磺酸鹽類表面活性劑

磺酸鹽類表面活性劑簡(jiǎn)述表面活性劑,凡加入少量而能顯著降低液體表面張力的物質(zhì),統(tǒng)稱為表面活性劑。它們的表面活性是對(duì)某特定的液體而言的,在通常情況下則指水。無論何種表面活性劑,其分子結(jié)構(gòu)均由兩部分構(gòu)成。分子的一端為非極親油的疏水基,有時(shí)也稱為親油基;分子的另一端為極性親水的親水基（如一OH、一COOH、一NH2、一SO3H等）,有時(shí)也稱為疏油基或形象地稱為親水頭。兩類結(jié)構(gòu)與性能截然相反的分子碎片或基團(tuán)分處于同一分子的兩端并以化學(xué)鍵相連接,形成了一種不對(duì)稱的、極性的結(jié)構(gòu),因而賦予了該類特殊分子既親水、又親油,便又不是整體親水或親油的特性。表面活性劑的這種特有結(jié)構(gòu)通常稱之為“雙親結(jié)構(gòu)”.表面活性劑分子因而也常被稱作“雙親分子”。由于其特具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),因此給這類物質(zhì)帶來許多特性,如乳化、分散、潤(rùn)濕、滲透、去污、起泡、消泡、防水、抗靜電、柔軟、殺菌等。表面活性劑的分類方法很多,根據(jù)其分子構(gòu)成的離子性分成離子型、非離子型等,陰離子表面活性劑,特別是磺酸鹽類陰離子表面活性劑,在所有表面活性劑中較為重要。本文以常用的磺化劑為線索,敘述了磺酸鹽類表面活性劑制備方法、產(chǎn)品的主要性質(zhì)和在各行各業(yè)中的主要用途?；撬猁}類活性劑的合成及其主要用途石油磺酸鹽和烷基苯基磺酸鹽這兩種傳統(tǒng)的磺酸鹽表面活性劑的合成及性質(zhì)有大量的文獻(xiàn)進(jìn)行了報(bào)道。石油磺酸鹽是由富芳烴原油或餾分磺化得到的產(chǎn)物,烷基苯基磺酸鹽包括烷基磺酸鹽、烷基苯基磺酸鹽、重烷基苯基磺酸鹽等。在磺酸鹽型陰離子表面活性劑中,以石油磺酸鹽型最為普遍。石油磺酸鹽作為化學(xué)采油用劑具有表面活性高、原料易得、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本較低、配伍性好等特點(diǎn),受到普遍關(guān)注,進(jìn)入了先導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)。烷基碳數(shù)為C14~C16的重烷基苯磺酸鹽可與我國(guó)大多數(shù)油田的原油形成超低界面張力體系,因而成為重要的驅(qū)油用表面活性劑。鏈烴磺酸鹽1A-烯烴磺酸鹽（AOS）它的主要成分是：烯烴磺酸鹽和羥基磺酸鹽。早在20世紀(jì)60年代末，A-烯烴磺酸鹽就已經(jīng)通過烯烴的SO3磺化反應(yīng)而工業(yè)化了，產(chǎn)物組成為：RCHCHCH2S03Na,約60%;RCHOHCH2CH2S03Na,約30%;二磺酸鹽，約10%。AOS與鈣鎂離子生成的鹽仍然是一種較好的表面活性劑，AOS具有抗鹽性好、油/水界面張力低、良好的起泡力和泡沫穩(wěn)定性等特點(diǎn),其生物降解性比烷基苯磺酸鹽好,與烷基硫酸鹽（AS）接近，因而對(duì)人體和環(huán)境溫和，尤其適用于配制重垢低磷或無磷洗衣粉。此外，又由于AOS熱穩(wěn)定性好、乳化能力強(qiáng)，在工業(yè)清洗、石油開采及輸送等領(lǐng)域具有相當(dāng)可觀的應(yīng)用前景。2鏈烴磺酸鹽以石蠟為原料磺化得到的磺酸鹽通常是單磺酸、二磺酸或多磺酸的混合物。Buschmann等用1，2-二醇或烷基內(nèi)酯，實(shí)驗(yàn)室合成了十二烷雙磺酸鹽。且實(shí)驗(yàn)表明，以石蠟烴為原料磺化產(chǎn)物中單磺酸鹽的活性最高。脂肪酸（酯）磺酸鹽1磺基琥珀酸酯磺基琥珀酸酯鹽按酯基個(gè)數(shù)可分為兩大類：?jiǎn)熙}和雙酯鹽?；腔晁狨ケ砻婊钚詣┑暮铣伤迷现饕獮轫樁∠┒狒?、脂肪酸及亞硫酸鹽等。合成工藝比較成熟：（1）順酐與羥基（或胺基）化合物酯化（縮合）;（2）酯（或胺）與亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽加成（磺化）。單酯類表面活性劑對(duì)皮膚比較溫和，因而其衍生類的磺基琥珀酸（酰胺）活性劑在日用化學(xué)品中的應(yīng)用非常廣泛。雙酯鹽產(chǎn)品因具有較低的表面張力（其水溶液表面張力可達(dá)27~35mN/m），并以其優(yōu)良的滲透和潤(rùn)濕分散性作為滲透劑、分散劑、抗靜電劑而廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、皮革、紡織、化妝品、金屬去垢、合成樹脂、洗滌等方面。