第二章表面活性劑化學(xué)

1、精細(xì)化學(xué)品化學(xué)第二章 表面活性劑化學(xué)說到表面活性劑大家其實并不陌生，我們所用的肥皂就是較早的表面活性劑，后來在20世紀(jì)30年代隨著石油工業(yè)的發(fā)展，表面活性劑迅速發(fā)展，品種和產(chǎn)量不斷增多，用途也不斷推廣。到1995年，我國年產(chǎn)量就達(dá)到900萬噸，品種達(dá)1萬種以上。其應(yīng)用也已經(jīng)滲透到幾乎所有技術(shù)經(jīng)濟(jì)部門，包括石油、紡織、食品、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、新型材料，日用化學(xué)品等，加上用量很少，就能發(fā)揮顯著的效果，素有“工業(yè)味精”之美稱。本章的思路：分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途 總體具體2.1表面活性劑基本概念一、表面與表面張力生活中很多現(xiàn)象都跟表面張力有關(guān)：荷葉上的水珠，毛細(xì)管的虹吸，量筒的凹液面。表面：凝聚體與氣體之間的接觸

2、面一般稱為表面。表面張力：引起液體表面自動收縮的力叫表面張力?；蚴侵敢环N使表面分子具有向內(nèi)運動的趨勢，并使表面自動收縮至最小面積的力。為什么會有表面張力？是因為表面上的分子所處的狀態(tài)與體相內(nèi)部的分子所處的狀態(tài)不同。液體內(nèi)部，每個分子所受的作用力是對稱的，合力為零，如A，而處在界面的B因液體內(nèi)部對它的吸引力大，氣體分子對它的吸引力小，所受力不對稱，合力指向液體內(nèi)部并垂直與液體表面，所以表面上的分子有向內(nèi)部遷移的趨勢。此合力即表面張力或稱比表面能或比表面自由能，單位為牛頓/米（N/m）或(J/m2)。AB c20g123二、表面活性劑的定義不同物質(zhì)的水溶液表面張力不同，同一溶液不同濃度表面張力也不

3、同。下面是各類物質(zhì)水溶液的表面張力與濃度的關(guān)系。1非表面活性物質(zhì)： 無機鹽、不揮發(fā)酸堿2表面活性物質(zhì)： 短鏈脂肪酸、醇、醛3表面活性劑：明顯降低水的表面張力的兩親性質(zhì)的有機化合物狹義定義：少量使用就能使體系表面張力大幅度下降的物質(zhì)就是表面活性劑。1930年Freundlich提出。廣義定義：少量使用即可使表面或界面性質(zhì)發(fā)生顯著變化的物質(zhì)叫做表面活性劑。三、表面活性劑的結(jié)構(gòu)和分類雙親結(jié)構(gòu)：極性的親水基團(tuán)和非極性的親油基團(tuán)。極性端稱為頭基，非極性端稱為尾基。一般結(jié)構(gòu)示意圖像個小蝌蚪的形狀。正因為表面活性物具有兩親性結(jié)構(gòu)，極性端極力進(jìn)入水相，而非極性端受到水的排斥，有逃出水相的趨勢，于是它被排向水面

4、，在水面上濃集，將憎水部分伸向空氣。微觀上看，表面層表面活性物分子所受的向內(nèi)的拉力比水分子的要小些，即表現(xiàn)出表面活性物質(zhì)溶液的表面張力低于水的表面張力。親油基：直鏈或支鏈烷基、烷基苯基、芳香衍生物、聚氧乙烯基、長鏈全氟烷基、低分子量全氟聚氧丙烯基、硅氧乙烯基。親水基：COOH，OH，NH2，OSO3表面活性劑分子的性質(zhì)差異來源于親油基部分烷基大小、形狀和親水基種類。例如：C6H5C12H24SO3Na,是陰離子表面活性劑，親油基是C6H5C12H24，親水基是SO3四、表面活性劑的分類1按其溶于水所顯示的化學(xué)特征分：陰離子表面活性劑：在水中離解，其活性部分為陰離子，如羧酸鹽肥皂；陽離子表面活性

5、劑：在水中離解，其活性部分為陰離子，如季銨鹽；兩性表面活性劑：其親水基是由帶有正電荷和負(fù)電荷的兩部分有機地結(jié)合起來而構(gòu)成的，如甜菜堿型和氨基酸型。非離子表面活性劑：在水中不會離解成離子，但同樣具有親水基和親油基。如平平加RO（CH2CH2O）nH特種表面活性劑：如有機氟表面活性劑和有機硅表面活性劑，高分子天然表面活性劑。2按表面活性劑的來源合成表面活性劑：以石油、天然氣為原料通過化學(xué)方法合成制備的表面活性劑。天然表面活性劑：以油脂等天然原料生產(chǎn)的表面活性劑，具有安全無毒，容易生物降解等優(yōu)點。如卵磷脂，生物表面活性劑：由細(xì)菌、酵母和真菌等微生物產(chǎn)生的具有表面活性特征的化合物，包括磷脂系、糖脂系、

6、脂肪酸系、氨基羧酸系、高分子生物表面活性劑。2.2表面活性劑SAA的性質(zhì)2.2.1 SAA在溶液表面的吸附一、在溶液表面的吸附狀態(tài)隨著SAA濃度由稀到濃，分子由平躺直立完全取向，趨于飽和，此時表面張力降到最低。（畫圖表示）二、SAA結(jié)構(gòu)對飽和吸附量的影響吸附：物質(zhì)從一相內(nèi)部遷至界面，并富集于界面的過程叫吸附。表面活性劑從水內(nèi)部遷至表面，在表面富集的過程也叫吸附。這種吸附的結(jié)果是水表面似被一層非極性的碳?xì)滏湼采w，從而導(dǎo)致水的表面張力下降。吸附量：單位面積的表面層所含溶質(zhì)的量與溶液體相中所含溶質(zhì)量的差值，單位為mol/m2,也稱為表面過剩。 正吸附（吸附量大于零）和負(fù)吸附（吸附量小于零）影響因素：

7、相同親水基，不同疏水基：直鏈較支鏈大，因為自身橫截面積小，排列緊密；相同疏水基，不同親水基：親水基大，飽和吸附量小，順序：脂肪酸鹽硫酸鹽磺酸鹽季銨鹽依次減小。為何討論飽和吸附量？因為飽和吸附量大，分子排列緊密，表面膜的強度增大，不易破裂，對于起泡和乳化都有好處。三、SAA在溶液表面吸附速度吸附速度慢，會影響泡沫的穩(wěn)定性，潤濕，鋪展能力。決定因素：分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，取向排列速度，如碳?xì)滏溤介L，則時間效應(yīng)越大；介質(zhì)的性質(zhì)：溶液濃度（越大，速度越快），有無無機鹽（會降低離子型時間效應(yīng)）四、SAA降低界面張力的能力和效率能力（效能）：SAA降低表面張力所能達(dá)到的最低值。效率：降低表面張力至一定值時，所需

