第一章洗滌劑的組成與復(fù)配規(guī)律

1、洗滌劑的組成與復(fù)配規(guī)律 第一章表面張力表面張力了解知識(shí)點(diǎn)了解知識(shí)點(diǎn)1 1：表面張力：表面張力 多相體系中相之間存在著界面。習(xí)慣上人們僅將氣-液，氣-固界面稱為表面。通常，由于環(huán)境不同，處于界面的分子與處于相本體內(nèi)的分子所受力是不同的。在水內(nèi)部的一個(gè)水分子受到周圍水分子的作用力的合力為0，但在表面的一個(gè)水分子卻不如此。因上層空間氣相分子對(duì)它的吸引力小于內(nèi)部液相分子對(duì)它的吸引力，所以該分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液體內(nèi)部，結(jié)果導(dǎo)致液體表面具有自動(dòng)縮小的趨勢(shì)，這種收縮力稱為表面張力。 表面張力是物質(zhì)的特性，其大小與溫度和界面兩相物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。 表面張力的單位在SI制中為牛頓/米（N/m

2、），但仍常用達(dá)因/厘米（dyn/cm）, 1dyn/cm = 1mN/m。 促使液體表面收縮的力叫做表面張力。 物理意義：沿著與表面相切的方向，垂直通過(guò)液體表面上任一單位長(zhǎng)度，收縮表面的力。 在293K下水的表面張力為72.7510-3 Nm-1，乙醇為22.3210-3 Nm-1，正丁醇為24.610-3Nm-1，而水-正丁醇（4.1）的界面張力為3410-3 Nm-1。 了解知識(shí)點(diǎn)了解知識(shí)點(diǎn)2 2：表面活性：表面活性根據(jù)物質(zhì)的濃度對(duì)溶劑表面張力影響的規(guī)律，可將物質(zhì)分為三大類第一類物質(zhì) 使溶劑的表面張力略為升高第二類物質(zhì) 使溶劑的表面張力逐漸下降 低碳醇、醛、脂肪酸低碳醇、醛、脂肪酸強(qiáng)電解質(zhì)

3、：無(wú)機(jī)鹽、酸、堿強(qiáng)電解質(zhì)：無(wú)機(jī)鹽、酸、堿含羥基較多的化合物：糖含羥基較多的化合物：糖第三類物質(zhì) 使溶劑表面張力急劇下降，降低到一定程度后便下降很慢，或者不再發(fā)生變化。有時(shí)由于液相中出現(xiàn)雜質(zhì)，會(huì)使表面張力曲線出現(xiàn)最低值。表面活性 能使溶劑表面張力降低的性質(zhì)表面活性物質(zhì) 具有表面活性的物質(zhì)， 第二、三類物質(zhì)第一類物質(zhì)不具有表面活性，稱為非表面活性物質(zhì) 肥皂中的硬脂酸鈉洗衣粉中的烷基苯磺酸鈉了解知識(shí)點(diǎn)了解知識(shí)點(diǎn)3：表面活性劑：表面活性劑少量的第三類物質(zhì)能明顯的降低溶劑的表面張力，而且在某一濃度下表面張力曲線出現(xiàn)水平線。凡是能夠使體系的表面狀態(tài)發(fā)生明顯變化的物質(zhì)，稱為表面活性劑護(hù)手霜乳化過(guò)程化妝品起泡

4、過(guò)程洗得干凈又不傷皮膚一一 12洗滌劑是由多種原料復(fù)配而成的混合物。這些原料可分為兩大類：主要原料具有洗滌作用的各種表面活性劑輔助原料在洗滌過(guò)程中發(fā)揮助洗作用或賦予洗滌劑某種功能（助洗劑）硫酸鈉是一種來(lái)源廣、價(jià)格低的無(wú)機(jī)化工原料，它有很好的防結(jié)塊作用，通常洗衣粉中含有20%一50%硫酸鈉，既可以作為填料降低成本，同時(shí)又有防結(jié)塊和降低表面活性劑在水中的臨界膠束濃度、提高表面活性劑在織物纖維表面吸附量、有利去污的作用。 第一節(jié)第一節(jié) 洗滌劑的去污原理洗滌劑的去污原理一、污垢的種類和性質(zhì)一、污垢的種類和性質(zhì)被洗滌對(duì)象表面上需除去的表面黏附物以及不需要的雜質(zhì)全稱為污垢。（一）按被洗滌對(duì)象劃分污垢（一）

