精細(xì)化工工藝學(xué)第三表面活性劑詳解演示文稿

精細(xì)化工工藝學(xué)第三版表面活性劑詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)九十六頁\編于八點優(yōu)選精細(xì)化工工藝學(xué)第三版表面活性劑目前二頁\總數(shù)九十六頁\編于八點親油基親水基不同溶質(zhì)對表面張力的影響，見圖νc123cmc無機酸、堿、鹽有機表面活性劑為何表面活性劑會降低表面張力？目前三頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.1.2表面活性劑的特點臨界膠束濃度(cmc)：表面活性劑開始形成膠束的濃度為臨界膠束濃度。達(dá)到cmc時，表面活性劑已在溶液的界面上排列成單分子膜，此時表面張力降至最低點。此后活性物濃度的增高對于表面張力和使用性能的影響不大。目前四頁\總數(shù)九十六頁\編于八點滲透力表面張力CMC表面活性劑濃度去污力起泡力溶液性質(zhì)圖3-2表面活性劑濃度與溶液性質(zhì)的關(guān)系目前五頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.1.3表面活性劑的分類通常按離子類型分類：在水中能電離而生成離子的叫離子表面活性劑；不能電離的叫非離子表面活性劑，占總量1/4。在離子表面活性劑中，親水基團帶有負(fù)電荷的叫陰離子表面活性劑，占總量2/3；親水基團帶有正電荷的叫陽離子表面活性劑，占總量6%。視溶液酸堿度不同而離解成陰離子或陽離子的則稱為兩性表面活性劑，占總量3%。目前六頁\總數(shù)九十六頁\編于八點陰離子表面活性劑1、烷基苯磺酸鹽目前七頁\總數(shù)九十六頁\編于八點用于制造洗滌劑的烷基苯中烷鏈長度一般為C10~C13。鏈較短者溶解度大，可用于配置液體洗滌劑，用于洗衣粉時，多為C12~C13烷基苯。烷基苯磺酸鈉親水基團為磺酸基與疏水基團烷基苯間連接是C-S鍵，因而他的耐水解穩(wěn)定性很好，在熱的酸或堿中很穩(wěn)定。目前八頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2、仲烷烴磺酸鹽（SAS）

SAS有與LAS類似的發(fā)泡性和洗滌效果，且水溶性好。其主要用途是復(fù)配成液體洗滌劑，如液體家用餐具洗滌劑。SAS的缺點是，用它作為主要成分的洗衣粉發(fā)粘、不松散。因此只用于液體配方中。

目前九頁\總數(shù)九十六頁\編于八點3、α-烯烴磺酸鹽（AOS）AOS與LAS的性能相似。但對皮膚的刺激性稍弱，生化降解的速度也稍快。由于它的生成工藝簡便，原料成本低廉，因此，AOS一直有很大的吸引力。AOS的主要用途是配制液體洗滌劑和化妝品。目前十頁\總數(shù)九十六頁\編于八點4、脂肪醇硫酸鹽（FAS）

又叫烷基硫酸鹽。這類活性劑中最重要的品種是基于椰子油的C12~C14和基于牛油的C16~C18烷基硫酸鹽，如十二烷基硫酸鹽（月桂醇硫酸鹽）。它們的抗硬水性較好，但耐水解能力較差，尤其在酸性介質(zhì)中，易水解成脂肪醇與硫酸鹽。FAS的主要用途是配制液狀洗滌劑、餐具洗滌劑、各種香波、牙膏、紡織用潤濕和洗凈劑以及化學(xué)工業(yè)中的乳化聚合。此外，粉狀的FAS可用于配制粉狀清洗劑、農(nóng)藥用潤濕粉劑。目前十一頁\總數(shù)九十六頁\編于八點5、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（AES）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽又稱脂肪醇硫酸鹽。由于分子中加入了乙氧基使其具有很多優(yōu)點，如抗硬水性強，泡沫適中而穩(wěn)定，溶解性好。缺點是在酸性和強堿性條件下不穩(wěn)定，易于水解。AES采用C12～C14的椰油醇為原料，有時也用C12～C16醇，與2～4分子環(huán)氧乙烷縮合。再進(jìn)一步進(jìn)行硫酸化，中和可用氫氧化鈉、氨或乙醇胺。目前十二頁\總數(shù)九十六頁\編于八點非離子表面活性劑非離子表面活性劑因在水中不電離以及能夠精細(xì)地改變分子結(jié)構(gòu)而具有獨特的性質(zhì)。非離子表面活性劑去除油性污垢的能力很強，而且具有防止污垢在合成纖維表面再沉積的能力。它們的臨界膠束濃度也比離子型表面活性劑低一到二個數(shù)量級。目前十三頁\總數(shù)九十六頁\編于八點1、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）