8、SAA的濃度。試討論效率和能力的關(guān)系。兩者不一定一致。例如：疏水基團(tuán)的鏈長在一定范圍內(nèi)增長，效率會提高，但效能是差不多的。疏水基團(tuán)的支化或不飽和程度增加，會使效率降低，但效能卻有些增加（因為親油基內(nèi)聚力降低）。在離子型表面活性劑的水溶液中加入電介質(zhì)，由于反離子的中和效應(yīng)，電斥力減小，效率和能力都有所提高。效率和能力討論的意義：為了更好地應(yīng)用。例如在選用表面活性劑時，有幾種同時能夠滿足降低表面張力的要求，就要看其效率，用量最小，價格最低。五作用：起泡和消泡作用，乳化作用， 2.2.2 SAA在溶液中的聚集狀態(tài)SAA在溶液表面飽和吸附之后，就會在溶液中自動地形成聚集體，即膠束。一、臨界膠束濃度CM

9、C 1.定義：溶液性質(zhì)（表面張力，洗滌作用，滲透）突變時SAA的濃度稱為CMC。表面活性分子締合形成膠束的最低濃度。2.測定方法：表面張力法；電導(dǎo)率法；染料法，光散射法 3. CMC影響因素：疏水基疏水基碳鏈越長，CMC下降；支化，雙鍵，苯環(huán)，易極化基團(tuán)，CMC提高；親水基處于碳鏈中間會增大CMC；全氟碳鏈，有機硅鏈CMC較低；親水基離子型SAA的CMC大于具有相同R基的非離子(因為前者易溶于水)；具有相同R基而親水基不同，-OSO3->SO3->COO-離子型：加入多價離子或有機反離子，CMC下降，因為有機雙電層被壓縮；二、膠束結(jié)構(gòu)、形狀與大小及其影響因素光散射法表明，隨著SAA

10、濃度的增加，膠束形狀發(fā)生變化如下變化：球盤棒狀六膠束層型。水溶液中如果含有其他物質(zhì)會影響膠束形狀。如加入無機鹽，即使表面活性劑濃度不大也會呈現(xiàn)不對稱棒狀。其形狀和大小與膠束的聚集數(shù)有關(guān)，后者取決于表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境。碳鏈長度增長，聚集數(shù)增大；離子型：加入無機鹽會使聚集數(shù)增大；因為雙電層被壓縮，表面活性劑分子之間的斥力減少，可以有更多的分子進(jìn)入膠束。在CMC之上時，加入極性或非極性有機物會使聚集數(shù)增大；因為膠束被脹大。非離子：溫度升高，聚集數(shù)增大，因為溶解度減小。三、膠束的作用增溶：下節(jié)詳說。催化作用：反應(yīng)物濃集于膠束，增加反應(yīng)物之間的碰撞頻率，從而加速反應(yīng)；如用陽離子表面活性劑可催

11、化酯在堿性溶液中的水解反應(yīng)；反膠束作用：親水基向內(nèi)，而疏水基指向非水溶劑，可以固定酶相轉(zhuǎn)移催化：模板法制備納米材料：2.2.3 SAA在固/液界面的吸附一、影響SAA在固/液界面吸附的因素1、固體表面性質(zhì)有強的帶電吸附位：離子交換，離子對，氫鍵；例如硅酸鹽，氧化鋁，硅膠；棉纖維；無帶電吸附位，但表面有極性：色散力，分子間氫鍵；例如聚酰胺纖維，聚酯；無電性，無極性：分子間的色散力；例如石墨，碳黑，木炭；2、SAA化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響疏水鏈越長，越有利于吸附；溶液濃度較稀，也有較高的吸附量；負(fù)電荷固體物質(zhì)較易吸附陽離子表面活性劑；若以親油基和固體表面有強烈作用，具有兩個親水基團(tuán)的SAA的飽和吸附量小于單

12、離子基團(tuán)的SAA。3、溫度離子型隨溫度升高而下降；非離子型隨溫度升高而升高。4、pH因為pH會引起固體表面吸附位電性的變化。二、SAA在固體表面的吸附及其利用1分散作用2潤濕作用3洗滌作用4勻染作用：織物印染過程中加入表面活性劑作為勻染劑，因為SAA有類似的電荷時，織物欲吸附有相反電荷的染料時，表面活性劑就會與之競爭，從而降低染料的有效吸附速度而達(dá)到勻染目的。2.2.4 SAA的溶解性一、在溫度一定時，溶解性變化規(guī)律溶解度隨親油基的增大而減??；非離子型的溶解度較大，離子型的較??；相同疏水基時，季銨鹽類陽離子>兩性>陰離子溫度變化時，不同的表面活性劑其溶解性變化趨勢不同。二、克拉夫特

13、點（Krafft point,Kp）:離子型1定義：離子型表面活性劑的溶解度隨溫度升高而增大，達(dá)到一定溫度，溶解度會增加很快，這一溫度稱為克拉夫特點。2、影響因素隨疏水基加大和支化而升高；對于陰離子SAA，與金屬離子類型有關(guān)，Kp鈣鹽> Kp鈉鹽添加電介質(zhì)，會使Kp升高；引入-CH2CH2O-后，Kp降低加入破壞水結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，如N-甲基乙酰胺，Kp降低SAA和醇形成混合膠束后，Kp降低3、注意離子型SAA一般在高于克拉夫特點的溫度下使用，所以克拉夫特點較低的SAA利于實用。三、濁點（cloud point,Cp）1、定義：含聚氧乙烯鏈的非離子型表面活性劑在溫度低時易與水混容，當(dāng)溫度升至一

14、定高度后，表面活性劑析出、分層，我們稱此析出、分層并發(fā)生渾濁的溫度為濁點。2濁點產(chǎn)生的原因：非離子表面活性劑分子內(nèi)的聚氧乙烯鏈中的醚鍵氧原子易于水分子締合而形成氫鍵，但溫度升高時易破壞，因此發(fā)生分層、析出的現(xiàn)象。3、影響因素濁點隨乙撐氧基的數(shù)目增加而升高；隨疏水基、支化度增加而升高；加入尿素，N-甲基乙酰胺，濁點會升高；4注意一般非離子表面活性劑應(yīng)在其濁點以下使用，所以濁點較高有利于實用。四、親水親油平衡值1定義 親水親油平衡值(hydrophile-lipophile balance，HLB)系表面活性劑分子中親水和親油基團(tuán)對油或水的綜合親合力。是用來表示表面活性劑的親水親油性強弱的數(shù)值。