5、按被洗滌對(duì)象劃分污垢1.人體污垢5.被服污垢2.住宅污垢 3.餐具和炊具污垢4.工業(yè)污垢油性污垢固體污垢硅污垢炭質(zhì)污垢特殊污垢用氫氟酸或氟化氫銨與鹽酸一起使用可溶解硅污垢（二）按污垢的化學(xué)成分劃分（二）按污垢的化學(xué)成分劃分1.水溶性污垢2.色素類3.脂肪4.蛋白質(zhì)5.碳?xì)浠衔?6.其他類污垢（三）按污垢相應(yīng)的洗滌方法劃分（三）按污垢相應(yīng)的洗滌方法劃分1.能溶于酸、堿的污垢2.水溶性污垢3.水分散污垢4.不溶于水的污垢二、污垢的黏附二、污垢的黏附1.機(jī)械黏附2.分子間力黏附3.靜電力黏附4.化學(xué)結(jié)合力黏附鐵銹污垢黏附泥點(diǎn)三、污垢的去除三、污垢的去除（一）去除污垢的作用方式（一）去除污垢的作用方

6、式污垢的去除主要包括化學(xué)作用和物理作用，污垢的去除一般依靠以下幾種作用。 溶解和分散作用對(duì)污垢起溶解和分散作用的主要是水和溶劑，同時(shí)也是洗滌媒介水是良好的洗滌媒介，但它有以下缺點(diǎn)：l 水對(duì)油脂類的污垢不具有溶解和分散能力；l 水的表面張力很大；l 水中含有多種鹽類。1（1） 溶劑的利用和溶解的范圍 （2） 溶劑的種類（適用于家庭使用）對(duì)污垢溶解力強(qiáng)的溶劑主要用于工業(yè)清洗或干洗劑等；乙醇之類的親水性溶劑比水更容易分散油性污垢。（a）烴類 價(jià)格便宜對(duì)油脂類的溶解性良好但易燃易爆煤油、石油醚、環(huán)己烷（b）氯代烴 主要用作干洗劑，毒性強(qiáng)，與水共存時(shí)易水解三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳四氯乙烯干洗機(jī)家庭不

7、宜使用（d）酮類 水溶性溶劑，對(duì)油脂的溶解力比醇類強(qiáng)，毒性小，易燃丙酮、丁酮（e）氯代氟代烴類 難燃，毒性低，但能破壞臭氧層，現(xiàn)用丙烷-丁烷混合物替代乙醇、異丙醇、多元醇（c）醇類 毒性較低但易燃，對(duì)油脂的溶解力較差便攜式氟氯烴氣體檢驗(yàn)器家庭噴霧式洗滌劑表面活性劑作用表面活性劑作用在洗滌劑中，表面活性劑對(duì)去污起主要作用化學(xué)反應(yīng)作用化學(xué)反應(yīng)作用酸、堿、氧化劑、還原劑等藥品的化學(xué)反應(yīng)也有重要的去污作用吸附作用吸附作用吸附作用去除污垢的機(jī)理主要是利用同污垢有親和性的某種物質(zhì)將附著在被洗物上的污垢吸附到某種親和性物質(zhì)的表面。脫色吸附劑2 23 34 4酶的分解作用酶的分解作用酶對(duì)生物體內(nèi)許多物質(zhì)的分解

8、和合成具有催化作用，可借助酶的這種作用達(dá)到去污目的物理作用主要是為了提高洗滌劑與纖維的接觸面積，利用機(jī)械力促使污垢從纖維上脫離和移走物理作用物理作用脂肪分解酶添加了活性酶的洗滌劑5 56 6（二）（二） 污垢的去除過(guò)程污垢的去除過(guò)程被洗物、污垢和洗滌劑構(gòu)成去污體系。洗滌過(guò)程可簡(jiǎn)化為：DSFDSFF代表被洗物；S代表污垢；D代表洗滌劑污垢的去除過(guò)程可分為以下3步：1潤(rùn)濕被洗物表面不同被洗物的潤(rùn)濕性能的判別，可以依據(jù)以下兩個(gè)物不同被洗物的潤(rùn)濕性能的判別，可以依據(jù)以下兩個(gè)物理量理量A 接觸角接觸角接觸角是指氣、液、固三相交界處的氣-液界面和固-液界面之間的夾角，是潤(rùn)濕程度的量度。 若90，則固體是憎

9、液的，即液體不潤(rùn)濕固體，容易在表面上移動(dòng) 以其cos對(duì)液體表面張力作圖，可得一直線，將直線延長(zhǎng)至cos=1之處，相應(yīng)的表面張力值稱為此固體平面的臨界表面張力 B 臨界表面張力臨界表面張力接觸角越小，臨界表面張力越大，材料的潤(rùn)濕性能越好 洗滌過(guò)程中，油污呈液滴狀從被洗物表面脫離，即“卷縮”機(jī)理液體油污原來(lái)以鋪展的方式存在于物品表面。洗滌劑潤(rùn)濕物品時(shí)，油污開(kāi)始卷與織物接觸面變小，最后變成油滴因機(jī)械作用或漂洗離開(kāi)織物表面。污垢從物體表面去除2cosowwsosRwsosj固體上油相在每單位面積的水相上放置時(shí)表面張力減少的量jcosowjR當(dāng)小于90時(shí)，R是正值時(shí)，油滴被擠壓， 隨時(shí)間的延續(xù)而增大在洗

