精細(xì)化學(xué)課件表面活性劑

第二章外表活性劑冰淇淋是我們最喜愛的食物；有了化裝品我們的生活也變得如此美好。假設(shè)沒有外表活性劑，這兩樣?xùn)|西都不會有。這真是太可悲了。但是，如果真的沒有了外表活性劑，也不會有人為沒有冰淇淋和洗滌劑而哭泣。因?yàn)闆]有外表活性劑，人也沒有了。——英國著名界面化學(xué)家Ckint眼影指甲油香水外表張力與外表活性當(dāng)任意兩相接觸時,兩相之間決非是一個沒有厚度的純幾何面,而是一個具有相當(dāng)厚度的過渡區(qū),這一過渡區(qū)通常稱之為界面。假設(shè)其中一相為氣體，這種界面通常稱為外表。但由于歷史的原因,這兩個概念常常混用。常見的界面有：氣-液界面，氣-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。氣-液界面氣-固界面液-液界面液-固界面固-固界面（a）（b）外表活性劑分子疏水基團(tuán)親水基團(tuán)1消毒殺菌2腈綸勻染劑3抗靜電劑4礦物浮選劑5相轉(zhuǎn)移催化劑織物柔軟劑分散劑食品加工印染金屬加工電鍍采礦采油甘油三酯的結(jié)構(gòu)示意圖磷脂的內(nèi)鹽局部具有親水性，脂肪酸長鏈烴基局部具有疏水性，因此磷脂是天然的外表活性劑，它在生物體內(nèi)能使油脂乳化，有助于油脂的運(yùn)輸、消化和吸收。生物膜的化學(xué)組成〔脂、蛋白質(zhì)和糖〕生物膜的流動鑲嵌模型外表活性劑一詞來自英文Surfactant。它實(shí)際上是短語Surface〔外表〕Active〔活性〕Agent〔添加劑〕的縮合詞。它還有一個名字叫做Tenside。外表活性劑是這樣一種物質(zhì)，它活潑于外表和界面上，具有極高的降低表、界面張力的能力和效率。在一定濃度以上的溶液中形成分子有序組合體，從而具有一系列應(yīng)用功能。降低外表張力為正吸附，溶質(zhì)在溶液外表的濃度大于其在溶液本體中的濃度此溶質(zhì)為外表活性物質(zhì)增加外表張力為負(fù)吸附，溶質(zhì)在溶液外表的濃度小于其在溶液本體中的濃度此溶質(zhì)為外表惰性物質(zhì)溶入少量就能顯著降低外表張力的物質(zhì)也稱外表活性物質(zhì)或外表活性劑。外表活性劑分類外表活性劑分子非極性烴鏈〔疏水〕極性基團(tuán)〔親水〕H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO硬脂酸陰離子外表活性劑RCOONa

羧酸鹽R-OSO3Na

硫酸酯鹽R-SO3Na

磺酸鹽R-OPO3Na2

磷酸酯鹽1.離子型2.非離子型陽離子型陰離子型兩性型外表活性劑按離子類型陽離子外表活性劑R-NH2·HCl

伯胺鹽

CH3|R-N-HCl

仲胺鹽|H

CH3|R-N-HCl

叔胺鹽|

CH3

CH3|R-N+-CH3Cl-

季胺鹽|CH3伯胺鹽

R-NH3＋

季銨鹽

CH3|例如C16H33-N+-CH3Br－

|

CH3

十六烷基溴化銨(俗稱1631)吡啶鹽例如C12H25(NC5H5)+

兩性外表活性劑R-N+HCH2-CH2COO-H氨基酸型

CH3|R-N+-CH2COO-H

甜菜堿型|CH3

兩性咪唑啉型

氨基酸型R-NH2CH2-CH2COO－

洗滌性能良好，常作為特殊洗滌劑(2)甜菜堿型

CH3

R-N+-CH2COO-

CH3

去污力強(qiáng)，對纖維有保護(hù)作用----由于其特殊結(jié)構(gòu)，具有許多優(yōu)異性能，如良好的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性好，對酸堿和多種金屬離子都比較穩(wěn)定，具有抗靜電、殺菌、防腐蝕等使用性能，特別是其極低毒性和無刺激性以及良好的生物降解性能，使其在日用化學(xué)品應(yīng)用中前景廣闊。同時在紡織、印染、化纖、除銹方面都有相當(dāng)用途。R-(C6H4)-O(C2H4O)nH

烷基酚聚氧乙烯醚非離子外表活性劑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

脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚

R-O-(CH2CH2O)nH

俗稱平平加系列，具良好濕潤性能(2)烷基酚聚氧乙烯醚

R-(C6H4)-O(C2H4O)nH

俗稱OP系列，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗氧化性能強(qiáng)(4)多元醇型主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物Span類及Tween類外表活性劑即屬此類；具有低毒的特點(diǎn)，廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)以及生化實(shí)驗(yàn)(3)聚氧乙烯烷基酰胺

R-CONH(C2H4O)nH

常用作起泡劑、增粘劑SpanTween非離子型外表活性劑穩(wěn)定性高，不易受強(qiáng)電解質(zhì)無機(jī)鹽類存在的影響，也不易受酸堿的影響；與其它類型外表活性劑的相容性好；在水及有機(jī)溶劑中皆有良好的溶解性能，具有良好的乳化、潤濕、滲透性、以及起泡、洗滌、穩(wěn)泡、抗靜電等作用，且無毒；廣泛用作紡織業(yè)、化裝品、食品、藥物等的乳化劑、消泡劑、增稠劑，以及醫(yī)療方面的殺菌劑以及洗滌、潤濕劑等。外表活性劑的溶解性能臨界溶解溫度(craft克拉夫特點(diǎn))離子型外表活性劑在水中溶解度隨溫度上升逐漸增加。當(dāng)?shù)竭_(dá)某一特定溫度時，溶解度急劇上升，該溫度稱為臨界溶解溫度，又稱克拉夫特點(diǎn)，Tk。(克拉夫特點(diǎn)時外表活性劑的溶解度就是它的臨界膠束濃度)濁點(diǎn)非離子外表活性劑在溫度較低時易溶于水成為澄清的溶液。溫度升到一定程度時，溶解度反而減小，會在水中出現(xiàn)渾濁、析出、分層現(xiàn)象。把溶液由透明變成渾濁的溫度成為濁點(diǎn)，即C.P。膠束的形成兩親分子溶解在水中達(dá)一定濃度時，其非極性局部會互相吸引，從而使得分子自發(fā)形成有序的聚集體，使憎水基向里、親水基向外，減小了憎水基與水分子的接觸，使體系能量下降，這種多分子有序聚集體稱為膠束。膠束臨界膠束濃度CMCCriticalMicelleConcentration外表活性劑在水中隨著濃度增大，外表上聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單分子層，多余的分子在體相內(nèi)部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起形成膠束，這開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度?！瞐〕是極稀溶液，界面上沒聚集很多的外表活性劑，空氣和水直接接觸，水的外表張力下降不多，接近于純水的狀態(tài)。b〕濃度相對升高，很快地聚集到水外表上，即外表吸附量大為增加、空氣和水的接觸相對減少，水外表張力下降〔c〕外表活性劑濃度逐漸升高，外表活性劑毫無間隙地密集于液面上，形成了單分子吸附膜。空氣與水處于完全隔離狀態(tài)，外表吸附達(dá)飽和。在溶液內(nèi)部，增加外表活性劑,先是三三兩兩以疏水基互相靠攏，形成球形膠束的最初形式。水外表張力急劇下降。膠束結(jié)構(gòu)示意圖臨界膠束濃度(criticalmicelleconcentration)臨界膠束濃度簡稱CMC外表活性劑在溶液中開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。在CMC附近，外表活性劑溶液的許多性質(zhì)都會出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，如外表張力、電導(dǎo)率、去污能力等.可以利用測定外表張力，電導(dǎo)率等方法到達(dá)測定臨界膠束濃度目的;外表活性劑水溶液其濃度只有稍高于其CMC值時，才能充分顯示其作用。CMC球形膠束棒狀膠束層狀膠束脂質(zhì)雙層與細(xì)胞膜膠束的作用乳化作用泡沫作用分散作用增溶作用催化作用潤濕作用乳化作用分散作用起泡與消泡增溶作用洗滌作用肥皂、洗滌劑化裝品食品加工紡織工業(yè)金屬加工石油、建筑功能應(yīng)用潤濕作用潤濕是固體外表的一種流體被另一種流體所取代的過程接觸角的示意圖：固-液界面間的角黏附潤濕—把液體附著在固體外表上的潤濕、鋪展?jié)櫇?--把液體沿固體外表鋪展開的潤濕、浸潤潤濕---把固體整個浸入液體中的潤濕、Young方程〔楊氏方程〕:lsgANM

