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文檔簡介
1、1 第二章表面活性劑的類型第二章表面活性劑的類型Chap.2 Category of Surfactant22.1.陰離子表面活性劑2.2.陽離子表面活性劑2.3.兩性表面活性劑2.4.非離子表面活性劑2.5.特種表面活性劑2.6高分子表面活性劑2.7新型表面活性劑(了解)主要內(nèi)容主要內(nèi)容3C12H25SO3NaC12H25SO3- Na+2.12.1陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑此類表面活性劑在水中解離出表面活性陰離子。此類表面活性劑在水中解離出表面活性陰離子。1.性質(zhì)性質(zhì)Example:4u洗滌劑、鉆井、修井、完井、試油以及提高采收率。洗滌劑、鉆井、修井、完井、試油以及提高采收率。u陰離
2、子表面活性劑中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的是磺酸陰離子表面活性劑中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的是磺酸鹽、其次是硫酸鹽。鹽、其次是硫酸鹽。3.3.用途用途 羧酸鹽型:RCOOM 磺酸鹽型:RC6H4SO3M 硫酸酯鹽:ROSO3M 磷酸鹽型:ROPO3M22.2.分類分類5 這類表面活性劑是這類表面活性劑是以羧基為親水基以羧基為親水基。2.1.12.1.1羧酸鹽型羧酸鹽型性質(zhì)性質(zhì)分類(分類(依據(jù)依據(jù)親油基與羧基的連接方式)親油基與羧基的連接方式)一類是親油基與羧基直接連接的脂肪酸鹽一類是親油基與羧基直接連接的脂肪酸鹽( (俗稱皂類俗稱皂類) ), 其通式為其通式為RCOOMRCOOM;二類是親油基通過中間鍵相連
3、。二類是親油基通過中間鍵相連。RCONH(CH2)nCOO-Na+Example:6 堿金屬皂主要作為家用洗滌制品:如脂肪酸堿金屬皂主要作為家用洗滌制品:如脂肪酸 鈉、脂肪酸鉀。鈉、脂肪酸鉀。 金屬皂和有機(jī)堿皂主要作工業(yè)表面活性劑。金屬皂和有機(jī)堿皂主要作工業(yè)表面活性劑。 1.1.皂類表面活性劑皂類表面活性劑種類:種類:堿金屬皂、堿土金屬、高價金屬皂和有機(jī)堿皂。堿金屬皂、堿土金屬、高價金屬皂和有機(jī)堿皂。用途用途: :7(1)天然動植物油脂為原料天然動植物油脂為原料1 1)皂類表面活性劑的合成)皂類表面活性劑的合成OHRCOOHORCH2232232催化劑,(2 2)石油為原料)石油為原料8(3
4、3)多羧酸為原料)多羧酸為原料如:如:(n=12(n=1216)16)等,在膠片生產(chǎn)中用作潤濕劑。等,在膠片生產(chǎn)中用作潤濕劑。 用三乙醇胺與油酸制成的皂為淡黃色漿狀物,溶于用三乙醇胺與油酸制成的皂為淡黃色漿狀物,溶于水,易氧化變質(zhì),常用作乳化劑。水,易氧化變質(zhì),常用作乳化劑。9H3CCOOHH3CCH(CH3)2 松香皂易溶于水,有較好的抗硬水能力和潤濕能力,多松香皂易溶于水,有較好的抗硬水能力和潤濕能力,多用于洗滌用肥皂生產(chǎn)中。用于洗滌用肥皂生產(chǎn)中。(4 4)松香酸為原料)松香酸為原料松香的主要成分是松香酸:松香的主要成分是松香酸:102 2)皂類表面活性劑的性質(zhì))皂類表面活性劑的性質(zhì)(1
5、1)皂類表面活性劑的水溶性)皂類表面活性劑的水溶性 銨皂,鉀皂,鈉皂,不飽和酸皂易溶;銨皂,鉀皂,鈉皂,不飽和酸皂易溶;低分子皂類較高分子皂類易溶低分子皂類較高分子皂類易溶; ;環(huán)烷酸皂及樹脂酸皂也易溶于水環(huán)烷酸皂及樹脂酸皂也易溶于水; ;重金屬皂與堿土金屬皂則不溶于水。重金屬皂與堿土金屬皂則不溶于水。11 堿金屬皂類的表面活性起始于堿金屬皂類的表面活性起始于C C8 8的脂肪酸鹽,隨著的脂肪酸鹽,隨著脂肪酸鹽的碳鏈增長,降低表面張力的能力逐漸增強(qiáng),脂肪酸鹽的碳鏈增長,降低表面張力的能力逐漸增強(qiáng),超過超過C C1818者能力下降;者能力下降;(2 2)皂類表面活性劑降低表面張力的能力)皂類表面
6、活性劑降低表面張力的能力 降低表面張力的能力受其反離子的影響很大。降低表面張力的能力受其反離子的影響很大。 Na+K+NH4+N+H(C2H4OH)3N+H3(C2H4OH) 不不飽和酸鹽的表面活性一般比飽和酸鹽的大。飽和酸鹽的表面活性一般比飽和酸鹽的大。12 其碳鏈短些的、泡沫易于形成,如其碳鏈短些的、泡沫易于形成,如C10C10C12C12的脂的脂肪酸皂的泡沫粗大,但不穩(wěn)定;肪酸皂的泡沫粗大,但不穩(wěn)定; 碳鏈較長的脂肪酸皂,形成的泡沫細(xì)小持久,但碳鏈較長的脂肪酸皂,形成的泡沫細(xì)小持久,但不易生成;不易生成; 不飽和酸皂如油酸鈉起泡性能差,且泡沫不持久,不飽和酸皂如油酸鈉起泡性能差,且泡沫不
7、持久,松香酸皂的起泡性也差,但加入碳酸鈉后,起泡性大松香酸皂的起泡性也差,但加入碳酸鈉后,起泡性大為增加;為增加;(3)皂類表面活性劑的發(fā)泡性能與乳化性能)皂類表面活性劑的發(fā)泡性能與乳化性能堿金屬皂的泡沫性能較好。堿金屬皂的泡沫性能較好。13p低分子環(huán)烷酸皂,泡沫大,而不持久;高分子環(huán)烷低分子環(huán)烷酸皂,泡沫大,而不持久;高分子環(huán)烷酸皂泡沫小而持久。酸皂泡沫小而持久。p重金屬皂重金屬皂( (如鋁皂如鋁皂) )常用作消泡劑。常用作消泡劑。 皂類的乳化性能:皂類的乳化性能: 堿金屬皂易將油堿金屬皂易將油- -水乳化為水乳化為O/WO/W型乳狀液;而堿土金型乳狀液;而堿土金屬皂屬皂( (包括重金屬皂包
8、括重金屬皂) )易形成易形成W/OW/O型乳狀液。型乳狀液。14C16C16C18C18的飽和酸皂在的飽和酸皂在80809090時的去時的去污性能最好;污性能最好;不飽和酸皂如油酸皂在不飽和酸皂如油酸皂在20205050時的去時的去污力最大;污力最大;肥皂在軟水中與其它表面活性劑幾乎有相肥皂在軟水中與其它表面活性劑幾乎有相同的去污力,水的硬度增大,去污力變差。同的去污力,水的硬度增大,去污力變差。(4 4)皂類表面活性劑的去污力)皂類表面活性劑的去污力15 由于它與硬水中的由于它與硬水中的Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+離子反應(yīng)生成離子反應(yīng)生成不溶于水,且失去洗滌能力的鈣、鎂皂。不溶于水,且