15、數(shù)值范圍：HLB值范圍為040，其中非離子表面活性劑HLB值范圍為020。即石蠟為0，聚氧乙烯為20。 HLB 值愈大，親水性愈強； HLB 值愈小，親油性愈強。2 HLB值的確定.實驗HLB值范圍表面活性劑在水中的性狀14不分散56分散得不好68劇烈振蕩后成乳色分散體810穩(wěn)定乳色分散體1013半透明至透明的分散體13以上透明溶液（完全溶解）計算(1)多元醇型和聚乙二醇型非離子表面活性劑： HLB(2)大多數(shù)多元醇脂肪酸酯： HLB20（1S/A） S為酯的皂化價，A為脂肪酸的酸價。(3)混合的非離子表面活性劑： HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+W

16、b) (4)官能團(tuán)HLB計算法：Davies 將表面活性劑分子分解為不同的基+團(tuán)，每個基團(tuán)對分子的HLB值都有一定的貢獻(xiàn)。其計算公式如下：HLB值具有加和性，加和時可用官能團(tuán)法來測定。 HLB=7+(親水基團(tuán)HLB)(親油基團(tuán)HLB) 并不是所有表面活性劑HLB值能用算式計算，須用實驗方法加以驗證。3用途HLB=03 可作為消泡劑HLB=38 可作為W/O型乳化劑HLB=79 可作為潤濕劑HLB=818 可作為O/W型乳化劑HLB=15以上 可作為增溶劑2.2.5 SAA在溶液中的協(xié)同效應(yīng)復(fù)合表面活性劑常表現(xiàn)出單一表面活性劑難以達(dá)到的表面特性，比如其CMC時的表面張力明顯低于單一表面活性劑溶液

17、，這種復(fù)合體系能使表面活性增加的現(xiàn)象稱為“增效作用”或協(xié)同作用。一、陰、陽離子SAA協(xié)同作用正負(fù)電荷相互吸引，導(dǎo)致兩者在表面上的吸附相互促進(jìn)，親油基的排列更加緊密，從而使降低表面張力的能力和效率都有極大提高。二、同系物SAA的協(xié)同作用同系物混合，其表面張力，CMC一般會隨配比發(fā)生變化，但始終介于兩者之間；不同陰離子混合，混合物界面張力會出現(xiàn)最小值。三、離子型、非離子型SAA的協(xié)同作用非離子SAA插入離子型SAA的極性基之間，減弱了離子頭之間的電性斥力，更易形成膠束。所以CMC下降，表面張力更低，洗滌、潤濕、乳化效果均可以提高。2.2.6 其它性質(zhì)穩(wěn)定性（耐酸堿：陰離子酸不穩(wěn)定，陽離子堿不穩(wěn)定，

18、兩性pH變化；磺酸鹽，季銨鹽耐酸又耐鍵；熱，氧化無機鹽），生物降解性（兩性SAA較易；直鏈更易；含芳香基的較難；非離子SAA，聚氧乙烯鏈越多越不易降解）2.3表面活性劑的作用2.3.1乳化作用一、乳狀液概述1定義：一種液體分散在另一種不相容的液體中所形成的多相分散體系。分散相又稱內(nèi)相，連續(xù)相又稱外相。特點：熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，易于聚集。組成： 水相 water phase（W）水或水溶液；油相oil phase（O）與水不相混溶的有機液體乳化劑emulsifier（SAA或固體粉末）防止油水分層的穩(wěn)定劑2、分類：基本分為：水包油型（o/w）：如牛奶油包水型（w/o）：如含水原油復(fù)合型：o/w/o

19、; w/o/wO/W型乳劑和W/O型乳劑的區(qū)別 O/W型乳劑W/O型乳劑外觀乳白色油狀色近似稀釋可用水稀釋可用油稀釋導(dǎo)電性導(dǎo)電不導(dǎo)電或幾乎不導(dǎo)電水溶性顏料外相染色內(nèi)相染色油溶性顏料內(nèi)相染色外相染色3特性：分散相液滴直徑不同，顏色不同>1m 乳白色1-0.1m 藍(lán)色 0.1-0.05m 灰色半透明<0.05m 透明原因：分散相和分散介質(zhì)折射率不同，直徑大，光反射顯著，直徑小，則可以光散射或透過。4乳化劑的制備(1)乳化劑在水中的制法 制備方法：乳化劑溶于水中，激烈攪拌下，把油加入到水中o/w型乳狀液繼續(xù)加油轉(zhuǎn)相變型成w/o型乳狀液；特點：顆粒大小不均勻，乳狀液粗糙，穩(wěn)定性差

20、，可用膠體磨或均質(zhì)器混合改善。適用：親水性強的表面活性劑作乳化劑（2）乳化劑在油中的制法制法：將乳化劑直接溶于油中，再加入水w/o型乳狀液繼續(xù)加水o/w型乳狀液。該法又稱為轉(zhuǎn)相乳化法或反轉(zhuǎn)乳化法。特點：液滴相當(dāng)均勻，穩(wěn)定性好。（3）輪流加液法制法：將水和油輪流加入乳化劑中，每次只加少量使兩相混合形成乳狀液。適用：蛋黃醬或其它含植物油的食品乳狀液。（4）初生皂法制備方法：將脂肪酸溶于油中，把堿溶于水中，然后使油水兩相接觸，在界面即有脂肪酸鹽生成并形成穩(wěn)定的乳狀液。適用：用肥皂作乳化劑制備w/o或o/w型乳狀液。（5）D相乳化法制法：D相又稱為表面活性劑相，是由非離子表面活性劑/多元醇/水組成的微

21、乳狀液體系。在攪拌下在D相中加入油可以形成透明的O/D型凝膠狀的乳狀液，用水稀釋后可得到微細(xì)珠滴的o/w型乳狀液。表面活性劑和醇的比例非常重要。特點：乳狀液穩(wěn)定，對乳化劑要求低（如乳化能力），可乳化疏水性高的油性組分。（6）轉(zhuǎn)相溫度法（PIT，Phase Inversion Temperature）乳液由o/w 型轉(zhuǎn)變?yōu)閣/o型時的轉(zhuǎn)變溫度叫相轉(zhuǎn)變溫度。說明此時表面活性劑的親水與親油性質(zhì)已經(jīng)達(dá)到平衡。高于這個溫度的乳液為w/o型，低于這個溫度為o/w 型。一般，油相的極性越小，PIT越高。在相轉(zhuǎn)變溫度附近制備乳狀液，分散相細(xì)小，但很不穩(wěn)定易于凝結(jié)，但冷卻到PIT以下時，穩(wěn)定性增大但分散相沒有明

