兩性離子表面活性劑課件

兩性離子表面活性劑兩性離子表面活性劑1第一節(jié)兩性離子型表面活性劑概述國外：兩性表面活性劑開發(fā)較晚，1937年美國專利率先開始了這類表面活性劑的報(bào)道，1940年開發(fā)出甜菜堿型兩性表面活性劑。1977年美國大概有20多種兩性表面活性劑列入商品生產(chǎn)并投放市場(chǎng)。第一節(jié)兩性離子型表面活性劑概述2國內(nèi)：我國是在20世紀(jì)70年代開始對(duì)其的研究和生產(chǎn)的，品種很少，主要是甜菜堿型、氨基酸型和咪唑啉型。到2002年我國兩性表面活性劑只有5000噸/年，占表面活性劑總量的0.5%。我國的兩性表面活性劑的應(yīng)用和研究仍處于起步狀態(tài)。國內(nèi)：我國是在20世紀(jì)70年代開始對(duì)其的研究和生產(chǎn)的，品種很3一、兩性表面活性劑的特性1.能給出和接收質(zhì)子，當(dāng)PH低于等電點(diǎn)時(shí)，多呈陽離子性；當(dāng)PH高于等電點(diǎn)時(shí)，多呈陰離子性。2.幾乎可以同其他所有類型的表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，且一般都會(huì)產(chǎn)生加和增效作用。3.毒性和刺激性非常小，可用于化妝品及洗發(fā)香波中。一、兩性表面活性劑的特性44.具有極好的耐硬水性和內(nèi)高濃度電解質(zhì)，甚至在海水中也可以有效地使用。5.對(duì)植物油有益的柔軟平滑性和抗靜電性。6.具有良好的乳化性和分散性。4.具有極好的耐硬水性和內(nèi)高濃度電解質(zhì)，甚至在海水中也可以有57.可以吸附在帶有負(fù)電荷或正電荷的物質(zhì)表面上，而不產(chǎn)生憎水薄層，因此有很好的潤濕性和發(fā)泡性。8.具有一定的殺菌性和抑霉性。9.有良好的生物降解性。7.可以吸附在帶有負(fù)電荷或正電荷的物質(zhì)表面上，而不產(chǎn)生憎水薄6二、分類按陰離子部分的親水基類型分類：羧酸鹽型、磺酸鹽型、硫酸酯鹽型、磷酸酯鹽型按整體化學(xué)結(jié)構(gòu)分類：甜菜堿型、咪唑啉型、氨基酸型、氧化胺型。二、分類7按酸性基和堿性基分類等電點(diǎn)區(qū)按酸性基和堿性基分類等電點(diǎn)區(qū)8等電點(diǎn)：又稱等電區(qū)或等電帶，在靜電場(chǎng)中，由于電荷作用，陰離子形式存在的兩性表面活性劑離子將向陽極移動(dòng)，以陽離子形式存在的離子將向陰極移動(dòng)。在一個(gè)狹窄的PH值范圍內(nèi)，兩性表面活性劑以內(nèi)鹽的形式存在，此時(shí)將該表面活性劑的溶液放在靜電場(chǎng)中時(shí)，溶液中的雙離子將不向任何方向移動(dòng)，即分子內(nèi)的靜電荷為零。此時(shí)溶液的PH值被稱為該表面活性劑的等電點(diǎn)。等電點(diǎn)：又稱等電區(qū)或等電帶，在靜電場(chǎng)中，由于電荷作用，陰離子9兩性離子表面活性劑課件10第二節(jié)兩性表面活性劑的性質(zhì)1.等電點(diǎn)區(qū)2.臨界膠束濃度與PH值的關(guān)系：cmc隨著PH值的增加而增加。第二節(jié)兩性表面活性劑的性質(zhì)1.等電點(diǎn)區(qū)113.發(fā)泡性和溶解度與PH值的關(guān)系：在等電點(diǎn)區(qū)，活性劑以內(nèi)鹽形式存在，其溶解度及泡沫量均最低；高于等電點(diǎn)時(shí)，呈現(xiàn)陰離子表面活性劑的特征，發(fā)泡快，泡沫豐富而且松大，溶解度迅速增加；低于等電點(diǎn)時(shí)，呈現(xiàn)陽離子表面活性劑的特征，泡沫量和溶解度也較高。3.發(fā)泡性和溶解度與PH值的關(guān)系：在等電點(diǎn)區(qū)，活性劑以內(nèi)鹽形124.在基質(zhì)上的吸附量及殺菌性與PH值的關(guān)系在PH值低于等電點(diǎn)時(shí)，顯示陽離子特性，在羊毛和毛發(fā)上的吸附量最大，親和力強(qiáng)，殺菌力也比較強(qiáng)。在PH值高于等電點(diǎn)時(shí)，顯示陰離子性，上述性能不理想。4.在基質(zhì)上的吸附量及殺菌性與PH值的關(guān)系13第三節(jié)兩性表面活性劑的合成一、氨基酸型兩性離子表面活性劑這類產(chǎn)品大都是烷基氨基酸的鹽類，具有良好的水溶性，洗滌性能很好，并有殺菌作用.它們的毒性比陽離子活性物低，常用于洗發(fā)膏及洗滌劑中。典型產(chǎn)品及合成路線舉例如下。