脂肪醇聚氧乙烯醚是近代非離子型表面活性劑中最重要的一類產(chǎn)品。目前幾乎在各類洗滌劑中，都或多或少用到這類表面活性劑。目前十四頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2、烷基酚聚氧乙烯醚（OP）烷基酚聚氧乙烯醚在非離子型表面活性劑中僅次于AEO，占第二位。其中最重要的是壬基酚聚氧乙烯醚，商品牌號為乳化劑OP系列產(chǎn)品。它具有優(yōu)良的洗滌性能，價格較低。缺點是生物降解性差，對魚類有毒性。3、脂肪酸烷醇酰胺這是由脂肪酸和乙醇胺縮合制得的一類非離子表面活性劑。最常用的品種是月桂酸單乙醇酰胺和月桂酸二乙醇酰胺。前者的水溶性較差，主要在液體類產(chǎn)品中用作增稠劑；后者常用作穩(wěn)泡劑和助洗劑。目前十五頁\總數(shù)九十六頁\編于八點陽離子表面活性劑所有工業(yè)上的陽離子表面活性劑都是有機氮化合物的衍生物。它們大致可分為兩類：一類是胺鹽型陽離子表面活性劑；另一類則是季銨鹽型陽離子表面活性劑，在化合物本身的分子中帶有正電荷。陽離子表面活性劑很少作清洗用。主要用作抗靜電劑，織物的柔軟劑。此外，陽離子表面活性劑也可用于防霉和殺菌。苯扎氯銨(潔爾滅)苯扎溴銨(新潔爾滅)等目前十六頁\總數(shù)九十六頁\編于八點兩性表面活性劑

兩性表面活性劑基本不刺激皮膚和眼睛。在相當(dāng)寬的pH值范圍內(nèi)都有良好的表面活性作用。與陰離子、陽離子、非離子型表面活性劑都可以兼容。用作洗滌劑、乳化劑、潤濕劑、發(fā)泡劑、柔軟劑和抗靜電劑。卵磷脂：氨基酸型和甜菜堿型：氨基酸型：R-NH+2-CH2CH2COO－Tego甜菜堿型：R-N+(CH3)2-COO—。目前十七頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.1.4表面活性劑的理化特性1、親水親油平衡值HLB(Hydrophile-LipophileBalanceNumber)

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)，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度與親油基的強度之比值，就稱為親水親油平衡值，簡稱HLB值。石蠟HLB值=0，聚氧乙烯HLB值=20（非離子型）油酸HLB值=1，油酸鉀HLB值=20，十二烷基硫酸鈉HLB值=40（陰陽離子型）目前十八頁\總數(shù)九十六頁\編于八點格里芬(Griffin)算法:HLB=7+Σ(各個基團的HLB值)戴維斯（Davies）算法:

目前十九頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2、膠束與膠束量

膠束量=表面活性劑分子量*締合度締合度：締合成一個膠束的分子數(shù)。3、表面活性劑溶解性與溫度的關(guān)系

克拉夫特點：對離子型表面活性劑而言，溶解度突然增大的溫度點。濁點：表面活性劑溶液由透明變渾濁的溫度點。一個是下限溫度，一個是上限溫度。目前二十頁\總數(shù)九十六頁\編于八點1.增溶：C>CMC（HLB13~18）2.乳化：HLB：3-8W/O型乳化劑：聚山梨酯Tween；一價皂HLB：8-16O/W型乳化劑：脂肪酸山梨酯Span；二價皂3.潤濕：（HLB：7-9）4.助懸：5.起泡和消泡6.消毒、殺菌7.去污劑8.柔軟平滑、抗靜電、勻染、固色、防水、防腐蝕等。2.1.5表面活性劑的應(yīng)用性能目前二十一頁\總數(shù)九十六頁\編于八點洗滌原理：1.污垢的來源2.污垢與織物的附著方式3.去污機理

影響去污作用的因素：1.表面活性劑結(jié)構(gòu)2.水的硬度3.機械作用4.織物類型5.溫度6.泡沫目前二十二頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.2陰離子表面活性劑2.2.1羧酸型陰離子表面活性劑一、肥皂一般為鈉鹽叫做硬肥皂；其鉀鹽叫做軟肥皂。

