精細(xì)化工工藝學(xué)表面活性劑

精細(xì)化工工藝學(xué)表面活性劑第一頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

本世紀(jì)初，肥皂對(duì)水質(zhì)硬度和酸度的敏感性引起人們的重視。這種缺點(diǎn)首先在紡織工業(yè)中產(chǎn)生強(qiáng)烈的反應(yīng)。1917年，德國(guó)化學(xué)家剛什爾成功地合成了烷基奈磺酸鹽，它具有很高的發(fā)泡性和潤(rùn)濕性。雖然這種物質(zhì)還沒(méi)有達(dá)到肥皂的洗滌功能，但為以后表面活劑的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

中世紀(jì)人們又發(fā)現(xiàn)了肥皂的洗滌功能，此后，直到19世紀(jì)，肥皂一直是唯一的人工合成表面活性劑，從結(jié)構(gòu)上看，肥皂是長(zhǎng)碳鏈脂肪酸的堿金屬鹽。第二頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

其后，表面活性劑的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)次變革。30年代，德國(guó)化學(xué)家廣泛進(jìn)行表面活性劑的研制，開(kāi)創(chuàng)了近代表面活性劑時(shí)期，并形成合成表面活性劑與肥皂相競(jìng)爭(zhēng)的局面。40一50年代支鏈烷基苯磺酸鈉(TPS)因優(yōu)良的洗滌性和耐硬水性占據(jù)洗滌劑的主導(dǎo)地位；隨后由于TPS難以生物降解造成河流污染。在1964年被性能優(yōu)異的直鏈烷基苯磺酸鈉取代，同時(shí)，50年代后石油化工的發(fā)展，促進(jìn)了醇系表面活性劑的大力發(fā)展，其中醇醚非離子表面活性劑因其優(yōu)異的低溫洗滌性、低泡性、可生物降解性等，加之脂肪醇和環(huán)氧乙烷原料的充足供應(yīng)獲得迅猛發(fā)展。至今已有超過(guò)陰離子表面活性劑之勢(shì)。第三頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日90年代，表面活性劑向無(wú)毒、無(wú)公害、高效、全天然發(fā)展，烷基多苷(APG)成為第四代最具潛力的表面活性劑。該產(chǎn)品性能優(yōu)異，無(wú)毒無(wú)刺激，可完全生物降解，廣泛地應(yīng)用于家用洗滌劑、餐具洗滌劑、清潔劑、香波、浴液、化妝品等諸多產(chǎn)品的生產(chǎn)領(lǐng)域，第四頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

存在問(wèn)題和差距1.我國(guó)現(xiàn)在是表面活性劑生產(chǎn)大國(guó),但不是強(qiáng)國(guó)表面活性劑人均擁有量盡管由1994年的0.138kg/a上升到2005年的2.3kg/a,但與世界表面活性劑強(qiáng)國(guó)相比,仍有較大差距,如我國(guó)表面活性劑人均擁有量是美國(guó)的1/13,不到日本的1/4。第五頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日2.我國(guó)是表面活性劑進(jìn)口大國(guó),出口小國(guó)我國(guó)每年進(jìn)口大量表面活性劑,2004年進(jìn)口206565t,用外匯31807萬(wàn)美元,2005年達(dá)231151t,用外匯39041萬(wàn)美元;而出口卻很少,2005年出口73191t,創(chuàng)匯僅8387萬(wàn)美元,出口量是進(jìn)口量的1/3,出口額是進(jìn)口額的不到1/5。第六頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日3.表面活性劑原料短缺,仍需大量進(jìn)口4.產(chǎn)品和裝備更新?lián)Q代任務(wù)仍很繁重大型乙氧基化裝置已進(jìn)口11套,大型磺化裝置進(jìn)口60套5.缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,市場(chǎng)占有率低無(wú)跨國(guó)公司6.科研項(xiàng)目多,對(duì)外公開(kāi)成果少,產(chǎn)業(yè)化更少第七頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日3.1概述

