第二章 表面活性劑

第二章表面活性劑2.1概述2.2陰離子表面活性劑2.3陽離子表面活性劑2.4兩性離子表面活性劑2.5非離子表面活性劑2.6洗滌劑2.1概述表面活性劑的發(fā)展第一代：脂肪酸鹽系第二代：烷基苯系第三代：醇的衍生物系第四代：烷基葡萄糖苷（APG）系公元2500年，蘇美爾人用油脂和草木灰加熱制造了肥皂。1885年，堿皂化油脂制造肥皂工業(yè)化。1917年，德國制造第一個合成表面活性劑——烷基萘磺酸鹽。1936年，美國國家苯胺公司首先生產(chǎn)烷基苯磺酸鈉。20世紀(jì)50年代至今，大力發(fā)展非離子表面活性劑、烷基葡萄糖苷等。一、表面活性劑的定義及基本性質(zhì)1、定義：指在濃度很低時，能顯著降低溶劑表面張力，改變體系表面性質(zhì)和狀態(tài)的物質(zhì)。

表面張力——作用于液體表面單位長度上使表面收縮的力。

表面活性劑具有獨(dú)特的雙親結(jié)構(gòu)，即分子是由易溶于水的親水基和易溶于油的親油基組成。親油基一般由長鏈烴基構(gòu)成，碳鏈長度一般為C10-C18。親水基種類繁多，如羧酸鹽、硫酸鹽、磺酸鹽、磷酸鹽、季銨鹽，非離子型如羥基-OH，醚鍵-O-等。親油基親水基2、基本性質(zhì)表面活性劑的結(jié)構(gòu)：表面活性劑溶于水后，由于疏水基的作用會聚集一起形成膠束。其形成過程為：（1）表面定向：表面活性劑溶液較稀時，其分子在溶液表面形成定向排列。（2）形成膠束：隨表面活性劑濃度逐漸提高，溶液表面形成了單分子膜，溶液中開始形成膠束。a）是極稀溶液，界面上沒聚集很多的表面活性劑，空氣和水直接接觸，水的表面張力下降不多，接近于純水的狀態(tài)。b）濃度相對升高，很快地聚集到水表面上，即表面吸附量大為增加、空氣和水的接觸相對減少，水表面張力下降（3）臨界膠束濃度：指表面活性劑形成完整膠束的最低濃度,簡稱cmc。兩親分子溶解在水中達(dá)一定濃度時，其非極性部分會互相吸引，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。膠束結(jié)構(gòu)示意圖臨界膠束濃度時溶液性能的變化表面活性劑的臨界膠束濃度都很低，一般在0.2-0.4%左右，在使用表面活性劑時，其濃度要大于臨界膠束濃度，否則，其性能不能充分發(fā)揮。潤濕與滲透乳化作用分散作用起泡與消泡增溶作用洗滌與去污肥皂、洗滌劑化妝品食品加工紡織工業(yè)金屬加工石油、建筑功能應(yīng)用表面活性劑基本性質(zhì)潤濕作用潤濕是固體表面與液體接觸時，原來的固-氣界面消失，形成新的固-液界面的現(xiàn)象接觸角的示意圖：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鋪展乳化作用乳化是互不相溶的兩種液體中，一種液體以微小粒子分散于另一種液體中的現(xiàn)象。形成的液體叫乳液或乳濁液。如牛奶、雪花膏等。為使乳狀液體系較長時間的穩(wěn)定，需要加入降低界面能的第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。乳化劑可以降低兩相之間的表面張力，防止乳化粒子聚集，提高乳液穩(wěn)定性。改善水蛋白質(zhì)脂肪糖類乳化劑水蛋白質(zhì)脂肪糖類乳化劑基礎(chǔ)雪花膏配方：原料加入量(wt%)硬脂酸15.0單硬脂酸甘油酯1.0十六醇1.0丙三醇10.0氫氧化鉀（10%水溶液）6.0防腐劑（山梨酸鉀）0.05白油1.0香料適量精制水加至100.0O/W水包油型少量油分散于多量水中，水是連續(xù)相，油是分散相W/O油包水型少量水分散于多量油中，油是連續(xù)相，水是分散相油包水（W/O）型奶油水包油（O/W）型乳多重型（W/O/W）型冰淇淋強(qiáng)烈振蕩油水水包油型(O/W)油包水型(W/O)O/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：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：水溶性染料和油溶性染料

增溶作用增溶是表面活性劑在水溶液中形成膠束后具有能使不溶或微溶于水的有機(jī)物的溶解度顯著增大的能力。一般在表面活性劑濃度等于或大于臨界膠束濃度才表現(xiàn)出來增溶性質(zhì)。增溶不同于溶解。增溶也不同于乳化。起泡和消泡作用由液體薄膜或固體薄膜隔離開的氣泡聚集體稱為泡沫?！芭荨本褪怯梢后w薄膜包圍著氣體，為雙分子膜?！芭菽笔菤怏w分散于液體中的分散體系。ABC表面活性劑的起泡和穩(wěn)定作用當(dāng)表面張力低，膜的強(qiáng)度高時，起泡力都較好。在選礦、皂工業(yè)及泡沫滅火中，氣泡有利。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，要加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧?qiáng)度，消除氣泡，防止事故。起泡和消泡作用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)。降低局部表面張力破壞界面膜的彈性，使其失去自動修復(fù)作用降低膜黏度作用洗滌和去污作用洗滌體系是復(fù)雜的多相分散體系。表面活性劑降低了水的表面張力，并產(chǎn)生潤濕、滲透、乳化、分散、增溶、起泡等的物理和化學(xué)的作用，這些作用聯(lián)合起來作用于被洗滌物。先經(jīng)潤濕、浸透，使含表面活性劑的溶液進(jìn)入被洗滌物內(nèi)部，削弱了污垢與被洗滌物之間的結(jié)合力，再經(jīng)機(jī)械作用（揉搓、水流）把脫落下來的污垢進(jìn)行乳化、分散于水中，最后經(jīng)清水漂洗掉，從而達(dá)到洗滌、去污的效果。洗滌與去污與表面活性劑的所有性能有關(guān)，是一個綜合的效果。加入表面活性劑后，憎水基團(tuán)朝向織物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脫離表面。污垢懸在水中或隨泡沫浮到水面后被去除，潔凈表面被活性劑分子占領(lǐng)。表面活性劑的去污過程良好的洗滌劑應(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表面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表面或形成浮垢的能力。

表面活性劑的附加性質(zhì)潤滑柔軟性殺菌性抗靜電性勻染性防水性十二烷基二甲基芐基氯化銨表面活性劑離子型表面活性劑陰離子型如：RCOO-Na+陽離子型如：兩性離子型如：非離子型表面活性劑多元醇型：聚氧乙烯型：RO（CH2CH2O）nH二、表面活性劑分類1、陰離子表面活性劑

羧酸鹽型R-COONa硫酸酯鹽型R-OSO3Na磺酸鹽型R-SO3Na磷酸酯鹽型R-OPO3Na2、陽離子表面活性劑胺鹽型伯胺鹽R-NH2.