s-l

s-g

l-g接觸角θ越小，潤濕和滲透作用越好；θ>90不潤濕θ<90潤濕θ=0鋪展這種借助外表活性劑來潤濕物體的作用叫潤濕作用在固體外表發(fā)生定向吸附這種能使液體濕潤或能加速固體外表濕潤的外表活性劑叫做濕潤劑潤濕方面的應(yīng)用1礦物的泡沫浮選2金屬的防銹、緩蝕3織物的防水、防油處理4農(nóng)藥中的應(yīng)用浮游選礦的原理圖選擇適宜的捕集劑，使它的親水基團(tuán)只吸在礦砂的外表，憎水基朝向水。當(dāng)?shù)V砂外表有5%被捕集劑覆蓋時，就使外表產(chǎn)生憎水性，它會附在氣泡上一起升到液面，便于收集。氣泡的作用礦物泡沫浮選首先將粗礦磨碎，傾入浮選池中。在池水中參加捕集劑和起泡劑等外表活性劑。攪拌并從池底鼓氣，帶有有效礦粉的氣泡聚集外表，收集并滅泡濃縮，從而到達(dá)了富集的目的。不含礦石的泥砂、巖石留在池底，定時去除。 礦物泡沫浮選2金屬的防銹、緩蝕3織物的防水、防油處理降低潤濕作用：

原理是用外表活性物質(zhì)的極性局部選擇性吸附，非極性局部向外呈憎水性。

一次性抽血器中盛血的玻璃管(定量的),內(nèi)壁要疏水化,使用的是硅偶聯(lián)劑,使血液在管內(nèi)不殘留。防水整理劑纖維的防水整理：不透氣：用橡膠和合成樹脂涂在纖維織物上，在織物上形成連續(xù)的防水膜；穿著不適；透氣：將織物外表變?yōu)槭杷?，空氣和水蒸氣的透氣性不產(chǎn)生阻礙，又稱“拒水整理〞。增加潤濕作用：

農(nóng)藥噴灑：由于大多農(nóng)藥水溶性差，對植物的莖葉潤濕不好，滾落浪費(fèi)且不能展開，殺蟲效果差，參加外表活性劑，提高潤濕程度，即可大大提高藥效。乳化與破乳作用一種或多種液體以微滴狀分散到另一種不相混溶的液體中所形成的多相分散體系，稱為乳狀液。這種形成乳狀液的過程稱為乳化。分散相(內(nèi)相、不連續(xù)相)分散介質(zhì)(外相、連續(xù)相)水相/油相液珠大小/μm乳液外觀>10.1~10.05~0.1<0.05乳白色乳狀液藍(lán)白色乳狀液灰色半透明液透明液乳化過程是用物理和化學(xué)相結(jié)合的方法完成。改善水蛋白質(zhì)脂肪糖類乳化劑水蛋白質(zhì)脂肪糖類乳化劑乳化現(xiàn)象油水乳化劑乳化液油水乳化劑的作用外表活性劑在分散相外表形成保護(hù)膜降低界面張力界面張力使物體保持最小外表積的趨勢10ml油分散0.1um小油滴300m2100萬倍面積乳狀液的類型及形成1乳狀液的類型和鑒別1水包油O/W2油包水W/O3套圈型強(qiáng)烈振蕩油水水包油型(O/W)油包水型(W/O)天然乳化液人工乳化液牛奶油包水〔W/O〕型奶油水包油〔O/W〕型乳多重型〔W/O/W〕型冰淇淋椰奶乳狀液類型的鑒別：稀釋法：水包油型乳狀液能與水混溶；油包水型乳狀液能與油混溶。電導(dǎo)法：利用水和油的電導(dǎo)率相差很大的原理。水包油型乳狀液電導(dǎo)率大，可使電路中串聯(lián)的氖燈發(fā)光。

染色法：參加“蘇丹III〞：“蘇丹III〞為油溶性染料。在乳狀液參加少量“蘇丹III〞染料，油包水乳狀液整體呈紅色；水包油乳狀液，染料保持原狀。參加亞甲基藍(lán)：亞甲基藍(lán)為水溶性。在乳狀液參加少量亞甲基藍(lán)染料，水包油乳狀液整體呈藍(lán)色；油包水乳狀液染料保持原狀。檢驗(yàn)O/W乳狀液參加水溶性染料如亞甲基藍(lán)，說明水是連續(xù)相。參加油溶性的染料紅色蘇丹Ⅲ，說明油是不連續(xù)相。另外，還有濾紙濡濕法。影響乳狀液穩(wěn)定性的因素有兩相界面存在是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系1外表張力2界面膜的性質(zhì)3界面電荷4乳狀液分散介質(zhì)的黏度5固體粉末的參加乳化劑可以降低兩相之間的外表張力，使形成的乳狀液保持穩(wěn)定，并通過形成單分子界面膜及空間的或靜電阻擋層，防止乳化粒子聚集，提高乳液穩(wěn)定性。1外表張力為使乳狀液體系較長時間的穩(wěn)定，需要參加降低界面能的第3種成分，使其在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，這第3種成分稱為乳化劑。

2界面膜的性質(zhì)親油基和親水基與所親合的基團(tuán)結(jié)構(gòu)越相似，那么他們的親合性越好。在乳化液中，乳化劑分子為求自身的穩(wěn)定狀態(tài)，在油水兩相的界面上，乳化劑分子親油基伸入油相，親水基伸入水相，這樣，不但乳化劑自身處于穩(wěn)定狀態(tài)，而且在客觀上又改變了油、水界面原來的特性，使其中一相能在另一相中均勻地分散，形成了穩(wěn)定的乳化液。親水基位置在親油基鏈一端的乳化劑比親水基靠近親油基鏈中間的乳化劑親水性要好。分子量大的乳化分散能力比分子量小的好乳化劑必須賦予粒子以電荷，使粒子間產(chǎn)生靜電排斥力，或在粒子周圍形成一種穩(wěn)定的、粘度高的保護(hù)層。