9、失去洗滌能力的鈣、鎂皂。肥皂在硬水中去污力下降的主要原因肥皂在硬水中去污力下降的主要原因: 這是因為肥皂在酸性溶液中易使其脂肪酸游離這是因為肥皂在酸性溶液中易使其脂肪酸游離析出,結(jié)果使肥皂失去表面活性。但是,肥皂的生物析出,結(jié)果使肥皂失去表面活性。但是,肥皂的生物降解性是非常好的。降解性是非常好的。 肥皂不宜在酸性環(huán)境中使用的原因:肥皂不宜在酸性環(huán)境中使用的原因:16 硬脂酸的鈣、鋇、鎂及鋁皂也是很好的金屬防銹油添加劑。3 3)皂類表面活性劑的用途)皂類表面活性劑的用途羧酸鹽型表面活性劑早己應(yīng)用于各個領(lǐng)域:羧酸鹽型表面活性劑早己應(yīng)用于各個領(lǐng)域: 硬脂酸鈉皂、鉀皂早已用作洗滌劑、起泡劑、乳化劑以
10、及潤濕劑等。Example1:Example2: 脂肪酸的三乙醇胺皂,常用在非水溶劑中作乳化劑。 Example3:17羧酸鹽表面活性劑羧酸鹽表面活性劑,能使油層和地層水的界面張力達(dá),能使油層和地層水的界面張力達(dá)到到10-3 mN/m10-3 mN/m10-4mN/m10-4mN/m,可以用作提高原油采收率,可以用作提高原油采收率的驅(qū)油劑、降粘劑。的驅(qū)油劑、降粘劑。松香酸鈉、環(huán)烷酸鈉、硬脂酸鈉以及油酸鈉松香酸鈉、環(huán)烷酸鈉、硬脂酸鈉以及油酸鈉可用作可用作Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+離子含量高的出水油井封堵劑,而離子含量高的出水油井封堵劑,而山芋酸山芋酸鉀鉀則可用于則可用于Na+Na+離子含
11、量高的出水油井選擇性堵水;離子含量高的出水油井選擇性堵水;重金屬皂重金屬皂如鋁皂可用如鋁皂可用泥漿消泡劑和泥漿消泡劑和W/OW/O乳化劑。妥爾乳化劑。妥爾油堿土金屬皂也可用作配制油堿土金屬皂也可用作配制W/OW/O型乳化泥漿,型乳化泥漿,脂肪酸皂和環(huán)烷酸皂也曾用作原油破乳等方面。脂肪酸皂和環(huán)烷酸皂也曾用作原油破乳等方面。 在石油工業(yè)中的應(yīng)用在石油工業(yè)中的應(yīng)用18通過脂肪酰氯與肌氨酸反應(yīng)得到的表面活性劑,商品名為“medialan”。 美國DOW公司以商品名“Hamposyl”生產(chǎn); 德國Hoechat公司以商品名“medialan”生產(chǎn); AlbrightWilson公司于1999年開始以商品
12、名“Empigen RSLA”生產(chǎn)。2.2.疏水基通過中間鍵與羧基連接的表面活性劑疏水基通過中間鍵與羧基連接的表面活性劑1 1)梅迪蘭)梅迪蘭19RCOCl + HN CH2COOHCH3NaOHRC NO CH3CH2COONa 主要主要采用采用Schotten-BaumanaSchotten-Baumana縮合法路線,多采用氫縮合法路線,多采用氫氧化鈉做縛酸劑,水或水氧化鈉做縛酸劑,水或水- -丙酮做溶劑丙酮做溶劑 (1 1)梅迪蘭的合成)梅迪蘭的合成20 d.具有低毒、低刺激性和生物降解性好等特點(diǎn);(2 2)梅迪蘭的性質(zhì)和用途)梅迪蘭的性質(zhì)和用途a.梅迪蘭具有洗滌、分散、乳化、滲透、增溶
13、等特性;b.具有抗菌殺菌性和抗蝕、抗靜電能力;c.配伍性好,能與陽離子表面活性劑形成透明溶液,不產(chǎn)生對抗性沉淀,且保留了陽離子表面活性劑的特性;e.應(yīng)用應(yīng)用:洗滌劑、化妝品、食品飲料、金屬加工、石油開采、礦物浮選、農(nóng)藥調(diào)配和生物醫(yī)藥等十多個行業(yè)中21C17H33CClO+H( N )RCHRnONaC060堿性C17H33CO( N )RCHRnONa油酰氯多縮氨基酸鈉lamepon 用用油酰氯與水解蛋白油酰氯與水解蛋白( (多肽多肽) )縮合縮合所得產(chǎn)品,其商所得產(chǎn)品,其商品名稱品名稱1amepon A(1amepon A(雷米幫雷米幫A A,又名,又名613613洗滌劑洗滌劑2)2)雷米幫
14、(雷米幫(1amepon1amepon)22第一步第一步 用三氯化磷對油酸進(jìn)行?;磻?yīng)。用三氯化磷對油酸進(jìn)行?;磻?yīng)。 3C17H35COOH + PCl3 3C17H35COCl第二步第二步將氨基酸與油酰氯通過縮合反應(yīng)而合成油酰氨基將氨基酸與油酰氯通過縮合反應(yīng)而合成油酰氨基酸鈉:酸鈉: 3C17H35COCl + H2NR1(CONHR2)xCOOH + 2NaOH 3C17H35CONHR1(CONHR2)xCOONa(1 1)雷米幫的合成)雷米幫的合成23.性質(zhì)性質(zhì):這種表面活性劑在堿性和中性溶液中穩(wěn)定,這種表面活性劑在堿性和中性溶液中穩(wěn)定,pH5pH5時則時則有沉淀析出。有沉淀析出。雷
15、米幫雷米幫A A乳化能力強(qiáng),每乳化能力強(qiáng),每2222份雷米幫份雷米幫A A可乳化可乳化10001000份植份植物油,是良好的乳化劑。物油,是良好的乳化劑。它在堿性介質(zhì)中有優(yōu)良的去污力和良好的鈣分散力。它在堿性介質(zhì)中有優(yōu)良的去污力和良好的鈣分散力。它的吸濕性強(qiáng),不適合制成粉狀產(chǎn)品,通常是黃褐色它的吸濕性強(qiáng),不適合制成粉狀產(chǎn)品,通常是黃褐色的粘稠液體,活性物含量在的粘稠液體,活性物含量在32324040。(2 2)雷米幫的性質(zhì)與用途)雷米幫的性質(zhì)與用途24用途用途 該產(chǎn)品多用于毛紡、絲綢、合成纖維的印染工業(yè),作該產(chǎn)品多用于毛紡、絲綢、合成纖維的印染工業(yè),作為為洗滌劑、乳化劑、擴(kuò)散劑洗滌劑、乳化劑、