HCl仲胺鹽R2NH.HCl叔胺鹽R3N.HCl季銨鹽型：R-N+(CH3)3.Cl-3、兩性表面活性劑

在水溶液中呈兩性狀態(tài)，隨介質(zhì)不同顯示不同活性，主要有：氨基酸型：R-NHCH2CH2COOH甜菜堿型：RN+(CH3)2CH2COO-4、非離子表面活性劑

在水中不會離解成離子，因分子中的氧與水形成氫鍵而溶于水中。主要有：聚乙二醇型：R-O(CH2CH2O)nH多元醇型：R-COOCH2C(CH2OH)31949年由W.C.Griffin

率先提出HLB值論點(diǎn)HLB是表示表面活性劑的親水性、疏水性好壞的指標(biāo)。是選擇和評價表面活性劑使用性質(zhì)的重要指標(biāo)，HLB值越大，親水性越強(qiáng)；HLB值越小，親油性越強(qiáng)。表面活性劑的HLB有兩種表示法：一種以符號表示，親水性最強(qiáng)的為HH，強(qiáng)的為H，中等的為N；親油性強(qiáng)的為L，最強(qiáng)的為LL。另一種以數(shù)值表示，HLB值為40的是親水性最強(qiáng)的，而為1的是親水性最弱的表面活性劑。三、表面活性劑的物化性質(zhì)

1、親水親油平衡值HLB（Hydrophile-LipophileBalanceNumber）及其實用意義一些基團(tuán)的

HLB值(戴維斯法)

陰、陽離子型表面活性劑HLB值在0～40

之間HLB值的計算公式：

陰、陽離子型表面活性劑

HLB=7+∑（親水基的HLB）-∑（親油基的HLB）非離子表面活性劑

HLB=E/5非離子型表面活性劑的HLB值介于0～20之間。HLB值能指出每一種活性劑的大致適用于何種用途，故仍具有一定的實際意義，下列表舉HLB值與其適應(yīng)性的數(shù)據(jù)以供參考。HLB范圍適

應(yīng)性3～6

7～9

8～15

13～15

15～18油包水型乳化劑

潤濕劑、滲透劑

水包油型乳化劑

洗滌劑

增溶劑HLB與用途形態(tài)的關(guān)系膠束量＝表面活性劑分子量＊締合度2、膠束與膠束量表面活性劑水溶液在很低的濃度范圍內(nèi)是以單個有機(jī)離子或分子分散的。從某一濃度開始，加入的表面活性劑則以由多個離子或分子締合而成的膠束分散于水中。3、表面活性劑的溶解性與溫度的關(guān)系（1）臨界溶解溫度（克拉夫特點(diǎn)）：對離子型表面活性劑，溶解度隨溫度升高而增大，達(dá)到某一溫度時溶解度突然增大，這個突變點(diǎn)的溫度叫克拉夫特點(diǎn)，它是離子型表面活性劑的特性常數(shù)；（2）濁點(diǎn)：對聚乙二醇非離子型表面活性劑，將溶液加熱至某一溫度，溶液外觀由透明變渾濁。這一開始變混濁的溫度的叫濁點(diǎn)。

克拉夫特點(diǎn)是離子型表面活性劑使用的下限溫度，濁點(diǎn)是非離子型表面活性劑使用的上限溫度。2.2陰離子表面活性劑

它們在整個表面活性劑生產(chǎn)中占有較大的比重，世界表面活性劑總產(chǎn)量的40%。

親水性基團(tuán)是陰離子的表面活性劑叫陰離子型表面活性劑。

傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝是間歇式大鍋煮皂，將天然油脂和堿液放入皂化釜，加熱煮沸進(jìn)行皂化反應(yīng)，皂化后轉(zhuǎn)入鹽析池，加入食鹽以降低脂肪酸鈉在水中的溶解度，使之與含甘油的水相分離。2.2.1羧酸鹽型陰離子表面活性劑（RCOONa）一、肥皂羧酸鹽型陰離子表面活性劑俗稱皂類，肥皂是高級脂肪酸的堿金屬鹽類（鈉鹽居多）。其生產(chǎn)工藝主要有兩種：1、油脂皂化：肥皂作為洗滌劑的特點(diǎn)：無毒、安全有效；缺點(diǎn)（1）在冷水中溶解度差。碳鏈較長的肥皂，在溫度較高時才能顯著降低表面張力，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。（2）在酸性介質(zhì)中會生成不溶性的游離脂肪酸。（3）不耐硬水。在硬水中會形成不溶性的金屬皂，如：RCOOCa、RCOOMg，它們無去污能力，且會沉積在衣服上使衣服變黃。2、脂肪酸中和：RCOOH+NaOHRCOONa+H2O以脂肪酸為原料，用氫氧化鈉或碳酸鈉直接中和。此法生產(chǎn)的皂質(zhì)量比前法好且穩(wěn)定，如硬脂酸鈉的制備。二、其它羧酸皂N-?；被人猁}為了克服肥皂不耐硬水的缺點(diǎn)，開發(fā)了一批以脂肪酸為長鏈?zhǔn)杷ㄟ^各種橋接成分與羧基連接的羧酸鹽型表面活性劑，它們克服了肥皂的弱點(diǎn)，又保持了肥皂的刺激性低、生物降解性好的優(yōu)點(diǎn)。該類產(chǎn)品由蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物氨基酸和脂肪酰氯反應(yīng)制得，作為表面活性劑的重點(diǎn)產(chǎn)品有：N-?；“彼徕c月桂酰肌氨酸鈉N-?；劝彼徕c①N-?；劝彼猁}：其水溶液的PH值為5-6.5，對皮膚和毛發(fā)非常適宜，刺激性極低，耐硬水性好，常用于高檔皮膚、毛發(fā)洗滌用品及嬰幼兒洗護(hù)產(chǎn)品中。②N-?；嗫s氨基羧酸鈉（雷米邦A(yù)）具有很好的鈣皂分散力、去污力及乳化能力，大都用作紡織印染工業(yè)的洗凈劑、乳化劑。適于于洗滌羊毛，也可用于化妝品中。2.2.2硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑高級醇及其它含-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)中和后得到各種硫酸酯鹽型表面活性劑。一、高級醇硫酸酯鹽（AS）（ROSO3M）