10、滌過(guò)程中，由于織物吸附了表面活性劑 變小ws而 變大。j當(dāng)超過(guò)90時(shí)，有兩種情況：A owjowojcosowjB 接觸角從0變到180，R均為正值，且逐漸減小，當(dāng)= 180時(shí)則完全變成球形而卷離隨著接觸角增加，R逐漸減小，直到接觸角到達(dá)某一個(gè)值o時(shí)， R=0時(shí)，卷離停止。洗滌過(guò)程的第三步是被洗脫的油污進(jìn)入洗液介質(zhì)，呈O/W型乳液分散四、去污力的評(píng)定四、去污力的評(píng)定對(duì)于不同的洗滌劑，其去污力評(píng)定的方法不同1.織物用洗滌劑去污力測(cè)定織物用洗滌劑采用光學(xué)白度法，使用瓶式去污機(jī)進(jìn)行測(cè)定。平面去污機(jī)洗脫的油污進(jìn)入洗液介質(zhì)洗脫的油污進(jìn)入洗液介質(zhì)3具體方法是：將人工制備的污布放在放在盛有洗滌劑硬水的玻璃瓶

11、中，瓶?jī)?nèi)放有橡皮彈子，在機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)下，人工污布受到擦洗。在規(guī)定溫度下洗滌一定時(shí)間后，用白度計(jì)在一定波長(zhǎng)下測(cè)定污染棉布試片洗滌前后的光譜反射率，并與空白進(jìn)行對(duì)比。去污力=（洗后白度-洗前白度）白布白度值-洗前白度值100%去污指數(shù)=樣品去污值標(biāo)準(zhǔn)去污值2.餐具洗滌劑去污力的測(cè)定人工污垢的配制盤(pán)上涂污洗滌去污力測(cè)定3.金屬清洗劑去污力的測(cè)定4.自然污垢評(píng)定法5.其他專用洗滌劑的評(píng)價(jià)方法去污力=涂污試片質(zhì)量-涂污試片清洗后的質(zhì)量涂污試片質(zhì)量-試片質(zhì)量第二節(jié)第二節(jié) 洗滌劑常用的表面活性劑洗滌劑常用的表面活性劑一、表面活性劑的特征一、表面活性劑的特征所有表面活性劑都具有“雙親結(jié)構(gòu)”和“親油基團(tuán)和親水基團(tuán)強(qiáng)

12、度的相互平衡”兩個(gè)特性表面活性劑分子中的“雙親結(jié)構(gòu)”表面活性劑是一種兩親分子，既親水又親油；一端是親水基（極性的）；另一端是親油基（非極性的），在分子的兩端形成不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)表示方法如下1親油基團(tuán)和親水基團(tuán)強(qiáng)度的相互平衡 一個(gè)良好的表面活性劑,不但具有親油及親水基團(tuán)，同時(shí)親水親油強(qiáng)度必須匹配。親油基親油基的強(qiáng)度除了受基團(tuán)的種類、結(jié)構(gòu)影響外，還受烴鏈的長(zhǎng)短影響；親水基親水基的強(qiáng)度主要取決于其種類和數(shù)量親油性太強(qiáng)，會(huì)完全進(jìn)入油相；親水性太強(qiáng)，會(huì)完全進(jìn)入水相2 2二、陰離子表面活性劑二、陰離子表面活性劑 陰離子表面活性劑溶于水中時(shí)，分子電離后親水基為陰離子基團(tuán)，如羧酸、磺酸基、硫酸基，在分子結(jié)構(gòu)

13、中還可能存在酰胺基、酯鍵、醚鍵。疏水基主要是烷基和烷基苯。常見(jiàn)的陰離子表面活性劑主要有以下幾類：羧酸鹽即高級(jí)脂肪酸鹽（RCOOM） R=C8C22 M=Na、K、N+H(CH2CH2OH)3等。1羧酸鹽是用油脂與堿溶液加熱皂化而制得的，也可用脂肪酸與堿直接反應(yīng)而制得。由于油脂中脂肪酸的碳原子數(shù)及選用的堿劑的不同，所制成的肥皂的性能有很大差異。具有代表性的脂肪酸皂是硬脂酸鈉（C17H35COONa），它在冷水中溶解緩慢，且形成膠體溶液，在熱水及乙醇中有較好的溶解性能。鈉皂質(zhì)地最硬，鉀皂次之，胺皂最軟。洗滌一般用鈉皂，化妝用鉀皂。脂肪酸皂的碳鏈越長(zhǎng)，飽和度越大，其凝固點(diǎn)越高，硬度越大，但水溶性越差