主要成分都是硬脂酸鈉，其分子式是C17H35COONa。目前二十三頁\總數(shù)九十六頁\編于八點※制備原理※原料選擇根據(jù)肥皂的成分，從脂肪酸部分來考慮，飽和度大的脂肪酸所制得的肥皂比較硬；反之，不飽和度較大的脂肪酸所制得的肥皂比較軟。肥皂的主要原料是熔點較高的油脂。一般說來，脂肪酸的碳鏈太短，所做成的肥皂在水中溶解度太大；碳鏈太長，則溶解度太小。肥皂中含C16~C18脂肪酸的鈉鹽為最多，通常牛油或棕櫚油與椰子油混用。目前二十四頁\總數(shù)九十六頁\編于八點※生產(chǎn)工藝精煉皂化鹽析洗滌堿析整理成型1、間歇皂化工藝2、連續(xù)皂化工藝油脂水解中和離心真空出條堿液12噸/小時連續(xù)皂化工藝目前二十五頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2、多羧酸皂主要用作潤滑油添加劑、防銹劑等，常見產(chǎn)品為烷基琥珀酸（丁二酸）系列產(chǎn)品。3、松香皂分子式C19H29COOH，本身沒有洗滌作用，但有優(yōu)良的乳化力和起泡力，與肥皂復(fù)配使用。4、N-?；被人猁}脂肪酰氯與氨基酸反應(yīng)得到，優(yōu)點：低毒、低刺，用于洗護(hù)用品、牙膏、食品等。雷米邦（Lamepon、613）用作洗手液等，由皮、毛發(fā)水解再與油酰氯反應(yīng)得到，分子式C17H33CO(NHCHCO)nONa。目前二十六頁\總數(shù)九十六頁\編于八點5、L一吡咯烷酮羧酸鈉(PCA—Na）人體皮膚中起保濕作用的物質(zhì)稱為天然保濕因子(NMF)，其關(guān)鍵成分即為PCA—Na，它可以增強皮膚的柔性和彈性，使皮膚富有光澤。主要用于日化產(chǎn)品，尤其是高級化妝品的保濕?！苽浞椒ǎǜ煞峤猓┠壳岸唔揬總數(shù)九十六頁\編于八點是陰離子表面活性劑中最主要的產(chǎn)品，占80％，是國內(nèi)產(chǎn)量最大的表面活性劑。優(yōu)點：穩(wěn)定性好，耐酸性好，去污力強，起泡性好。2.2.2磺酸鹽型陰離子表面活性劑1、烷基苯磺酸鹽（LAS）洗衣粉的主劑，穩(wěn)定性好，耐酸性好，去污力強，起泡性好。主要以直鏈烷基苯磺酸鹽(LAS,linearalkylbenzenesulfonate)為主。