22、顯增長。適用范圍：非離子表面活性劑。5乳狀液穩(wěn)定性的測定靜置；高溫靜置；凍融；離心分離；粒度分布；電導(dǎo)率。二、表面活性劑與乳狀液的穩(wěn)定性1、SAA能降低界面張力，有利于形成乳液和使乳液穩(wěn)定2、增大油水界面膜的強度，保持乳液穩(wěn)定可以采用復(fù)合膜：油溶性水溶性；加入有機極性分子，如醇；3、離子型SAA增加乳液穩(wěn)定性：形成雙電層，液滴所帶電荷相同，相互排斥，防止聚結(jié)。另外，分散介質(zhì)粘度增大也可以提高穩(wěn)定性，一般加入水溶性高分子，一方面增大粘度，一方面增強界面膜的強度。也可以采用固體粉末為乳化劑提高乳液穩(wěn)定性。三、SAA與破乳1破乳的應(yīng)用：原油與水形成的油包水乳狀液以出去水分；牛乳的o/w，破壞以分離出

23、乳油橡膠乳漿破乳制備橡膠廢水處理時：防止污染和回收有用物質(zhì)；2破乳的方法：（1）物理：電沉降（w/o,水珠在電場作用下聚結(jié)）、超聲、過濾、加熱（2）物理化學(xué)：改變?nèi)闋钜旱慕缑婺ば再|(zhì)，降低界面膜強度或破壞界面膜表面活性高的SAA，頂替原乳化劑，本身不能形成牢固的膜；新加入的SAA與乳化劑生成復(fù)合物，改變膜性質(zhì)，降低穩(wěn)定性；加入一反應(yīng)物和作為乳化劑的SAA發(fā)生化學(xué)反應(yīng)改變膜性質(zhì)，降低穩(wěn)定性；如以脂肪酸皂作為乳化劑，加入酸可破乳。加入電解質(zhì)，破壞雙電層，有利于聚結(jié)，如加入高價反離子；四、多重乳液多重乳液也稱復(fù)乳，二級乳，可分為：O/W/O ，W/O/W。也是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。制備方法：以W/O/W為

24、例，制備時先用親油性的乳化劑制備w/o乳液,然后用適于制備o/w型的乳化劑，在水中乳化原始乳狀液，經(jīng)緩慢攪拌即可制得。為了好的穩(wěn)定性，外相可以用聚合物的水凝膠代替水相。用途：烴類化合物的分離，多重乳液涂料，藥物方面：控制藥物釋放，保持藥物穩(wěn)定，靶向給藥，還可作為藥物超劑量或誤服引起中毒的解毒系統(tǒng)。例如：服用過量巴比妥類藥物可用W/O/W乳劑捕集避免中毒。原理是過量的酸性藥物，在外水相中處于低pH時呈游離態(tài)，易透過油膜，并按濃度差方向向內(nèi)水相擴散，而內(nèi)水相是以高pH緩沖液作為捕集劑，使擴散來的酸性藥物即刻解離，而液體膜又不能通過離子，因此游離態(tài)的藥物始終存在著濃度差由外相經(jīng)液體膜向內(nèi)相擴散。制備

25、納米材料; 如空心TiO2五、微乳狀液微乳狀液是介于一般乳狀液與膠團(tuán)之間的分散體系，其分散相質(zhì)點小于0.1微米。微乳化過程是體系自由能降低的自發(fā)過程，終點為熱力學(xué)穩(wěn)定體系。微乳狀液組成特點：SAA含量高，約為530左右。離子型SAA體系：油、水、SAA、助SAA（中等碳鏈長度的醇類）非離子SAA體系：油、水、非離子SAA，不必加入醇。微乳狀液、乳狀液、膠團(tuán)性質(zhì)的比較表格六、乳化劑的選擇1乳化劑能在界面形成穩(wěn)定的界面膜；2表面活性高，能夠快速使表面張力降到最低；3，通常油溶性的乳化劑用于w/o型乳狀液，水溶性則用于o/w型乳狀液，但二者的混合往往能得到更穩(wěn)定的乳狀液。4 乳化劑的濃度以及水相和油

26、相的組成均影響其乳化能力；5 HLB是選擇乳化劑的經(jīng)驗指標(biāo)：HLB=38 可作為W/O型乳化劑HLB=818 可作為O/W型乳化劑。6 PIT法是利用HLB值選擇乳化劑的發(fā)展，是選擇乳化劑的好方法。PIT測定方法：取等量的油相與水相，用35表面活性劑乳化，并在不同溫度下加熱振搖，測定出乳狀液自o/w 型轉(zhuǎn)變?yōu)閣/o型時的轉(zhuǎn)變溫度。通常對o/w 型乳狀液合適的乳化劑，應(yīng)選擇其PIT比乳狀液保存溫度低1040的乳化劑配方；制備時的溫度應(yīng)低于PIT24。7在有特殊用途時，要選擇無毒的乳化劑；8要能用最小的濃度和最低的成本達(dá)到最好的乳化效果。2.3.2起泡和消泡作用 一、泡沫簡介起泡劑的用途：日用化學(xué)

27、品（香波，牙膏，剃須膏，洗滌劑）泡沫滅火器，農(nóng)藥泡沫噴灑，礦物浮選等。泡沫具有潤滑，分散作用。1定義及分類泡沫是氣體在液（固）體中的多分散體系，氣體是分散相，液體或固體是連續(xù)相?？煞譃椋簹夤绦团菽夯炷林屑尤肱菽?，可以減輕質(zhì)量，保溫，隔聲，耐熱；氣液型泡沫：比較常見。是本節(jié)討論的對象。由液膜隔開的氣泡聚集物。熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。2泡沫破壞的原因：A表面張力和重力作用引起的液膜排液過程，使液膜變薄，薄至一定程度，導(dǎo)致膜的破裂，泡沫破壞。B氣體有透過液膜擴散的趨勢和能力，氣體的透過所導(dǎo)致的氣泡兼并是泡沫破壞的另一原因。小氣泡中壓力大，大氣泡中壓力小，氣體擴散導(dǎo)致小泡變小，大泡變大，液膜變薄直至破裂

28、。Marangoni效應(yīng)：氣泡自修復(fù)功能。氣泡壁受外力沖擊變薄，此處表面活性分子的密度減小，表面張力變大，別處表面活性分子過來補充，并帶動相鄰液體一起遷移，液膜厚度和強度均修復(fù)，泡沫穩(wěn)定。二、表面活性劑對泡沫的作用表面活性劑的起泡性能表現(xiàn)在兩個方面：一是泡沫形成的難易，一是泡沫能否持久，壽命較長。1降低表面張力，有利于泡沫形成；2提高表面膜強度：有利于泡沫持久；如何提高膜強度：采用直鏈?zhǔn)杷腟AA，復(fù)合膜（如十二烷基硫酸鈉月桂醇），陰陽離子復(fù)合。【協(xié)同作用的利用】3靜電斥力的作用：離子型SAA吸附于液膜表面形成雙電層，同性相斥使泡沫穩(wěn)定。4降低氣體的透過性：液膜強度增大，體系粘度增大，皆有助