16、擴(kuò)散劑等。等。 也可以用于制革業(yè)作制革也可以用于制革業(yè)作制革脫脂劑脫脂劑。 也可用于工業(yè)清洗作金屬表面也可用于工業(yè)清洗作金屬表面去油劑去油劑。 以毛、發(fā)為原料制成的產(chǎn)品其多肽部分與頭發(fā)的蛋白以毛、發(fā)為原料制成的產(chǎn)品其多肽部分與頭發(fā)的蛋白質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)相似,適合作質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)相似,適合作洗發(fā)護(hù)發(fā)香波洗發(fā)護(hù)發(fā)香波。 也很適合洗滌蛋白質(zhì)類纖維如毛絲織品,洗后柔軟有也很適合洗滌蛋白質(zhì)類纖維如毛絲織品,洗后柔軟有光澤并富于彈性光澤并富于彈性252.1.22.1.2磺酸鹽型磺酸鹽型1.烷基苯磺酸鹽表面活性劑2.烷基磺酸鹽3.a-烯基磺酸鹽4.石油磺酸鹽分類:分類:26 l其原料主要來自石油。其原料主要來自石油。
17、l烷基苯磺酸鹽作為陰離子表面活性劑,在表面活烷基苯磺酸鹽作為陰離子表面活性劑,在表面活性劑中是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一類。性劑中是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一類。l它是通過烷基苯的磺化制成烷基苯磺酸,再由堿它是通過烷基苯的磺化制成烷基苯磺酸,再由堿中和而制得。中和而制得。1)烷基苯磺酸鹽表面活性劑的合成烷基苯磺酸鹽表面活性劑的合成1.1.烷基苯磺酸鹽表面活性劑(烷基苯磺酸鹽表面活性劑(ABSABS,LASLAS)27(1)磺化)磺化 R-ArH + H2SO4R-ArSO3H + H2O R-ArH + SO3R-ArSO3H 式中式中R-和和-ArH分別表示烷基和芳烴分別表示烷基和芳烴用硫酸磺化是可
18、逆反應(yīng),酸液利用率低、磺化效用硫酸磺化是可逆反應(yīng),酸液利用率低、磺化效率不高;率不高;而而SO3磺化是以化學(xué)計量與烷基芳烴反應(yīng),無廢磺化是以化學(xué)計量與烷基芳烴反應(yīng),無廢酸生成,利用率高,加之酸生成,利用率高,加之SOSO3 3來源豐富成本較低。來源豐富成本較低。 28(2 2)中和)中和 除用除用NaOH中和烷基芳基磺酸外。還可以根據(jù)不中和烷基芳基磺酸外。還可以根據(jù)不同的同的用途用途改用氨改用氨(或胺或胺)、或、或Ca(OH)2、Ba(OH)2中和中和生成相應(yīng)的烷基芳基磺酸鹽生成相應(yīng)的烷基芳基磺酸鹽。R-ArSO3H + NaOHR-ArSO3Na + H2O29在硬水中不與鈣、鎂離子形成沉淀
19、,其去污力強(qiáng),在硬水中不與鈣、鎂離子形成沉淀,其去污力強(qiáng),泡沫力和泡沫穩(wěn)定性好泡沫力和泡沫穩(wěn)定性好在酸、堿和某些氧化物(次氯酸鈉、過氧化物等)在酸、堿和某些氧化物(次氯酸鈉、過氧化物等)溶液中穩(wěn)定性好溶液中穩(wěn)定性好作為洗滌劑配方中的表面活性劑易噴霧干燥成型,作為洗滌劑配方中的表面活性劑易噴霧干燥成型,是優(yōu)良的洗滌劑和泡沫劑是優(yōu)良的洗滌劑和泡沫劑2)2)烷基苯磺酸鹽表面活性劑的性能烷基苯磺酸鹽表面活性劑的性能30烷基苯磺酸鈉鹽是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)烷基苯磺酸鈉鹽是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)表面活性劑表面活性劑和家用高泡洗滌劑;和家用高泡洗滌劑;三乙醇胺鹽常用于液體三乙醇胺鹽常用于液體洗滌劑和化妝品洗滌劑和化妝
20、品中,一些中,一些胺鹽則由于其油溶性而用于干洗過程。胺鹽則由于其油溶性而用于干洗過程。另外,還用與三次采油中作為另外,還用與三次采油中作為乳化劑,發(fā)泡劑和乳化劑,發(fā)泡劑和高效驅(qū)油劑。高效驅(qū)油劑。 3 3)烷基苯磺酸鹽表面活性劑的用途)烷基苯磺酸鹽表面活性劑的用途31 烷基磺酸鹽通式為烷基磺酸鹽通式為RSO3M,R R為為C3C3C20C20的烷基。的烷基。 烷基鏈長平均碳數(shù)為烷基鏈長平均碳數(shù)為C15C15C16C16為宜。為宜。 其中其中M M為金屬,可為堿金屬或堿土金屬。為金屬,可為堿金屬或堿土金屬。 作為民用合成洗滌劑的表面活性物其金屬離子均為作為民用合成洗滌劑的表面活性物其金屬離子均為N
21、a+Na+。2.2.烷基磺酸鹽烷基磺酸鹽32主要生產(chǎn)方法:主要生產(chǎn)方法:磺氯化法、磺氧化法磺氯化法、磺氧化法1 1)烷基磺酸鹽表面活性劑的合成)烷基磺酸鹽表面活性劑的合成 在德國首先實(shí)現(xiàn)的,在特殊反應(yīng)器中于紫外線照射下烷烴經(jīng)氯磺化反應(yīng)制得。33磺氧化法磺氧化法二氧化硫和氧與烷烴反應(yīng)制取烷基磺酸鹽二氧化硫和氧與烷烴反應(yīng)制取烷基磺酸鹽本法不需要氯氣,副產(chǎn)物少,可以簡化純化工藝,本法不需要氯氣,副產(chǎn)物少,可以簡化純化工藝,降低成本。降低成本。34 2 2)烷基磺酸鹽表面活性劑的性能)烷基磺酸鹽表面活性劑的性能烷基磺酸鹽的表面活性與烷基苯磺酸鈉接近烷基磺酸鹽的表面活性與烷基苯磺酸鈉接近在堿、弱酸及水中
22、有良好的穩(wěn)定性,耐硬水在堿、弱酸及水中有良好的穩(wěn)定性,耐硬水在硬水中仍具有良好的潤濕、乳化、分散、去在硬水中仍具有良好的潤濕、乳化、分散、去污等能力,生物降解性優(yōu)于污等能力,生物降解性優(yōu)于LASLAS,可作洗滌劑、,可作洗滌劑、乳化劑等。乳化劑等。 35烷基磺酸鹽具有較高的潤濕、起泡和乳化能力,去烷基磺酸鹽具有較高的潤濕、起泡和乳化能力,去污作用也較強(qiáng)。污作用也較強(qiáng)。制成合成洗滌劑,其性質(zhì)與烷基苯磺酸鹽洗滌劑性制成合成洗滌劑,其性質(zhì)與烷基苯磺酸鹽洗滌劑性質(zhì)相似,但它的毒性較低,對皮膚的刺激性也較低,質(zhì)相似,但它的毒性較低,對皮膚的刺激性也較低,而且生物降解速率高。而且生物降解速率高。烷基磺酸鹽