脂肪醇硫酸鹽（簡稱AS）是硫酸的半酯鹽，R是C12～C18的烴基，C12～C14的醇最理想；M為堿金屬、銨或有機(jī)胺鹽，如二乙醇胺或三乙醇胺。脂肪醇硫酸鹽有良好的去污、乳化、分散、潤濕、泡沫性能，在硬水中穩(wěn)定，是生產(chǎn)合成洗滌劑、洗發(fā)香波、牙膏、化妝品的主要表面活性劑，也可作紡織工業(yè)用助劑和聚合反應(yīng)的乳化劑。工藝路線：由原料醇的制備、硫酸化及中和三個工序。1、原料醇的制備2、高級醇的硫酸化硫酸化試劑：工業(yè)上一般采用SO3、H2SO4、發(fā)煙硫酸、氨基磺酸，實驗室多采用氯磺酸。此反應(yīng)為大工業(yè)生產(chǎn)法，成本低，產(chǎn)品含鹽量少，但是熱效應(yīng)很大，反應(yīng)激烈，一般要用空氣把SO3稀釋到3-5%。需要專用反應(yīng)器，設(shè)備費(fèi)在百萬元以上，不適合中小企業(yè)。（1）SO3硫酸化工藝（2）氯磺酸硫酸化工藝主反應(yīng)：ROH+HSO3ClROSO3H+HCl副反應(yīng)：ROH+HClRCl+H2O反應(yīng)劇烈程度小，工藝易控制，原料成本低，適合中小企業(yè)。缺點(diǎn)：1.副產(chǎn)物HCl需要附吸收裝置，對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。2.原料高級醇和氯磺酸配比1：1.02，氯磺酸過量增加了產(chǎn)品無機(jī)鹽的含量，不易生成70%的濃縮產(chǎn)品。（3）氨基磺酸硫酸化工藝氨基磺酸是一種溫和的硫酸化劑，副反應(yīng)少，由于價格較貴，其應(yīng)用受到限制。其反應(yīng)：3、高級醇硫酸酯的中和高級醇硫酸酯用堿中和得產(chǎn)品高級醇硫酸酯鹽，反應(yīng)為：ROSO3H+NaOHROSO3Na+H2O高級醇硫酸酯不穩(wěn)定，在酸性條件、高溫下易水解為酸和醇，故硫酸化后要立即中和。二、醇醚硫酸酯鹽（AES）（RO(CH2CH2O)nSO3Na)由于高級醇硫酸酯鹽抗硬水性差，近年來發(fā)展的醇醚硫酸酯鹽具有優(yōu)良的抗硬水性和生物降解性，其它各種性能與高級醇硫酸酯鹽相近。親水基團(tuán)是由—SO3Na和聚氧乙烯醚中的—O—基兩部分組成，因而具有更優(yōu)越的溶解性和表面活性。醇醚硫酸酯鹽的制備反應(yīng)：ROH+nC2H4ORO(CH2CH2O)nH

RO(CH2CH2O)nH+H2SO4RO(CH2CH2O)nSO3HRO(CH2CH2O)nSO3H+NaOHRO(CH2CH2O)nSO3Na2、醫(yī)藥制劑：具有殺菌作用的十二烷基硫酸鈉應(yīng)用較廣。三、醇硫酸酯鹽和醇醚硫酸酯鹽的應(yīng)用：1、化妝品及民用洗滌劑（1）洗發(fā)香波、浴液（2）餐具洗滌劑（常用十二烷基硫酸鈉、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉等。）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，易被生物降解。CH3(CH2)11OSO3Na月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉淡黃色至無色黏稠液體，簡稱AES淡黃色至無色黏稠液體，活性物含量一般為70％，溶解性、去污能力、潤濕性、乳化性均優(yōu)于脂肪醇硫酸鹽，刺激性低于脂肪醇硫酸鹽、易被生物降解。廣泛用于洗滌劑、個人護(hù)理用品中。烷基苯磺酸鹽在合成表面活性劑中占第一位。早期生產(chǎn)的烷基苯磺酸鹽采用原料丙烯進(jìn)行齊聚生成四聚丙烯，與苯發(fā)生付－克反應(yīng)得到支鏈?zhǔn)榛?。再進(jìn)行磺化而成。2.2.3磺酸鹽型陰離子表面活性劑

主要有烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽。

LAS的主要優(yōu)點(diǎn)是烷基中沒有支鏈，這種結(jié)構(gòu)與天然油脂中的憎水端烷基類似，有良好的生物降解性。因帶支鏈的TPS的生化降解性很差,很快出現(xiàn)表面活性劑的環(huán)境污染問題.到1964年就被直鏈?zhǔn)榛交撬徕c（LAS）所取代。一、烷基苯磺酸鹽（LAS）（R-C6H4-SO3Na）烷基苯磺酸鹽的生產(chǎn)路線有多條，如下圖示：

生產(chǎn)過程可分為三部分：烷基苯的制備、烷基苯的磺化和烷基苯磺酸的中和。1、烷基苯的制備（1）烷基化劑的制備烷基化劑可以用正構(gòu)烷烴、α-烯烴和四聚丙烯；以α-烯烴作烷基化劑生成的烷基苯多為2-苯基烷，作洗滌劑性能不理想；由四聚丙烯作烷基化劑生成的烷基苯支鏈化程度高，不易被生物降解?，F(xiàn)在工業(yè)上主要是以煤油中提取的正構(gòu)烷烴作烷基化劑。各種常見的磺化劑2、烷基苯的磺化SO3磺化法對設(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)難以實現(xiàn)。SO3是一種極強(qiáng)的磺化劑，反應(yīng)劇烈，放熱量很大，且SO3在磺化中易氧化分解，故需用惰性氣體對SO3進(jìn)行稀釋，且需有專門措施移走反應(yīng)熱。發(fā)煙硫酸磺化法包括磺化和烷基苯磺酸的后處理兩個工序。A、磺化B、烷基苯磺酸的后處理（分酸）分酸目的：減少中和時的耗堿量，改善單體色澤。分酸原理：加水。硫酸比烷基苯磺酸更易溶于水，分層分離。用SO3磺化工藝特點(diǎn)：A、不生成水，無大量廢酸，節(jié)約燒堿；B、磺化能力強(qiáng)，反應(yīng)快；C、成本低；D、產(chǎn)品質(zhì)量高，雜質(zhì)少。用發(fā)煙硫酸磺化工藝

特點(diǎn)：A、磺化反應(yīng)速率較易控制，反應(yīng)放熱量也較小。B、反應(yīng)過程同時生成大量廢酸，故生產(chǎn)成本偏高。3、烷基苯磺酸的中和原理：烷基苯磺酸鹽的應(yīng)用民用洗滌劑烷基苯磺酸鹽幾乎在所有的洗滌劑中都可采用。②工業(yè)用表面活性劑可用作苯乙烯乳液聚合的乳化劑；紡織用抗靜電劑；在輕質(zhì)陶瓷、石膏中作發(fā)泡劑、工業(yè)用清洗劑等。③農(nóng)業(yè)應(yīng)用可用作化肥的防結(jié)塊劑、農(nóng)藥配制中的乳化劑。二、烷基磺酸鹽（SAS）（R-SO3Na）因烷烴比較穩(wěn)定，不能直接與H2SO4