3界面電荷外表活性劑分子膜將液滴包住，由于形成外表雙電子層，防止了碰撞的液滴彼此合并，保護(hù)乳液的穩(wěn)定性。++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 碘化銀膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及示意圖（AgNO3為穩(wěn)定劑）NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-（AgI）mAg+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+4乳狀液分散介質(zhì)的黏度5固體粉末的參加乳狀液的制備方法(1)乳化劑在水中的制法將乳化劑直接溶于水中，在劇烈攪拌下，把油參加到水中，可直接產(chǎn)生O/W型乳狀液。假設(shè)要得到W/O型乳狀液，那么繼續(xù)加油直到發(fā)生轉(zhuǎn)向變型。----適用于以親水性強(qiáng)的外表活性劑做乳化劑。特點(diǎn)：顆粒大小不均勻，乳狀液比較粗糙，穩(wěn)定性差，且需要劇烈攪拌。(2)乳化劑在油中的制法將乳化劑直接溶于油中，再參加水中，可直接產(chǎn)生W/O型乳狀液。假設(shè)要得到O/W型乳狀液，那么繼續(xù)加水直到發(fā)生轉(zhuǎn)向變型。特點(diǎn)：乳狀液一般液滴相當(dāng)均勻，穩(wěn)定性好。(4)初生皂法將水和油輪流參加乳化劑中，每次只加少量使兩相混合形成乳狀液。特別適合：制備蛋黃醬或其它含有植物油的食品乳狀液。(3)輪流加液法制備時將脂肪酸溶于油中，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。常用于：肥皂做乳化劑制備O/W型或W/O乳狀液。例如：化裝品的乳液制備中在油相中參加蜂蠟，在水中參加顯堿性的硼砂，當(dāng)油、水兩相攪拌混合時，蜂蠟中含有的脂肪酸與硼砂反響生成脂肪酸鹽(初生皂)即可起到乳化劑的作用，形成穩(wěn)定性很好的乳狀液。(5)新的乳狀液制備技術(shù)

a.轉(zhuǎn)相乳化法把乳化劑熔化或溶解到油相中，在攪拌作用下，把水添加到油中，在不斷加水的過程中，連續(xù)相油相與水相發(fā)生轉(zhuǎn)化，形成O/W型乳狀液的方法，又稱反轉(zhuǎn)乳化法。乳液珠滴粒徑小，穩(wěn)定性好。b.D相乳化法把多元醇作為第四種組分參加油、水、乳化劑組成的體系中形成細(xì)微珠滴的O/W型乳狀液的制備方法。D相又稱外表活性劑相，是由非離子外表活性劑/多元醇/水組成的微乳液體系。在攪拌條件下在D相中參加油可以形成透明的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型乳液。特點(diǎn)：可使用HLB范圍較寬的乳化劑；單獨(dú)使用一種乳化劑也可能得到微細(xì)的乳狀液結(jié)構(gòu)；不使用均質(zhì)混合器等乳化器械也能得到穩(wěn)定的乳液；乳化劑用量少的條件下，也可獲得微細(xì)的乳狀液結(jié)構(gòu)；可將疏水性高的油性組分乳化；可單獨(dú)使用平安性高但乳化能力弱的乳化劑。外表活性劑與多元醇的比例非常重要。c.轉(zhuǎn)相溫度法(PIT)適合于非離子外表活性劑作乳化劑的系統(tǒng)。其相轉(zhuǎn)變溫度是非離子乳化劑配置的乳狀液在溫度升高時，由O/W型乳狀液轉(zhuǎn)變成W/O型乳狀液的溫度。高于這個溫度的乳狀液為W/O型，低于這個溫度乳狀液為O/W型，發(fā)生相轉(zhuǎn)變的溫度也就是親水親油到達(dá)平衡時的溫度。乳化劑的選擇(1)乳化劑選擇的一般原那么有良好的外表活性和降低外表張力的能力，即乳化劑能在界面吸附，能形成膠團(tuán)。乳化劑分子或其他添加物在界面上能形成緊密排列的凝聚膜，在這種膜中有強(qiáng)烈的側(cè)向相互作用。乳化劑的乳化性能與其和油相或水相的親和能力有關(guān)。油溶性乳化劑易制的W/O型乳狀液，水溶性乳化劑易制的O/W型乳狀液。油相極性越大，要求乳化劑的親水性越大；油相極性越小，要求乳化劑的疏水性越強(qiáng)。適當(dāng)?shù)耐庀蝠ざ瓤梢詼p小液滴的聚集速度。在有特殊用途(如食品乳液、藥物乳液體系等)需選擇無毒的乳化劑。要能用最小的濃度和最低的本錢到達(dá)最好的乳化效果。在乳化方法、油相、水相的性質(zhì)確定后，制備穩(wěn)定乳狀液的最重要條件---乳化劑的選擇(2)選擇乳化劑的常用方法HLB法---適用于各種類型的外表活性劑PIT(相轉(zhuǎn)變溫度)法---適用于非離子型外表活性劑HLB即親水親油平衡值的縮寫，1949年Griffin提出。外表活性劑的親水基和親油基這兩局部的相對強(qiáng)弱決定了該物質(zhì)的性質(zhì)和使用場合。外表活性劑的親水性=親水基的親水性憎水基的憎水性親水親油平衡值(HLB)是外表活性劑的親水性、疏水性好壞的指標(biāo)。HLB值越大，該外表活性劑的親水性越強(qiáng)；HLB值越小，該外表活性劑的親油性越強(qiáng)。非離子外表活性劑可用上式估算。石蠟HLB=0聚乙二醇HLB=20(非離子外表活性劑的親水性0~20)陰離子和陽離子表活劑的HLB值計(jì)算乳化劑的破乳有兩相界面存在是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系物理法：

離心法電沉積法超聲波法過濾法化學(xué)法：破乳劑

頂替作用濕潤作用絮凝作用破壞界面膜乳化和破乳的應(yīng)用農(nóng)藥生產(chǎn)、金屬加工、瀝青乳化食品、化裝品原油開采在江河湖海經(jīng)常會出現(xiàn)大面積的原油或其他有機(jī)溶液的泄漏事故，往往由于面積過大，泄漏量也很大，無法收集。大量的這類不溶于水的物質(zhì)如果不處置，一方面會造成相當(dāng)嚴(yán)重的環(huán)境污染，另一方面可能造成大面積火災(zāi)發(fā)生。石油處理劑就是將這些因非常事故而流出的油類物質(zhì)嚴(yán)密地進(jìn)行化學(xué)處理的藥劑，包括集油劑、沉降劑、凝固劑、乳化分散劑等，其主要成分乳化分散劑即為外表活性劑。增溶作用Solubilization外表活性劑在水溶液中到達(dá)臨界膠束濃度后，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并形成透明膠體溶液，這種作用即增溶作用。s

/溶解度C/%

cmc增溶量為每摩爾外表活性劑可增溶被溶物的量增溶作用的方式(發(fā)生膠團(tuán)的四個區(qū)域：膠團(tuán)內(nèi)核；離子型外表活性劑的膠團(tuán)內(nèi)核/柵欄層；非離子外表活性劑膠團(tuán)的柵欄層/膠團(tuán)外表)1非極性分子在膠束內(nèi)的增溶在膠束內(nèi)部，被增容的物質(zhì)完全處于非極性環(huán)境中。2在外表活性劑分子間的增溶

分子結(jié)構(gòu)與外表活性劑類似的極性有機(jī)化合物柵欄之間甚至拉入內(nèi)部。3在膠束外表的吸附增溶既不溶于水也不溶于油的小分子極性有機(jī)化合物在膠束外表增容4聚氧乙烯基間的增溶以聚氧乙烯基為親水基的非離子外表活性劑包裹在膠束外層的長鏈中