23、還常應(yīng)用于石油、紡織、合成橡膠等領(lǐng)烷基磺酸鹽還常應(yīng)用于石油、紡織、合成橡膠等領(lǐng)域。域。3 3)烷基磺酸鹽表面活性劑的用途)烷基磺酸鹽表面活性劑的用途36 盡管人們在烯基磺酸鹽的工藝、性質(zhì)、配方等方面作了不少盡管人們在烯基磺酸鹽的工藝、性質(zhì)、配方等方面作了不少研究開發(fā)工作,迄今為止其商業(yè)意義仍然有限,產(chǎn)量也不高。研究開發(fā)工作,迄今為止其商業(yè)意義仍然有限,產(chǎn)量也不高。 3.-3.-烯基磺酸鹽烯基磺酸鹽4.4.石油磺酸鹽石油磺酸鹽 石油磺酸是用三氧化硫、發(fā)煙硫酸磺化高沸點(diǎn)石油餾分而得,石油磺酸是用三氧化硫、發(fā)煙硫酸磺化高沸點(diǎn)石油餾分而得,中和后得到得石油磺酸鹽。石油磺酸鹽是各種磺酸鹽的混合物,中和后
24、得到得石油磺酸鹽。石油磺酸鹽是各種磺酸鹽的混合物,主要成分為復(fù)雜的烷基苯磺酸鹽和烷基萘磺酸鹽。其次則為脂肪主要成分為復(fù)雜的烷基苯磺酸鹽和烷基萘磺酸鹽。其次則為脂肪烴的磺酸鹽和環(huán)烴的磺酸鹽及其氧化物等,實(shí)際應(yīng)用的石油磺酸烴的磺酸鹽和環(huán)烴的磺酸鹽及其氧化物等,實(shí)際應(yīng)用的石油磺酸鹽大都為油溶性的,其平均相對分子質(zhì)量為鹽大都為油溶性的,其平均相對分子質(zhì)量為400400580580。37ROSO3M ,M為堿金屬,或為堿金屬,或NH4+或有機(jī)胺鹽?;蛴袡C(jī)胺鹽。2.1.32.1.3硫酸酯鹽類表面活性劑硫酸酯鹽類表面活性劑AS如二乙醇胺或三乙醇胺鹽,如二乙醇胺或三乙醇胺鹽,R R為為C C8 8C C181
25、8的烷基,的烷基,C C1212C C1414的通常是硫酸化最理想的醇。的通常是硫酸化最理想的醇。脂肪醇硫酸脂鹽的化學(xué)通式為脂肪醇硫酸脂鹽的化學(xué)通式為:38脂肪物硫酸酯鹽是脂肪物硫酸酯鹽是以脂肪醇、脂肪醇醚或脂肪酸單甘油以脂肪醇、脂肪醇醚或脂肪酸單甘油脂經(jīng)硫酸化脂經(jīng)硫酸化反應(yīng)然后用堿中和而制得反應(yīng)然后用堿中和而制得。 1.1.硫酸酯鹽類表面活性劑的合成硫酸酯鹽類表面活性劑的合成ROH + SO3(或(或H2SO4、H2SO4.nSO3) ROSO3HROH + ClSO3H ROSO3H + HClROSO3H + NaOH ROSO3NaROH + H2NSO3H ROSO3NH439這類表
26、面活性劑具有良好的發(fā)泡力和洗滌性能,在硬水這類表面活性劑具有良好的發(fā)泡力和洗滌性能,在硬水中穩(wěn)定,其水溶液呈中性或微堿性中穩(wěn)定,其水溶液呈中性或微堿性。它可以作為重垢棉織物洗滌劑;它可以作為重垢棉織物洗滌劑;用作輕垢液體洗滌劑,在配制餐具洗滌液、香波、用作輕垢液體洗滌劑,在配制餐具洗滌液、香波、地毯和室內(nèi)裝飾品清潔劑、硬表面清潔劑等洗滌制品地毯和室內(nèi)裝飾品清潔劑、硬表面清潔劑等洗滌制品時,硫酸酯鹽類表面活性劑是必不可少的組分之一;時,硫酸酯鹽類表面活性劑是必不可少的組分之一;此外還可以用作牙膏發(fā)泡劑、乳化劑、紡織劑及電此外還可以用作牙膏發(fā)泡劑、乳化劑、紡織劑及電鍍浴添加劑等。鍍浴添加劑等。2.
27、2.硫酸酯鹽類表面活性劑的性質(zhì)和用途硫酸酯鹽類表面活性劑的性質(zhì)和用途40特點(diǎn)特點(diǎn)磷酸是三元無機(jī)酸,與脂肪醇反應(yīng)可以生成磷酸單磷酸是三元無機(jī)酸,與脂肪醇反應(yīng)可以生成磷酸單 酯和磷酸雙酯。酯和磷酸雙酯。磷酸單酯和磷酸雙酯都是酸性磷酸酯,酸性磷酸酯磷酸單酯和磷酸雙酯都是酸性磷酸酯,酸性磷酸酯 不經(jīng)中和直接使用,不經(jīng)中和直接使用,pHpH值通常在值通常在1.51.52.52.5,接觸皮,接觸皮 膚有刺激性。膚有刺激性。在日用化學(xué)品中作為表面活性劑使用的是將酸性磷在日用化學(xué)品中作為表面活性劑使用的是將酸性磷 酸酯用適當(dāng)?shù)膲A中和的磷酸酯鹽類。酸酯用適當(dāng)?shù)膲A中和的磷酸酯鹽類。正構(gòu)脂肪醇的磷酸脂鹽平滑性好,支
28、鏈脂肪醇磷酸正構(gòu)脂肪醇的磷酸脂鹽平滑性好,支鏈脂肪醇磷酸 酯鹽的滲透性好。酯鹽的滲透性好。2.1.42.1.4磷酸酯類表面活性劑磷酸酯類表面活性劑413ROH+ P2O5ROPOHOOHROPOROOH+單酯雙酯l 由高級醇或聚氧乙烯化的高級醇與磷酸化劑反應(yīng),然后用堿由高級醇或聚氧乙烯化的高級醇與磷酸化劑反應(yīng),然后用堿中和而得。中和而得。l 常用的磷酸化劑有五氧化二磷、聚磷酸、氧化三氯化磷、三常用的磷酸化劑有五氧化二磷、聚磷酸、氧化三氯化磷、三氯化磷等,但主要是五氧化二磷和聚磷酸。氯化磷等,但主要是五氧化二磷和聚磷酸。l 常用的堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、單乙醇胺、二乙醇胺常用的堿是氫氧化鈉、
29、氫氧化鉀、氨、單乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺和三乙醇胺。1.1.磷酸酯類表面活性劑的合成磷酸酯類表面活性劑的合成42酸性酯溶解度很低,中和后溶解度明顯增加;酸性酯溶解度很低,中和后溶解度明顯增加;隨憎水基鏈長增加溶解度下降,引入烷基醚可增加隨憎水基鏈長增加溶解度下降,引入烷基醚可增加其溶解度;其溶解度;單酯的溶解度大于雙酯;單酯二鈉鹽的溶解度與相單酯的溶解度大于雙酯;單酯二鈉鹽的溶解度與相同碳鏈的脂肪醇硫酸鹽相似。同碳鏈的脂肪醇硫酸鹽相似。2.2.磷酸酯類表面活性劑的性質(zhì)磷酸酯類表面活性劑的性質(zhì) 磷酸酯的溶解度磷酸酯的溶解度43單酯比雙酯高,正構(gòu)碳鏈的磷酸酯高于異構(gòu)碳鏈的磷酸酯,并隨烷基碳鏈的增
30、加其表面張力下降。磷酸酯的表面張力磷酸酯的表面張力以短鏈有為好,單烷基磷酸酯優(yōu)于雙酯。作用抗靜電作用抗靜電磷酸酯具有較好的生物降解性。生物降解生物降解44在紡織工業(yè)中:在紡織工業(yè)中:用于配制合成纖維油劑,用作染色助劑、乳化劑、用于配制合成纖維油劑,用作染色助劑、乳化劑、 抗靜電劑??轨o電劑。在金屬加工中在金屬加工中:用于配制金屬切削油、拔絲油、壓延油劑,可配成用于配制金屬切削油、拔絲油、壓延油劑,可配成 油溶性的和水溶性的乳液。油溶性的和水溶性的乳液。在化妝品工業(yè)中在化妝品工業(yè)中: :用于生產(chǎn)護(hù)膚品,用作噴發(fā)器噴嘴堵塞防止劑用于生產(chǎn)護(hù)膚品,用作噴發(fā)器噴嘴堵塞防止劑. .在洗滌工業(yè)中在洗滌工業(yè)中