、發(fā)煙硫酸、SO3等磺化劑進(jìn)行磺化反應(yīng)，但可采用特殊方法進(jìn)行磺化，常用的方法有磺氯化法和磺氧化法。1、磺氯化法烷烴的磺氯化是由烷烴與SO2和Cl2反應(yīng)生成磺酰氯，然后用堿中和得烷基磺酸鹽.2NaOH磺酰氯副反應(yīng)：為抑制氯化反應(yīng)的發(fā)生，必需使SO2過量，另外在較高溫度下磺酰氯易分解：反應(yīng)溫度一般控制在30℃左右。①反應(yīng)機(jī)理：烷烴的磺氯化為自由基反應(yīng)，可用紫外線引發(fā)自由基。（1）反應(yīng)機(jī)理：為自由基反應(yīng)2、磺氧化法高碳烷基磺酸不溶于熱水，可從水中分離出來。三、烯烴磺酸鹽（AOS）AOS為混合物，主要包括烯基磺酸鹽(64%-72%)，羥基磺酸鹽(21%-26%),二磺酸鹽(7%-11%)。1、AOS的合成反應(yīng)：包括烯烴的磺化和水解兩步①烯烴的磺化1、2磺內(nèi)酯，反應(yīng)條件下很快變成兩性中間體OSO2OSO21、3磺內(nèi)酯1、4磺內(nèi)酯磺內(nèi)酯不溶于水，無表面活性，采用堿性水解使其變?yōu)榫哂斜砻婊钚缘牧u基磺酸鹽和烯基磺酸鹽。②水解反應(yīng)羥基磺酸鈉（水溶性差）烯基磺酸鈉烯基磺酸鈉

AOS的應(yīng)用烯基磺酸鹽較羥基磺酸鹽的溶解度大，生物降解快，去污力強(qiáng)，起泡性也好，二磺酸鹽溶解度大，但去污能力差，其含量應(yīng)控制在3%以下。AOS是一種生物降解性好的產(chǎn)品，4天內(nèi)即可完全被生物降解，而LAS（烷基苯磺酸鈉）一個月后仍有30%有機(jī)碳存在，AOS毒性低，刺激性小，可用于個人衛(wèi)生用品中，由于AOS在水中表現(xiàn)出良好的去污力和起泡力，在液體洗滌劑如餐具洗滌劑、洗發(fā)膏液中都得到了廣泛應(yīng)用。特別是它對硬水不敏感，使其可能成為無磷洗滌劑中LAS的主要替代產(chǎn)品。2.2.4、磷酸酯鹽型陰離子表面活性劑含磷表面活性劑主要指由長鏈?zhǔn)杷ㄟ^—O—與磷原子橋接形成的磷酸酯鹽，主要有高級醇磷酸酯鹽和聚氧乙烯醚磷酸酯鹽。一、高級醇磷酸酯鹽單酯二鈉鹽易溶于水，雙酯單鈉鹽較難溶于水，實際使用的產(chǎn)品都是二者的混合物二、聚環(huán)氧乙烷醚磷酸酯鹽由長鏈醇的聚環(huán)氧乙烷醚經(jīng)磷?；磻?yīng)生成的一類重要的含磷陰離子表面活性劑。其結(jié)構(gòu)式：其中R為長鏈烷基或烷基苯基；常用的磷酸化劑有：P2O5，POCl3,H3PO4十二烷基聚環(huán)氧乙烷醚磷酸酯鈉鹽（AEPS）單烷基醚磷酸酯鈉鹽雙烷基醚磷酸酯鈉鹽制備反應(yīng)：月桂醇聚氧乙烯(3)醚應(yīng)用1、潤濕和去污劑各種單烷基或雙烷基的磷酸酯的銨鹽具有高潤濕性，且對硬水穩(wěn)定，有些聚環(huán)氧乙烷醚的磷酸酯鹽可作為優(yōu)質(zhì)洗滌劑的成分。3、乳化劑烷基、烷基聚氧乙烯基、烷基苯基磷酸酯是優(yōu)良的油溶性乳化劑，已用于化妝品工業(yè)；聚環(huán)氧乙烷醚磷酸酯可用作乳液聚合的乳化劑。2、助洗劑和螯合劑助洗劑可提高合成洗滌劑的去污力，作螯合劑可代替三聚磷酸鈉與水中的鈣、鎂離子形成絡(luò)合物。陽離子表面活性劑正好與陰離子表面活性劑結(jié)構(gòu)相反。如圖其親水基一端是陽離子，故稱陽離子表面活性劑，疏水基與陰離子類似主要為不同碳原子數(shù)的碳?xì)滏湣?.3陽離子表面活性劑

1928年，陽離子表面活性劑開始應(yīng)用，當(dāng)時用作殺菌劑。這類表面活性劑的產(chǎn)量增長較快，品種發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍日益廣泛:殺菌劑、腈綸勻染劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑、浮選劑目前陽離子表面活性劑的產(chǎn)量還比較小，但其增長速度要比陰離子和非離子大得多。2.3.1胺鹽型陽離子表面活性劑伯、仲、叔胺鹽總稱為胺鹽，一般C數(shù)在12-18之間，堿性條件下，帶有憎水基R的胺類一般難溶于水；酸性條件下成為胺鹽易溶于水，可離解出帶有憎水基的陽離子，呈現(xiàn)表面活性。常用的酸有鹽酸、甲酸、乙酸、氫溴酸、硫酸等R-NH2·HCl

伯胺鹽

CH3|R-N-HCl

仲胺鹽|H

CH3|R-N-HCl

叔胺鹽|

CH3無殺菌能力纖維柔軟劑勻染劑浮選劑一、高級伯胺(RCH2NH2)

的制備脂肪酸法：以RCOOH為起點(diǎn)高級醇法：以ROH為起點(diǎn)1、脂肪酸法2、脂肪醇法ROH+NH3RNH2+H2O我國目前生產(chǎn)高級伯胺多采用此種方法。二、高級仲胺的制取1、脂肪醇法（Ni、Co

催化劑）2ROH+NH3R2NH+2H2O2、脂肪腈法（Cu-Cr催化劑）2RCNR2NH+NH33、鹵代烷法2RX＋NH3R2NH三、高級叔胺的制備該類產(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，胺游離出來而失去表面活性，因面使它的使用受到限制。2.3.2季銨鹽型陽離子表面活性劑季銨鹽一般具有如下分子結(jié)構(gòu)：如:

在工業(yè)上有實用價值的季銨鹽有下列三種類型：

長碳鏈季銨鹽、咪唑啉季銨鹽、吡啶季銨鹽。長碳鏈季銨鹽咪唑啉季銨鹽吡啶季銨鹽季銨鹽與胺鹽不同，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)，在陽離子表面活性劑中的地位最為重要，產(chǎn)量也最大。一、直鏈烷基季銨鹽1、單長鏈烷基季銨鹽其結(jié)構(gòu)為：（1）由伯胺制備：125℃、3h應(yīng)用：單長鏈烷基季銨鹽可作染料固色劑、消毒殺菌劑、礦物浮選劑、纖維處理劑、護(hù)發(fā)素等。(2)由叔胺制備：或(CH3)2SO4水介質(zhì)60-80oC十二烷基三甲基溴化銨1231-Br醇介質(zhì)回流十六烷基三甲基溴化銨1631-Br十二烷基二甲基芐基氯化銨1227

/潔爾滅/TAN十二烷基二甲基芐基溴化銨新潔爾滅性能更為優(yōu)異的殺菌劑2、雙長鏈烷基季銨鹽單長鏈烷基季銨鹽是水溶性的，雙長鏈烷基季銨鹽基本不溶于水，溶于油。其制備反應(yīng)：