14、。鉀皂鈉皂鉀皂是制液體、膏狀洗滌用品的主要原料鈉皂是香皂和洗衣皂等洗滌用品的主要原料。烷基硫酸酯鹽的制備方法是將高級(jí)脂肪醇經(jīng)過(guò)硫酸化再以堿中和，這類表面活性劑具有很好的洗滌能力和發(fā)泡能力，在硬水中穩(wěn)定，溶液呈中性或微堿性，是配制液體洗滌劑的主要原料，用于洗滌脂肪物硫酸酯鹽（R=脂肪醇、脂肪醇醚、脂肪酸單甘油酯）月桂醇硫酸鈉，即十二烷基硫酸氫鈉（SDS）月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）C12H25(OCH2CH2)nOSO3Na烷基硫酸酯鹽 （RO-SO3M） R=C8C22 ， M=Na,K, N+H(CH2CH2OH)32烷基磺酸鹽 （ R-SO3M ） R可以是直鏈烴、支鏈烴基或烷基苯 M

15、=Na,K,Ca, N+H(CH2CH2OH)3烷基磺酸鹽的疏水基不同時(shí)，可以表現(xiàn)出不同的表面活性，可作乳化劑、潤(rùn)濕劑、發(fā)泡劑、洗滌劑等。（1）烷基苯磺酸鈉（ABS）由烷烴脫氫后直接與苯縮合制得烷基苯，然后用SO3磺化，中和后即得成品。發(fā)泡力、去污力良好，綜合洗滌性能優(yōu)越特點(diǎn)：3(2)仲烷基磺酸鈉（SAS）RCH2R+2SO2+O2+H2O紫外線NaOHRCHRSO3Na+H2SO4優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：溶解性能及生物降解性能優(yōu)于直鏈烷基苯磺酸鈉缺點(diǎn)缺點(diǎn)：用它作為主要成分的洗衣粉發(fā)黏，不松散，只用于液體洗滌劑中。(3)-烯基磺酸鹽（AOS）石蠟裂解后得到的C15C18的-烯烴用SO3磺化后，再進(jìn)行中和可得

16、。其主要成分為烯基磺酸鹽和羥基烷基磺酸鹽 優(yōu)點(diǎn)：去污力高于LAS，生物降解性能好，不污染環(huán)境，刺激性小，毒性遠(yuǎn)小于LAS及AS;與非離子及陰離子表面活性劑都有良好的配伍性能，與酶有良好的協(xié)同作用。RCHCH(CH2)n SO3NaRCHOH(CH2)n SO3Na烷基磷酸酯鹽可用高級(jí)脂肪醇與五氧化二磷直接酯化制得，所得產(chǎn)品主要是磷酸單酯及磷酸雙酯的混合物?？捎米魅榛⑾礈?、抗靜電、消泡等作用RO PONaONaORO PORONaO單酯鹽雙酯鹽十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鹽C12H25(CH2CH2O)nO PORONaO黏度高，去污力強(qiáng)，綜合性能與配伍性能好對(duì)酸，堿有良好的穩(wěn)定性，洗滌能力強(qiáng)，特

17、別是對(duì)硬表面的洗凈性更好，可用于金屬洗滌、電鍍4分子中具有多種陰離子基團(tuán)的表面活性劑為了改進(jìn)表面活性劑的性能，隨著有機(jī)合成技術(shù)的進(jìn)步，可在分子中引入多種離子型官能團(tuán)。CCH3(CH2)11(OCH2CH2)3OCHCH2COONaOSO3Na 性能溫和、生物降解好、發(fā)泡力強(qiáng)，刺激性小，配伍時(shí)可降低硫酸酯類表面活性劑的刺激性，可用于配制高檔香波和化妝品。陰離子氟碳表面活性劑防水型陰離子表面活性劑測(cè)定儀5回顧：回顧：表面張力：促使液體表面收縮的力叫做表面張力2. 表面活性物質(zhì)：能夠使溶劑的表面活性降低的物質(zhì)3. 表面活性劑：凡是能夠使體系的表面狀態(tài)發(fā)生明顯變化的物質(zhì)，稱為表面活性劑A 接觸角：接觸