31、: :用于制造各種洗滌劑,特別由于它易溶于有機(jī)溶用于制造各種洗滌劑,特別由于它易溶于有機(jī)溶 劑,故可與溶劑配合,用作干洗洗滌劑。劑,故可與溶劑配合,用作干洗洗滌劑。在農(nóng)藥工業(yè)中在農(nóng)藥工業(yè)中: :用作農(nóng)藥乳化劑、肥料乳化劑。在造紙工業(yè)中,可用作農(nóng)藥乳化劑、肥料乳化劑。在造紙工業(yè)中,可 用作廢紙脫墨劑、涂料紙的涂層液的分散穩(wěn)定劑。用作廢紙脫墨劑、涂料紙的涂層液的分散穩(wěn)定劑。 在化學(xué)工業(yè)中,用作乳液聚合用乳化劑。短烷基鏈在化學(xué)工業(yè)中,用作乳液聚合用乳化劑。短烷基鏈 產(chǎn)品可作助溶劑。產(chǎn)品可作助溶劑。3.3.磷酸酯類表面活性劑的應(yīng)用磷酸酯類表面活性劑的應(yīng)用45 在水中離解出表面活性正離子,稱之為在水中離
32、解出表面活性正離子,稱之為“逆性皂逆性皂”。2.22.2陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑在通常情況下,不適于作洗滌劑,但它廣泛用于殺在通常情況下,不適于作洗滌劑,但它廣泛用于殺菌、防粘土膨脹、破乳、緩蝕以及礦物浮選等。菌、防粘土膨脹、破乳、緩蝕以及礦物浮選等。46C12H25NCH3CH3CH3 ClC12H25NCH3CH3CH3+Cl- 這類表面活性劑通常是那些具有表面活性的含氮化這類表面活性劑通常是那些具有表面活性的含氮化合物,即有機(jī)胺衍生出來的鹽類,它們在水中能解離出合物,即有機(jī)胺衍生出來的鹽類,它們在水中能解離出表面活性陽離子。表面活性陽離子。2.2.12.2.1陽離子表面活性劑的特
33、點(diǎn)陽離子表面活性劑的特點(diǎn)47開鏈的陽離子表面活性劑開鏈的陽離子表面活性劑雜環(huán)陽離子表面活性劑雜環(huán)陽離子表面活性劑中間基鍵連接的陽離子表面活性劑等。中間基鍵連接的陽離子表面活性劑等。2.2.22.2.2陽離子表面活性劑的分類:陽離子表面活性劑的分類:陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑按鏈結(jié)構(gòu)按鏈結(jié)構(gòu)分為分為:48 胺鹽為伯胺、仲胺或叔胺與酸的反應(yīng)物,胺鹽為伯胺、仲胺或叔胺與酸的反應(yīng)物, 1.1.開鏈的陽離子表面活性劑開鏈的陽離子表面活性劑1 1)胺鹽類)胺鹽類RNH2HXRNH2HX常見的胺鹽常見的胺鹽RNHRNH2 2HXHX(X=ClX=Cl、BrBr、I I、CHCH3 3COOCOO、NO
34、NO3 3等)等)49(1 1)胺鹽類表面活性劑的合成)胺鹽類表面活性劑的合成2H催化劑RCOOH + NH3 RCONH2 RCN RCH2NH2RCH2NH2 + HCl RNH2HCl第一步:脂肪胺的制備第一步:脂肪胺的制備第二步:中和第二步:中和50 用途:用途:簡單有機(jī)胺的鹽酸鹽或醋酸鹽可在酸性條簡單有機(jī)胺的鹽酸鹽或醋酸鹽可在酸性條件中用作乳化、分散、潤濕劑,也常用作浮選劑件中用作乳化、分散、潤濕劑,也常用作浮選劑以及顏料粉末表面的憎水劑。以及顏料粉末表面的憎水劑。(2 2)胺鹽類表面活性劑的性質(zhì)與用途)胺鹽類表面活性劑的性質(zhì)與用途性質(zhì):性質(zhì):胺鹽是弱堿鹽。胺鹽是弱堿鹽。 在酸性條件
35、下具有表面活性,在酸性條件下具有表面活性, 在堿性條件下,胺游離出來而失去表面活性。在堿性條件下,胺游離出來而失去表面活性。51季銨鹽類表面活性劑:季銨鹽類表面活性劑:R-NR-N(CH(CH3 3) )3 3X X- -疏水基直接連在氮原子上的季銨鹽是結(jié)構(gòu)簡單,是應(yīng)疏水基直接連在氮原子上的季銨鹽是結(jié)構(gòu)簡單,是應(yīng)用最廣泛的一類陽離子表面活性劑。用最廣泛的一類陽離子表面活性劑。根據(jù)結(jié)構(gòu)分為根據(jù)結(jié)構(gòu)分為:烷基季胺鹽(單烷基和雙烷基胺鹽):烷基季胺鹽(單烷基和雙烷基胺鹽)和醇醚季胺鹽。和醇醚季胺鹽。2 2)季銨鹽類表面活性劑)季銨鹽類表面活性劑52C12H25NCH3CH3+CH2Cl401000C
36、)(C12H25NCH2CH3CH3+Cl-(潔爾滅)制備烷基季胺鹽制備烷基季胺鹽 (1 1)季銨鹽類表面活性劑的合成)季銨鹽類表面活性劑的合成 以鹵代烴、甲醇、氯化芐或以硫酸二酯對叔胺以鹵代烴、甲醇、氯化芐或以硫酸二酯對叔胺進(jìn)行烷基化反應(yīng)可制得相應(yīng)的季銨鹽。進(jìn)行烷基化反應(yīng)可制得相應(yīng)的季銨鹽。53季銨鹽與胺鹽不同,不受季銨鹽與胺鹽不同,不受pHpH變化的影響,不論酸性、變化的影響,不論酸性、中性或堿性介質(zhì),季銨離子都無變化。中性或堿性介質(zhì),季銨離子都無變化。季銨鹽溶液有很強(qiáng)的殺菌能力,因此常用作消毒、殺季銨鹽溶液有很強(qiáng)的殺菌能力,因此常用作消毒、殺菌。菌。具有良好的吸附性,乳化和增稠效果明顯,
37、因而被各具有良好的吸附性,乳化和增稠效果明顯,因而被各個工業(yè)部門廣泛重視。個工業(yè)部門廣泛重視。季銨鹽類表面活性劑都含有一個離子化的氮原子是其季銨鹽類表面活性劑都含有一個離子化的氮原子是其重要標(biāo)志,被廣泛用作織物調(diào)理劑、衣料柔軟劑、殺重要標(biāo)志,被廣泛用作織物調(diào)理劑、衣料柔軟劑、殺劑、植物生長促進(jìn)劑等。劑、植物生長促進(jìn)劑等。(2 2)季銨鹽類表面活性劑的性質(zhì)和用途)季銨鹽類表面活性劑的性質(zhì)和用途54RX + N120-1500C( )RN+X-RX + N120-1500C( )RN+X-CH3CH31 1)吡啶鹽)吡啶鹽鹵代烷與吡啶或甲基吡啶反應(yīng),生成類似季銨鹽的烷基吡啶鹵化鹵代烷與吡啶或甲基吡