典型產(chǎn)品：雙-十八烷基二甲基氯化銨，具有優(yōu)良的柔軟性、殺菌性和抗靜電性。陽離子表面活性劑的應(yīng)用陽離子表面活性劑很少作清洗劑使用，其原因：一般纖維織物和固體表面均帶有負(fù)電荷，當(dāng)使用陽離子表面活性劑時，它吸附在基質(zhì)和水的表面上，由于陽離子表面活性劑與基質(zhì)間具有強(qiáng)烈的靜電引力，親油基朝向水相，使基質(zhì)疏水，因此不適用于洗滌；陽離子表面活性劑2、纖維柔軟整理劑陽離子表面活性劑能顯著降低纖維表面的摩擦系數(shù)，具有良好的柔軟平滑性能；在織物表面形成一定向吸附膜，其疏水基伸向外部，這種憎水性的表面使衣服在干燥時絨毛上的小水滴不至于合并在一起，從而使表面絨毛變得柔軟。1、抗靜電劑陽離子表面活性劑吸附在纖維表面形成定向吸附膜，中和了纖維表面帶有的負(fù)電荷，減少了因摩擦產(chǎn)生的自由電子，具有較好的抗靜電性。4、個人衛(wèi)生護(hù)理用品用作發(fā)用調(diào)理劑、餐具洗滌劑等。3、殺菌劑很稀的溶液（1/10000-1/100000）即有殺菌效果，陽離子表面活性劑可定向吸附在細(xì)菌半透膜與空氣接觸的界面上，從而阻止了細(xì)菌的呼吸，切斷了其營養(yǎng)來源，即阻止了細(xì)菌的呼吸作用和糖解作用所致；5、相轉(zhuǎn)移催化劑

2.4兩性表面活性劑兩性表面活性劑，是指同時含有陰離子親水基和陽離子親水基的表面活性劑。換言之，單就兩性表面活性劑結(jié)構(gòu)來講，在親水基一端既有陽離子(+)也有陰離子(-)，既能給出質(zhì)子又能接受質(zhì)子。兩性表面活性劑的分類①氨基酸型

RNHCH2CH2COOH②甜菜堿型

③咪唑啉型④磷酸酯型⑤氧化胺型兩性表面活性劑的特性在不同pH值介質(zhì)中可表現(xiàn)出陽離子或陰離子表面活性劑的性質(zhì)。良好的乳化、潤濕、柔軟性、抗靜電性具有等電點(diǎn)耐硬水性好有良好的配伍性和配方的協(xié)同效果毒性低，刺激性小，有良好的生物降解性兩性離子表面活性劑的酸堿性和等電點(diǎn)當(dāng)溶液的pH值達(dá)到某值時，兩性離子的濃度最大，這時溶液中陰離子和陽離子的濃度相等，此時對應(yīng)溶液的pH值叫等電點(diǎn)。PH=2酸性液PH=7內(nèi)鹽PH=11堿性液pH>等電點(diǎn),表現(xiàn)出陰離子表面活性劑活性，主要顯示去污、乳化基本性質(zhì)pH<等電點(diǎn),

表現(xiàn)出陽離子表面活性劑活性，主要顯示殺菌、抗靜電基本性質(zhì)pH＝等電點(diǎn),呈電中性，形成內(nèi)鹽，溶解度最低，表面活性最低氨基酸型兩性表面活性劑的水溶液呈堿性。如果在攪拌下慢慢加入鹽酸，變?yōu)橹行詴r仍無變化。至微酸性時則生成沉淀。如果再加入鹽酸至強(qiáng)酸性時，沉淀又溶解。堿性時，表現(xiàn)為陰離子表面活性劑；酸性時，表現(xiàn)為陽離子表面活性劑。這類兩性表面活性劑包括β-氨基丙酸型和α-亞氨基乙酸型，它們大都是烷基氨基酸的鹽類，具有良好的水溶性，洗滌性能良好，并具有殺菌作用，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。一、氨基酸型兩性離子表面活性劑羧酸β-氨基丙酸型的合成（RNHCH2CH2COONa）①

由脂肪胺與丙烯酸甲酯反應(yīng)制得②由脂肪胺與丙烯腈反應(yīng)制得

十二烷基氨基丙酸的制備反應(yīng)：羧酸α-亞氨基乙酸型的合成最早開發(fā)的“Tego”型(梯戈)兩性表面活性劑R1=C8~18，R2＝C8烷基羧酸α-亞氨基型的合成由脂肪胺與氯乙酸鈉合成應(yīng)用：可用于洗滌劑香波中，殺菌劑、去臭劑、鍋爐除銹劑、防銹劑等配方中。典型產(chǎn)品：Tego51B：Tego(梯戈)類商品易溶于水，能廣泛適應(yīng)酸堿環(huán)境，低刺激性、低腐蝕性，具有優(yōu)良的殺菌效果，且毒性低。R=C12H25R=C8H17~C12H25二、甜菜堿型兩性離子表面活性劑甜菜堿（最初從植物甜菜中分離而得）其結(jié)構(gòu)：甜菜堿型兩性離子表面活性劑：甜菜堿中甲基被長鏈烷基取代后的產(chǎn)物。甜菜堿（無表面活性）烷基二甲基甜菜堿（R=C12~18）烷基甜菜堿的結(jié)構(gòu)式是R(CH3)2N+CH2COOˉ，它是有一個季銨陽離子與一個羧基陰離子的內(nèi)銨鹽，R是C8～C18的飽和或不飽和烷基。烷基甜菜堿在pH較低時，呈陽離子性，但在堿性溶液中并不顯示陰離子性質(zhì)。在水中有較好的溶解度，即使在等電點(diǎn)其溶解度也不顯示較大降低，任何pH值下均可使用。烷基甜菜堿類兩性表面活性劑有羧酸型、磺酸型、硫酸酯型等，可作為洗滌劑、乳化劑、潤濕劑、殺菌劑、抗靜電劑等。

十二烷基二甲基甜菜堿（BS-12）合成方法：①烷基二甲基甜菜堿的合成②

α-烷基二甲基甜菜堿的合成

合成方法：③酰胺甜菜堿的合成R=C11H23N-(十二酰胺亞丙基)二甲基甜菜堿三、咪唑啉型兩性表面活性劑具有極好的生物降解性，能迅速完全降解，刺激性極小，發(fā)泡性很好，多用于化妝品中。典型產(chǎn)品：1-烷基-2-羥乙基-2-羧乙基咪唑啉，其結(jié)構(gòu)式：（1）脂肪酸與多胺縮合成咪唑啉（2）咪唑啉與氯乙酸鈉進(jìn)行烷基化反應(yīng)其合成分成兩步法：應(yīng)用：可用于洗滌劑香波中，浴液、洗手液、柔軟劑、抗靜電劑、消毒劑等配方中。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。典型產(chǎn)品：月桂基咪唑啉乙內(nèi)銨鹽：具有其他表面活性劑無可比擬的溫和性質(zhì)，對皮膚、眼睛刺激極小，無過敏反應(yīng)。四、磷酸酯型兩性表面活性劑目前應(yīng)用較廣的磷酸酯型兩性表面活性劑是卵磷酯，這類表面活性劑在自然界所有生命有機(jī)體中都可以發(fā)現(xiàn)，其中來源最廣的是大豆和蛋黃中。是一類天然表面活性劑，組成復(fù)雜，可用于靜注用乳劑與脂質(zhì)體的制備。通式如下：