18、角：接觸角是指氣、液、固三相交界處的氣-液界面和固-液界面之間的夾角，是潤(rùn)濕程度的量度。 B 臨界表面張力：臨界表面張力：以其cos對(duì)液體表面張力作圖，可得一直線，將直線延長(zhǎng)至cos=1之處，相應(yīng)的表面張力值稱為此固體平面的臨界表面張力 LG臨界表面張力臨界表面張力接觸角越小，臨界表面張力越大，材料的潤(rùn)濕性能越好接觸角越小，臨界表面張力越大，材料的潤(rùn)濕性能越好液體油污原來(lái)以鋪展的方式存在于物品表面。洗滌劑潤(rùn)濕物品時(shí)，油污開(kāi)始卷與織物接觸面變小，最后變成油滴因機(jī)械作用或漂洗離開(kāi)織物表面。卷縮過(guò)程卷縮過(guò)程4. 表面活性劑的工作原理：DSFDSF1潤(rùn)濕被洗物表面污垢從物體表面去除2洗脫的油污進(jìn)入洗液

19、介質(zhì)3cosowwsosRwsosjcosowjR當(dāng)小于90時(shí)，R是正值時(shí)，油滴被擠壓， 隨時(shí)間的延續(xù)而增大oswsOW當(dāng)超過(guò)90時(shí)，有兩種情況：A owjowjB 接觸角從0變到180，R均為正值，且逐漸減小，當(dāng)= 180時(shí)則完全變成球形而卷離隨著接觸角增加，R逐漸減小，直到接觸角到達(dá)某一個(gè)值o時(shí)， R=0時(shí)，卷離停止。owojcos1. 羧酸鹽：化學(xué)通式（RCOOM） 制備方法：是將高級(jí)脂肪醇經(jīng)過(guò)硫酸化再以堿中和。優(yōu)點(diǎn)：這類表面活性劑具有很好的洗滌能力和發(fā)泡能力，在硬水中穩(wěn)定，溶液呈中性或微堿性，是配制液體洗滌劑的主要原料制備方法：羧酸鹽是用油脂與堿溶液加熱皂化而制得的，也可用脂肪酸與堿直

20、接反應(yīng)而制得。具有代表性的脂肪酸皂是硬脂酸鈉（C17H35COONa），2. 烷基硫酸酯鹽 （RO-SO3M） 月桂醇硫酸鈉（ADS） 月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）二、陰離子表面活性劑二、陰離子表面活性劑3.烷基磺酸鹽 : R-SO3M4.烷基磷酸酯鹽可用高級(jí)脂肪醇與五氧化二磷直接酯化制得，所得產(chǎn)品主要是磷酸單酯及磷酸雙酯的混合物。十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鹽C12H25(CH2CH2O)nO PORONaO黏度高，去污力強(qiáng)，綜合性能與配伍性能好三、陽(yáng)離子表面活性劑三、陽(yáng)離子表面活性劑 陽(yáng)離子表面活性劑溶于水中時(shí)，分子電離后親水基為陽(yáng)離子。幾乎所有的陽(yáng)離子表面活性劑都是有機(jī)胺的衍生物。陽(yáng)離子

21、表面活性劑的去污力較差，一般用作殺菌劑、柔軟劑、破乳劑、抗靜電劑。1.季銨鹽一般由脂肪叔胺與鹵代烴反應(yīng)得到NCH3CH3C12H25CH2+十二烷基二甲基芐基氯化銨“潔爾滅”，具有殺菌能力2.咪唑啉鹽環(huán)胺化合物頭發(fā)滋潤(rùn)劑、調(diào)理劑、殺菌劑、抗靜電劑、織物柔軟劑 將潔爾滅配成1:1000的水溶液，用于手術(shù)前醫(yī)務(wù)人員雙手浸泡消毒；作為勻染劑：當(dāng)染花或色澤過(guò)深，還可用其進(jìn)行剝色，再行染色十二烷基吡啶氯化銨為這類表面活性劑的代表物，殺菌力強(qiáng)，對(duì)傷寒桿菌和金黃葡萄球菌有殺滅能力，可作為洗滌消毒劑使用。鹵代烷與吡啶反應(yīng)，生成烷基吡啶鹵化物3.吡啶鹵化物傷寒桿菌金黃色葡萄球菌引起人化膿感染的致病菌四、兩性離子

22、表面活性劑四、兩性離子表面活性劑兩性離子表面活性劑分子中同時(shí)具有正、負(fù)電荷基團(tuán)。正電荷基團(tuán)常為含氮基團(tuán)，負(fù)電荷基團(tuán)為羧基和磺酸基 等電點(diǎn)等電點(diǎn)：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(shí)，溶液的pH值即其等電點(diǎn)。兩性表面活性劑在水中電離后所帶的電性與溶液pH的關(guān)系:溶液pH等電點(diǎn)，呈陽(yáng)性，顯示陽(yáng)離子表面活性劑作用；溶液pH等電點(diǎn)，呈陰性，顯示陰離子表面活性劑作用；溶液pH等電點(diǎn)，形成內(nèi)鹽，呈非離子型，溶于水，表面活性較差；兩性表面活性劑在任何pH值溶液中均可使用，與其他表面活性劑相容性好，耐硬水，發(fā)泡力強(qiáng)，無(wú)毒性，刺激性小。1.甜菜堿型兩性表面活性劑 甜菜堿是從甜菜