表面活性劑與表面張力表面與界面由于表面分子和內(nèi)部分子所處狀況不同，出現(xiàn)很多特殊現(xiàn)象，稱為表面現(xiàn)象。像：荷葉上的露珠，水中的油滴等。產(chǎn)生表面張力的微觀機(jī)制表面張力第八頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)相關(guān)名詞表面：凝聚體與氣體之間的接觸面界面：凝聚體與凝聚體之間的接觸面表面張力：作用于液體表面單位長(zhǎng)度上使表面收縮的力（mN/m）。是液體表面層由于分子引力不均衡而產(chǎn)生的沿表面作用于任一界線上的張力。比如：露水總是盡可能的呈球型，而某些昆蟲(chóng)則利用表面張力可以漂浮在水面上。第九頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日溶質(zhì)的濃度對(duì)溶劑表面張力的影響有三種：1）物質(zhì)的加入會(huì)使溶劑表面張力略微升高，屬于此類物質(zhì)的強(qiáng)電解質(zhì)有無(wú)機(jī)鹽、酸、堿等；2）物質(zhì)的加入會(huì)使溶劑的表面張力逐漸下降，如低碳醇、羧酸等有機(jī)化合物；3）物質(zhì)少量加入就會(huì)使溶劑表面張力急劇下降，但降到一定程度后，就變得很慢或幾乎不下降。第十頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日我們把能使溶劑表面張力降低的物質(zhì)稱為具有表面活性的物質(zhì)。像第三類物質(zhì)那樣，加入很少量就能大大降低溶劑的表面張力，使表面呈現(xiàn)活性狀態(tài)的物質(zhì)稱為表面活性劑。表面活性劑的加入不僅能明顯降低表面張力，而且它還具有潤(rùn)濕或反潤(rùn)濕，乳化或破乳，起泡或消泡，及增溶、分散等一系列作用第十一頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表面活性劑分子有兩種不同性質(zhì)的基團(tuán)所組成，一種是非極性的親油基團(tuán)，另一種是極性的親水基團(tuán)。第十二頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日3.1.2表面活性劑分子在表面上的定向排列臨界膠束濃度：表面活性劑離子或分子在溶液中開(kāi)始形成

CMC膠束的最低濃度。第十三頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日3.1.3表面活性劑分類第十四頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日兩性離子型表面活性劑羧酸鹽型：R-COONa磺酸酯鹽型：R-OSO3Na磺酸鹽型：R-SO3Na磷酸酯鹽型：R-OPO3Na伯胺鹽型：R-NH2HCL仲胺鹽型：R-NH(CH3)HCL叔胺鹽型：R-N(CH3)2HCL季胺鹽型：R-N(CH3)3CL氨基酸型：R-NH2CHCHCOOH甜菜堿型：RN＋（CH3)2CH2COO-乙二醇型：R-O(CH2CH2O)nH多元醇型：R-COOCH2C(CH2OH)3陰離子型表面活性劑陽(yáng)離子型表面活性劑非離子表面活性劑第十五頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日表面活性劑的物化性質(zhì)HLB的大小表示表面活性劑親水親油性的相對(duì)大小，HLB值越大，表示該表面活性劑的親水性越強(qiáng)，HLB越低，則親油性或疏水性越強(qiáng)。1.HLB(親水親油平衡值）石蠟HLB＝0，油酸鉀HLB＝20十二烷基硫酸酯鈉HLB＝40

陰離子表面活性劑HLB在1~40之間，非離子表面活性劑的HLB在1~20之間。第十六頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日HLB值范圍及其適當(dāng)用途HLB值范圍應(yīng)用HLB值范圍應(yīng)用1~3消泡劑8~18O/W型乳化劑3~6W/O型乳化劑13~15洗滌劑7~9潤(rùn)濕劑15~18增溶劑第十七頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日HLB值的確定（1）非離子型HLB值的計(jì)算對(duì)聚乙二醇和多元醇非離子型表面活性劑:第十八頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日例：求的HLB值

解：親水基分子量：（CH2CH2O)9=396表面活性劑分子量=616HLB=396/616*100/5=12.86對(duì)于聚乙二醇型非離子表面活性劑，上式可作如下改變：HLB=EO/5其中EO為聚乙二醇部分及親水基的質(zhì)量%數(shù)第十九頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)多元醇型脂肪酸酯非離子型表面活性劑:

HLB=20(1-S/A)S為酯的皂化值,A為脂肪酸的酸值.（由Griffin提出）酸值:中和1克樣品所消耗的KOH的毫克數(shù).皂化值:皂化1克樣品所消耗的KOH的毫克數(shù).第二十頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日（2）其他類型表面活性劑HLB值的計(jì)算