38、啶反應(yīng),生成類似季銨鹽的烷基吡啶鹵化物。物。 十六烷基吡啶氯化物或溴化物,是很早就使用的直接染料固色十六烷基吡啶氯化物或溴化物,是很早就使用的直接染料固色劑。十二烷基吡啶溴化物易溶于水,可作殺菌劑。劑。十二烷基吡啶溴化物易溶于水,可作殺菌劑。2.2.雜環(huán)季胺鹽陽離子表面活性劑雜環(huán)季胺鹽陽離子表面活性劑55RNH2 +ClCH2CH2ClCH2CH2ORNORNO + C2H5ClRNOC2H5+Cl-用長鏈伯胺和雙用長鏈伯胺和雙(2-(2-氯乙基氯乙基) )醚反應(yīng)生成醚反應(yīng)生成N-N-烷基嗎啉;烷基嗎啉;2 2)嗎啉鹽)嗎啉鹽N-N-烷基嗎啉同低碳氯代烷進(jìn)行烷基化反應(yīng)烷基嗎啉同低碳氯代烷進(jìn)行烷
39、基化反應(yīng)。56RCOOH +NH2CH2CH2NHCH2CH2OH-H2ORCONHCH2CH2NHCH2CH2OH或 RCONCH2CH2OHCH2CH2OH-H2O+H2OR CNCH2NCH2CH2OHCH2由脂肪酸及其酯和多元胺的脫水縮合、閉環(huán)合成由脂肪酸及其酯和多元胺的脫水縮合、閉環(huán)合成高碳烷基咪唑啉。例如:高碳烷基咪唑啉。例如:3 3)咪唑啉)咪唑啉57R CNCH2NCH2CH2OHCH2+ RXR CNCH2CH2NCH2CH2OHR+X- 咪唑啉型陽離子表面活性劑主要用于纖維柔軟劑、咪唑啉型陽離子表面活性劑主要用于纖維柔軟劑、抗靜電劑、防銹傷害。抗靜電劑、防銹傷害。烷基化58
40、定義:定義:兩性表面活性劑兩性表面活性劑(Amphoteric Surfactants)(Amphoteric Surfactants)是是指同時攜帶正負(fù)兩種離子電荷的表面活性劑,即它指同時攜帶正負(fù)兩種離子電荷的表面活性劑,即它的表面活性離子的親水基即具有陰離子部分又具有的表面活性離子的親水基即具有陰離子部分又具有陽離子部分。陽離子部分。2.32.3兩性表面活性劑兩性表面活性劑特性:特性:毒性很低,生物降解性能好,具有優(yōu)良毒性很低,生物降解性能好,具有優(yōu)良的洗滌、乳化、緩蝕、殺菌以及抗靜電作用。的洗滌、乳化、緩蝕、殺菌以及抗靜電作用。59 這類表面活性劑在水溶液中解離出的表面活性這類表面活性劑
41、在水溶液中解離出的表面活性離子是一個既帶有陰離子又帶有陽離子的兩性離子,離子是一個既帶有陰離子又帶有陽離子的兩性離子,而且兩性離子隨著溶液而且兩性離子隨著溶液pHpH值的變化而變化。值的變化而變化。2.3.12.3.1兩性表面活性劑的特點(diǎn)兩性表面活性劑的特點(diǎn) 在強(qiáng)酸中在強(qiáng)酸中 等電點(diǎn)等電點(diǎn) 在強(qiáng)堿中在強(qiáng)堿中(顯陽離子性質(zhì))(顯陽離子性質(zhì)) (顯兩性)(顯兩性) (顯陰離子性質(zhì))(顯陰離子性質(zhì))601.1.咪唑啉型兩性表面活性劑咪唑啉型兩性表面活性劑2.2.甜菜堿型兩性表面活性劑甜菜堿型兩性表面活性劑3.3.氨基酸類表面活性劑氨基酸類表面活性劑4.4.卵磷脂卵磷脂2.3.22.3.2兩性表面活性
42、劑的分類兩性表面活性劑的分類61R C O O H +H2N C H2C H2N H C H2C H2O HH2OR C N HOC H2C H2N H C H2C H2O HH2ORCNC H2C H2NC H2C H2O H 咪唑啉表面活性劑的合成屬于咪唑啉表面活性劑的合成屬于熱聚反應(yīng),即由脂肪熱聚反應(yīng),即由脂肪酸、多胺進(jìn)行縮合反應(yīng),酸、多胺進(jìn)行縮合反應(yīng),反應(yīng)過程分為兩步:反應(yīng)過程分為兩步:脫水脫水和形成環(huán)狀咪唑啉:和形成環(huán)狀咪唑啉:1 1)咪唑啉型兩性表面活性劑的合成)咪唑啉型兩性表面活性劑的合成環(huán)狀咪唑啉必須經(jīng)過季氨烷基化,引入陰離子,才環(huán)狀咪唑啉必須經(jīng)過季氨烷基化,引入陰離子,才能生
43、成兩性咪唑啉。能生成兩性咪唑啉。62C H3(C H2)10C O O H +H2N C H2C H2N H C H2C H2O H2H2OC H3(C H2)10CNC H2C H2N C H2C H2O H( I ) ( I ) ClCH2COOHNaOHClCH2COOHNaOH2CH3(CH2)10CNCH2CH2N+CH2CH2OHCH2COO-CH3(CH2)10CNCH2CH2N+CH2CH2OCH2COOHCH2COO-( II )( III ) 羧基咪唑啉:引入羧基的反應(yīng)中,應(yīng)用最廣的烷基羧基咪唑啉:引入羧基的反應(yīng)中,應(yīng)用最廣的烷基化試劑是氯乙酸鈉:化試劑是氯乙酸鈉:63RC
44、NCH2CH2NH+ ClCH2CHCH2SO3NaOHRCNCH2CH2NHCH2CHCH2SO3-Na+OH 磺酸咪唑啉:咪唑啉與磺酸咪唑啉:咪唑啉與3-3-氯氯-2-2-羥基丙磺酸反應(yīng):羥基丙磺酸反應(yīng):磷酸咪唑啉:咪唑啉與磷酸酯氯化物反應(yīng)磷酸咪唑啉:咪唑啉與磷酸酯氯化物反應(yīng)RCNCH2CH2NCH2CH2OH+ClCH2CHCH2OPOONaOHOHOH-OPOONaOCH2CHCH2RCH2CH2NCH2CH2OHNC64具有極好的生物降解性能,而且能迅速完全地降解;對皮膚和眼睛的刺激性極小,對皮膚無過敏反應(yīng),發(fā)泡性和泡沫穩(wěn)定性很好;兩性咪唑啉與聚合陽離子表面活性劑和調(diào)理劑的兼容性好。
45、2 2)咪唑啉型兩性表面活性劑的性質(zhì))咪唑啉型兩性表面活性劑的性質(zhì)65兩性咪唑啉在硬水和軟水中均有良好的洗滌力、耐硬兩性咪唑啉在硬水和軟水中均有良好的洗滌力、耐硬水、耐電解質(zhì)、有鈣皂分散能力、具有良好的潤濕性、水、耐電解質(zhì)、有鈣皂分散能力、具有良好的潤濕性、乳化性能、對纖維織品行柔軟性能生物降解性良好,乳化性能、對纖維織品行柔軟性能生物降解性良好,依結(jié)構(gòu)不同可有高泡性或低泡性、對酸對堿均穩(wěn)定,依結(jié)構(gòu)不同可有高泡性或低泡性、對酸對堿均穩(wěn)定,在廣泛的在廣泛的pHpH范圍內(nèi)能與多種清洗劑組分相容,因而兩范圍內(nèi)能與多種清洗劑組分相容,因而兩性咪唑啉表面活性劑在清洗劑配方中有廣泛的應(yīng)用。性咪唑啉表面活性