23、中分離出來(lái)的一種天然產(chǎn)物，其分子結(jié)構(gòu)為三甲胺基乙酸鹽。將甜菜堿分子中的一個(gè)甲基被長(zhǎng)碳鏈烴基代替就是甜菜堿型表面活性劑，一般由對(duì)應(yīng)的叔胺與氯乙酸鈉反應(yīng)制得。甜菜堿N-十二烷基-N,N-二甲基-N-羧甲基甜菜堿，BS-12敏感皮膚制劑、兒童清潔劑 椰油酰胺甜菜堿2.氨基酸型兩性表面活性劑由脂肪胺與鹵代羧酸反應(yīng)制得，代表產(chǎn)品：十二烷基氨基酸丙酸（C12H25NHCH2CH2COOH）3.咪唑啉型兩性表面活性劑咪唑啉衍生物與鹵代羧酸反應(yīng)制得，1-羥乙基-2-烷基羧基咪唑啉性能優(yōu)良，刺激性很小，用于嬰兒香波、洗發(fā)香波、抗靜電劑、柔軟劑、調(diào)理劑、消毒殺菌劑強(qiáng)生無(wú)淚配方系列產(chǎn)品五、非離子表面活性劑非離子表面

24、活性劑在水溶液中不電離，不受電解質(zhì)、酸、堿的影響，化學(xué)穩(wěn)定性好，相容性好。分子結(jié)構(gòu)中親油基團(tuán)與離子型表面活性劑大致相似，親水基團(tuán)是分子中的羥基和醚基。1.聚氧乙烯類非離子表面活性劑聚氧乙烯類非離子表面活性劑是由高級(jí)脂肪醇、高級(jí)脂肪酸、烷基酚多元醇酯等與環(huán)氧乙烷加成而制得。（1）脂肪醇聚氧乙烯由脂肪醇與環(huán)氧乙烷直接加成而得，其通式為RO(CH2CH2O)n H，R=C12C18，n=330，n也被稱為EO數(shù)。 EO數(shù)較小時(shí)用于生產(chǎn)AES的原料以及乳化劑；較大時(shí)，生產(chǎn)濕潤(rùn)劑或洗滌劑（2）烷基酚聚氧乙烯醚由烷基酚與環(huán)氧乙烷直接加成而得，其通式為R一般在12個(gè)碳原子以下，常用壬基酚和辛基酚，根據(jù)n不同

25、可制備“TX”和“OP”系列產(chǎn)品。特點(diǎn)：化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫、酸、堿2.烷基酰醇胺脂肪酸與二乙醇胺反應(yīng)制得3.失水山梨醇脂肪酸酯山梨醇是由葡萄糖加氫還原而得到的多元醇，化學(xué)穩(wěn)定性好。山梨醇與脂肪酸反應(yīng)時(shí)可同時(shí)發(fā)生脫水和酯化反應(yīng)。斯盤(pán)-60吐溫4.氧化胺由脂肪叔胺與雙氧水反應(yīng)制得十二烷基二甲基氧化胺椰油酰胺氧化胺，R=C7C17氧化胺在溶液中能產(chǎn)生細(xì)密的泡沫，刺激性小，有抗靜電、調(diào)理的作用5.烷基糖苷（APG）烷基糖苷（APG）是一種由葡萄糖的半縮醛羥基與脂肪醇羥基在酸催化作用下脫去一分子水而得的一種苷化物烷基碳原子810，增溶；烷基碳原子1012，去污力強(qiáng)，作洗滌劑；碳鏈更長(zhǎng)，W/O乳化劑、潤(rùn)

26、濕APG作為表面活性劑的三大優(yōu)勢(shì)：一、性能優(yōu)異二、對(duì)人體溫和無(wú)毒三、綠色表面活性劑，前景廣泛1.臨界膠束濃度臨界膠束濃度膠束（膠束（micelles)：當(dāng)溶液內(nèi)表面活性劑分子數(shù)目不斷增加時(shí)，其疏水部分相互吸引，締合在一起，親水部分向著水，幾十個(gè)或更多分子締合在一起形成締合的粒子，稱為膠束。 臨界膠束濃度（ critical micell concentration, CMC）：表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。（一）表面活性劑膠束（一）表面活性劑膠束六、表面活性劑的性質(zhì)膠束(micelle)膠束(micelle)膠束(micelle)膠束(micelle)2.膠束的結(jié)構(gòu) 3.臨界膠束濃度的

