfactant)，是指具有固定的親水親油基團，在溶液的表面能定向排列，并能使表面張力顯著下降的物質。表面活性劑的分子結構具有兩親性：一端為親水基團，另一端為憎水基團；親水基團常為極性的基團，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽，也可是羥基、酰胺基、醚鍵等；而憎水基團常為非極性烴鏈，如8個碳原子以上烴鏈。表面活性劑分為離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑等。2. 陰離子表面活性劑-十二烷基三甲基氯化銨2.1：十二烷基三甲基氯化銨結構結構：C15H34ClN2.2：十二烷基三甲基氯化銨性質性質：白色結晶至粉末狀，熔點237°C可溶于水和乙醇。在100°C以下穩(wěn)定，與陽離

3、子、非離子表面活性劑有良好的配伍性。它的化學穩(wěn)定性良好，耐熱、耐光、耐壓、耐強酸強堿，它還具有優(yōu)良的滲透性、乳化性、柔軟性、抗靜電性和殺菌等性能。2.3：十二烷基三甲基氯化銨用途用途：可用作硝基還原重排法制造對胺基苯酚的轉移催化劑；還可利用它的乳化性生產建筑防水涂料乳化劑；護發(fā)素乳化劑；化妝品乳化劑；陽離子氯丁膠乳專用乳化劑；油田鉆鑿深井時，用作抗高溫油包水乳化泥漿的乳化劑等，青霉素發(fā)酵工藝過程中的蛋白質凝聚劑；亦可用于生產合成纖維抗靜電劑、乳膠工業(yè)的防粘劑和隔離劑、工農業(yè)用殺菌劑等。在血樣分析中的作用：十二烷基三甲基氯化銨能溶解紅細胞，留下白細胞，在自動化血液分析儀中多用作溶血劑。在油墨中的

4、作用：為提高油墨中主要組分色料和連結料的功能和改善油墨的其他特性，在油墨生產中需加入助劑。助劑的主要成分為表面活性劑，在油墨中加入具有適宜表面活性、潤濕、健展性能的表面活性劑，十二烷基三甲基氯化銨或十八烷基三甲基氯化銨可使油墨具有良好的流變性、流平性、轉移性、粘附性及使油墨具有良好的涂膜等。在金屬萃取劑中的作用：由于季銨鹽萃取劑如十二烷基三甲基氯化銨帶有正電荷，所以對金屬陽離子的萃取不取決于PH值，金屬的洗脫也不必調整PH值，可直接用這類萃取劑的選擇性差；使用季銨鹽萃取劑時，必須在酸性或接近中性的溶液中進行萃取。季銨鹽萃取劑常用于硫酸鎳處理液中分離鉆，銅和鋅。此外，季銨鹽類和胺類萃取劑還可用于

5、從廢催化劑中回收貴金屬，稀土元素的分離，鈮，銻與鉻的分離，無機酸的提純，從氧化鉆的過濾液體中除去鐵等。黃金萃取可用三辛基甲2.4.十二烷基三甲基氯化銨制備方法制備方法：一種正十二烷基三甲基氯化銨的合成工藝，其合成工藝分兩步：第一步是正十二醇和氯化亞砜（摩爾比為）在催化劑和石油醚存在條件下邊加熱，邊用真空泵將廢氣抽入堿水中，得正十二烷基氯；第二步是正十二烷基氯和三甲胺在有機極性溶劑和封閉條件下加熱反應，得正十二烷基三甲基氯化銨粗制品，將粗制品洗滌、甩干、干燥得其正品，其正品為魄固體，純度高，本發(fā)明工藝簡單，高收率、低成本，無環(huán)境污染。3兩性離子表面活性劑-十二烷基二甲基甜菜堿3.1十二烷基二甲基

6、甜菜堿的名稱和分子式別名十二烷基二甲基胺乙內酯 分子式：C12H25-N+(CH3)2CH2COO-32十二烷基二甲基甜菜堿的名稱和分子性質性能：兩性離子表面活性劑，能與各種類型染料、表面活性劑及化妝品原料配伍，對次氯酸鈉穩(wěn)定，不宜在100以上長時間加熱。本品在酸性及堿性條件下均具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，配伍性良好。對皮膚刺激性低，生物降解性好，具有優(yōu)良的去污殺菌、柔軟性，抗靜電性、耐硬水性和防銹性。3.3十二烷基二甲基甜菜堿的制備方法實驗室制備方法：將四口燒瓶、溫度計、電動攪拌器、冷凝管組裝好。mol） N,mol）氯乙酸鈉和30ml質量分數50的乙醇溶液，倒入四口燒瓶中，在水浴中加熱至6

7、080，并在此溫度下回流至反應液變成透明為止。冷卻反應液，在攪拌下滴加濃鹽酸，直至出現(xiàn)乳狀液不再消失為止，放置過夜。  第二天，十二烷基二甲基甜菜堿鹽酸鹽結晶析出，過濾。每次用10mL質量分數50乙醇溶液洗滌兩次，粗產品用乙醚 ：乙醇2 ：1溶液重結晶，得精制的十二烷基二甲基甜菜堿。3.4十二烷基二甲基甜菜堿的用途用途：無水甜菜堿具有明目、抗脂肪肝、保護腎臟，治療動脈粥樣硬化等心血管疾病等作用，用于保健食品。 無水甜菜堿在食品行業(yè)因其口味適中、無色在食品、飲料中有廣泛用途。 無水甜菜堿用于減肥、美容食品。 甜菜堿用作日用化工產品的添加劑 甜菜堿還在發(fā)酵生