（3）混合表面活性劑HLB值的計(jì)算mA、mB為混合表面活性劑種A,B組分的質(zhì)量，HLBA,HLBB為A,B組分各自的HLB值。第二十一頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日各種基團(tuán)的HLB值

親水基團(tuán)H親油基團(tuán)L

－SO4Na38.7-CH-0.475

－COOK21.1－CH2－0.475

－COONa19.1CH3－0.475

－N（叔胺）9.4=CH-0.475

酯基(失水山梨醇環(huán))6.8-(C3H6O)-0.15

酯基(自由)2.4氧丙烯基－O－1.3-CF2－0.870－OH（失水山梨醇環(huán)）0.5CF3－0.870

－OH（自由）1.9苯環(huán)1.662

－(C2H4O)－0.33

－COOH2.1第二十二頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日例：求甘油硬脂酸單酯的HLB值，已知其皂化值S＝161，酸值A(chǔ)＝198解1：HLB＝20（1－161/198）＝3.8解2：20C：0.475×20＝9.52-OH1.9×2＝3.81個(gè)-COO-2.4HLB=3.8+2.4+7-9.5=3.7第二十三頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

表面活性劑形成膠束的大小可用膠束量來(lái)描述，膠束量就是構(gòu)成一個(gè)膠束的分子量。膠束量＝表面活性劑分子量×締合度

在低溫時(shí)，表面活性劑一般都很難溶解。增加濃度，達(dá)到飽和態(tài)，表面活性劑便會(huì)從水中析。但是，如果加熱水溶液，達(dá)到某一溫度時(shí)，其溶解度會(huì)突然增大。這個(gè)使表面活性劑的溶解度突然增大的溫度點(diǎn)，我們稱為克拉夫特點(diǎn)，也稱為臨界溶解溫度。非離子表面活性劑的這個(gè)熔點(diǎn)很低，一般溫度下看不見(jiàn)。而大多數(shù)離子型表面活性劑都有自己的克拉夫特點(diǎn)，故它是離子型表面活件劑的特性常數(shù)。2.膠束量

3.表面活性劑溶解性與溫度的關(guān)系

克拉夫特點(diǎn)第二十四頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

聚乙二醇型非離子表面活性劑與離子型表面活性劑相反，將其溶液加熱，達(dá)到某一溫度時(shí)，透明溶液會(huì)突然變混濁、這一溫度點(diǎn)稱為濁點(diǎn)。這一過(guò)程是可逆的，溫度達(dá)濁點(diǎn)時(shí)乳濁液形成，降溫時(shí)，透明溶液又重新出現(xiàn)。聚乙二醇型表面活性劑之所以存在濁點(diǎn)，是因?yàn)槠溆H水基依靠聚乙二醇鏈上醚鍵與水形成氫鍵而親水。氫鍵結(jié)合較松散．當(dāng)溫度上升時(shí)、分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，達(dá)到一定程度，氫鍵便斷裂，溶解的表面活性劑析出、溶液變?yōu)槿闈嵋海欢?dāng)溫度降低至濁點(diǎn)之下時(shí)，氫鍵恢復(fù)，溶液便又變透明。對(duì)于應(yīng)用而言，克拉夫特點(diǎn)是下限，而濁點(diǎn)是上限。濁點(diǎn)第二十五頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日表明活性劑的主要作用表面活性劑的用途極廣，主要有五個(gè)方面：1.潤(rùn)濕作用

表面活性劑可以降低液體表面張力，改變接觸角的大小，從而達(dá)到所需的目的。

例如，要農(nóng)藥潤(rùn)濕帶蠟的植物表面，要在農(nóng)藥中加表面活性劑；

如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性劑，使接觸角大于90°。第二十六頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

觸角：在三相交界處自固-液界面經(jīng)過(guò)液體內(nèi)部到氣-液界面的夾角叫接觸角，以θ表示。（1）θ=0，完全潤(rùn)濕，液體在固體表面鋪展。（2）0<θ<90°，液體可潤(rùn)濕固體，且θ越小，潤(rùn)濕越好。（3）90°<θ<180°液體不潤(rùn)濕固體。（4）θ=180°，完全不潤(rùn)濕，液體在固體表面凝成小球。第二十七頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日2.起泡作用

“泡”就是由液體薄膜包圍著氣體。有的表面活性劑和水可以形成一定強(qiáng)度的薄膜，包圍著空氣而形成泡沫，用于浮游選礦、泡沫滅火和洗滌去污等，這種活性劑稱為起泡劑。