陰離子部分—磷酸型；陽離子部分—季胺鹽類五、氧化胺型兩性表面活性劑氧化胺型表面活性劑是一類比較特殊的表面活性劑，在中性及堿性介質(zhì)中不解離，屬非離子表面活性劑，在酸性介質(zhì)中吸收H+而變?yōu)殛栯x子，又屬于陽離子表面活性劑，因此其表面活性隨介質(zhì)的pH值而定。通式如下：非離子態(tài)陽離子態(tài)合成方法(工業(yè)上可直接用空氣氧化)：1：1典型產(chǎn)品：十二烷基二甲基氧化胺：增泡、穩(wěn)泡作用明顯，溫和無刺激，生物降解好。應(yīng)用于餐具洗滌劑、洗發(fā)香波、浴液中作為增泡穩(wěn)泡劑，改善產(chǎn)品的整體穩(wěn)定性。五、兩性表面活性劑的應(yīng)用1、在洗滌劑工業(yè)的應(yīng)用：洗滌劑中主要成分多為陰離子表面活性劑，它們對皮膚的刺激性較強(qiáng)，洗凈力和起泡力也不夠理想，兩性表面活性劑恰好彌補(bǔ)了以上缺點(diǎn)。2、在化妝品工業(yè)的應(yīng)用：兩性離子表面活性劑用于化妝品工業(yè)具有其它類型的表面活性劑所沒有的獨(dú)特的優(yōu)異性能：（1）有良好的配伍性：由于兩性離子表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的特殊性，與其它離子型或非離子型表面活性劑配伍時性能良好，具有很好的協(xié)同作用；3、在纖維工業(yè)的應(yīng)用（作抗靜電劑、柔軟劑）4、在食品工業(yè)的應(yīng)用（作食品添加劑）5、在醫(yī)藥工業(yè)的應(yīng)用（作乳化劑、潤濕劑、殺菌消毒劑）（2）安全性：兩性離子表面活性劑毒性低，對皮膚和眼睛刺激性小，是配制洗發(fā)香波和嬰幼兒香波的理想原料；（3）穩(wěn)定性：兩性離子表面活性劑不象其它離子表面活性劑那樣對pH變化十分敏感，它能在廣泛的pH范圍內(nèi)使用。非離子型表面活性劑在水溶液中不電離，以電中性分子狀態(tài)存在。其親水基主要是由具有一定數(shù)量的含氧基團(tuán)（－O－或－OH）與水構(gòu)成氫鍵實現(xiàn)溶解的一類表面活性劑正是這一特點(diǎn)決定了非離子型表面活性劑在某些方面比離子型表面活性劑優(yōu)越2.5非離子表面活性劑1、結(jié)構(gòu)組成：①親水基團(tuán)

(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；②親油基團(tuán)(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；③酯鍵、醚健。特點(diǎn)：1、非離子型在水溶液中不會電離，以中性分子存在。耐酸堿、耐鹽、耐硬水。穩(wěn)定性高。2、表面張力低，臨界膠束濃度低，增溶和乳化能力強(qiáng)。3、在各種溶劑中均有較好的溶解性；可與陰離子和陽離子表面活性劑兼容。缺點(diǎn)：

①通常都是低熔點(diǎn)的蠟狀物或液體，很難把它們復(fù)配成粉狀；②親水性是通過氧原子與水分子的氫鍵結(jié)合（不強(qiáng)），溫度增高或增加電解質(zhì)濃度時，聚氧乙烯醚鏈的溶劑化效應(yīng)會下降，有時會產(chǎn)生沉淀，出現(xiàn)渾濁。（濁點(diǎn)）按親水基結(jié)構(gòu)的不同可分為：聚氧乙烯型（AEO）1、脂肪醇聚氧乙烯醚2、烷基酚聚氧乙烯醚3、脂肪酸聚氧乙烯酯4、聚氧乙烯烷基胺5、聚氧乙烯烷醇酰胺多元醇型1、甘油脂肪酸酯2、季戊四醇脂肪酸酯3、山梨醇及失水山梨醇脂肪酸酯4、蔗糖脂肪酸酯2.5.1聚氧乙烯型非離子表面活性劑

通式：RO（CH2CH2O）nH

，分子中的親水基團(tuán)不是一種離子，而是靠分子中的氧原子與水中的氫形成氫鍵，使化合物具有水溶性。原料環(huán)氧乙烷的制備：各種聚乙二醇型非離子表面活性劑的親水基原料均為環(huán)氧乙烷，其制備方法主要有以下兩種：直接氧化法:氯醇法：一、脂肪醇聚氧乙烯醚1、概述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)量的增長速度非常快，其原因主要有：家用重垢洗滌劑消耗量很大、生化降解性優(yōu)良、價格低廉，幾乎是所有表面活性劑中價格最低者，大量消耗于加工AES。在國外AEO的主要用途是作合成洗滌劑。國內(nèi)的商品牌號為平平加系列產(chǎn)品，除部分用于復(fù)配液狀洗滌劑外，主要在印染行業(yè)中作勻染劑、脫色劑，在毛紡工業(yè)中作原毛凈洗劑，而在化纖工業(yè)中作紡絲油劑。根據(jù)國外的預(yù)測，今后一段時間內(nèi)，AEO還會繼續(xù)增長，并有可能成為家用洗滌劑中的主導(dǎo)品種。2、脂肪醇聚氧乙烯醚的合成AEO的外觀隨生產(chǎn)的原料和工藝而異，可以是液狀或蠟狀，粘度隨環(huán)氧乙烷的含量增加而增加。若分子中環(huán)氧乙烷含量約為65%～70%時，產(chǎn)品在室溫下即可溶解于水。生產(chǎn)AEO的起始原料可以從C10～C18的伯醇或仲醇開始。脂肪醇聚氧乙烯（25）醚（平平加O-25）用于勻染劑、工業(yè)乳化劑、金屬清洗劑等月桂醇聚氧乙烯（3）醚（AEO-3）用于工業(yè)乳化劑、洗滌劑等R一般為8－9個碳原子；壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)最多，占80％以上；辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)，占15％以上；二、烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)1、烷基酚聚氧乙烯醚的通式為：OP-10n

=1~6

油溶性

n=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)