2脂肪酸羥基乙烷磺酸鹽近年來研究的椰油基羥基乙烷磺酸鹽是一種溫和的陰離子表面活性劑,結(jié)構(gòu)像兩性表面活性劑,Frosch等研究表明，該表面活性劑具有優(yōu)良的起泡、乳化、洗滌和分散性能，不傷皮膚、眼睛。由于其pH稍顯酸性，它比肥皂更溫和,因而脂肪酸的酰酯磺酸鹽廣泛用于洗滌劑和日用品中。其合成方法有:(1)脂肪酰氯與2-羥基乙烷磺酸在無水或水-丙酮介質(zhì)中90~120°C進(jìn)行反應(yīng)。(2)羥基乙烷磺酸鈉與脂肪酸反應(yīng)。(3)氯化烷基磺酸鹽同無水脂肪酸鈉在200C反應(yīng)芳基或脂肪醇醚磺(硫)酸鹽1飽和醇(或酚)醚磺酸鹽將烷基酚或脂肪醇在堿性條件下與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷加成制得烷基酚醚，再通過磺化反應(yīng)制成烷基酚醚硫酸鹽表面活性劑(如AES)。常用氯磺酸作為磺化劑，用脂肪醇作起始原料就可得到脂肪醇醚硫酸鹽。2不飽和脂肪醇醚磺酸鹽這類結(jié)構(gòu)的表面活性劑是由封端的不飽和脂肪酸或它們的醚醇類化合物通過氣相磺化、一步水解、中和和皂化得到。它具有高起泡能力、優(yōu)異的洗滌性能和生態(tài)友好性能。5、芳基烷烴磺酸鹽芳基烷烴基磺酸鹽不同于傳統(tǒng)的烴基芳基磺酸鹽（AASA）,前者磺酸基團(tuán)連接在烷烴鏈的末端,后者磺酸基團(tuán)直接連接在芳環(huán)上。新型的烷基磺酸鹽表面活性劑的芳環(huán)與烯烴的加成反應(yīng)可以在更多的位置上進(jìn)行,芳環(huán)上更多位置可用于取代反應(yīng)。合成方法:采用1-烯烴和SO3為原料在降膜磺化反應(yīng)器中直接得到粗產(chǎn)物烯烴磺酸（含少量磺內(nèi)酯）,再將烯烴磺酸與芳烴（如苯、萘、取代苯和取代萘）在超強(qiáng)酸催化劑下進(jìn)行烷基化反應(yīng)制備芳基烷基磺酸鹽。6、磺酸鹽型三聚表面活性劑三聚表面活性劑是由一個(gè)連接基團(tuán)將傳統(tǒng)的三個(gè)表面活性劑在其頭基或接近頭基處連接起來而組成的。以三聚氯氰、正己胺,正辛胺,十二胺,十四胺,二乙烯三胺等為原料,可成功合成了4種不同碳鏈長(zhǎng)度的磺酸鹽型三聚表面活性劑。表征實(shí)驗(yàn)證明,其有著良好的表面活性,能夠顯著的降低水的表面張力等優(yōu)良特性。二、結(jié)束語(yǔ)磺酸鹽表面活性劑分子不僅可按照不同的用途和需要對(duì)分子進(jìn)行專門設(shè)計(jì)以滿足多種應(yīng)用領(lǐng)域的特殊需求,而且原料來源廣泛,可以取自礦物石油,也可取自動(dòng)植物,其研究開發(fā)和應(yīng)用非常的廣泛,尤其是對(duì)脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽表面活性劑、芳基或脂肪醇醚磺酸鹽、脂肪酸酯磺酸鹽的研究異?；钴S。展望我國(guó)對(duì)磺酸鹽表面活性劑的研究和開發(fā)的未來,磺酸鹽表面活性劑種類繁多,要深入研究各系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,找出適合各種實(shí)際應(yīng)用的結(jié)構(gòu),對(duì)按功能設(shè)計(jì)的目標(biāo)分子的性能進(jìn)行預(yù)測(cè),推動(dòng)性能優(yōu)異、原材料易得的磺酸鹽性表面活性劑的開發(fā),對(duì)綜合利用基本有機(jī)化工原料和工業(yè)應(yīng)用具有重要意義。三、參考文獻(xiàn)1、鄭延成，韓冬，楊普華，磺酸鹽表面活性劑研究進(jìn)展J］精細(xì)化工,2005,22;2、ZHANGDi,ZHANGPengyuan,ZOUHaikui,CHUGuangwen,et,al.ChineseJournalofChemicalEngineering，18(5)848-855(2010).3、DiZhang，Peng-YuanZhang，Hai-KuiZou，et，al.ChemicalEngineeringandProcessing49(2010)508-513.4、王迎賓，謝文磊，淳宏，王濤，磺酸鹽類表面活性劑的合成和應(yīng)用現(xiàn)狀J］四川化工，2009，12;5、李晨，胡志勇,朱海林，磺酸鹽型三聚表面活性劑的合成及其表面活性J］化工中間體，2011，12;6、趙修太，陳立峰，彭緒勇，孟繁梅，白英瑞.驅(qū)油用磺