也有時(shí)要使用消泡劑，在制糖、制中藥過(guò)程中泡沫太多，要加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧?qiáng)度，消除氣泡，防止事故。第二十八頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日第二十九頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日3.增溶作用

A、被增溶物進(jìn)入膠束內(nèi)部B、與表明活性劑分子并列分布C、吸附在增溶膠束表面D、包裹在親水長(zhǎng)鏈內(nèi)第三十頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日4.乳化作用

一種或幾種液體以大于10-7m直徑的液珠分散在另一不相混溶的液體之中形成的粗分散體系稱為乳狀液。

有時(shí)為了破壞乳狀液需加入另一種表面活性劑，稱為破乳劑，將乳狀液中的分散相和分散介質(zhì)分開(kāi)。例如原油中需要加入破乳劑將油與水分開(kāi)。

要使它穩(wěn)定存在必須加乳化劑。根據(jù)乳化劑結(jié)構(gòu)的不同可以形成以水為連續(xù)相的水包油乳狀液(O/W)，或以油為連續(xù)相的油包水乳狀液(W/O)。第三十一頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

從表面張力的角度來(lái)分析洗滌過(guò)程，那么洗滌作用與表面活性劑能降低表面張力密切相關(guān)。表面活性劑可大大降低水的表面張力，如果水的表面張力降到比油污和織物的潤(rùn)濕臨界表面張力還小時(shí)，水溶液就可以在油污和織物表面鋪展，這時(shí)油污和織物被水潤(rùn)濕。表面活性劑會(huì)在水與油污之間的界面上吸附，同時(shí)也在水與織物之間的固體表面上吸附。5.洗滌作用

第三十二頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日陰離子表面活性劑RCOONa

羧酸鹽R-OSO3Na

硫酸酯鹽R-SO3Na

磺酸鹽R-OPO3Na2

磷酸酯鹽3.2陰離子表面活性劑第三十三頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日羧酸鹽型羧酸鹽陰離子表面活性劑俗稱皂類，是使用最多的表面活性劑之一。一、單羧酸鹽(肥皂)天然油酯與氫氧化鈉進(jìn)行皂化反應(yīng)即形成肥皂和甘油第三十四頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日使用肥皂時(shí)應(yīng)注意：酸性介質(zhì)和水中的鈣、鎂等容易使肥皂失效。

通常所用的堿多為氫氧化鈉，所以一般的肥皂即鈉皂，但制化妝用皂時(shí)也用氫氧化鉀，此時(shí)不經(jīng)過(guò)鹽析，這種含有甘油的鉀皂可在比較柔和的狀態(tài)下使用。

作為原料油脂可以使用的有許多種，如牛油脂、椰子油、棕櫚油、米糠油、大豆油、花生油、硬化油等，其中牛脂用量最多。因?yàn)樵嫌椭姆N類不同，所含的脂肪酸的種類和比例也不同，所以生產(chǎn)出的肥皂性能各異。第三十五頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日二、多羧酸皂

多羧酸皂使用不多，較典型的是作潤(rùn)滑油添加劑、防銹用的烷基琥珀酸系列產(chǎn)品。第三十六頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日三、N－?；被猁}

以氨基酸或多肽混合物等含羧基的化合物與油酰氯縮合制得羧酸鹽表面活性劑。

前者代表品種為梅迪蘭(Mediahn)即N－?；“彼徕c，是配制高品質(zhì)低刺激個(gè)人衛(wèi)生用品的理想原料，目前在國(guó)外已得到廣泛應(yīng)用，外商正以高于原料價(jià)數(shù)倍的價(jià)格向我國(guó)推銷此品，國(guó)內(nèi)已有廠家選用中亞石化公司代理的美國(guó)Hamposyl產(chǎn)品，用于牙膏和其它個(gè)人衛(wèi)生用品中。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在研究開(kāi)發(fā)該品的單位有十余家，目前雖已在實(shí)驗(yàn)室建立了中間體及終產(chǎn)品的分析方法，但由于設(shè)備等問(wèn)題，合成工藝尚待完善。第三十七頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日其合成原理如下:?；被岚被岬谌隧?yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