目前二十八頁\總數(shù)九十六頁\編于八點生產(chǎn)工藝流程煤油分子篩尿素絡(luò)合正構(gòu)烷烴烷基苯α-烯烴四聚丙烯烷基苯磺酸磺化NaOH中和烷基苯磺酸鈉目前二十九頁\總數(shù)九十六頁\編于八點Step1:烷基苯的制備正構(gòu)烷烴的獲得，以煤油路線為主，有尿素絡(luò)合法和分子篩提蠟法。（1）正構(gòu)烷烴的獲得（2）烷基化反應(yīng)制取烷基苯氯化法和脫氫法兩種為主氯化法：先生成氯代烷烴，再與苯進(jìn)行傅-克烷基化反應(yīng)得到烷基苯，氯化法成本低，但產(chǎn)品色澤深，三廢多。脫氫法：正構(gòu)烷烴脫氫為單烯烴，在HF催化下與苯進(jìn)行烷基化，脫氫法質(zhì)量好，但技術(shù)復(fù)雜。目前三十頁\總數(shù)九十六頁\編于八點Step2:烷基苯的磺化磺化劑：濃硫酸、發(fā)煙硫酸、三氧化硫、氯磺酸等。濃硫酸：酸耗大，轉(zhuǎn)化率較低，污染較大。發(fā)煙硫酸：酸耗大，成本高，污染大。氯磺酸：反應(yīng)定量，轉(zhuǎn)化率高，成本高，但副產(chǎn)鹽酸污染大。三氧化硫：轉(zhuǎn)化率高，無廢酸，污染少，含鹽低，質(zhì)量好，成本低，可連續(xù)化。易產(chǎn)生副反應(yīng)，工藝要求嚴(yán)格。（1）磺化反應(yīng)基本規(guī)律生產(chǎn)砜、砜酐、多磺酸、醌及焦油狀黑色硫酸酯等，過程中應(yīng)盡力避免過熱。目前三十一頁\總數(shù)九十六頁\編于八點（2）發(fā)煙硫酸磺化有間歇式和連續(xù)式兩種，以連續(xù)為主，酸耗大，成本高，污染大。已基本不用。（3）三氧化硫磺化主要包括三部分：三氧化硫制取、磺化、尾氣處理?！趸蛑迫〖夹g(shù)要點：空氣干燥，需經(jīng)冷卻脫水、吸附脫水使露點降低到-40℃以下。目前三十二頁\總數(shù)九十六頁\編于八點※三氧化硫磺化氣液非均相反應(yīng)，擴散速度是主要控制因素，反應(yīng)強放熱，散熱是關(guān)鍵。主要反應(yīng)器：多釜串聯(lián)與膜式兩種。多釜串聯(lián)工藝簡單，易操作，但對熱敏性差的原料不合適。膜式以降膜為主，有多管式和雙膜縫隙式兩種類型。多管式以意大利Mazzoni公司為代表，雙膜縫隙式則以日本獅子公司為龍頭。核心工藝參數(shù)：三氧化硫濃度3～5％，反應(yīng)溫度40℃左右?！矚馓幚矸蛛x后回用。目前三十三頁\總數(shù)九十六頁\編于八點目前三十四頁\總數(shù)九十六頁\編于八點目前三十五頁\總數(shù)九十六頁\編于八點中和包括中和烷基苯磺酸及硫酸兩部分，是一個復(fù)雜的膠體反應(yīng)。中和方式：間歇式、半連續(xù)、連續(xù)三種。主浴外循環(huán)工藝：Step3:烷基苯磺酸中和目前三十六頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2、烷基磺酸鹽（SAS）性質(zhì)與烷基苯磺酸鹽接近，穩(wěn)定性好，耐酸性好，去污力強，起泡性好，易于生物降解。主要用作洗滌劑、清洗劑、乳化劑、泡沫劑等。主要合成方法有：磺氯化法、磺氧化法。目前三十七頁\總數(shù)九十六頁\編于八點磺氯化法：正構(gòu)烷烴與二氧化硫及氯氣反應(yīng)得到烷基磺酰氯，再中和得到SAS。目前三十八頁\總數(shù)九十六頁\編于八點磺氧化法：正構(gòu)烷烴與二氧化硫及氧氣反應(yīng)得到烷基磺酸，再中和得到SAS。目前三十九頁\總數(shù)九十六頁\編于八點α-烯烴磺酸鹽（AOS）生物降解性好，對皮膚刺激性小，去污力好，泡沫細(xì)膩，常用作餐具洗滌劑、洗發(fā)香波等。全世界總產(chǎn)量7000t/a左右。3、α-烯烴磺酸鹽（AOS）生產(chǎn)原理：RCH=CH2+SO3RCH=CHCH2CH2SO3+RCH2CH=CHCH2SO3(40%)或1,3-烷烴磺酸內(nèi)酯+1,4-烷烴磺酸內(nèi)酯（60%）水解得到羥基磺酸鹽和烯烴磺酸鈉鹽（混合物1：2）

磺化溫度不高于50度，水解溫度160度。生產(chǎn)工藝：AO磺化老化中和水解AOS工藝要點：傳熱問題，避免產(chǎn)生溫度峰值，使產(chǎn)品色澤變深，如日本獅子公司等溫磺酸反應(yīng)的TO反應(yīng)器。

目前四十頁\總數(shù)九十六頁\編于八點4、其它磺酸鹽型表面活性劑烷基萘磺酸鹽（Nekol，拉開粉），滲透力好，由增溶、乳化、分散等性能，用作勻染劑等。木質(zhì)素磺酸鹽，油田化學(xué)品、水泥減水劑等。木質(zhì)素主要是紫丁香基木質(zhì)素（syringyllignin，S-木質(zhì)素）、愈創(chuàng)木基木質(zhì)素（guajacyllignin，G-木質(zhì)素）和對-羥基苯基木質(zhì)素（hydroxy-phenyllignin，H-木質(zhì)素）三類。目前四十一頁\總數(shù)九十六頁\編于八點優(yōu)點：良好的洗凈力、乳化力，易降解，較肥皂好，用于家用、工業(yè)清洗劑及洗護(hù)用品。