影響增溶作用的因素增溶量的大小與增溶區(qū)域容積大小有關(guān)，增溶量的順序?yàn)榉请x子型外表活性劑膠團(tuán)的柵欄層外殼>膠團(tuán)內(nèi)核/柵欄層>膠團(tuán)內(nèi)核>膠團(tuán)外表。還與增溶劑和被增溶物的分子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)以及溶液中膠束的數(shù)目有關(guān)。臨界膠束濃度越低，對非極性分子的增溶能力越大。與其臨界膠束濃度及膠束的疏松度有關(guān)。非離子>離子型，由于其CMC低；陽離子>陰離子，由于膠束較疏松。電解質(zhì)、有機(jī)物添加物或溫度改變都影響外表活性劑的增溶能力。增溶作用的應(yīng)用乳液聚合開采石油膠片生產(chǎn)洗滌劑增溶作用的應(yīng)用在乳液聚合中的應(yīng)用乳液聚合是使原料分散于水中形成乳狀液，在引發(fā)劑作用下進(jìn)行聚合。原料單體在外表活性劑水溶液中乳化，處于3種狀態(tài)：在乳狀液滴中，溶于水中，增溶于膠束中。使用水溶性引發(fā)劑時，在水相中引發(fā)反響，聚合反響在膠束中進(jìn)行，分散于水相中的乳狀液滴僅作為提供反響原料的儲庫。在石油生產(chǎn)中的應(yīng)用借助增溶作用可提高石油的采收率，其有效方法是將粘附在巖層砂石上的油“驅(qū)趕〞出來，即所謂“驅(qū)油〞。利用外表活性劑在溶液中形成膠束的性質(zhì)，將外表活性劑、助劑〔醇類起促進(jìn)膠束形成作用〕和油混合在一起，經(jīng)攪動，形成均勻的“膠束溶液〞。該溶液能溶解原油，很好的潤濕巖層，遇水不分層，當(dāng)流過石巖層時能有效地洗下粘附在砂石上的原油，從而到達(dá)提高石油的采收的目的。起泡和消泡作用翻開啤灑、香檳瓶即有大量泡沫出現(xiàn)等，液體泡沫(氣液型泡沫)。人們通常所說的泡沫多指液體泡沫面包、蛋糕等彈性大的物質(zhì)以及泡沫塑料、餅干等為固體泡沫(氣固型泡沫)。泡沫是氣體在液(固)體中的分散體系，氣體是分散相，液(固)體是連續(xù)相，起泡性是外表活性劑的性能指標(biāo)之一，起泡不僅與外表活性劑溶液的濃度、溫度、壓力等物性有關(guān)，還與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，泡沫的高度稱為起泡力，泡沫的生成到消失的時間稱為泡沫的壽命。“泡〞就是由液體薄膜包圍著氣體。泡沫的形成及其穩(wěn)定性“泡沫〞是氣體分散于液體中的分散體系。ABC外表活性劑的起泡和穩(wěn)定作用起泡效率：其溶液產(chǎn)生大量氣泡所必需的外表活性劑濃度。泡沫力：活性劑溶液所能得到的最大泡沫高度。與外表活性劑濃度有關(guān)。雙分子膜最好的是肥皂和月桂基硫酸鈉等陰離子外表活性劑。起泡性能在肥皂水里參加一小匙的砂糖或少許的茶葉，放在陰暗處過夜后，就會發(fā)現(xiàn)這種肥皂水吹出來的泡泡顏色不但鮮艷，而且比較不容易破裂。肥皂，熱水1.外表張力(降低)2.界面膜的性質(zhì)3.外表張力的修復(fù)作用4.外表電荷(靜電斥力)5.泡內(nèi)氣體的擴(kuò)散(降低氣體的透過性)泡沫的穩(wěn)定性與那些條件相關(guān)呢？1.降低局部外表張力2.破壞界面膜的彈性，使其失去自動修復(fù)作用3.降低膜黏度4.固體顆?？傊阂耗さ膹?qiáng)度最重要。起泡劑用途起泡劑香波、泡沫溶劑、剃須膏、牙膏、廚房用洗滌劑月桂基硫酸酯鹽、月桂基醚硫酸酯鹽泡沫滅火器、礦物浮選、混凝土加氣劑、農(nóng)藥泡沫噴灑十二烷基苯磺酸鈉月桂基醚碳酸鈉松油或松油醇植物油精親水性的非離子表活劑在制糖、制藥、微生物工程、發(fā)酵釀造工業(yè)以及減壓蒸餾、溶液濃縮和機(jī)械洗滌過程中泡沫太多，要參加適當(dāng)?shù)耐獗砘钚詣┙档捅∧?qiáng)度，消除氣泡，防止事故。外表活性劑的消泡作用消泡劑(能以較快速度降低溶液外表張力的物質(zhì)，能進(jìn)入雙分子定向膜的局部破壞定向膜的力學(xué)平衡而到達(dá)破壞泡沫。本身的外表張力應(yīng)低于泡沫的外表張力)1降低局部外表張力2破壞界面膜的彈性使其失去自動修復(fù)作用3降低膜黏度4固體顆粒1天然油脂、礦物油2固體顆粒3合成外表活性劑消泡劑是指能夠破除已經(jīng)存在的泡沫的物質(zhì)。抑泡劑是指能夠阻止泡沫的產(chǎn)生的物質(zhì)。消泡劑：低碳醇、礦物油、有機(jī)極性化合物、硅氧烷樹脂無論是消泡劑或是抑泡劑，都是易于在溶液外表鋪展的液體。當(dāng)消泡劑吸附、鋪展于液膜上時，液膜的局部外表張力便降低，同時帶走液膜下層鄰近液體，導(dǎo)致液膜變薄，泡沫破裂。消泡劑在溶液外表上鋪展得越快，那么液膜變得越薄，消泡作用也就越強(qiáng)。一般要求具有消泡能力的液體具有足夠低的外表張力，以便它們能夠在已有的或?qū)⒁械呐菽ど献詣愉佌埂?/p>

有機(jī)極性化合物類消泡劑，如脂肪酸及脂肪酸酯、磷酸酯等廣泛用于纖維、涂料、金屬、元機(jī)藥品和發(fā)酵等工業(yè)，某些多元醇脂肪酸酯是無毒性的，可用作食品添加劑，故對食品制造和食品發(fā)酵工業(yè)十分有用。1天然油脂、礦物油2固體顆粒乙醚、異丙醇、異戊醇、磷酸三丁酯。有機(jī)硅類(主要是烷基硅油)消泡劑具有良好的消泡能力和抑泡能力，其外表張力很低，容易吸附于外表，在液面上易鋪展且形成的外表膜強(qiáng)度不高。硅油不僅用于水溶液體系，對于非水體系也有效。而且用量較少。這類消泡劑廣泛用于纖維、涂料、發(fā)酵等各工業(yè)部門，但其價格較高。聚醚型非離子外表活性劑的起泡能力較差，多是低泡型外表活性劑，有些甚至是很好的消泡劑和抑泡劑。3合成外表活性劑硅酮油-聚三甲基硅氧烷起泡和消泡的應(yīng)用1起泡作用在滅火中的應(yīng)用燃燒的條件：溫度氧氣如何滅火呢？由于泡沫中所含水分的冷卻效果，以及在火苗外表上覆蓋的泡沫層，膠束膜或凝膠層，使火苗和氧隔絕，而起到滅火作用。作為抗靜電整理劑，預(yù)防靜電火花點(diǎn)火源

核心內(nèi)容鉆井液的流變性能鉆井液處理劑鉆井液的造壁性鉆井液體系2起泡作用在原油開采中的應(yīng)用鉆井液鉆井液的主要作用〔簡圖〕攜帶、懸浮巖屑控制壓力形成泥餅破巖、清巖保護(hù)油氣層傳遞水功率鉆井液功用類型組成鉆井液——凡鉆進(jìn)中一切有助于從井眼產(chǎn)生和去除鉆屑的流體〔液、氣、液+氣〕。廣義鉆井液——一切與產(chǎn)層接觸的流體〔各種鹽水、聚合物溶液、鉆井液、泡沫等〕。狹義鉆井液——鉆開油氣層的鉆井液。洗滌劑中通常要參加多種輔助成分，增加對被清洗物體的潤濕作用，又要有起泡、增白、占領(lǐng)清潔外表不被再次污染等功能。洗滌和去污作用