46、劑在清洗劑配方中有廣泛的應(yīng)用。特別是與非離子表面活性劑復(fù)配,可配制對合成纖維特別是與非離子表面活性劑復(fù)配,可配制對合成纖維油性污垢有良好去除力的洗滌劑,也可以配制干洗劑,油性污垢有良好去除力的洗滌劑,也可以配制干洗劑,洗滌呢絨、羊毛等高級衣物。咪唑啉也可用于配制鋼、洗滌呢絨、羊毛等高級衣物。咪唑啉也可用于配制鋼、鋁、鋅等金屬表面清洗劑。鋁、鋅等金屬表面清洗劑。3 3)咪唑啉型兩性表面活性劑的用途)咪唑啉型兩性表面活性劑的用途66具有較長烷基鏈的兩性咪唑啉衍生物可用于柔軟劑,具有較長烷基鏈的兩性咪唑啉衍生物可用于柔軟劑,改善纖維手感,它還具有潤滑性,抗靜電性能,可改善纖維手感,它還具有潤滑性,抗
47、靜電性能,可作纖維柔軟劑和紡織工藝助劑及抗靜電劑,應(yīng)用于作纖維柔軟劑和紡織工藝助劑及抗靜電劑,應(yīng)用于多種工業(yè)領(lǐng)域。多種工業(yè)領(lǐng)域。此外,人們還在不斷開發(fā)兩性咪唑啉在金屬拋光、此外,人們還在不斷開發(fā)兩性咪唑啉在金屬拋光、潤滑清洗、電鍍、涂敷、防腐蝕及金屬加工等方面潤滑清洗、電鍍、涂敷、防腐蝕及金屬加工等方面的應(yīng)用,另外,咪唑啉型還應(yīng)用在石油工業(yè)、冶金的應(yīng)用,另外,咪唑啉型還應(yīng)用在石油工業(yè)、冶金工業(yè)、煤炭工業(yè)等作為金屬緩蝕劑、清洗劑以及破工業(yè)、煤炭工業(yè)等作為金屬緩蝕劑、清洗劑以及破乳劑等使用。乳劑等使用。3 3)咪唑啉型兩性表面活性劑的用途)咪唑啉型兩性表面活性劑的用途672.2.甜菜堿型兩性表面活
48、性劑甜菜堿型兩性表面活性劑羧酸甜菜堿羧酸甜菜堿 磺酸甜菜堿磺酸甜菜堿硫酸甜菜堿硫酸甜菜堿68RN(CH3)3 + ClCH2COONa H2O60-80 0CR N+CH2COO-CH3CH3+NaCl采用烷基二甲基叔胺與鹵代乙酸鹽反應(yīng)制得:采用烷基二甲基叔胺與鹵代乙酸鹽反應(yīng)制得:2.2.甜菜堿型兩性表面活性劑甜菜堿型兩性表面活性劑羧酸甜菜堿羧酸甜菜堿 69R N+ C H2C H2S O3-C H3C H3R NC H3C H3+C H2C H2C H2R N C H2C H2C H2SO3-C H3C H3+OSO2磺酸甜菜堿:最典型的磺化甜菜堿為:磺酸甜菜堿:最典型的磺化甜菜堿為:它可由
49、叔胺與磺化丙烷來合成:它可由叔胺與磺化丙烷來合成:70RNCH3CH3+ClCH2CH=CH2 RNCH2CH=CH2Cl-CH3CH3+ RNCH2CH=CH2Cl-CH3CH3+NaHSO3RNCH3CH2CH2CH2SO3-CH3+ NaCl由于磺化丙烷的治癌作用,現(xiàn)常用氯代丙烯由于磺化丙烷的治癌作用,現(xiàn)常用氯代丙烯與叔胺反應(yīng),再用亞硫酸氫鈉引入磺酸基。與叔胺反應(yīng),再用亞硫酸氫鈉引入磺酸基。712 2)甜菜堿型兩性表面活性劑的性質(zhì))甜菜堿型兩性表面活性劑的性質(zhì)羧基離子的甜菜堿與強(qiáng)酸形成外部鹽,這些鹽可用作為分離或凈化手段;磺酸甜菜堿的外部鹽不能形成,磺酸甜菜堿在堿性溶液中沉淀,在酸性范圍
50、通常具有良好的水溶性;羧基甜菜堿和磺基甜菜堿二者在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中均具有良好的溶解性,對硬水不敏感。72表面活性甜菜堿也不象外部的季銨鹽一樣,它們與陰離子表面活性劑有兼容性。 表面活性甜菜堿在堿溶液中不顯示陰離子表面活性劑的特性,在它們的等電區(qū)域其在水中的溶解度也沒有顯著降低。甜菜堿通常亦廣泛的pH范圍內(nèi)有優(yōu)異的水溶性。73羧基、磺基、硫酸酯基甜菜堿均可作為紡織業(yè)的羧基、磺基、硫酸酯基甜菜堿均可作為紡織業(yè)的染染色、均染、潤濕工藝助劑。色、均染、潤濕工藝助劑。甜菜堿表面活性劑可以作抗靜電劑和柔軟劑。 3 3)甜菜堿型兩性表面活性劑的應(yīng)用)甜菜堿型兩性表面活性劑的應(yīng)用a紡織助劑紡織助劑例如:甜菜堿表
51、面活性劑對聚丙烯纖維、尼龍等有足夠的抗靜電效果。羧烷基甜菜堿可以摻和到聚合物中,降低靜電荷。74具有高碳烷基或酰胺烷基的磺基甜菜堿在硬水中防止具有高碳烷基或酰胺烷基的磺基甜菜堿在硬水中防止皂沉淀,可作鈣皂皂沉淀,可作鈣皂分散劑分散劑?;腔鸩藟A與陰離子表面活性劑復(fù)配具有良好的泡沫磺基甜菜堿與陰離子表面活性劑復(fù)配具有良好的泡沫性、潤濕性和清洗性能。性、潤濕性和清洗性能。洗發(fā)香波和其它個人盥洗用品洗發(fā)香波和其它個人盥洗用品,具有對皮膚的溫和效,具有對皮膚的溫和效應(yīng)并顯示良好的頭發(fā)調(diào)理性質(zhì)。應(yīng)并顯示良好的頭發(fā)調(diào)理性質(zhì)。兩性甜菜堿表面活性劑還可以和聚合物混合復(fù)配用于兩性甜菜堿表面活性劑還可以和聚合物混
52、合復(fù)配用于催化載體制備的模板劑。催化載體制備的模板劑。B洗滌助劑洗滌助劑C新材料制備新材料制備75分子結(jié)構(gòu)中同時帶有氨基和羧基(或磺酸基、硫酸基分子結(jié)構(gòu)中同時帶有氨基和羧基(或磺酸基、硫酸基等),其親水基陽離子的正電荷是通過氨基攜帶的,其等),其親水基陽離子的正電荷是通過氨基攜帶的,其陰離子的負(fù)電荷可以通過羧基、磺酸基、硫酸基等來攜陰離子的負(fù)電荷可以通過羧基、磺酸基、硫酸基等來攜帶。帶。氨基羧酸型中以氨基羧酸型中以-氨基乙酸型和氨基乙酸型和-氨基丙酸型為主,氨基丙酸型為主,特別是特別是-氨基丙酸類是重要的商品表面活性劑。氨基丙酸類是重要的商品表面活性劑。 3.3.氨基酸類表面活性劑氨基酸類表面
53、活性劑76(1 1)丙烯酸甲酯法)丙烯酸甲酯法 采用等摩爾的十二烷胺和丙烯酸甲酯反應(yīng),然后再用采用等摩爾的十二烷胺和丙烯酸甲酯反應(yīng),然后再用等摩爾的氫氧化鈉水解,即可制得等摩爾的氫氧化鈉水解,即可制得N-N-十二烷基十二烷基-氨基氨基丙酸鈉:丙酸鈉: 1 1)氨基羧酸類表面活性劑的合成)氨基羧酸類表面活性劑的合成合成方法:合成方法:丙烯酸甲酯法、丙烯酸法,丙內(nèi)酯法等。丙烯酸甲酯法、丙烯酸法,丙內(nèi)酯法等。C12H25NH2 + CH2=CHC OCH3O25-30 0CC12H25NCH2CH2COCH3NaOHC12H25NCH2CH2CONa + CH3OHOO77C12H25N H2+C