29、于降低透過性，提高泡沫穩(wěn)定性?？偟膩碚f：起泡劑一般是肥皂和月桂基硫酸鈉等陰離子表面活性劑；非離子和陽離子SAA的起泡力較差。三、消泡及消泡劑泡沫有時又會給生產(chǎn)操作和產(chǎn)品質(zhì)量帶來很多不良影響。很多領(lǐng)域都在使用消泡劑，如食品，發(fā)酵，造紙，涂料，粘合劑等。1、消泡方法：物理法：機械攪拌，高速離心，超聲波，高溫，但有時難以實施。物理化學(xué)法：為主。加入化學(xué)試劑與起泡劑反應(yīng)；加入表面活性大，本身又不能形成堅固的膜的性質(zhì)。消泡劑降低液膜表面粘度，使排液加快，導(dǎo)致泡沫破裂，如磷酸三丁酯。加入電介質(zhì)降低液膜表面雙電層的斥力。加入的消泡劑能使液膜失去表面彈性或表面修復(fù)能力?？扇苄砸后w或氣體可通過擴散使液膜受到擾動

30、而破壞。2、消泡劑分類：破泡劑：摧毀已存在的泡沫；抑泡劑：防止泡沫產(chǎn)生。這兩種類型的消泡劑混合使用時有加和性。有些消泡劑使用惰性載體，如SiO2可起到增加消泡效率的作用。消泡劑的種類：礦物油類（液體石蠟SAA，造紙）油脂類（動物油，芝麻油；食品發(fā)酵）脂肪酸酯類（天然蠟）；低碳醇類（辛醇）酰胺類（二硬脂酰乙二胺），磷酸酯類（磷酸三丁酯），金屬皂類（油酸鉀），有機硅類（二甲基硅油，聚二甲基硅氧烷，氟硅油）2.3.3增溶作用增溶作用：將一些原來不溶或微溶于水的物質(zhì)加到表面活性劑溶液中，這些物質(zhì)能很好地溶解，即所謂膠束增溶作用。每摩爾表面活性劑可增溶被增溶物的量為增溶量。增溶作用在乳液聚合反應(yīng)、石油開

31、采、化妝品、食品和醫(yī)藥、農(nóng)藥等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。尤其使醫(yī)藥，一些揮發(fā)油、脂溶性維生素、甾體激素等許多難溶性藥物在表面活性劑溶液中增溶，形成澄明溶液及提高濃度。一、增溶作用特征：1增溶作用只能在CMC以上的濃度發(fā)生；膠束的存在是發(fā)生增溶作用的必要條件。2增溶作用與乳化作用不同，是熱力學(xué)自發(fā)過程，增溶后的系統(tǒng)是更為穩(wěn)定的熱力學(xué)平衡系統(tǒng)。3 增溶不同于一般的溶解作用，因為系統(tǒng)的依數(shù)性沒有改變。二、增溶位置及狀態(tài)增溶物是進(jìn)入膠束的內(nèi)核還是處于表面？研究發(fā)現(xiàn)增溶物和表面活性劑的類型不同，增溶物的位置與狀態(tài)各異。目前理論上有兩種模型：單態(tài)模型和兩態(tài)模型。單態(tài)模型a非極性物質(zhì)增溶膠束內(nèi)核，如飽和脂肪烴，

32、環(huán)烷烴；b極性易極化物膠束的柵欄層，如醇，胺，脂肪酸；c不溶于水亦不溶于烴類的小極性有機物吸附于膠束表面，如苯二甲酸二甲酯；d含聚氧乙烯基的非離子SAA形成膠束時，增溶物包在膠束外層的聚氧乙烯親水基之間，如苯酚及其類似物。增溶量大小順序：d>b>a>c兩態(tài)模型：膠束的增溶量由吸附態(tài)與溶解態(tài)共同貢獻(xiàn)。三、影響增溶作用的因素1增溶量的大小與增溶區(qū)域容積大小有關(guān)：非離子SAA的柵欄層外殼d>膠束的柵欄層b>膠束內(nèi)核a>膠束表面c2與表面活性劑的結(jié)構(gòu)及膠束的數(shù)目有關(guān)：碳?xì)滏溤介L，臨界膠束濃度越低，對非極性分子的增溶能力就越大；3與臨界膠束濃度及膠束的疏松度有關(guān)：非離

33、子SAA臨界膠束濃度較低，比離子型有更強的增溶能力；陽離子SAA形成的膠束比較疏松，其增溶能力比相同碳鏈長度的陰離子SAA要強；4加入電介質(zhì)、有機添加物或改變溫度也會影響增溶能力：無機鹽會使離子型SAA的CMC降低，可以增大烴類的增溶量，但卻減少極性有機物的增溶量，因為聚集數(shù)增加，膠團(tuán)增加，所以烴類的增溶量變大；但柵欄變緊密，減少了極性物增溶的可能位置。某些有機物的加入可以使膠束脹大，會使極性化合物易于插入膠束的柵欄，從而提高極性化合物的增溶量。2.3.4潤濕作用潤濕：廣義上是指一種流體取代表面上另一種流體；狹義上指液體取代固體表面空氣的過程。用途：礦山作業(yè)中除塵。礦石和煤開采、運輸、粉碎等過

34、程都有粉塵，危害工人身體健康，可能造成爆炸和污染環(huán)境。利用0.1%左右表面活性劑的水溶液噴灑可使粉塵潤濕而沉降。一、 接觸角與潤濕作用將水滴滴在固體表面，此時會形成3個界面，S/G,S/L,L/G.三個界面的張力可以表示為SG，SL，LG。氣液界面L/G和固液界面S/L之間的夾角稱為接觸角。接觸角和界面張力的關(guān)系，服從Young方程：SGSLLG coscos=(SG-SL)/LG從此公式可以看出，增大SG，減小固液界面張力SL對潤濕有利，減小SG對防水有利。接觸角提供了判別潤濕程度的方便方法，潤濕角越小，潤濕性越好。>90,不潤濕；<90,潤濕；=0,完全潤濕；=180,完全不潤

35、濕；二、 固體臨界表面張力C及表面活性劑的潤濕作用固體臨界表面張力C:1是反映低能固體表面潤濕性能的一個極重要的經(jīng)驗常數(shù)；2 只有液體的表面張力等于或小于某一固體的C時，該液體才能在這種固體表面上潤濕。3固體的C越小，要求能潤濕它的液體的表面張力就越低，該固體越難潤濕。例如：攪拌器，高壓釜的內(nèi)稱大多采用聚四氟乙烯，因為它憎水憎油。為什么呢? 聚四氟乙烯C很小，只有18mN/m,水和大多數(shù)的有機液體的表面張力均比它大。表面活性劑的潤濕功能主要體現(xiàn)在：1提高液體的潤濕能力：降低水的表面張力，使其低于固體臨界表面張力C，即可達(dá)到潤濕的目的。不同表面活性劑在潤濕性能上的差別取決于它們在水面上的吸附層的