由多肽混合物與油酰氯縮合可得重要的紡織染整助劑LameponA(雷米邦A(yù))，這種表面活性劑在堿性和中性溶液中穩(wěn)定，對(duì)皮膚無(wú)刺激，適于配制化妝品及洗發(fā)護(hù)發(fā)香波，也適于洗滌蛋白質(zhì)類纖維如絲毛織品，洗后柔軟有光澤并富有彈性。多肽混合物“一般由皮屑、禽毛、豆餅等經(jīng)加壓堿性水解制得。”60℃堿性第三十九頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日四、聚醚羧酸鹽由醇醚與氯乙酸或羥乙酸縮合后經(jīng)NaOH中和制醇醚羧酸鹽（AEC)由于AEC分子中含有一定數(shù)量的醚鍵及羧基，因而它兼具有非離子與陰離子表面活性劑雙重性質(zhì)。除具有較強(qiáng)的發(fā)泡性、去污性和滲透性，還具有優(yōu)良的抗硬水性。目前該產(chǎn)品在法國(guó)、日本及我國(guó)均有工業(yè)化生產(chǎn)，并已在日用化工、紡織印染、皮革化纖等領(lǐng)域有所應(yīng)用，主要缺點(diǎn)是合成成本較高。第四十頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日硫酸酯鹽型

高級(jí)醇及其他含－OH的化合物均可硫酸化生成硫酸酯。含雙鍵的烯烴也可硫酸化生成硫酸酯，經(jīng)中和后即得到各種硫酸酯鹽型表面活性劑．第四十一頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

高級(jí)醇硫酸酯鹽也稱為伯烷基硫酸酯鹽(AS)。它具有良好的洗凈力、乳化力，泡沫豐富，易于生物降解、其水溶性和去污力均比肥皂好，又由于溶液呈中性，不損織物，且在硬水中不像肥皂產(chǎn)生沉淀，固而廣泛應(yīng)用于家庭及工業(yè)洗滌劑，還用于香波、化妝品等。其缺點(diǎn)是親水基和親油基由酯鍵相連接。與磺酸鹽型表面活性劑比較，熱穩(wěn)定性較差，在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿介質(zhì)中易于水解。高級(jí)醇硫酸酯鹽作洗滌劑時(shí)會(huì)受硬水影響而降低效能，需添加相當(dāng)量的螯合劑才行。第四十二頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日1．原料制備（高級(jí)醇）（2）動(dòng)植物蠟中提取高級(jí)醇（3）利用脂肪酸工業(yè)副產(chǎn)的二級(jí)不皂化物提取高級(jí)醇。（4）齊格勒法制備高級(jí)醇（1）脂肪酸、脂肪酸酯還原生產(chǎn)高級(jí)醇第四十三頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日（5）羰基合成法制高級(jí)醇

（6）液蠟氧化制仲醇第四十四頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日2、高級(jí)醇硫酸化

高級(jí)醇硫酸化所用硫酸化劑主要有：濃硫酸、發(fā)煙硫酸、三氧化硫、氯磺酸和氨基磺酸等。

第四十五頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日第四十六頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日磺酸鹽型陰離子表面活性劑

同硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑相比，磺酸鹽型陰離子表面活性劑由C-S鍵相連，因而對(duì)酸、熱等更穩(wěn)定。哪個(gè)是硫酸酯鹽，哪個(gè)是磺酸鹽？第四十七頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日磺酸鹽由于磺基硫原子與碳原子直接相連，較硫酸酯鹽更穩(wěn)定，在酸性溶液中不發(fā)生水解，加熱時(shí)也不易分解。廣泛應(yīng)用于洗滌、染色、紡織行業(yè)．也常用作滲透劑、潤(rùn)濕劑、防銹劑等工業(yè)助劑。烷基苯磺酸鹽是陰離于表面活性劑中最重要的一個(gè)品種，產(chǎn)品占陰離子表面活性劑生產(chǎn)總量的90％左有。其中烷基苯磺酸鈉是我國(guó)洗滌劑活性物的主要成分，洗滌性能優(yōu)良，去污力強(qiáng)，泡沫穩(wěn)定性及起泡力均良好。一、烷基苯磺酸鹽二、烷基磺酸鹽型第四十八頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日烷基苯磺酸鈉性能與用途：黃色油狀體，經(jīng)純化可以形成六角形或斜方形薄片狀結(jié)晶，具有微毒性；對(duì)水硬度較敏感；不易氧化；起泡力強(qiáng)，去污力高，第四十九頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日優(yōu)點(diǎn)：