第三節(jié)兩性表面活性劑的合成一、氨基酸型兩性離子表面活性劑14N-十二烷基-?-氨基丙酸鈉的制取方法：C12H25NH2+CH2=CHCOOCH3→C12H25NHCH2CH2COOCH3→C12H25NHCH2CH2COOCNa+

CH3OH

當(dāng)十二胺與丙烯酸甲酯的比例為1:2時(shí)，則可得到二羧酸。N-十二烷基-?-氨基丙酸鈉的制取方法：15二、甜菜堿型兩性離子表面活性劑

甜菜堿型兩性離子表面活性劑是指甜菜堿中的甲基被長(zhǎng)鏈烷基取代后的產(chǎn)物，即:

式中R為C12~18。這類化合物是由季銨鹽型陽離子部分和羧酸鹽型陰離子部分構(gòu)成的。二、甜菜堿型兩性離子表面活性劑16甜菜堿（最初從植物甜菜中分離而得）結(jié)構(gòu)：甜菜堿型兩性離子表面活性劑：甜菜堿中甲基被長(zhǎng)鏈烷基取代后的產(chǎn)物。甜菜堿（最初從植物甜菜中分離而得）17特點(diǎn)在任何PH值下多能溶于水，既使在等電點(diǎn)下也不會(huì)發(fā)生沉淀；不會(huì)因溫度升高而混濁；水溶液的滲透性好、泡沫性強(qiáng)、去污力好分散性好成本高特點(diǎn)在任何PH值下多能溶于水，既使在等電點(diǎn)下也不會(huì)發(fā)生沉淀；18因此應(yīng)用頗廣，可作為洗滌劑、染色助劑、柔軟劑、抗靜電劑和殺菌劑等。殺菌力不及陽離子活性劑，在酸性溶液中對(duì)綠膿桿菌有作用，但對(duì)金黃葡萄球菌及大腸桿菌則以堿性時(shí)的殺菌力較強(qiáng)。目前這一產(chǎn)物的成本還較高，因此僅用于某些特殊場(chǎng)合.因此應(yīng)用頗廣，可作為洗滌劑、染色助劑、柔軟劑、抗靜電劑和殺菌19十二烷基二甲基甜菜堿然后再與NaOH作用，生成烷基甜菜堿十二烷基二甲基甜菜堿然后再與NaOH作用，生成烷基甜菜堿20三、咪唑啉型兩性離子表面活性劑烷基化的咪唑啉衍生物是常見的平衡型兩性離子表面活性劑。由于這類化合物的刺激性和毒性都很低，廣泛用作嬰兒香波。它又能與季銨化合物等產(chǎn)品配伍，因而也可用于某些無刺激性的成人化妝品中，這類產(chǎn)品的產(chǎn)量在國外大量增加，國內(nèi)用量也在不斷增長(zhǎng)。三、咪唑啉型兩性離子表面活性劑21典型產(chǎn)品如：1-烷基-2-羥乙基-2-羧乙基咪唑啉，通常可用脂肪酸和氨基乙基乙醇胺制取。使用過量的氨基乙基乙醇胺可抑制副反應(yīng)。優(yōu)質(zhì)的咪唑兩性表面活性劑的純度在99％左右，否則產(chǎn)品在貯存時(shí)會(huì)產(chǎn)生混濁或生成沉淀。典型產(chǎn)品如：1-烷基-2-羥乙基-2-羧乙基咪唑啉，通?？捎?2第四節(jié)兩性表面活性劑的應(yīng)用1.洗滌劑及香波組分：安全性好，毒性低，對(duì)皮膚和眼睛的刺激性小可用于嬰兒用品中。2.殺菌性：可用于外科手術(shù)、醫(yī)療器械等的消毒。第四節(jié)兩性表面活性劑的應(yīng)用1.洗滌劑及香波組分：安全性好，233.纖維柔軟劑：可用于天然纖維也可