APEO具有良好的潤濕、滲透、乳化、分散、增溶和洗滌作用，廣泛應(yīng)用于洗滌劑、個人護(hù)理的日用化工、紡織、造紙、石油、冶金、農(nóng)藥、制藥、印刷、合成橡膠、合成樹脂、塑料等行業(yè)。其中，主要用作洗滌劑，其次是紡織助劑。它對酸、堿及氧化劑都較穩(wěn)定，不易水解，成本也較低；缺點(diǎn)是生物降解性較差。澳大利亞等十個國家均在2000年前已經(jīng)取代和停用該化學(xué)品。如我國的洗衣粉國家標(biāo)準(zhǔn)GB1317l-1997就提出禁用烷基酚聚氧乙烯醚。非離子表面活性劑的分解速度一般由聚氧乙烯鏈的長短來決定，即(EO)n中n數(shù)越大，鏈越長則分解慢。烷基酚聚氧乙烯醚不僅生物降解差，而且它的降解代謝物中存在烷基酚和APEO的低EO(1～2個EO)代謝物，1～2個氧乙烯代謝物的毒性較大，最終生成烷基酚則毒性更大，分解如下：２、烷基酚聚氧乙烯醚的合成３、烷基酚聚氧乙烯醚的主要品種乳化劑OP-4、乳化劑OP-7、乳化劑OP-9、乳化劑OP-10；勻染劑OP-12、勻染劑OP-15、勻染劑OP-20、勻染劑OP-30。開發(fā)天然資源的“綠色”表面活性劑采用天然脂肪醇聚氧乙烯醚或無水山梨醇酯和無水山梨乙氧基化合物替代APEO，天然脂肪醇聚氧乙烯醚(FAEO)能在較短時間內(nèi)生物降解達(dá)9０％，是一種無公害的非離子表面活性劑。采用天然原料淀粉中葡萄糖和脂肪醇或脂肪酸反應(yīng)而成的烷基多糖苷(APG)，是典型的溫和型“綠色”表面恬性劑。葡萄糖酰胺(AGA)與APG屬多羥基結(jié)構(gòu)，基本無毒、低刺激性，生物降解性優(yōu)良，為一類性能優(yōu)良的溫和型表面活性劑。三、脂肪酸聚氧乙烯酯優(yōu)點(diǎn)：A脂肪酸來源廣，成本低;B工藝簡單;C低泡;D生物降解好。缺點(diǎn)：A脂肪酸聚氧乙烯酯中的酯鍵比醚鍵不穩(wěn)定，在熱水中水解，在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中穩(wěn)定性也差，洗滌作用不及肥皂;B溶解度也比醚類要小;HLB3～4，表面活性弱，用作W/O型輔助乳化劑通式：1、脂肪酸聚氧乙烯酯的生產(chǎn)方法（1）脂肪酸與環(huán)氧乙烷的酯化常用脂肪酸有硬酯酸，椰子油酸、油酸、松香酸、合成脂肪酸。碳鏈越長，產(chǎn)物的溶解度越小，濁點(diǎn)越高，但是含羥基或不飽和的脂肪酸卻是例外。此法生成的產(chǎn)物通常是單酯、雙酯和乙二醇的混合物，副反應(yīng)很多，一般較少采用。2、脂肪酸與聚乙二醇進(jìn)行酯化反應(yīng)單酯和雙酯的得率取決于反應(yīng)物的配比，過量的聚乙二醇有利于單酯的生成，過量的脂肪酸有利于雙酯的生成，為了移去水分使反應(yīng)進(jìn)行完全，可采用苯作溶劑，苯與水能形成共沸物將水帶走。一、概述多元醇型非離子表面活性劑由含有多個羥基的多元醇(甘油、季戊四醇、山梨醇等)、烷基醇胺(乙醇胺、異丙醇胺)或糖類(蔗糖)與高級脂肪酸(月桂酸、椰子油脂肪酸、十四酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸等)生成的酯類或酰胺類化合物，其中凡親油基和親水基是由酯鍵相連接的，容易發(fā)生水解反應(yīng)；如將酯鍵代以酰胺，則不易水解，較穩(wěn)定。例如商品名為司盤（Span）的各種失水山梨醇酯和吐溫（Tween）。通式：

R-COOCH2C(CH2OH)32.5.2多元醇型非離子表面活性劑多元醇型非離子表面活性劑結(jié)構(gòu)中

親水基團(tuán)：多元醇的多個羥基，依靠羥基與水的親和力而具有兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑，親油基團(tuán)：高級脂肪酸。羥基親水性小，多數(shù)不溶于水，呈乳化或分散狀，很少作洗滌劑和滲透劑使用，主要用作乳化劑和纖維柔軟劑；因其毒性低，也常用于食品、醫(yī)藥、化妝品等中；主要品種為：

名稱化學(xué)式脂肪酸酯或酰胺的水溶性

多元醇類甘油–OH數(shù)=3不溶，有自乳化性季戊四醇

–OH數(shù)=4不溶，有自乳化性山梨醇

–OH數(shù)=6不溶-難溶，有自乳化性失水山梨醇–OH數(shù)=4不溶，有自乳化性胺一乙醇胺不溶二乙醇胺1：2mol型可溶；1：1mol型難溶糖類蔗糖–OH數(shù)=8可溶-難溶其它單糖聚合物葡萄糖苷等可溶1、直接酯化法二、甘油和季戊四醇的脂肪酸酯可由甘油、季戊四醇和脂肪酸直接酯化而得到單酯、雙酯和三酯的混合物，工業(yè)上更常見的是采用酯交換法。棕櫚酸季戊四醇酯交換反應(yīng)：山梨醇由葡萄糖加氫制得，含6個-OH，由于分子中無醛基，對熱和氧穩(wěn)定。與脂肪酸反應(yīng)不會分解和著色。山梨醇在酸性條件下加熱或在與脂肪酸酯化時，能從分子中脫掉1分子水變?yōu)槭嚼娲迹?個-OH），若再脫水，則得二脫水物（2個-OH）。由于山梨醇羥基失水位置不定，所以一般所說的失水山梨醇是各種失水山梨醇異構(gòu)體的混合物。三、山梨醇和失水山梨醇的脂肪酸酯失水山梨醇的脂肪酸酯是多元醇酯表面活性劑中的主要類別，它的單、雙、三酯均為商品，商品名span.失水山梨醇常為以下兩種化合物的混合體：

1,5－1,4－1,4-/3,6-Span-60失水山梨醇酯的合成：產(chǎn)品是單、雙、三酯的混合物。商品名為司盤（Span）系列。這些產(chǎn)品不溶于水而溶于有機(jī)溶劑，無毒無味，是用途廣泛的乳化劑、分散劑、增稠劑、防銹劑?？捎糜诤铣衫w維工業(yè)及化妝品的生產(chǎn)，因其不溶于水，很少單獨(dú)使用，常與其他水溶性表面活性劑復(fù)配使用。失水山梨醇脂肪酸酯常用品種四、多元醇酯的聚氧乙烯醚失水山梨醇脂肪酸酯+環(huán)氧乙烷→失水山梨醇酯的聚氧乙烯醚商品名為吐溫，Tween。其結(jié)構(gòu)：應(yīng)用：粘稠性黃色液體，親水性化合物，為水溶性表面活性劑，用作增溶劑、乳化劑、分散劑和潤濕劑。在司盤系列產(chǎn)品中，分別縮合約20個環(huán)氧乙烷，就成為相應(yīng)的吐溫系列。失水山梨醇脂肪酸酯+環(huán)氧乙烷→Tweens(親水性化合物)。如失水山梨醇單硬脂酸酯聚氧乙烯醚（Tween-60）、失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚（Tween-80）。其合成反應(yīng)：它可以與司盤系列作為乳化劑配伍使用，提高了乳狀液的乳化穩(wěn)定性；同時還可以作為增溶劑、穩(wěn)定劑、擴(kuò)散劑、抗靜電劑、纖維潤滑劑、潤濕劑、柔軟劑使用。在洗滌劑中也可作為助劑使用。合成洗滌劑是由表面活性劑和各種助劑按一定比例配制而成。表面活性劑和各種助劑在洗滌劑中的所占的比例稱為洗滌劑的配方。