烷基苯磺酸鈉易與各種助劑復(fù)配，成本較低，合成工藝成熟，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，是非常出色的表面活性劑。烷基苯磺酸鈉對(duì)顆粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有顯著的去污效果，對(duì)天然纖維上顆粒污垢的洗滌作用尤佳，去污力隨洗滌溫度的升高而增強(qiáng)，對(duì)蛋白污垢的作用高于非離子表面活性劑，且泡沫豐富。第五十頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日耐硬水較差：去污性能可隨水的硬度而降低，因此以其為主活性劑的洗滌劑必須與適量整合劑配用。脫脂力較強(qiáng)：手洗時(shí)對(duì)皮膚有一定的刺激性，洗后衣服手感較差，宜用陽(yáng)離子表面活性劑作柔軟劑漂洗。為了獲得更好的綜合洗滌效果，LAS(直鏈烷基苯磺酸鈉)常與AEO(

脂肪醇聚氧乙烯醚)等非離子表面活性劑復(fù)配使用。缺點(diǎn)：第五十一頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日3.2.4磷酸酯鹽型陰離子表面活性劑一、高級(jí)醇磷酸酯鹽二、聚氧乙烯醚磷酸酯鹽第五十二頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日具有優(yōu)良的抗靜電、乳化、防銹和分散性能。用于紡織、化工、國(guó)防、金屬加工和輕工等。3.2.4磷酸酯鹽型陰離子表面活性劑第五十三頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日3.3陽(yáng)離子表面活性劑

1928年，陽(yáng)離子表面活性劑開(kāi)始應(yīng)用，當(dāng)時(shí)用作殺菌劑。20世紀(jì)60年代有了較大的增長(zhǎng)，應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大。例如，可用作天然或合成纖維的柔軟劑、抗靜電劑和紡織助染劑。

使用陽(yáng)離子表面活性劑時(shí)應(yīng)注意，它不能與肥皂或其他陰離子表面活性劑共用，否則會(huì)引起陽(yáng)離子活性物沉淀失效。第五十四頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

陽(yáng)離子表面活性劑品種很多，工業(yè)上常用的都是含氮化合物。主要包括兩類：胺鹽和季銨鹽。胺鹽包括伯、仲、叔胺鹽。

胺鹽類和季銨鹽類陽(yáng)離子表面活性劑在制法和性質(zhì)上差別很大。胺鹽可由相應(yīng)伯、仲、叔胺用酸簡(jiǎn)單中和即可。而季銨鹽一般需要由叔胺與烷基化劑反應(yīng)才能制備，反應(yīng)較難進(jìn)行。

R-NH2·HCl

伯胺鹽

CH3|R-N-HCl

仲胺鹽|H

CH3|R-N+-CH3Cl-

季銨鹽|CH3

CH3|R-N-HCl

叔胺鹽|

CH3其它含氮等的有機(jī)衍生物胺鹽型一、陽(yáng)離子表面活性劑的分類第五十五頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日R-NH2·HCl

伯胺鹽

CH3|R-N-HCl

仲胺鹽|H

CH3|R-N-HCl

叔胺鹽|

CH3胺鹽型該類產(chǎn)物是弱酸的鹽，在酸性條件下具有表面活性，在堿性條件下，胺游離出來(lái)而失去表面活性，因面使它的使用受到限制。無(wú)殺菌能力纖維柔軟劑勻染劑浮選劑第五十六頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日胺鹽型陽(yáng)離子表面活性劑水溶性較小，在酸性介質(zhì)中較穩(wěn)定；在中性、堿性介質(zhì)中會(huì)發(fā)生水解析出胺，通常只適合作纖維柔軟劑，不適合作洗滌劑。一般陽(yáng)離子表面活性劑去污力較差，因此通常不用陽(yáng)離子表面活性劑作洗滌劑。但在特殊的清洗劑中如殺菌消毒洗滌劑中會(huì)加入陽(yáng)離子特別是季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑。第五十七頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