27、測(cè)定 CMC時(shí)，溶液表面張力基本達(dá)到最低值，而且溶液的多種物理性質(zhì)如摩爾電導(dǎo)、粘度、滲透壓、密度、光散射等多種物理性質(zhì)發(fā)生急劇變化。利用這些性質(zhì)與表面活性劑濃度之間的關(guān)系，可推測(cè)出表面活性劑的臨界膠束濃度。溫度、濃度、電解質(zhì)、pH值等因素對(duì)測(cè)定結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生影響。臨界膠束濃度(critical micelle concentration)（二）親水親油平衡值1.HLB值的概念值的概念親水親油平衡值(hydrophile-lipophile balance，HLB)系表面活性劑分子中親水和親油基團(tuán)對(duì)油或水的綜合親合力，是用來(lái)表示表面活性劑的親水親油性強(qiáng)弱的數(shù)值。數(shù)值范圍：HLB 040，其中非離子

28、表面活性劑HLB 020，即石蠟為0，聚氧乙烯為20。 親油性表面活性劑HLB低，親水性表面活性劑HLB高； 親油性或親水性很大的表面活性劑易溶于油或易溶于水； HLB值在36的表面活性劑適合作W/O型乳化劑； HLB值在818的表面活性劑適合作O/W型乳化劑； HLB值在1318的表面活性劑適合作增溶劑； HLB值在79的表面活性劑適合作潤(rùn)濕劑。2.親水親油平衡值（親水親油平衡值（HLB)特性與應(yīng)用： 根據(jù)需要，可根據(jù)HLB值選擇合適的表面活性劑。例如：HLB值在26之間，可作油包水型的乳化劑；810之間作潤(rùn)濕劑；1218之間作為水包油型乳化劑。HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14

29、 16 18 20 | | | | | | 石蠟 W/O乳化劑 潤(rùn)濕劑 洗滌劑 增溶劑 | | 聚乙二醇 O/W乳化劑HLB值=親水基質(zhì)量親水基質(zhì)量+憎水基質(zhì)量100/5例如：石蠟無(wú)親水基，所以HLB=0 聚乙二醇，全部是親水基，HLB=20。其余非離子型表面活性劑的HLB值介于020之間。 表面活性劑都是兩親分子，由于親水和親油基團(tuán)的不同，很難用相同的單位來(lái)衡量，所以Griffin提出了用一個(gè)相對(duì)的值即HLB值來(lái)表示表面活性物質(zhì)的親水性。對(duì)非離子型的表面活性劑，HLB的計(jì)算公式為：3.HLB值計(jì)算親水親油平衡(hydrophile-lipophile balance)(1) 對(duì)非離子型表面活

30、性， 可能過(guò)經(jīng)驗(yàn)式求得: 非離子表面活性劑的HLB具有加和性。HLB的其他算法：(2)理論計(jì)算法：如果HLB值是由表面活性劑分子中各種結(jié)構(gòu)基團(tuán)貢獻(xiàn)的總和，則每個(gè)基團(tuán)對(duì)HLB值的貢獻(xiàn)可用數(shù)值表示，此數(shù)值稱為HLB基團(tuán)數(shù)(group number)。 HLB=(親水基團(tuán)HLB)+(親油基團(tuán)HLB)+7AABBABABHLBWHLBWHLBWW （三）表面活性劑的增溶作用1.膠束增溶表面活性劑在水溶液中達(dá)到CMC后，一些水不溶性或微溶性物質(zhì)在膠束溶液中的溶解度可顯著增加，形成透明膠體溶液，這種作用稱為增溶(solubilization)。一些揮發(fā)油、脂溶性維生素、甾體激素等許多難溶性藥物常借此增溶，

31、形成澄明溶液及提高濃度。膠束增溶體系是熱力學(xué)穩(wěn)定體系也是熱力學(xué)平衡體系。 在CMC以上，隨著表面活性劑用量的增加，膠束數(shù)量增加，增溶量也相應(yīng)增加。表面活性劑CMC及締合數(shù)不同，增溶MAC就不同。CMC越低、締合數(shù)越大，MAC就越高。當(dāng)表面活性劑用量為1g時(shí)增溶藥物達(dá)到飽和的濃度即為最大增溶濃度(maximum additive concentration, MAC)。影響膠束的形成影響增溶質(zhì)的溶解影響表面活性劑的溶解度2.溫度對(duì)增溶的影響對(duì)于離子表面活性劑，溫度上升主要是增加增溶質(zhì)對(duì)于離子表面活性劑，溫度上升主要是增加增溶質(zhì)在膠束中的溶解度以及增加表面活性劑的溶解度。在膠束中的溶解度以及增加表