36、碳?xì)洳糠峙帕械木o密程度，排列越緊，水的表面張力越小，其潤濕性越好。2改變固體表面的潤濕性質(zhì)：如果是高能表面，表面活性劑的極性基團(tuán)朝向固體表面，非極性基團(tuán)朝向其它形成吸附層，固體表面就很難潤濕，SAA起到反潤濕作用，可以用作防水劑。2.3.5分散作用將固體粒子加入不溶解它的液體中，往往易凝聚、結(jié)塊或沉淀。但在該液體中加入表面活性劑，加以攪拌固體粒子就會粉碎，均勻分散在液體中。這種現(xiàn)象即表面活性劑的分散作用，用于這方面的表面活性劑就稱為分散劑，分散劑廣泛應(yīng)用于涂料、油墨、塑料和橡膠工業(yè)。一般來說，先潤濕而后分散，才能達(dá)到粒子均勻分散的目的。1低能表面（表面能小于100mJ/m2）物質(zhì)的分散:有機顏

37、料，染料分散機理：SAA疏水基吸附于固體表面，親水基伸向水相，固體粒子周圍形成吸附膜，降低界面張力；若用離子型表面活性劑，固體微粒帶同種電荷，相互排斥，不易凝聚；非離子SAA會在固體微粒表面形成具有彈性的水化層，防止聚沉。2 高能表面無機物質(zhì)的分散：無機顏料、填料分散機理：極性基吸附在固體表面，其疏水基伸向分散介質(zhì)，降低了固液界面之間的界面張力，易于分散在有機溶劑或有機高分子物質(zhì)中。3固/液分散體系的穩(wěn)定性方法（1）加入表面活性劑使粒子形成具有相互排斥作用的雙電層。（2）在粒子表面吸附非離子性高分子或其他活性劑形成具有一定厚度的吸附層，可使粒子保持一定距離，不易接近；（3）縮小固液之間質(zhì)量差，

38、也可防沉降；（4）提高分散介質(zhì)的粘度。2.3.6洗滌作用表面活性劑的洗滌作用是借助于表面活性劑來減弱污物與固體表面之粘附作用，再通過機械力攪動，使污垢與固體表面分離而懸浮于介質(zhì)中，最后將污物用水洗凈沖走。洗滌過程可以用一公式表示：物品.污垢+洗滌劑 物品.洗滌劑污垢.洗滌劑好的洗滌劑應(yīng)滿足的條件：能作用于污垢，能將其從被洗物體表面分離開來；分離下來的污垢要很好分散，并懸浮與水中，而不再重新沉積在被洗物體上去。污垢的種類很多，不同的污垢，表面活性劑發(fā)揮的功能不同，洗滌的過程也有所不同。1液體油污的洗滌首先對油污表面潤濕，第二洗滌液將油污頂替下來，將油污去除，鋪展的油膜逐漸變?yōu)橛椭?，最后在機械力的

39、作用下沖走。對于殘留油污，可以通過較濃表面活性劑的增溶作用將之出去，如局部撒上洗衣粉搓洗。另外，表面活性劑可能吸附在液體油污和水的界面上，形成乳狀液，不易沉積于衣物表面。2 物體污垢的洗滌表面活性劑吸附于固體污垢質(zhì)點及固體表面，降低污垢與物體表面的作用；固體污垢在水中常帶負(fù)電荷，加入離子型表面活性劑可以增大界面電勢，使污垢易于除去且不易再沉積于固體表面；非離子表面活性劑能在污垢表面形成很好的空間障礙，能夠防止污垢再沉積；陽離子表面活性劑一般不用作洗滌劑，因為它會降低或消除具電負(fù)性的表面電勢。消除誤區(qū)：大家通常會把洗滌劑的好壞和起泡性能聯(lián)系起來，實際上兩者沒有必然的聯(lián)系。表面活性劑能夠形成泡沫，

40、有助于帶走塵土污垢，但洗滌作用只有綜合發(fā)揮了表面活性劑的潤濕、吸附、乳化、分散、起泡，增溶等功能，才顯示出良好的洗滌效果。2.3.7其他作用：一、浮選利用礦物表面疏水/親水的差別從礦漿中浮出礦物的富集過程稱之為浮游選礦法，簡稱浮選。浮選藥劑分為三類：1起泡劑：表面活性劑的起泡作用，使礦粉有效地富集在空氣與水的界面。2捕集（收）劑：通過物理吸附，化學(xué)吸附或表面化學(xué)反應(yīng)改變礦物的疏水性，使浮游的礦粒粘附于起泡上。通常也是表面活性劑及一些表面活性物質(zhì)。3 調(diào)整劑（抑制和活化劑：作用在于對欲捕收礦粒表面的吸附分別起阻礙或促進(jìn)作用，用以擴大不同性質(zhì)礦粒浮游性的差別而達(dá)到彼此分離。主要是無機化合物，水溶性

41、高分子化合物以及磺酸鹽類的陰離子表面活性劑。二、殺菌陽離子表面活性劑特別是季銨鹽類，很多是有名的殺菌劑，如新潔爾滅，非離子表面活性劑毒性小，但殺菌力也弱，陰離子表面活性劑的毒性與殺菌力均介于兩者之間。三、抗靜電作用紡織物紡絲和織造過程中常用表面活性劑作抗靜電劑，如季銨鹽類陽離子表面活性劑，聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑，兩性表面活性劑。2.4陰離子表面活性劑這類表面活性劑溶于水后，解離出發(fā)揮表面活性作用的帶負(fù)電荷的基團(tuán)，按其親水基又分為：羧酸鹽型、磺酸鹽型、硫酸酯鹽、磷酸酯鹽。陰離子表面活性劑的親油基：羧酸鹽的親油基由天然油脂提供；磺酸鹽的親油基主要由石油化學(xué)品（如正構(gòu)烷烴，直鏈烷基苯）提供；硫

42、酸酯型、磷酸酯型的親油基主要由脂肪醇提供。2.4.1羧酸鹽型系肥皂類，通式：(RCOO-)nMn，如硬脂酸鈉、鎂等。其親油基通常為C12C18脂肪酸中的C12C17正構(gòu)烷基。碳鏈長度不同，使用溫度范圍不同；C1214為主的椰子油皂常溫下使用，C18硬脂酸皂，溫度升高至7080才可用，洗滌用肥皂，通常是混合油脂制備而成，如椰子油牛油，硬化油。分類：一價金屬皂(鉀、鈉皂)：硬脂酸鈉：鈉皂，硬皂，塊狀肥皂和香皂的主要成分；硬脂酸鉀：鉀皂、軟皂，用來制取液體皂，刺激性比鈉皂大；硬脂酸鋰：制造多功能高級潤滑脂的稠化劑二價或多價皂(鉛、鈣、鋁皂)；硬脂酸鋇：在金屬加工中用作干燥潤滑劑硬脂酸鋅：熱穩(wěn)定劑硬脂