洗滌劑的配方對產(chǎn)品的質(zhì)量和成本影響很大。

20世紀(jì)50年代，通用型洗滌劑的配方基本定型，其活性物含量一般為15%-30%。20世紀(jì)60年代，開始出現(xiàn)一些專用洗滌劑，如加酶洗滌劑、含過氧酸鹽的洗滌劑。20世紀(jì)70年代，低磷或無磷洗滌劑。20世紀(jì)80年代以后，出現(xiàn)了餐具、地毯、羊毛衫等多種專用洗滌劑。

2.６洗滌劑洗滌劑的洗滌去垢作用原理織物·污垢+洗滌劑→織物+污垢·洗滌劑

洗滌劑

組成

表面活性劑

助劑

無機(jī)助劑

（用量大，種類少）

堿性鹽：磷酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽

中性鹽：主要是硫酸鹽

過氧酸鹽：過硼酸鹽、過碳酸鹽

有機(jī)助劑

（用量少，種類多）

抗沉淀劑（CMC）

泡沫穩(wěn)定劑

增白劑

料漿調(diào)理劑等

酶制劑、香料、色料

（1）表面活性劑

洗滌劑的主要活性成分是表面活性劑。在洗滌劑中，用量最多和使用得最廣泛的表面活性劑為陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑。陰離子表面活性劑，其中以肥皂、烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉用得最多。這類表面活性劑價格低廉，與堿一起配合使用可提高去污能力，洗滌后的織物手感較好，因此被廣泛用于家庭和工業(yè)洗滌劑的生產(chǎn)。

鈉皂和鉀皂是洗滌劑中所用的主要皂類。它們在軟水中產(chǎn)生的泡沫豐富，洗滌能力良好，但它們在硬水中卻與鈣、鎂離子形成不溶性的鈣皂和鎂皂，這樣不僅會使洗滌能力降低，而且還會再污染洗滌物。肥皂溶液的pH值約為10，堿性很高，因此它們具有良好的洗滌油性污垢的性能。

十二烷基苯磺酸鈉易溶于水，它不僅具有良好的起泡性能和去污力，而且還耐硬水。缺點(diǎn)在于洗后織物手感不太好。但由于其去污力好，價格低廉而被廣泛用于洗滌劑生產(chǎn)中。而仲烷基磺酸鈉易溶于水，對硬水穩(wěn)定，具有良好的生物降解性能，適合用于液體洗滌劑的配制。

α－烯烴磺酸鈉不僅具有優(yōu)異的去污能力，而且還具有優(yōu)良的耐硬水的性能，它是重垢型顆粒洗滌劑的重要成分，因此廣泛地用于低磷、濃縮洗滌劑生產(chǎn)中。

用于洗滌劑生產(chǎn)的脂肪醇硫酸鈉(烷基硫酸鈉)一般為十二醇、十四醇、十六醇和十八醇的硫酸鈉鹽,其水溶液顯中性,去污能力好,耐硬水性能好,且洗后纖維手感好。用于洗滌劑生產(chǎn)的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，其聚氧乙烯鏈的聚合度一般為1～5,它的潤濕性能雖不及非離子表面活性劑,但卻有優(yōu)良的起泡性能和良好的去污能力,因此它是洗發(fā)香波的極佳原料,也常用于家庭餐具洗滌劑的生產(chǎn)中。非離子型表面活性劑即使在低濃度下也有很高的去污能力；它在水中溶解時不發(fā)生解離，對硬水和電解質(zhì)相對也不敏感，臨界膠束濃度很低，具有良好的增溶能力及乳化能力和生物降解能力，且產(chǎn)生泡沫少，因此還廣泛用于化妝品生產(chǎn)中。烷基醇聚醚型非離子表面活性劑具有分子量大和低泡特點(diǎn)，一般用于低泡洗滌劑的生產(chǎn)。氧化胺是一種泡沫穩(wěn)定劑，用于特殊洗滌劑中。兩性表面活性劑在洗滌劑的生產(chǎn)中用得并不廣泛。但它兼有陽離子和陰離子兩種基團(tuán)，所以既有陰離子洗滌作用又有陽離子織物柔軟作用。這類表面活性劑易溶于水，耐硬水，對皮膚刺激性小，具有較高的殺菌力和良好的發(fā)泡及洗滌能力.陽離子表面活性劑去污力較弱，但可作輔助原料助劑，具有殺菌、柔軟、起乳化、潤濕、發(fā)泡、消泡、抗靜電等作用常做后處理劑，常用的有二硬脂基二甲基氯化銨、咪唑啉型等為常用的柔軟劑。烷基二甲基二芐基氯化銨可用作消毒劑、抗靜電劑等。洗滌劑的主要成分是表面活性劑，但只有表面活性劑產(chǎn)品不但過于濃縮，價格貴，而且消費(fèi)者難以小劑量量取。因此幾乎所有洗滌劑都需要有其它“助劑”，助劑本身去污能力很小或沒有去污能力，但加到洗滌劑中都可改善洗滌劑的性能，降低表面活性劑的用量。

洗滌助劑具有如下三種功效：①對金屬離子有螯合作用，即它能與洗滌劑水溶液中的金屬離子起螯合作用，將其封閉起來，使硬水軟化；②起堿性緩沖作用，使洗滌劑的堿性不致于因少量酸性物質(zhì)存在而發(fā)生顯著變化；③具有分散作用，即在洗滌過程中使污垢向水中分散，防止污垢向織物和纖維再附著的抗再沉積作用。此外助劑還具有增溶，穩(wěn)泡，抗結(jié)塊，增白，降低對皮膚的刺激性，從而改善洗滌劑其它方面的性能。

①磷酸鹽

磷酸鹽為兩類，正磷酸鹽和縮合或絡(luò)合磷酸鹽或稱為聚磷酸鹽。在洗滌劑工業(yè)生產(chǎn)中，所用正磷酸鹽是磷酸三鈉Na3P04，對于洗滌劑工業(yè)來說、最重要的還是聚磷酸鹽，如三聚磷酸鈉Na5P3O10。作用：螯合Ca2+、Mg2+金屬離子劑，軟化硬水；對污垢的分散、乳化作用；緩沖溶液pH值；不易吸潮，保持洗衣粉的流動性。無機(jī)助洗劑

三聚磷酸鈉雖然是性能極佳的無機(jī)助劑，但其洗滌廢水排入江河湖泊中會導(dǎo)致水藻類水生植物的富營養(yǎng)化，使其異常繁殖和很快枯死，從而引起水質(zhì)污濁和水中缺氧，使水生生物的生長受到很大破壞，嚴(yán)重污染環(huán)境。目前西方一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)禁止使用含磷洗滌劑，我國也逐步淘汰含磷洗滌劑的使用。近年來已廣泛采用檸檬酸鹽或沸石、聚丙烯酸鈉等替代三聚磷酸鈉。

②硅酸鹽肥皂制造者常認(rèn)為硅