洗滌體系是復(fù)雜的多相分散體系，潤濕、滲透、吸附、乳化、分散、增溶、解吸、起泡等等的物理的化學(xué)的過程……參加外表活性劑后，憎水基團(tuán)朝向織物外表和吸附在污垢上，使污垢逐步脫離外表。污垢懸在水中或隨泡沫浮到水面后被去除，潔凈外表被活性劑分子占領(lǐng)。其中占主要成分的外表活性劑的去污過程可用示意圖說明：作為一良好的洗滌劑應(yīng)具備如下條件：良好的潤濕性能以使洗滌劑能與待清潔的外表緊密地接觸具有將油垢移入本體溶液的能力。具有溶解或分散已被移去的油垢防止其重新沉積于固體外表或形成浮垢的能力。外表活性劑在洗滌劑中具有兩個根本作用：一降低污垢與物體外表的結(jié)合力，具有促使污垢脫離物體外表的能力；二具有防止污垢再沉積的功能。外表活性劑在洗滌劑中的應(yīng)用由于陰離子外表活性劑伴生泡沫豐富且脫脂力低，洗滌手感好，常用于絲毛織物和地毯及玻璃器皿的清洗。其使用缺點(diǎn)是對鈣鎂離子的作用較為敏感。在高硬度水中的去污力顯著下降。01002003009080706050去污力/%水的硬度〔CaCO3〕/×10-6陰離子外表活性劑的去污力1-AES.C12~C15EOP=3.0;2-AOS.C14~C18;3-S.C12~C15;4-LAS.C10~C141234LAS是各類洗滌劑中使用范圍最廣用量最大的陰離子外表活性劑品種。由于目前多采用萬噸級的工業(yè)生產(chǎn)裝置，因此產(chǎn)品來源穩(wěn)定，價格較低。最常用的LAS是直鏈?zhǔn)榛交撬徕c。91011121380604020去污率/%平均烷鏈長度LAS在不同織物上的洗凈性能與烷基鏈長的關(guān)系PE60oCC90oCCF60oCPE/C60oC涂料墨水消字液改正液分散的作用感光材料納米材料鉆井泥漿油墨絮凝的作用廢水、污水的處理聚丙烯酰胺共聚物陽離子絮凝劑聚乙烯醇定義：能降低纖維間的摩擦系數(shù)，使纖維制品增加柔軟性的特殊外表活性劑；原理：纖維在使用某種含外表活性劑為主要成分的油劑后，纖維就具有良好的親水性，且外表活性劑的親水端排列在纖維的外表，減少了纖維外表的摩擦而產(chǎn)生柔軟平滑作用；柔軟平滑作用外表活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)和其與纖維之間的柔軟性關(guān)系〔1〕憎水基種類的影響要求是接近直鏈的16～18個碳的脂肪族鏈烴；外表活性劑被吸附在纖維上，疏水基向外整齊排列，摩擦發(fā)生在互相滑動的疏水基之間，越細(xì)長，越不易掛位，易于滑動?！?〕親水基種類的影響作用在于協(xié)助憎水基發(fā)揮作用；聚乙二醇非離子>陰離子>多元醇非離子>陽離子抗靜電作用外表活性劑的抗靜電機(jī)理：1摩擦帶電局部＋外表電荷的逸散摩擦生電是由于在局部外表存在的物質(zhì)之間發(fā)生電子移動；電荷的逸散與外表活性劑的吸附量和吸濕性有關(guān)；可用已吸濕的水分為介質(zhì)的離子移動引起電荷的移動來解釋；具有抗靜電作用的外表活性劑稱為抗靜電劑；2外表活性劑抗靜電原理在于：疏水基吸附在物體外表，親水基趨向空氣形成一層親水性膜，由于單分子膜可降低合成纖維的摩擦系數(shù)從而難以產(chǎn)生靜電；親水性膜吸收空氣中的水分，因此好似物體外表多了一層水層，產(chǎn)生的靜電易于傳遞到大氣中，從而降低了物體外表的電荷；殺菌作用定義：能與蛋白質(zhì)發(fā)生作用的一類外表活性劑；殺菌機(jī)理：首先外表活性劑吸附于菌體，然后浸透菌體的細(xì)胞膜并破壞之；以陽離子外表活性劑和兩性外表活性劑為主；如烷基二甲基芐銨鹽，烷基三甲基銨鹽、聚氨基單羧酸類等；帶芐基的季胺氯化物；改變烷基的碳原子數(shù)，殺菌力會有很大的改變，一般以12～14為宜，10％的水溶液的殺菌力大于苯酚50～70倍；蠟染挑染勻染作用勻染作用在印染工業(yè)中，以到達(dá)均勻染色為目的的外表活性劑稱為勻染劑；到達(dá)均勻染色的兩種途徑：降低染色速度，使染料分子與纖維緩慢接觸；對已發(fā)生不勻染色的織物，能使深色局部的染料分子向淺色局部遷移，稱為“移染〞〔1〕親纖維勻染劑外表活性劑與纖維的吸附親和力較大，染料只能在勻染劑后追蹤，延長染色時間到達(dá)緩染的目的，在染色工藝完成后，染料不能再移動。〔2〕親染料勻染劑外表活性劑與染料有較大親和力，在染色時可拉住染料分子，到達(dá)緩染目的，同時亦可移染；PAN使用的陽離子型勻染劑聚乙二醇類非離子表面活性劑外表活性劑的國內(nèi)外開展1．外表活性劑要易于生物降解，原料可再生，廣泛使用后，對環(huán)境無污染，對人、畜平安溫和。2．外表活性劑要高效、多功能，除有清潔作用外，還要有抑菌、殺菌、滋潤皮膚等作用，并應(yīng)不斷開發(fā)新用途。3．耐硬水、低溫洗滌效果好，濃縮的外表活性劑洗滌用品是一個開展方向，這包括濃縮洗衣粉和液體洗滌劑。第二節(jié)陰離子外表活性劑它們在整個外表活性劑生產(chǎn)中占有較大的比重，世界外表活性劑總產(chǎn)量的40%屬于這一類。親水性基團(tuán)是陰離子的外表活性劑叫陰離子型外表活性劑。陰離子外表活性劑與大致等當(dāng)量的陽離子外表活性劑混合產(chǎn)生而沉淀，是由電荷相反的極性基的結(jié)合引起的?？捎糜谂袛嗥漕愋汀ｊ庪x子外表活性劑主要用作洗滌用品。磺酸鹽型陰離子外表活性劑1.十二烷基苯磺酸鈉簡稱LAS，是一種黃色油狀液體，經(jīng)純化后可形成六角形或斜方型薄片狀結(jié)晶。理想的LAS結(jié)構(gòu)應(yīng)該是C10～C14的直鏈烷基，苯環(huán)在烷基的第三或第四個碳原子上連接，親水基為苯環(huán)對位單磺酸基團(tuán)。⑵LAS溶于水后呈中性，對水的硬度較敏感，對酸堿水解的穩(wěn)定性好，不易氧化。⑶外表活性作用表現(xiàn)為起泡能力強(qiáng)、去污能力高，易與各種助劑復(fù)配，兼容性好，且本錢較低，合成工藝成熟，因此應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。(4)最主要用途：配制各種類型的液體、粉狀、粒狀、漿狀洗滌劑、擦凈劑和清潔劑；石油破乳劑、農(nóng)藥濃縮乳化劑、油井空氣鉆井起泡劑，軟質(zhì)陶瓷、水泥、石膏用泡沫劑、紡織用抗靜電涂布劑、染色助劑、石灰分散劑、明膠凝聚劑、鋁增亮劑、電鍍工業(yè)脫脂劑、造紙工業(yè)脫墨劑等；農(nóng)業(yè)方面可作為防化肥結(jié)塊劑，殺菌劑和協(xié)同殺蟲劑。合成方法：①三氧化硫磺化法反響原理：所得單體含鹽量低，可按化學(xué)計(jì)量要求投料，無廢酸產(chǎn)生，具有節(jié)約燒堿并降低本錢的優(yōu)點(diǎn)。對設(shè)備加工精度及材質(zhì)均有較高要求，設(shè)備龐雜，造價均在幾百萬元以上，一般中小型企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)難以實(shí)現(xiàn)。②發(fā)煙硫酸磺化法以發(fā)煙硫酸作為磺化劑與烷基苯反響如下：與三氧化硫磺化相比，發(fā)煙硫酸磺化反響速率較易控制，反響放熱量也較小，但由于反響過程同時生成大量廢酸，故生產(chǎn)本錢偏高。2.烷基磺酸鈉RSO3Na(SAS)淺黃色液體，能完全溶于水，對酸、堿穩(wěn)定，耐熱性好，耐硬水，有較強(qiáng)的洗滌去污、潤濕滲透、乳化和發(fā)泡性能，生物降解好。制備方法：氯磺化工藝磺氧化工藝C12~C18飽和正構(gòu)石油烷烴用途：用于洗滌劑、香波、浴液；橡膠、紡織、印染、皮革、造紙、建筑、鑄造、爆破、消防等乳化劑、氣泡劑、潤濕劑、洗滌劑、油類增塑劑等，如乳液聚合的乳化劑、氯乙烯懸浮聚合的助分散劑、塑料的抗靜電劑、磷礦浮選劑等，鉆井液發(fā)泡劑、乳化劑和清潔劑等。3.α-烯基磺酸鹽(AOS)R’CH=CH(CH2)nSO3Na/R’CH(OH)(CH2)nSO3Na淺黃色粉末或黃色透明液體，有較好的乳化力、去污力、發(fā)泡力和鈣皂分散力，極易溶于水。與酶有較好的相容性。生物降解好。耐酸、堿，對硬水不敏感。在水中溶解度以C12最高，去污力以C14~C16最好，起泡性以C12~C13較好，潤濕性以C12最強(qiáng)。制備方法：用途：性能優(yōu)良的洗滌活性物。用于配制洗手液、餐具洗滌劑、香波、洗衣粉、抗硬水塊皂、牙膏、浴液以及各種重垢衣用洗滌劑、羊毛清洗劑、羽毛清洗劑、工業(yè)清洗劑等，還可用作乳液聚合的乳化劑、配制增加石油采收率的油田化學(xué)品、混凝土密度改進(jìn)劑、農(nóng)藥乳化劑和潤濕劑、消防用泡沫劑等。4.脂肪酸甲酯磺酸鹽(MES)微黃色膏狀物，PH(1%水溶液)6~8，具有良好的水解穩(wěn)定性、鈣皂分散力、生物降解、去污力、潤濕力、乳化力、發(fā)泡力。制備方法：用途：香皂中作鈣皂分散劑，也是主要的洗滌活性物，可局部代替烷基苯磺酸鈉和三聚磷酸鈉而制成低磷或無磷洗滌劑。也用作各種液體洗滌劑的活性物。工業(yè)上可用作泡型礦物浮選劑，皮革脫脂劑等。工藝過程類似LAS。烷基醇硫酸酯鹽