43、酸鋁：一種顏料懸浮分散劑有機胺皂(三乙醇胺皂)：乳化劑，潤濕劑。性質(zhì)：具有良好的乳化能力，易被酸及多價鹽破壞，電解質(zhì)使之鹽析。因為在酸性條件下，會形成不溶于水的游離脂肪酸。而多價鹽能與之發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)形成皂垢。 應(yīng)用：具有一定的刺激性，只供外用。 制備：天然油脂與堿進(jìn)行皂化反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：2.4.2磺酸鹽型2.4.2.1烷基苯磺酸鹽（ABS）陰離子表面活性劑中最重要的一個品種，產(chǎn)品占陰離子SAA總量的90。是我國合成洗滌劑活性物的主要成分，是優(yōu)良的洗滌劑和泡沫劑。又可分為：直鏈型LAS和支鏈型ABS目前洗滌配方中采用的主要是直鏈烷基苯磺酸鹽。LAS的性質(zhì)：1、親油端在C8以上才具有表面活

44、性；表面活性隨烷基鏈原子數(shù)的增加而增大。當(dāng)烷基碳鏈原子數(shù)超過18時，表面活性因溶解度下降而下降。2、CMC隨碳鏈的增加下降，超過14后上升。3、碳鏈增加，泡沫穩(wěn)定性增強；4、碳鏈過短時，其溶解性和潤濕性高，但去污力下降。碳鏈過長時，其溶解度過低，去污力下降。碳鏈小于5個碳原子時，在水溶液中不能形成膠束。C18以上，因溶解度小，也不能形成膠束。制備：1烷基苯的制備（正構(gòu)烷烴氯化或脫氫后與苯反應(yīng)生成）2烷基苯的磺化：磺化劑可以是濃硫酸（生成廢酸多，效果差），發(fā)煙硫酸（生成廢酸多，效果差），SO3（無廢酸，效果好）和SO3反應(yīng)的方程式：3烷基苯磺酸的中和：用NaOH中和2.4.2.2烷基磺酸鹽（SA

45、S）通式為CnH2n+1SO3Na，碳數(shù)在C1220范圍內(nèi)，以C13C17為佳。SAS的特點：有與LAS類似的發(fā)泡性和洗滌效能，水溶性好，只用于液體配方中，對皮膚損傷小，可作為硬水環(huán)境下使用的潤濕劑、分散劑和乳化劑，生物降解性好，23天即可全部降解。制備方法：1磺氯化法：正構(gòu)烷烴在紫外線的照射下和SO2、Cl2反應(yīng)，生成烷基磺酰氯，然后用堿皂化，反應(yīng)方程式如下：2 磺氧化法將正構(gòu)烷烴在紫外線照射下，與SO2，O2作用生成烷基磺酸。再用堿中和，反應(yīng)方程式如下：2.4.2.3烯烴磺酸鹽（AOS）烯烴與SO3在適當(dāng)條件下反應(yīng)、中和、水解，得到具有表面活性的陰離子混合物，即AOS。AOS合成的過程包括

46、磺化和水解，異構(gòu)體多，產(chǎn)物復(fù)雜。AOS主要成分：烯基磺酸鹽、羥烷基磺酸鹽，二磺酸鹽。通式為RCH=CHCH2SO3NaAOS特點：高泡，水解穩(wěn)定性；具有優(yōu)良的抗硬水能力；低毒、溫和、刺激性低；生物降解性好，用途廣泛：餐具洗滌劑、洗發(fā)香波等。AOS的表面張力、CMC和去污力等表面活性也與其親油基的大小即碳鏈長度有很大的關(guān)系。和LAS不同，AOS在較寬的碳數(shù)范圍內(nèi)，它的各種表面活性都能保持在較佳的值。生物降解性也比LAS高。2.4.2.4其他磺酸鹽陰離子表面活性劑石油磺酸鹽：石油精制的副產(chǎn)品，主要用于原油回收率的提高，也可作潤滑油添加劑、鉆孔油、金屬切削油和礦石浮選。木質(zhì)素磺酸鹽;在造紙工藝中用硫

47、酸制漿時生成的?？捎糜谑豌@井泥漿配方，水泥的減水劑，精制后的還可用作不溶性染料的分散劑，也可用作煤水燃料漿的分散劑。脂肪酸的磺烷基酯（RCOOCH2CH2SO3Na）：如琥珀酸酯磺酸鹽，潤濕滲透力強，代表產(chǎn)品是阿羅素OT或滲透劑OT。脂肪酸的磺烷基酰胺：分子式如下：RCONHSO3Na，分子中的磺酸基是通過羥基磺酸鹽及其相應(yīng)的中間體引入的，代表產(chǎn)品為胰加漂T，也稱依捷邦。它有好的溶解性能，是優(yōu)良的洗滌劑，耐硬水，穩(wěn)定性大。烷基萘磺酸鹽：代表產(chǎn)品為二異丙基萘磺酸鹽，稱Nekol系。極易溶解于水，對強酸、強堿穩(wěn)定，潤濕性能好，缺點是起泡性差。拉開粉A主要用作潤濕劑、分散劑以及合成橡膠乳液聚合用的

48、乳化劑。2.4.3硫酸酯鹽2.4.3.1脂肪醇硫酸酯鹽（AS或FAS）通式：ROSO3MAS特點：較易水解（尤其是在酸性介質(zhì)中）在硬水中去污力比LAS好，起泡力很低，可用于配制低泡洗滌劑。主要用于配制香波、合成香皂、洗滌用品、牙膏。剃須膏等盥洗用品，是洗滌劑、清洗劑的重要組分。制備：高級醇的硫酸化，硫酸化試劑可以是濃硫酸（最簡單）、發(fā)煙硫酸（轉(zhuǎn)化率低）、三氧化硫（好的硫酸化試劑，易發(fā)生副反應(yīng)，對設(shè)備要求高）、氯磺酸和氨基磺酸（價格昂貴，成本高）等。反應(yīng)方程式：2.4.3.2脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鹽（AES）通式RO（CH2CH2O）nSO3-M+特點：對水硬度最不敏感；生化降解性能優(yōu)異；不刺激

49、皮膚，能產(chǎn)生豐富泡沫；成本較低，因引入了環(huán)氧乙烷分子。用途：常和LAS復(fù)配用于香波、沐浴用品、輕垢洗滌劑，現(xiàn)在又逐步用于重垢洗滌劑，因其耐硬水，可用于無磷洗滌劑的配制。AES是醇醚硫酸鹽中最有代表性的品種，是采用C12C14椰油醇為原料，有時也用C12C16醇與環(huán)氧乙烷縮合，再進(jìn)行硫酸化，中和反應(yīng)進(jìn)行。反應(yīng)方程式如下：2.4.3.3其它硫酸酯鹽含雙鍵的烯烴硫酸化，反應(yīng)方程式如下：仲烷基硫酸酯鹽：是長鏈不飽和烯烴的硫酸化產(chǎn)物。溶解性和潤濕性好，制成粉狀產(chǎn)品容易吸潮結(jié)塊，一般是制成液體和漿狀洗滌劑。脂肪酸衍生物的硫酸酯鹽：有良好的潤濕性和乳化性，通常用于化妝品和個人保護(hù)用品。不飽和醇的硫酸酯鹽：K