缺點：熱穩(wěn)定性差，不耐強酸堿?？梢杂筛呒壌迹?4~15C最好）如：月桂醇（C12H25OH）；鯨蠟醇（C16H33OH）；油醇（C18H35OH）或α-烯烴經(jīng)硫酸化、堿中和后制得。2.2.3硫酸酯型陰離子表面活性劑1、高級醇硫酸酯鹽（AS）目前四十二頁\總數(shù)九十六頁\編于八點Step1：原料獲取高級醇的制備方法有：還原法、齊格勒法及羰基合成法等。還原法齊格勒法羰基合成法制備方法：目前四十三頁\總數(shù)九十六頁\編于八點Step2：高級醇硫酸化實質(zhì)為：酯化過程。硫酸化劑：濃硫酸、發(fā)煙硫酸、三氧化硫、氯磺酸、氨基磺酸等。濃硫酸：最簡單，轉(zhuǎn)化率較低，污染較大。發(fā)煙硫酸：反應(yīng)速度較快，污染大。氯磺酸：反應(yīng)定量，轉(zhuǎn)化率高，成本高，副產(chǎn)鹽酸污染。三氧化硫：轉(zhuǎn)化率高，污染少，含鹽低，質(zhì)量好，成本低，可連續(xù)化。易產(chǎn)生副反應(yīng)，工藝要求嚴(yán)格。目前四十四頁\總數(shù)九十六頁\編于八點（1）三氧化硫硫酸化

主要技術(shù)難點：

非均相反應(yīng)，反應(yīng)熱的移去，反應(yīng)溫度控制，三氧化硫配比。

主要工藝：列管或膜式反應(yīng)器。詳見3.2.3小節(jié)。（2）氯磺酸硫酸化主要用于間歇操作，現(xiàn)已經(jīng)改為半連續(xù)化或連續(xù)。技術(shù)難點：