32、面活性劑的溶解度。（四）（四）krafft點(diǎn)點(diǎn)當(dāng)溫度升高至某一溫度時(shí)，離子表面活性劑在水中的溶解度急劇升高， 該溫度稱為krafft點(diǎn)， 相對(duì)應(yīng)的溶解度即為該離子表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)。 krafft點(diǎn)是離子表面活性劑的特征值， krafft點(diǎn)越高，則CMC越小。 krafft點(diǎn)亦是離子表面活性劑應(yīng)用溫度的下限，即只有高于krafft點(diǎn)，表面活性劑才能更大地發(fā)揮作用?？死蛱攸c(diǎn)越低，表面活性劑應(yīng)用越方便。（五）起曇與曇點(diǎn)對(duì)聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高可導(dǎo)致聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂，當(dāng)溫度上升到一定程度時(shí)，聚氧乙烯鏈可發(fā)生強(qiáng)烈的脫水和收縮，使增溶空間減小，增溶能力下降，表

33、面活劑溶解度急劇下降和析出，溶液出現(xiàn)混濁，此現(xiàn)象稱為起曇，此時(shí)溫度稱為曇點(diǎn)(或濁點(diǎn)）。在聚氧乙烯鏈相同時(shí)，碳?xì)滏溤介L(zhǎng)，濁點(diǎn)越低；在碳?xì)滏滈L(zhǎng)相同時(shí)，聚氧乙烯鏈越長(zhǎng)則濁點(diǎn)越高。七、表面活性劑的選擇在表面活性劑選擇時(shí)應(yīng)考慮表面活性劑的結(jié)構(gòu)對(duì)其去污性能的影響，以及對(duì)織物的褪色和手感的影響。1.表面活性劑對(duì)去污性能的影響（1）在洗滌劑配方中多采用陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑。其中，非離子表面活性劑的去污能力受硬水的影響較小，而陰離子表面活性劑的去污能力易受硬水影響，不同親水基對(duì)硬水的敏感性可大致排列為如下順序：脂肪醇（酚）醚脂肪醇（酚）醚硫酸鹽-烯基磺酸鹽烷基硫酸鹽烷基磺酸鹽烷基苯磺酸鹽烷基羧酸鹽

34、（2）非離子表面活性劑的去污效果受溫度的影響較大。如果洗滌溫度在非離子表面活性劑的濁點(diǎn)附近，去油污能力最強(qiáng)。濁點(diǎn)（3）表面活性劑在基質(zhì)和污垢表面的吸附作用在洗滌過(guò)程中起重要作用在給定濃度下，親水基相同的表面活性劑，其疏水基越長(zhǎng)，吸附量越大；對(duì)表面活性劑而言，有一個(gè)最佳鏈長(zhǎng)范圍，在此范圍內(nèi)，疏水基鏈長(zhǎng)增加，去污性能增強(qiáng)。無(wú)論是陰離子型還是非離子型，若洗滌溫度為3040，疏水基鏈長(zhǎng)一般以C12C16較好在水溶液中的濃度隨溫度上升而降低，在升至一定溫度值時(shí)出現(xiàn)渾濁，經(jīng)放置或離心可得到兩個(gè)液相，這個(gè)溫度被稱之為該表面活性劑的濁點(diǎn)（Cloud point）。（4）表面活性劑疏水基的支鏈化對(duì)去污性能有顯著

35、影響一般隨著支鏈化程度的提高，去污能力明顯下降，但可以提高表面活性劑的潤(rùn)濕能力。cmc-臨界膠束濃度2.表面活性劑對(duì)織物褪色的影響性能優(yōu)良的洗滌劑在洗滌織物時(shí)，不應(yīng)使有色織物發(fā)生褪色或變色現(xiàn)象3.表面活性劑對(duì)織物手感的影響表面活性劑碳鏈越長(zhǎng)洗后手感越好脂肪酸皂洗后手感較軟第三節(jié) 洗滌劑的復(fù)配研究及其規(guī)律一、洗滌劑配方的基本要求一、洗滌劑配方的基本要求1.配方必須符合各國(guó)家和地區(qū)的法規(guī)。2.配方應(yīng)該符合洗滌對(duì)象的要求。3.配方應(yīng)該考慮到適用對(duì)象與使用條件。4.配方應(yīng)該考慮到原料來(lái)源的穩(wěn)定性。5.配方應(yīng)該考慮到運(yùn)輸?shù)谋憷耘c可能性。另外，洗滌劑對(duì)人體的傷害越來(lái)越成為人們關(guān)注的話題，生產(chǎn)廠家已把注意力轉(zhuǎn)向?qū)ふ覍?duì)皮膚刺激性小的表面活性劑，