季銨鹽型

R1|R2-N+-CH3X-

季銨鹽|

R3季銨鹽與胺鹽不同，它在堿性和酸性介質(zhì)中都能溶解，且離解為帶正電荷的表面活性離子。季銨鹽洗滌能力差，但殺菌能力強(qiáng)，在陽(yáng)離子表面活性劑中的地位最為重要，產(chǎn)量也最大。第五十八頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑是產(chǎn)量高、應(yīng)用廣的陽(yáng)離子表面活性劑。一般由叔胺與醇、鹵代烴、硫酸二甲酯等烴基化試劑反應(yīng)制得。季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑水溶性好，既耐酸又耐堿且大多數(shù)具有殺菌作用。由于大部分纖維表面帶負(fù)電，用季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑可中和其電荷，因此有較好的抗靜電作用。它們能在纖維表面形成疏水油膜，降低纖維的摩擦系數(shù)使之具有柔軟、平滑的效果所以可作柔軟劑。這種表面活性劑除可作抗靜電劑柔軟劑外，還可作護(hù)發(fā)產(chǎn)品中的頭發(fā)定型調(diào)理劑，紡織工業(yè)中的勻染固色劑。但它有使機(jī)械生銹的缺點(diǎn)，價(jià)格也較貴。在清洗劑中常與非離子表面活性劑復(fù)配成殺菌、消毒清洗劑。常見(jiàn)的陽(yáng)離子表面活性劑見(jiàn)表3－7。第五十九頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日第六十頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日第六十一頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

季銨鹽是陽(yáng)離子表面活性劑中最重要的一類，在工業(yè)上有著重要的應(yīng)用價(jià)值。由于其結(jié)構(gòu)性質(zhì)等方面的優(yōu)勢(shì)，如親水基的強(qiáng)堿性結(jié)構(gòu)，對(duì)介質(zhì)pH值的強(qiáng)適應(yīng)能力，以及與其它表面活性劑的強(qiáng)配伍性等，因此一些著名的陽(yáng)離子產(chǎn)品均為季銨鹽。二、季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑第六十二頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日1、常用的季銨鹽合成方法

（1）從伯、仲、叔胺制取季銨鹽制備工藝第六十三頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

這是一種應(yīng)用最廣的方法。反應(yīng)在極性溶劑(如水或酒精)中進(jìn)行得較為迅速。高產(chǎn)率，必須保證反應(yīng)物不呈酸性，因此要加入Na2CO3或K2CO3。第六十四頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日（2）低級(jí)叔胺與鹵代烷反應(yīng)第六十五頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)烷基為十二碳時(shí)，便是十二烷基二甲基芐基氯化銨，國(guó)內(nèi)商品名為“潔而滅”，又叫1227陽(yáng)離子表面活性劑。它易溶于水，呈現(xiàn)透明液體狀，對(duì)皮膚無(wú)刺激、無(wú)毒、不腐蝕金屬，是一種十分重要的消毒殺菌劑.使用時(shí)配制成20%的水溶液，主要用于外科手術(shù)器械，創(chuàng)傷的消毒殺菌和養(yǎng)蠶的殺菌。除此之外，也可用作聚丙烯腈染色的緩染劑。當(dāng)烷基為十二烷基、陰離子為溴化物時(shí)，即為“新潔而滅”(十二烷基二甲基芐基季銨溴化物)。這是一種很強(qiáng)的陽(yáng)離子殺菌劑，在我國(guó)使用比較普遍。應(yīng)用時(shí)如滲入少許非離子活性物，如壬基酚聚氧乙烯醚或胺的氧化物，殺菌作用將更強(qiáng)。第六十六頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日2、含雜原子的季銨鹽合成（1）含氧原子含酰氨基的含醚基的（2）含氮原子（3）含硫原子特點(diǎn)：是親水的季銨陽(yáng)離子與烷基疏水基是通過(guò)酰胺鍵、酯鍵、醚鍵或硫醚等基團(tuán)相連接[C17H33C-NHCH2CH2N+CH3].CH3SO4-所以又叫做間接連接型陽(yáng)離子表面活性劑。第六十七頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日3.4兩性離子表面活性劑

兩性離子表面活性劑，即不同于陽(yáng)離子表面活性劑，也不同于陰離子表面活性劑，具有很多優(yōu)異的性能。

去污力好、起泡和乳化能力強(qiáng)，耐硬水好，對(duì)酸堿和各種金屬離子都穩(wěn)定，毒性和皮膚刺激性小，生物降解性好，并具有抗靜電和殺菌等特殊性質(zhì)。

其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，特別是在抗靜電、纖維柔軟、特種洗滌劑和香波化妝品等領(lǐng)域發(fā)揮愈來(lái)愈重要的作用。第六十八頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

兩性表面活性劑是指在同一分子結(jié)構(gòu)中有可能同時(shí)存在被橋鏈（碳?xì)滏?，碳氟鏈等）連接的一個(gè)或多個(gè)正、負(fù)電荷中心（或偶極中心）的表面活性劑。