反應(yīng)熱的移去，反應(yīng)溫度控制。目前四十五頁\總數(shù)九十六頁\編于八點目前四十六頁\總數(shù)九十六頁\編于八點Step3：高級醇硫酸酯的中和主要工藝：間歇式和連續(xù)式，以連續(xù)為主。目前四十七頁\總數(shù)九十六頁\編于八點表面活性劑與富營養(yǎng)化含磷助劑使用是原因之一三聚磷酸鈉俗稱五鈉，分子式為Na5P3O10，它是洗衣粉的主要成分，一般占洗衣粉含量的15－25％。三聚磷酸鈉優(yōu)點：⑴它有螯合高價金屬離子的性質(zhì)，可軟化水質(zhì)；⑵它對蛋白質(zhì)有增溶作用，對脂肪物質(zhì)起促進(jìn)乳化作用，能降低臨界膠束濃度；⑶它還有堿緩沖作用；⑷它還具有吸收水分防止洗衣粉結(jié)塊的作用。目前四十八頁\總數(shù)九十六頁\編于八點對策：禁磷和限磷，發(fā)展替代品日本是全球?qū)嵭薪鬃钤绲膰?，早?980年，日本就正式用沸石代替三聚磷酸鈉作為洗滌劑的助劑，到1985年，日本洗滌劑的無磷化已達(dá)到95％。美國一半以上的州禁止在家庭用洗滌劑中使用三聚磷酸鹽。歐洲，瑞典和德國已在家庭用洗滌劑中實行了限磷措施；瑞士和意大利已禁止在合成洗滌劑中使用三聚磷酸鹽。我國對洗衣粉無磷化的研制工作也非常重視，已制訂了低磷、無磷化洗衣粉標(biāo)準(zhǔn)，我國已獲得環(huán)保標(biāo)志的無磷洗滌劑已有四種。目前四十九頁\總數(shù)九十六頁\編于八點主要替代助劑有：有機螯合助劑，如二乙胺四醋酸(EDTA)、氮川三醋酸(NTA)、酒石酸鈉、檸檬酸鹽、葡萄糖酸鹽等；高分子電解質(zhì)助劑，如聚丙烯酸鹽以及人造沸石等。目前普遍認(rèn)為，沸石是比較有發(fā)展前途的洗滌助劑。我國已研制成功了三聚磷鈉的替代品──4A沸石，但4A沸石的年生產(chǎn)能力僅3萬噸，若全部改為無磷洗衣粉，每年將需40多萬噸。主要替代品：目前五十頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.2.4磷酸酯型陰離子表面活性劑具有良好的抗靜電、乳化、防銹和分散性能。主要包括高級醇磷酸酯鹽及烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯鹽。目前五十一頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.3陽離子表面活性劑所有工業(yè)上的陽離子表面活性劑都是有機氮化合物的衍生物。它們大致可分為兩類：一類是胺鹽型陽離子表面活性劑；另一類則是季銨鹽型陽離子表面活性劑，在化合物本身的分子中帶有正電荷。陽離子表面活性劑很少作清洗用。主要用作抗靜電劑，織物的柔軟劑。此外，陽離子表面活性劑也可用于防霉和殺菌。目前五十二頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.3.1胺鹽型陽離子表面活性劑一、高級伯胺的制取1、脂肪酸法2、脂肪醇法目前五十三頁\總數(shù)九十六頁\編于八點二、高級仲胺的制取1、脂肪醇法2、脂肪腈法目前五十四頁\總數(shù)九十六頁\編于八點三、高級叔胺的制取1、伯胺與環(huán)氧乙烷反應(yīng)3、脂肪酸與低級胺反應(yīng)2、非對稱高級叔胺制備α-烯烴制取叔胺為主，α-烯烴與HBr反應(yīng)生成溴代烷，再與二甲胺反應(yīng)生成二甲基胺溴酸鹽，中和得到叔胺。目前五十五頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.3.2季銨鹽型陽離子表面活性劑1、從伯、仲、叔胺制取季銨鹽防粘劑DT（十二烷基三甲基氯化銨）2、低級叔胺制取季銨鹽潔爾滅新潔爾滅目前五十六頁\總數(shù)九十六頁\編于八點烷基為硬脂酰胺次乙基時為勻染劑PC叔胺與酸反應(yīng)后再與環(huán)氧乙烷縮合得到抗靜電劑，如膠片抗靜電劑PC抗靜電劑LA目前五十七頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.3.3其它陽離子表面活性劑一、含氮原子環(huán)型胺鹽1、吡啶型胺鹽2、咪唑啉型胺鹽柔軟劑IS目前五十八頁\總數(shù)九十六頁\編于八點二、雙季銨鹽三、鎓鹽型陽離子表面活性劑主要用作殺菌劑，有硫、磷、砷的鎓鹽。目前五十九頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.4兩性離子表面活性劑兩性離子表面活性劑的離子性視溶液的pH值變化而變化.優(yōu)點:去污性好,刺激性小,生物降解性好,對pH值要求不高.缺點:價格較高.目前六十頁\總數(shù)九十六頁\編于八點根據(jù)陰陽離子強度相對大小和位置，即按酸性基和堿性基的種類位置和數(shù)量的不同，可分為四種：①強陰離子-強陽離子，AC類型；②弱陰離子-強陽離子，aC類型；③強陰離子-弱陽離子，Ac類型；④弱陰離子-弱陽離子，ac類型；陰影區(qū)為等電點區(qū)：兩性離子所帶電荷因溶液的pH值不同而改變,當(dāng)兩性離子正負(fù)電荷數(shù)值相等時,溶液的pH值即其等電點，多應(yīng)用于大分子有機物的聚焦及分離，如味精的制備，等電點pH值為3.2，此時溶解度最小。目前六十一頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.4.1氨基酸型兩性離子表面活性劑多為烷基氨基酸鹽，水溶性好，洗滌性能好，有殺菌效果，毒性低，用于洗護(hù)用品。2.4.2甜菜堿型兩性離子表面活性劑由季銨鹽型陽離子部分和羧酸鹽型陰離子部分構(gòu)成，任何pH值下可溶于水，不會發(fā)生沉淀和渾濁，泡沫性好，去污力好，分散力好，用作洗滌劑、染色助劑、柔軟劑、抗靜電劑、殺菌劑。主要品種：十二烷基二甲基甜菜堿目前六十二頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.4.3咪唑啉型兩性離子表面活性劑咪唑啉衍生物等電點pH＝7，是平衡型的兩性離子表面活性劑，易與其它表面活性劑復(fù)配使用刺激性小，用于嬰兒香波、化妝品。咪唑啉使用天然脂肪醇為原料，具有無毒、無刺激和良好的生物降解性，不污染環(huán)境，是表面活性劑中的“綠色產(chǎn)品”。產(chǎn)量占兩性離子表面活性劑的60％。MONA目前六十三頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.5非離子表面活性劑非離子表面活性劑因在水中不電離以及能夠精細(xì)地改變分子結(jié)構(gòu)而具有獨特的性質(zhì)。非離子表面活性劑去除油性污垢的能力很強，而且具有防止污垢在合成纖維表面再沉積的能力。它們的臨界膠束濃度也比離子型表面活性劑低一到二個數(shù)量級。目前六十四頁\總數(shù)九十六頁\編于八點主要親水基：環(huán)氧乙烷，多元醇和氨基醇。疏水基：烷基，如環(huán)氧丙烷。按親水基不同，主要有聚氧乙烯類化合物[RO(C2H4O)nH]，多元醇類化合物（如蔗糖，山梨糖醇，甘油，乙二醇等的衍生物），亞砜類化合物（RSOR‘’），氧化胺（RNO）等。1、脂肪醇聚氧乙烯醚例：R—O—(C2H4O)n—H2、多醇Saa（水）吐溫Tween聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸脂（油）司班span失水山梨醇脂肪酸脂span-20（月桂）脂肪酸甘油酯：（油溶）蔗糖衍生物：（水溶）可作為低泡沫洗滌劑，乳化劑因其無毒、無臭、無異味，在食品、醫(yī)藥工業(yè)中發(fā)揮作用目前六十五頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.5.1聚乙二醇型非離子表面活性劑聚乙二醇型非離子表面活性劑產(chǎn)量大，品種最多，是主打產(chǎn)品。凡含有活潑氫的化合物均可與環(huán)氧乙烷（EO）反應(yīng)得到。聚乙二醇鏈有兩種狀態(tài)，無水為鋸齒型，水體系中為曲折型。目前六十六頁\總數(shù)九十六頁\編于八點親水性取決于醚基氧原子通過氫鍵與水結(jié)合能力的大小，一個—O—?？膳c20-30個水分子結(jié)合，體積龐大的水化物外殼，此現(xiàn)象叫“冰山結(jié)構(gòu)”。環(huán)氧乙烷聚合度越大，醚基越多，親水性大。目前六十七頁\總數(shù)九十六頁\編于八點※環(huán)氧乙烷