54、l C H2COO N a + N aC lC12H25N H C H2COO N a+ N aC l +H2O用丙烯腈代替丙烯酸甲酯,成本可以降低。用丙烯腈代替丙烯酸甲酯,成本可以降低。(3 3)氯乙酸鈉法)氯乙酸鈉法C12H25NH2 + CH2=CHCNC12H25NHCH2CH2CNNaOH水解C12H25NHCH2CH2CONa + NH3O(2 2)丙烯腈法)丙烯腈法78c.N-c.N-烷基氨丙基磺酸鹽與烷基氨丙基磺酸鹽與1 1,3-3-丙撐基亞磺酸內(nèi)酯丙撐基亞磺酸內(nèi)酯2)2)氨基磺酸系的合成氨基磺酸系的合成RNH2 + BrCH2CH2SO3NaRNH-CH2CH2SO3Ha.a
55、.由伯胺和溴乙基磺酸鈉由伯胺和溴乙基磺酸鈉b.b.脂肪胺脂肪胺( (伯膠伯膠) )和和1 1,3-3-丙撐基亞磺酸內(nèi)酯丙撐基亞磺酸內(nèi)酯RNH2+CH2CH2CH2 OSO2RNHCH2CH2SO3H+CH2CH2CH2 OSO2RNHCH2CH2CH2SO3NaNaOCH3RNCH2CH2CH2SO3NaCH2CH2CH2SO3Na79l 它的刺激性小,生物降解性好,具有防腐、防蝕作用。它的刺激性小,生物降解性好,具有防腐、防蝕作用。l 在強(qiáng)堿溶液中,它是一個良好的乳化劑、泡沫劑和去污在強(qiáng)堿溶液中,它是一個良好的乳化劑、泡沫劑和去污劑。劑。l 取代的氨基酸通常與多種表面活性劑和特殊應(yīng)用中所需取
56、代的氨基酸通常與多種表面活性劑和特殊應(yīng)用中所需要的各種添加劑有良好的相容性。要的各種添加劑有良好的相容性。l 氨基羧酸兩性離子表面活性劑可用于洗滌劑、殺菌劑及氨基羧酸兩性離子表面活性劑可用于洗滌劑、殺菌劑及其它制品。其它制品。l 此外還可以作為殺菌劑、干洗劑、潤濕劑、抗靜電劑等此外還可以作為殺菌劑、干洗劑、潤濕劑、抗靜電劑等應(yīng)用。應(yīng)用。 3) 3) 氨基酸類表面活性劑的性質(zhì)與應(yīng)用氨基酸類表面活性劑的性質(zhì)與應(yīng)用804.4.卵磷脂卵磷脂 18441844年,法國化學(xué)家年,法國化學(xué)家GoblyGobly首先從雞蛋中分離出一種首先從雞蛋中分離出一種黃色油狀物質(zhì),將其命名為卵磷脂。黃色油狀物質(zhì),將其命名
57、為卵磷脂。 卵膦酯是在所有的生物有機(jī)體中都能找到的天然的卵膦酯是在所有的生物有機(jī)體中都能找到的天然的兩性表面活性劑。兩性表面活性劑。 卵磷脂最大的工業(yè)生產(chǎn)來源是大豆油生產(chǎn)過程中的卵磷脂最大的工業(yè)生產(chǎn)來源是大豆油生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物。副產(chǎn)物。 卵磷脂是一種天然的兩性表面活性劑,化學(xué)名稱為卵磷脂是一種天然的兩性表面活性劑,化學(xué)名稱為磷脂酰膽堿磷脂酰膽堿(PC)(PC)。 卵磷脂量少且價格昂貴,因此只限于在醫(yī)藥中應(yīng)用卵磷脂量少且價格昂貴,因此只限于在醫(yī)藥中應(yīng)用卵磷脂的作用卵磷脂的作用 調(diào)節(jié)血脂,防治動脈硬化。調(diào)節(jié)血脂,防治動脈硬化。 保護(hù)肝臟。保護(hù)肝臟。 健腦益智。健腦益智。 改善亞健康狀態(tài)。改善亞健
58、康狀態(tài)。 延緩衰老,美容養(yǎng)顏。延緩衰老,美容養(yǎng)顏。81“第三營養(yǎng)素第三營養(yǎng)素”82 卵磷脂是由連接兩個脂肪酸基和一個含有胺的磷酸基的卵磷脂是由連接兩個脂肪酸基和一個含有胺的磷酸基的甘油酯組成的。甘油酯組成的。1 1)卵磷脂的結(jié)構(gòu))卵磷脂的結(jié)構(gòu)式中,R1和R2是C14C20的飽和或不飽和脂肪羧酸鏈; X的不同構(gòu)成了不同的磷脂.83 表2-1 X和對應(yīng)的磷脂-X中文名稱中文名稱英文名稱英文名稱-CH2-CH2N(CH3)磷脂酰膽堿(卵磷脂)磷脂酰膽堿(卵磷脂)PC-CHNH3磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺PE-C6H2(OH)3磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇PI-H磷脂酸磷脂酸PA84(1)卵磷脂的粗提 新鮮大豆
59、油腳用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器進(jìn)行脫水丙酮脫油新鮮大豆油腳用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器進(jìn)行脫水丙酮脫油3 3次次5 5次粉末狀粗卵磷次粉末狀粗卵磷 脂加入濃度為脂加入濃度為85%85%的乙醇攪拌的乙醇攪拌20min20min,靜置取乙醇相反復(fù),靜置取乙醇相反復(fù)3 3次減壓蒸餾次減壓蒸餾 微黃色蠟狀卵磷脂。微黃色蠟狀卵磷脂。(2)卵磷脂的提純 為了得到純度高的卵磷脂,必須對得到的粗產(chǎn)品進(jìn)行提為了得到純度高的卵磷脂,必須對得到的粗產(chǎn)品進(jìn)行提 純精制。純精制。 提純精制方法主要有:分級提濃法、柱層析法、超臨界流體提純精制方法主要有:分級提濃法、柱層析法、超臨界流體提取法和膜分離法。提取法和膜分離法。2 2)卵磷脂的制備)卵磷脂的
60、制備85卵磷脂分子含有親脂基和親水基,是一種天然的卵磷脂分子含有親脂基和親水基,是一種天然的兩性表面活性劑,具有良好的表面活性和乳化作兩性表面活性劑,具有良好的表面活性和乳化作用;用;另一方面,卵磷脂是構(gòu)成生物膜的重要成分,具另一方面,卵磷脂是構(gòu)成生物膜的重要成分,具有延緩衰老、防治心血管系統(tǒng)疾病方面具有積極有延緩衰老、防治心血管系統(tǒng)疾病方面具有積極的意義,因此它在食品、醫(yī)藥、飼料、化妝品領(lǐng)的意義,因此它在食品、醫(yī)藥、飼料、化妝品領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。域應(yīng)用十分廣泛。此外,卵磷脂還可用于造紙、橡膠、皮革、涂料、此外,卵磷脂還可用于造紙、橡膠、皮革、涂料、磁帶、石油等行業(yè),作為潤濕劑、乳化劑和分散磁
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