正電荷中心可以是N、P、S，最常見(jiàn)的是N。負(fù)電荷中心可以是羧酸基（—COO-），磺酸基(—SO3-)，硫酸基（—OSO3-），亞硫酸（OSO2-）基，磷酸基（—OPO3H-）等，甚至可以負(fù)載在氧原子上（O-）。第六十九頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日一、兩性離子表面活性劑分類R-N+HCH2-CH2COO-H氨基酸型

CH3|R-N+-CH2COO-H

甜菜堿型|CH3

季銨型，含強(qiáng)堿性N原子，因此，兩性特征在很寬的范圍內(nèi)與pH無(wú)關(guān)。在等電點(diǎn)處不會(huì)出現(xiàn)溶解度下降的現(xiàn)象。

含弱堿性N原子，兩性特征依賴于體系的pH值。在等電點(diǎn)附近，出現(xiàn)最低溶解度。只在等電點(diǎn)區(qū)才是真正意義上的兩性離子第七十頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日氨基酸型：為烷基氨基酸的鹽類，具有良好的水溶性，洗滌性能很好，并有殺菌作用。毒性比陽(yáng)離子表面活性劑低，常用于洗發(fā)膏和洗滌劑中。代表物——N-十二烷基-β-氨基丙酸鈉。甜菜堿型：季銨鹽型陽(yáng)離子＋羧酸鹽型陰離子水溶液的滲透性、泡沫性較強(qiáng)，去污力優(yōu)于一般陰離子表面活性劑。分散能力好?？勺鳛橄礈靹⑷旧鷦?、柔軟劑、抗靜電劑和殺菌劑。殺菌力弱于陽(yáng)離子表面活性劑。成本高，代表物——十二烷基二甲基甜菜堿。第七十一頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日1、氨基酸型合成二、兩性離子表面活性劑合成（3）丙烯腈第七十二頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日2、甜菜堿型合成長(zhǎng)鏈烷基取代甲基：1869年發(fā)現(xiàn)并從甜菜汁中分離出來(lái)一種天然產(chǎn)物（如右式），將它俗稱為甜菜堿第七十三頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日十二烷基二甲基甜菜堿合成第七十四頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展：始于20世紀(jì)30年代，用作紡織助劑；40年代發(fā)展為多種工業(yè)助劑；50年代進(jìn)入民用市場(chǎng)；60年代洗衣機(jī)大量使用，產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)。應(yīng)用：農(nóng)藥乳化劑；紡織、印染和合成纖維助劑與油劑；破乳劑；清洗劑等。3.5非離子表面活性劑第七十五頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

非離子表面活性劑在分子中不含離子鍵，它的親水性來(lái)源于以下基團(tuán):——多個(gè)聚氧乙烯鏈基－(CH2CH2O)nH;——單羥基或多個(gè)羥基;——酰胺基等基團(tuán)的作用。第七十六頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日

①優(yōu)異的潤(rùn)濕和洗滌功能；②可與陰離子和陽(yáng)離子表面活性劑兼容；③不受硬水中鈣、鎂離子的影響。

優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：①通常都是低熔點(diǎn)的蠟狀物或液體，所以很難把它們復(fù)配成粉狀；②溫度增高或增加電解質(zhì)濃度時(shí)，聚氧乙烯醚鏈的溶劑化效應(yīng)會(huì)下降，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生沉淀。第七十七頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日R-(C6H4)-O(C2H4O)nH

烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑R2N-(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H

多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH

脂肪醇聚氧乙烯醚一、非離子型表面活性劑分類第七十八頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日1、聚乙二醇（聚氧乙烯醚）型環(huán)氧乙烷生產(chǎn)方法：氯醇法直接氧化法二、非離子型表面活性劑合成第七十九頁(yè)，共八十七頁(yè)，2022年，8月28日（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。在最近十年內(nèi)，AEO產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度非?？?。——AEO的應(yīng)用性能在很大程度上取決于聚氧乙烯醚的聚合度n，所以如何使得到的產(chǎn)品中n的分布曲線最窄，是AEO生產(chǎn)中提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵?！趪?guó)外AEO的主要用途是作合成洗滌劑。國(guó)內(nèi)的商品牌號(hào)為平平加系列產(chǎn)品，除部分用于復(fù)配液