醇硫酸酯鹽外表活性劑是去污性能、乳化、分散、潤濕性最好的外表活性劑之一。可用作棉織物的洗滌劑，其他洗滌劑、香波、清洗劑、電鍍助劑等。1930年開始生產(chǎn)脂肪醇氯磺酸脂肪醇硫酸單酯商品的脂肪酸鹽(FAS)濃度為25%~40%接近無色的溶液或淡黃色膏狀物。簡稱AES，淡黃色至無色黏稠液體、活性物含量一般為70％，未硫酸化物含量小于2％，硫酸鈉含量小于2％，pH值在7～8.5之間，總生物降解度大于90％，無毒。AES在堿性介質(zhì)中是穩(wěn)定的，在酸性介質(zhì)中容易水解，在中性介質(zhì)中，由于自動催化作用，也會引發(fā)水解反響，磷酸鹽或檸檬酸鹽緩沖劑，防止水解。月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(醇醚硫酸鹽)脂肪醇氯磺酸脂肪醇硫酸單酯C12~C14椰油醇為原料AES在堿性介質(zhì)中是穩(wěn)定的，易于配成透明溶液；且其絲毫不會受到水硬度的影響，具備了優(yōu)異的抗鈣鎂離子作用的能力。售價低，去污能力、潤濕性、乳化性、鈣皂分散性及增溶性等方面都較強(qiáng)，因此，AES在近二十年中以驚人的速度迅猛增長，成為陰離子外表活性劑中開展最快的一個品種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1966～1980年美國AES產(chǎn)量增長了近70倍。在我國情況也根本如此。AES的最主要應(yīng)用是與LAS復(fù)配成產(chǎn)輕垢型液體洗滌劑，如絲毛清潔劑和餐具清潔劑、洗手液等。此時，AES與LAS復(fù)配在泡沫性、去污性及溶液粘度等方面均有一定的協(xié)同作用。家用洗滌劑配方中最重要的外表活性劑之一。十二烷基硫酸鈉月桂醇硫酸鈉，簡稱K12白色至微黃色粉末，微有特殊氣體，易溶于水，起泡力強(qiáng)，有優(yōu)良的乳化能力可作為發(fā)泡劑用。CH3(CH2)11OSO3Na，醇硫酸酯鹽與醇醚硫酸酯鹽用途(1)用作化裝品與醫(yī)藥用品廣泛應(yīng)用于香波。如將烷基醇硫酸酯鹽、烷基芳基磺酸鹽和兩性離子外表活性劑互相混合后，再用它使輕礦物油在水中乳化。單己醇胺月桂基硫酸酯鹽、十二烷基苯磺酸鈉、N-月桂基-N-〔羧甲基-N’-2-羥乙基)乙烯二胺、異丙醇輕礦物油和香料等與水混合，制成水包油型乳化液，有很好的泡沫性能。兩性離子外表活性劑可減輕頭發(fā)的蓬亂，少量礦物油能使頭發(fā)保持光澤。(2)用作輕垢液體洗滌劑餐具液體洗滌劑：多項(xiàng)選擇用醇醚硫酸鹽，其次烷基硫酸鹽；還和直鏈基芳基磺酸鹽和烷基磺酸鹽復(fù)配。洗衣用重垢洗滌劑：烷基硫酸鹽或醇醚硫酸鹽與烷基芳基磺酸鹽復(fù)配。洗手液配方操作步驟1將ABS-Na8g，AES8g，EDTA0.5g，苯甲酸鈉適量，參加200mL燒杯中，加水至100mL，在水中溶解，在80℃下恒溫40min，并緩慢攪拌。2冷卻至室溫，參加香精，用檸檬酸調(diào)pH=7。3用氯化鈉調(diào)節(jié)黏度，按市售標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑為標(biāo)準(zhǔn)。肥皂－－脂肪酸鹽(鈉鹽為多)，是一種最古老的外表活性劑，現(xiàn)在仍大量應(yīng)用于日常生活和生產(chǎn)中。肥皂比較容易制造，油脂與堿作用即生成脂肪酸鈉與甘油。羧酸鹽型陰離子外表活性劑(R－COONa)洗滌用的鈉皂為硬質(zhì)肥皂，鉀皂為軟質(zhì)肥皂，其它二價和三價金屬鹽為不溶性肥皂，pH<7時生成不溶性游離脂肪酸。所以，肥皂這類外表活性劑不適用于硬水、酸性溶液和海水。肥皂除了具有清洗作用，還有潤濕、乳化和發(fā)泡作用，碳鏈從C8開始能顯著降低水的外表張力，C14－C18時到達(dá)最低值，而且與溫度有關(guān)，碳鏈較長的肥皂，在溫度較高時才能顯著降低外表張力，例如硬脂酸肥皂最適宜溫度為70－80℃，而椰子油肥皂最好在常溫。硬脂酸鈉的一個主要應(yīng)用是在化裝品中作乳化劑。例如，以雪花膏為代表的O/W型膏霜中，硬脂酸鈉是必不可少的乳化劑。在剃胡膏、洗發(fā)膏制備中，硬脂酸鈉也為最用的乳化劑。此外，一些工業(yè)用乳化產(chǎn)品，如油墨清洗劑、奶制品清洗劑等，也常用硬脂酸鈉作為O/W型產(chǎn)品的乳化劑。羧酸鹽所存在的主要缺點(diǎn)是，它是一種弱酸強(qiáng)堿鹽，易水解為游離酸，降低其水溶性。陰離子外表活性劑的生物降解性⑴生物降解性是有機(jī)化合物因受微生物作用而轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)．同時分解成可為能源利用的、沒有公害的二氧化碳和水等物質(zhì)的一種性質(zhì)。生物降解性也稱為生物分解性能。⑵完整的降解一般分為三步：a.初級降解，母體結(jié)構(gòu)消失，特性發(fā)生變化；b.次級降解，降解得到的產(chǎn)物不再污染環(huán)境；c.最終降解，完全轉(zhuǎn)化為CO2、NH3、H2O等。影響外表活性劑降解的因素自身的結(jié)構(gòu)、微生物、光源、濃度、溫度、氧化劑、pH值等降解速度隨磺酸基和烷基鏈末端間的距離的增大而加快，烷基鏈長在C6～C12間最易降解。當(dāng)陰離子外表活性劑的烷基鏈帶有支鏈，且支鏈長度愈接近主鏈愈難降解。外表活性劑在使用后，其剩余量隨工業(yè)廢水排放至自然環(huán)境中。外表活性劑對環(huán)境的污染主要通過自然界微生物的生物降解得以消除。因此，使用外表活性劑時應(yīng)盡可能選容易生物降解的外表活性劑。陽離子外表活性劑正好與陰離子外表活性劑結(jié)構(gòu)相反。如圖其親水基一端是陽離子，故稱陽離子外表活性劑，疏水基與陰離子類似主要為不同碳原子數(shù)的碳?xì)滏?。第三?jié)陽離子外表活性劑1928年，陽離子外表活性劑開始應(yīng)用，當(dāng)時用作殺菌劑。這類外表活性劑的產(chǎn)量增長較快，品種開展迅速，應(yīng)用范圍口益廣泛:殺菌劑、腈綸勻染劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑、浮選劑目前陽離子外表活性劑的產(chǎn)量還比較小，但其增長速度要比陰離子和非離子大得多。R-NH2·HX