50、rafft點低，0時仍呈透明狀，表面張力和CMC低。烷基酚醚硫酸酯鹽（APS）：皮膚刺激性低、價格便宜，泡沫豐富、去污力強，但生物降解性差。2.4.4磷酸酯鹽結(jié)構(gòu)式: 磷酸單酯和磷酸雙酯。單酯易溶于水，雙酯較難溶于水，成乳化狀態(tài)。實際使用的是兩者的混合物。用途：可與其它表面活性劑復(fù)配成纖維紡絲用的油劑，起平滑、抗靜電的作用。脂肪醇的磷酸酯鈉對酸堿穩(wěn)定，易于生物降解，具有良好的去污能力，可用于金屬、玻璃等的清洗。磷酸酯鹽具有較好的抗靜電性，且溫和，在化妝品和個人衛(wèi)生用品中的應(yīng)用也日漸廣泛。制備方法：工業(yè)上采用脂肪醇和五氧化二磷反應(yīng)制取烷基磷酸酯。反應(yīng)式如下：2.5陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑

51、在水溶液中離解時生成的表面活性離子帶正電荷。通常不用于洗滌和清洗。吸附在帶負(fù)電荷的固體表面，疏水基朝向水相，使固體表面呈“疏水”狀態(tài)。主要用于：礦石浮選劑、織物柔軟劑、抗靜電劑、殺菌劑、防水、勻染。2.5.1脂肪胺鹽分為：伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽，通式：R：C10C18烷基R1、R2:低分子烷基、甲基、乙基、芐基或氫原子X：鹵素、無機或有機酸根脂肪胺鹽是伯胺、仲胺、叔胺與酸（如鹽酸、硫酸、乙酸等）的反應(yīng)產(chǎn)物，是弱堿的鹽,反應(yīng)方程式如下：十二烷基二甲基叔胺醋酸鹽脂肪胺鹽一般是不揮發(fā)的無臭固體，易溶于水。脂肪胺鹽在酸性條件下具有表面活性，少量的胺鹽就能顯著降低水的表面張力，也可在酸性介質(zhì)中作乳化、分

52、散、潤濕劑，也用作礦物浮選劑、顏料粉末表面憎水劑。缺點：在堿性條件下，胺游離出來而失去表面活性。2.5.2季銨鹽通式：R1、R2是甲基、乙基或芐基。季銨鹽一般是由叔胺與烷基化試劑（如氯甲烷、芐基氯等）作用合成的，反應(yīng)方程式如下：季銨鹽的溶解度隨碳鏈長度增加而降低：碳數(shù)小于14的季銨鹽易溶于水，碳數(shù)大于14的難溶于水。常見的季銨鹽單長鏈烷基季銨鹽：十二烷基三甲基溴化胺、十六烷基三甲基溴化胺。它們?nèi)苡跇O性有機溶劑、不溶于非極性有機溶劑；雙長鏈烷基季銨鹽：雙十八烷基二甲基氯化銨、雙十二烷基二甲基氯化銨。它們幾乎不溶于水，溶于非極性有機溶劑。2.5.3雜環(huán)陽離子表面活性劑1吡啶季銨鹽結(jié)構(gòu)通式：一般用作

53、助染劑和殺菌劑等，其最大用途是作為纖維疏水劑。2咪唑啉季銨鹽通式：可作柔軟劑、破乳劑、防銹劑。2.5.4 聚合型陽離子表面活性劑按聚合度可分為：1高分子陽離子表面活性劑：殼聚糖，陽離子淀粉，陽離子瓜兒膠，陽離子纖維素、聚乙烯吡咯鹽等。2 低聚陽離子表面活性劑：Gemini陽離子表面活性劑Gemini陽離子表面活性劑：結(jié)構(gòu)；用途；具有良好的鈣皂分散性，優(yōu)良的潤濕劑，有更好的發(fā)泡和穩(wěn)泡性能。可用作織物柔軟劑、抗靜電劑、化妝品中的乳化劑、頭發(fā)條理劑、膠體穩(wěn)定劑等。2.5.5 氧化胺陽離子表面活性劑結(jié)構(gòu)特點：有優(yōu)異的溶解油脂性能，常與陰離子表面活性劑AS、LAS復(fù)配，具有去污增效作用和增稠作用；具有一

54、定的抑菌性，可起到殺菌增效的作用，可用在重垢洗滌劑、廚房洗滌劑和化妝品中。2.5.6非氮陽離子表面活性劑季鏻鹽：主要用作乳化劑、殺蟲劑和殺菌劑。季锍鹽：對皮膚刺激性小，殺菌性能好，可與肥皂和陰離子表面活性劑復(fù)配。季碘鹽：可與肥皂和陰離子表面活性劑復(fù)配，在復(fù)配體系中保持高效殺菌效果。2.6兩性表面活性劑兩性表面活性劑的作用：具有良好的表面活性，去污、乳化、分散、潤濕，殺菌、抗靜電、柔軟性，耐鹽、耐酸堿；生物降解性好。特點：它既能給出質(zhì)子，又能接受質(zhì)子，在不同的環(huán)境呈不同的性質(zhì)，能使帶正電荷和帶負(fù)電荷的物體表面成為親水表面層，具有良好的配伍性和低毒性，使用十分安全，在民用和工業(yè)應(yīng)用上日益廣泛。分類

55、：甜菜堿型、氨基酸型、咪唑啉型、含磷兩性表面活性劑。2.6.1咪唑啉型兩性表面活性劑無毒，性能柔和無刺激，主要用于香波、浴液和化妝品中，常用作織物柔軟劑、抗靜電劑，也可用作乳化劑、除草劑、殺蟲劑。單羧基甲基化的咪唑啉衍生物及氧化胺表面活性劑可抗革蘭氏陽性、陰性菌、真菌及原蟲，用于抗菌性香波、除體臭劑。2.6.2甜菜堿型兩性表面活性劑甜菜堿的結(jié)構(gòu)如下：甜菜堿型兩性離子表面活性劑是指甜菜堿中的甲基被長鏈烷基取代后的產(chǎn)物。性能溫和，刺激性小，配伍性強，用于化妝品、乳化劑、低刺激性香波制品中。主要有：羧基甜菜堿BS12（N十二烷基N，N二甲基N羧甲基甜菜堿）；磺基甜菜堿：有很強的抗硬水能力，用于洗滌劑及紡織制品中，也用作織物柔軟劑、抗靜電劑、殺菌