環(huán)氧乙烷(EO)是乙烯工業(yè)衍生物中僅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有機化工產(chǎn)品。全球約60％的環(huán)氧乙烷轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)聚酯纖維、樹脂和防凍劑用的單體乙二醇，約有13％的環(huán)氧乙烷用于生產(chǎn)其他多元醇，例如二乙二醇、三乙二醇和多乙二醇。目前六十八頁\總數(shù)九十六頁\編于八點氯醇法和氧化法。氯醇法優(yōu)點：工藝簡單，乙烯消耗定額低，對原料純度要求不高。缺點：副產(chǎn)鹽酸量大，皂化廢液難處理，污染大。環(huán)氧乙烷制備我國上世紀(jì)60年代引入，93年起已經(jīng)全部淘汰！目前六十九頁\總數(shù)九十六頁\編于八點目前國內(nèi)外環(huán)氧乙烷生產(chǎn)幾乎全部采用乙烯直接氧化法技術(shù)，而且大部分廠商以氧氣作氧化劑，大規(guī)模的工業(yè)裝置采用氧氣法可節(jié)省設(shè)備投資費用。

全球環(huán)氧乙烷專利技術(shù)大部分仍為英荷Shell、美國SD(科學(xué)設(shè)計公司)和UCC三家公司所壟斷，這三家公司的技術(shù)占環(huán)氧乙烷總生產(chǎn)能力的90％以上，其中Shell只提供氧氣法技術(shù)，SD提供空氣法和氧氣法，UCC雖也具有氧氣法和空氣法技術(shù)，但只供自己生產(chǎn)廠使用。

催化劑載體主要為α-Al2O3復(fù)合型載體，銀催化劑。目前七十頁\總數(shù)九十六頁\編于八點目前七十一頁\總數(shù)九十六頁\編于八點1、乙氧基化反應(yīng)的影響因素環(huán)氧乙烷具有較強的開環(huán)能力，與含有活潑氫的高級醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺、酰胺發(fā)生乙氧基化反應(yīng)得到各種聚乙二醇型非離子表面活性劑。

乙氧基化反應(yīng)一般分為兩步：1）在催化劑（常為堿）作用下，含活潑氫化合物先與1分子環(huán)氧乙烷加成，得到含－OH的乙氧基衍生物。

2）乙氧基衍生物上的－OH活性較原有活潑氫強，繼續(xù)與環(huán)氧乙烷加成，直至反應(yīng)結(jié)束。目前七十二頁\總數(shù)九十六頁\編于八點（1）反應(yīng)物結(jié)構(gòu)與催化劑反應(yīng)物結(jié)構(gòu)，按活潑氫活性排序：醇基>酚基>羥基，加合速度隨酸度增加而降低。堿催化劑常為：金屬鈉、甲醇鈉、乙醇鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、醋酸鈉。高溫時，各催化劑效果接近；135-140℃時，氫氧化鈉活性降低，鹽類失去活性；最常用催化劑：KOH用量：5％～15％之間。主要影響因素為：目前七十三頁\總數(shù)九十六頁\編于八點（2）溫度的影響溫度升高，反應(yīng)速度加快。高溫時，堿催化劑色澤較深。壓力增大，反應(yīng)加快，低壓時不明顯。（3）壓力的影響壓力容器：低壓(代號L)容器0.1MPa≤p＜1.6MPa;