伯胺鹽

CH3|R-N-HX

仲胺鹽|H

CH3|R-N+-CH3X-

季銨鹽|CH3

CH3|R-N-HX

叔胺鹽|

CH3主要為含氮的有機(jī)衍生物其它含氮等的有機(jī)衍生物陽離子外表活性劑的分類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，在酸性條件下具有外表活性，在堿性條件下，胺游離出來而失去外表活性，因面使它的使用受到限制。無殺菌能力纖維柔軟劑勻染劑浮選劑an四聲季銨鹽型

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外表活性離子。季銨鹽洗滌能力差但殺菌能力強(qiáng)，在陽離子外表活性劑中的地位最為重要，產(chǎn)量也最大。an三聲陽離子外表活性劑的性質(zhì)具有根本性質(zhì)(洗滌去污除外)和附加性質(zhì)；一般不能與陰離子外表活性劑復(fù)配混合使用；當(dāng)使用溶液的PH>7時，伯、仲、叔胺鹽的陽離子外表活性劑會失效。長碳鏈(C10~C18)季銨鹽是陽離子外表活性劑中產(chǎn)量最大的。高級鹵代烷與低級叔胺水介質(zhì)60-80oC醇介質(zhì)回流十二烷基三甲基溴化銨1231-Br十六烷基三甲基溴化銨1631-Br〔1631-Cl〕Br-溴可做殺菌劑、分散劑、柔軟劑、調(diào)理劑、絮凝劑和抗靜電劑。用于護(hù)發(fā)素調(diào)理劑；水處理的水質(zhì)穩(wěn)定劑；化纖工業(yè)抗靜電劑；顏料及染料工業(yè)做乳化分散劑。1231，Cl可做抗靜電劑、緩蝕劑、柔軟劑、香波助劑、乳液起泡劑、皮革柔軟劑、金屬清洗劑和拋光乳液、皮革加脂劑、天然橡膠及合成橡膠的乳化劑、相轉(zhuǎn)移催化劑以及蠶室殺菌劑等。含苯環(huán)的季銨鹽氯化芐80-90oC

3h十二烷基二甲基芐基氯化銨1227

/潔爾滅/TAN高級烷基叔胺與低級鹵代烷1

潔爾滅1227是一種非氧化性殺菌劑，具有廣譜、高效的殺菌滅藻能力，并具有一定的分散、滲透作用和一定的緩蝕作用，因此廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、紡織等行業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中用以控制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)菌藻滋生。十二烷基二甲基芐基氯化銨1227

/潔爾滅/TAN新潔爾滅低級叔胺與高級鹵代烷性能更為優(yōu)異的殺菌劑十二烷基二甲基芐基溴化銨陽離子活性劑1227易溶于水，穩(wěn)定性良好，能耐熱、耐光、耐壓、無揮發(fā)性但所帶離子性與陰離子外表活性劑恰好相反所以二者不能與陰離子外表活性混在一起使用，假設(shè)混合，那么產(chǎn)生沉淀并失去效能。陽離子外表活性劑的應(yīng)用1消毒殺菌2腈綸勻染劑3抗靜電劑4礦物浮選劑5相轉(zhuǎn)移催化劑6織物柔軟劑咪唑啉季銨鹽的主要用途是作柔軟劑第四節(jié)非離子外表活性劑非離子型外表活性劑在水溶液中不電離其親水基主要是由具有一定數(shù)量的含氧基團(tuán)〔醚基或羥基〕與水構(gòu)成氫鍵實(shí)現(xiàn)溶解的一類外表活性劑正是這一特點(diǎn)決定了非離子型外表活性劑在某些方面比離子型外表活性劑優(yōu)越什么是非離子性外表活性劑呢？？新一代非離子外表活性劑—烷基糖苷APG，綠色外表活性劑非離子外表活性劑特點(diǎn)1.在水中不電離，以中性分子形式存在并發(fā)揮外表活性作用。2.穩(wěn)定性高(除含酯基等結(jié)構(gòu)外)，耐酸、堿、鹽、硬水。3.外表張力低，外表活性高，CMC低，膠團(tuán)聚集數(shù)大，增溶作用強(qiáng)，泡沫低，具有良好的乳化力、去污力等。4.可與陰、陽離子外表活性劑復(fù)配使用；5.聚氧乙烯型非離子表活劑的水溶液存在濁點(diǎn)現(xiàn)象；6.毒性低，刺激性小。親水基在水中不電離，其疏水基為普通外表活性劑的碳?xì)滏?，其親水基一般是醚鍵-O-、羥基-OH等。多元醇型聚乙二醇型分類親水基結(jié)構(gòu)不同分為聚氧乙烯型、多元醇型、聚醚型、烷醇酰胺型非離子外表活性劑聚乙二醇型多元醇型高碳醇環(huán)氧乙烷加成物，即脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)烷基酚環(huán)氧乙烷加成物，即烷基酚聚氧乙烯醚(OP)脂肪酸環(huán)氧乙烷加成物多元醇脂肪酸酯環(huán)氧乙烷加成物高級烷基胺環(huán)氧乙烷加成物脂肪酰胺環(huán)氧乙烷加成物油脂的環(huán)氧乙烷加成物聚丙二醇環(huán)氧乙烷加成物其他丙三醇脂肪酸酯季戊四醇脂肪酸酯山梨糖醇脂肪酸酯和失水山梨糖醇脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯脂肪醇酰胺多元醇的烷基胺其他1.聚氧乙烯醚類非離子外表活性劑環(huán)氧乙烷平平加由高級醇(酸)、酚等與環(huán)氧乙烷加成而得脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)R=C12~C18,n=3~30(n值稱EO值)EO值較小時，生產(chǎn)AES的原料及乳化劑EO值較大時，潤濕劑或洗滌劑。平平加O(PeregalO,R為C12~C18,n為15~16)月桂醇聚氧乙烯(3)醚(AEO-3)C12H25O(CH2CH2O)3H月桂醇聚氧乙烯(9)醚(AEO-9)C12H25O(CH2CH2O)9H脂肪醇醇聚氧乙烯(25)醚(平平加O-25)RO(CH2CH2O)25HR：C12~C18烷基乳白色或米黃色軟膏狀，遇冷即冷凍。平平加：易溶于水，在硬水、酸或堿中不起變化而穩(wěn)定，是一種優(yōu)良擴(kuò)散劑。有很強(qiáng)的擴(kuò)散能力。對各種纖維無結(jié)合能力，所以應(yīng)用后亦易洗去。有潤濕力，并能發(fā)生泡沫。對直接染料和復(fù)原染料有很高的親和力，起緩染作用；有剝色能力。缺點(diǎn)：起泡力差和只能制成液體或半固體狀。1作擴(kuò)散劑