8、產VB，2的過程中用作基礎配料 無水甜菜堿對VA、VB的穩(wěn)定性有保護作用，提高了使用效果。本品有優(yōu)良的發(fā)泡能力，能使毛發(fā)柔軟，適用于配制香波、泡沫浴、敏感皮膚制劑、兒童清潔劑等。因耐水性好，用于制備硬水洗滌劑。還可作為殺菌劑，用于殺滅包括結核菌在內的多種細菌，用作纖維、織物柔軟劑和抗靜電劑、鈣皂分散劑、殺菌消毒洗滌劑及橡膠工業(yè)的凝膠乳化劑、兔羊毛縮絨劑、滅火泡沫劑等，亦是農藥草甘膦的增效劑。也用于生產染色助劑、防銹劑、金屬表面加工助劑。4兩性離子表面活性劑-四甲基氯化銨4.1陰，陽離子表面活性劑四甲基氯化銨分子式和性質分子式：(CH3)4NCl別名 氯化四甲基銨 性質白色結晶。易揮發(fā)。易吸濕。

9、于230以上分解為三甲胺和氯甲烷。易溶于甲醇，溶于水和熱乙醇，不溶于乙醚和氯仿。有毒，半數致死量(小鼠，腹腔)25mg/kg。有刺激性。相對密度d4201.169。4.2陰，陽離子表面活性劑四甲基氯化銨結構結構： 4.3陰，陽離子表面活性劑四甲基氯化銨用途用途：四甲基氯化銨是有機合成中相轉移催化劑，催化活性強于三苯基磷和三乙胺，室溫下為白色結晶粉末，易揮發(fā)，有刺激性，易吸濕，易溶于甲醇，溶于水和熱乙醇，不溶于乙醚和氯仿。加熱到230以上分解為三甲胺和氯甲烷。也用于液晶環(huán)氧化合物的合成，極譜和波普分析，電子工業(yè)等。四甲基氫氧化銨是一種有機堿，在工業(yè)科研領域有著極為廣泛的用途。在國內主要被用作有機

10、硅系列產品，如硅油、硅橡膠、硅樹脂等合成中的主要催化劑，雖然用量不大，但對于產品的收率和質量影響很大。在國外主要用于聚酯類聚合物、紡織、塑料制品、食品、皮革、木材加工、電鍍、微生物等?，F(xiàn)在四甲基氫氧化銨已經進入尖端科技領域，如在電路板的印刷和顯微鏡片的制造業(yè)中，可作為集成電路板的清洗劑和半導體微加工技術中的SiSiO2界面的各向異性腐蝕劑。隨著科學技術的發(fā)展，這種類型的化學試劑需要量日趨增加，對四甲基氫氧化銨的質量和數量都提出了更高的要求。4.4陰，陽離子表面活性劑四甲基氯化銨制備方法制備方法：電解法制備四甲基氫氧化銨的原理是電解槽陽極室中的四甲基氯化銨水溶液在電場力的作用下，溶液中的氯離子向

11、陽極方向遷移直至在陽極上放電而析出氯氣。同時，由于離子膜的選擇透過性，氯離子無法擴散透過離子交換膜，只有四甲銨離子才能選擇透過而進入陰極室，并富集于其中。電解槽陰極室中水分子在陰極上分解為氫氣和氫氧根離子。后者恰好同由陽極室遷移來的四甲銨離子結合成四甲基氫氧化銨。隨著通電量的增加而四甲基氫氧化銨濃度不斷提高，最終達到預期的粗品濃度。陽極電化學反應為：(CH3)4NCl(CH3)4N+Cl 2Cl 2eCl2陰極電化學反應為：H2OH+ + OH (CH3)4N+OH(CH3)4NOH 2H+2eH2總反應為：2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2+Cl2電解法中產生的氫氣放空

12、，生成的氯氣用堿液吸收生成次氯酸鈉，次氯酸鈉是漂白粉的主要原料。因此該方法制備四甲基氫氧化銨方法簡單、純度高、無環(huán)境污染。參考文獻：1丁振軍，方銀軍，高慧等陰離子非離子表面活性劑協(xié)同效應研究日用化學工業(yè)，2007，37(3)：1451492徐壽昌. 有機化學. 北京: 高等教育出版社, 1992.3 Nalco Chemical Company. Preparat ion of diallyl dimethyl ammo􀀁nium chloride.US 4151202, 1979.4賈朝霞, 鄭焰. 陽離子單體DEDAAC 的新法合成研究. 西南石油學院學報, 1999. 21( 3) : 60- 61, 65.5閻醒. 二甲基二烯丙基氯化銨的聚合與交聯(lián). 油田化學,1992, 9( 3) : 259- 261. 6 齊魯石化研究院, 二甲基丙烯基氯化銨制備方法.CN1051169A, 1990.7 博曉奇；AES生產中曲幾個技術問題初攆，日用化學工業(yè) ， 輕工都科學技術情報研究所，1989，68 中直洗協(xié)表面活性科委雖臺：表面活性劑講衛(wèi)1987，109 唐培鷙： 中間體化學及工藝學，化學工業(yè)出版社19810Bikard YWeibel J M，Sirlin CP