中壓(代號M)容器1.6MPa≤p＜10.0MPa;

高壓(代號H)容器10MPa≤p＜100MPa;

超高壓(代號U)容器p≥100MPa。

目前七十四頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2、環(huán)氧乙烷加成物聚合度分布聚合度(Degreeofpolymerization)組成聚合物分子鏈的鏈節(jié)數(shù)目稱為聚合度。

聚合度分布的寬窄直接影響產(chǎn)品性能的不同。

酚、羧酸反應(yīng)產(chǎn)物呈Poisson分布，醇用強堿催化分布寬，堿土金屬氧化物則窄。目前七十五頁\總數(shù)九十六頁\編于八點一、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）是非離子表面活性劑的主要品種，生物降解性好，溶解度高，耐電解質(zhì)，卡拉夫特點低，泡沫低。主要產(chǎn)品：平平加（勻染劑），AEO-9為洗滌用品常用AEO。制備方法：脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合，反應(yīng)分步進(jìn)行。原料：環(huán)氧乙烷易燃易爆，不能含乙醛、水催化劑：堿（KOH），NaOH則用50％，用量0.1～0.5％目前七十六頁\總數(shù)九十六頁\編于八點合成工藝：間歇式，連續(xù)式間歇式：攪拌式，單釜操作，優(yōu)點：工藝簡單，操作容易。缺點：時間長，產(chǎn)品及反應(yīng)器上部易富集EO，易倒流，色澤深。目前七十七頁\總數(shù)九十六頁\編于八點循環(huán)式：優(yōu)點：反應(yīng)速度快，溫度穩(wěn)定，質(zhì)量好。缺點：操作要求高。連續(xù)式：意大利Press工藝目前七十八頁\總數(shù)九十六頁\編于八點瑞士Buss工藝目前七十九頁\總數(shù)九十六頁\編于八點各工藝比較目前八十頁\總數(shù)九十六頁\編于八點思考：現(xiàn)狀：氯化石蠟-52是一種常用的助劑，通常采用間歇式氯化工藝制備，現(xiàn)某廠氯化石蠟-52反應(yīng)時間30h，單釜產(chǎn)量500噸/年，產(chǎn)品色澤較深，三廢排放多，利潤低，瀕臨停產(chǎn)。目標(biāo)：請你針對該產(chǎn)品和工藝，查找資料，并給出合適的經(jīng)濟型工藝改進(jìn)方案，使產(chǎn)品色澤變淺，單釜產(chǎn)量提高到1000噸/年。目前八十一頁\總數(shù)九十六頁\編于八點二、烷基酚聚氧乙烯醚（OP）是第二大類的非離子表面活性劑，主產(chǎn)品為TX10、OP10系列，用作分步進(jìn)行：烷基酚與EO等mol加成，再與EO加成。制備方法：烷基酚與EO加成，可間歇與連續(xù)，反應(yīng)溫度150～200，壓力0.15～0.3MPa，KOH作催化劑，用量0.1～0.5％。凝固點較高，防止過冷。目前八十二頁\總數(shù)九十六頁\編于八點三、脂肪酸聚氧乙烯醚（OP）OP中的酯基較醚基不穩(wěn)定，不耐熱水和強酸堿，溶解度低，效果較AEO差，但原料便宜，成本低，低泡，生物降解性好。常見脂肪酸為硬脂酸、椰子油酸等，碳鏈越長，溶解度越小，12～13碳常用。常見產(chǎn)品：Span（司盤）、Tween（吐溫），主要用作乳化劑、分散劑、柔軟劑等。制備方法：與AEO類似，少用環(huán)乙，易發(fā)生酯交換，一般采用PEG，但常物中有水生成，應(yīng)將水移去，氮氣夾帶或分水。目前八十三頁\總數(shù)九十六頁\編于八點四、環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷嵌段共聚通過調(diào)節(jié)環(huán)乙、環(huán)丙的比例來調(diào)節(jié)聚合度和HLB值。目前八十四頁\總數(shù)九十六頁\編于八點2.5.2多元醇型非離子表面活性劑多羥基原料：甘油脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、山梨醇及失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基糖苷（APG）。特點：毒性低，生物降解，刺激小。常作乳化劑、柔軟劑等，少作洗滌劑，含羥基多的可水溶，作洗滌用，如APG。合成方法：酯化目前八十五頁\總數(shù)九十六頁\編于八點目前八十六頁\總數(shù)九十六頁\編于八點一、蔗糖脂肪酸酯簡稱糖酯，糖源有：葡萄糖、蔗糖等，水溶性好，乳化分散強，生物降解，無毒無刺激。用作乳化劑。合成方法