2勻染劑

3剝色助劑

4半防染劑5防白助劑

6增艷劑

7凈洗劑

8防靜電劑

9乳化劑用途：2.烷基酚聚氧乙烯醚(OP)壬基酚聚氧乙烯醚OP-10R:C8~C10紡織印染工業(yè)的勻染劑、擴(kuò)散劑、潤濕劑、凈洗劑，金屬加工的清洗劑，皮革工業(yè)的脫脂劑，橡膠塑料聚合的乳化劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥的乳化劑，民用洗滌劑。2.烷基酚聚氧乙烯基醚1烷基酚的制備OP-101與烯烴反響2與鹵代烷反響nn=1~6

油溶性n＞8

水溶性，濁點(diǎn)＞50oCn=8~9

潤濕性、去污力、乳化性能皆佳n＞10

潤濕性、去污力下降，濁點(diǎn)升高特點(diǎn)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定耐酸堿耐高溫耐氧化劑不易生物降解滲透劑乳化劑洗滌劑剝色劑3.聚氧乙烯烷基酰醇胺RCO-NH-(CH2CH2O)n-HRCO-NH-CH2CH2-OH椰子油酸二乙醇胺(6501,尼納爾,Ninol,1:2型)具有卓越的穩(wěn)泡性、增泡性、滲透性。用作各種工業(yè)與民用液體洗滌劑、浴液、洗發(fā)香波等的增泡劑、穩(wěn)泡劑、增稠劑、調(diào)理劑，以及紡織、皮革工業(yè)的凈洗劑，金屬加工的清洗劑等。4.脂肪酸聚氧乙烯烷酯R-COO-(CH2CH2O)n-H硬脂酸聚氧乙烯(10)酯(乳化劑SG-10；SE-10)C17H35COO(CH2CH2O)10H淡黃至黃色膏狀物或蠟狀軟固體。一般用作乳化劑、分散劑、潤滑劑，不宜做洗滌劑。適用于紡織工業(yè)、化裝品、藥膏生產(chǎn)。1.脂肪酸與環(huán)氧乙烷反響2.脂肪酸與聚乙二醇反響nHO-CH2CH2-OH乙二醇HO-(CH2CH2O)n-H聚乙二醇滲透性去污能力較差低泡易生物降解乳化劑分散劑纖維整理劑染色助劑不耐酸堿不耐高溫5.聚氧乙烯烷基胺脂肪胺聚氧乙烯醚(勻染劑AN)廣泛用于紡織、印染、造紙、潤滑油、金屬清洗、石油工業(yè)用作乳化劑、潤濕劑、抗靜電劑、起泡劑、殺菌劑、破乳劑、勻染劑、鉆井泥漿添加劑等。6.多元醇外表活性劑單硬脂酸甘油酯季戊四醇酯失水山梨醇酯失水山梨醇單硬脂酸酯(山梨醇酐單硬脂酸酯，Span-60，S-60乳化劑，斯盤60)Span類外表活性劑是失水山梨醇與脂肪酸經(jīng)脫水、酯化而得到，常用的脂肪酸有月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸等分為一般是單酯、雙酯、三酯的混合物H2SO4，140oC-H2O山梨醇1，4失水山梨醇單酯雙酯三酯抗靜電劑、潤滑劑Span系列Span-20失水山梨醇單月桂酸酯Span-40失水山梨醇單棕櫚酸酯Span-60失水山梨醇單硬脂酸酯Span-80失水山梨醇單油酸酯Span-601,4-單酯1,5-單酯1,4/3,6-單酯白色至棕黃色蠟狀物或米黃色片狀體，熔點(diǎn)(52±3)oC,皂化值147~157mgKOH/g，羥值235~260mgKOH/g,酸值≤10mgKOH/g.主要用于食品、化裝品、醫(yī)藥、涂料、塑料工業(yè)作乳化劑、分散穩(wěn)定劑；紡織工業(yè)作抗靜電劑。在食品中主要用于蛋糕油、冷飲、乳品、奶糖、冰激凌、面包、糕點(diǎn)、麥乳精、巧克力的乳化劑和分散劑。Tween系列聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酯[聚氧乙烯(20)山梨醇酐單硬脂酸酯，Tween-60，乳化劑T-60，吐溫60)Tween類外表活性劑是由相應(yīng)的span與環(huán)氧乙烷聚合而成。Tween-20聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯Tween-40聚氧乙烯失水山梨醇單棕櫚酸酯Tween-60聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酯Tween-80聚氧乙烯失水山梨醇單甘油酸酯Tween-60烷基糖苷(APG)蔗糖脂肪酸酯食品、化裝品非離子外表活性劑的性質(zhì)

親油

|

親水

HLB值01

3

67810121315

1820 |

|消泡|

—

|

|

潤濕劑

|—增溶劑——||

石蠟

W/O乳化劑

|去污|

聚乙二醇

|——

滲透作用———|

|

———O/W乳化劑

————|

生物降解性毒性濁點(diǎn)及親水性+H2O第五節(jié)兩性外表活性劑廣義地說：所謂兩性外表活性劑，是指同時具有正負(fù)兩種電荷，即兩種離子性質(zhì)的外表活性劑。通常所說的兩性外表活性劑，是指由陰離子和陽離子所組成的外表活性劑。換言之，單就兩性外表活性劑結(jié)構(gòu)來講，在親水基一端既有陽離子(+)也有陰離子(-)。1.兩性外表活性劑的特性具有良好的去污、乳化、潤濕、分散、起泡性；具有良好的柔軟性、抗靜電性、殺菌性；耐酸、耐堿、耐硬水、耐無機(jī)鹽；具有等電點(diǎn)；具有良好的配伍性和配方協(xié)同效果；毒性低，刺激性小、性能溫和；具有良好的生物降解性；廣泛應(yīng)用于日化、紡織、造紙、金屬加工等行業(yè)，作為洗滌劑、殺菌劑、潤濕劑、乳化劑、分散劑、柔軟劑、抗靜電劑等。兩性外表活性劑的等電點(diǎn)pH<4pH=4pH>4陽離子外表活性劑陰離子外表活性劑等電點(diǎn)時，氨基酸型有時會產(chǎn)生沉淀；而甜菜堿型，不會。1.按整體化學(xué)結(jié)構(gòu)分類1.甜菜堿型陰離子局部還可以是磺酸基、硫酸酯基陽離子局部還可以是磷、硫2.兩性外表活性劑的分類烷基二甲基甜菜堿十二烷基二甲基甜菜堿BS-12C12H25-N+(CH3)2-CH2COO-甜菜堿型外表活性劑，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。可看成是兩性外表活性劑的代表。最大的特點(diǎn)是無論是在酸性、中性或堿性都易溶于水。即使在等電點(diǎn)也無沉淀，且在任何pH值時均可使用。甜菜堿型外表活性劑2.咪唑啉型屬于甜菜堿型具有其他外表活性劑無可比較的溫和性質(zhì)，對皮膚、眼睛刺激極小，無過敏反響。多用于高檔、專用的洗發(fā)香波，而且在嬰兒用品上前景廣闊。3.氨基酸型特點(diǎn)是：對環(huán)境和生物體的平安性高，對皮膚和頭發(fā)有親和性，前景最好的是對平安性要求極高的化裝品。Tego51:R1NHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2COOH+R1NHCH2CH2NHCH2COOHTego51B:R1NHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2COOHTego103:(R2NHCH2CH2)2NCH2COOH?HClTego103S: