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第五章 表面活性剂


2、烷基磷酸酯取代铵
• 分子式:
C18H37 NH P OC18H37 O OC18H37
• 性能:固体蜡状物,可用于乳化、调理和抗静电 作用 ; • 用途:主要用于杀灭细菌和真菌,无臭无味,在 沸水中稳定并不挥发,在食品加工厂、餐厅、旅 馆、美容店、学校、医院、戏院、洗衣店、饲养 场和游泳池等处作为消毒剂。
N C17H35 C N CH2 CH2
• 特点ห้องสมุดไป่ตู้刺激性很小 ; HOCH2CH2 CH2COO • 用途:用于婴儿香波和洗发香波中,还可 用作抗静电剂、柔软剂、调理剂、消毒杀 菌剂。
四、非离子表面活性剂
非离子表面活性剂的定义:非离子表面活性剂在 分子中并没有带电荷的基团,在水溶液中不电离, 而其水溶性则来自于分子中所具有的聚氧乙烯醚 基和端点经基 ; 性能:不受电解质、酸、碱的影响,化学稳定性 好,与其他表面活性剂的相容性好,在水和有机 溶剂中均有较好的溶解性能。亲水基中羟基的数 目不同或聚氧乙烯链长度不同,可以合成一系列 亲水性能不同的非离子表面活性剂,以适应润湿、 渗透、乳化、增溶等各种不同的用途 。
1、十二烷基苯磺酸钠(LAS)
• 分子式为C12H25C6H4SO3Na; • 性能:具有良好的发泡力和去污力,综合洗 涤性能优越 ; • 用途:用于合成洗涤剂 。
2、单月桂酸甘油酯磺酸钠
• 分子式:C11H23COOCH2CHOHCH2SO3Na • 性质:白色粉末,溶于水中成中性溶液,无 毒性 ; • 制法:α —氯化丙二醇和亚硫酸钠加热生成 1,2—丙二醇磺酸钠,再加月桂酸加热而制 得 • 用途:可用于牙膏及其他化妆品中。
+
C 12 H25 X + H N
X
-
2、性能:杀菌力很强,对伤寒杆菌和金黄葡萄球 菌有杀灭能力 ; 3、用途:在食品加工、餐厅、饲养场和游泳池等 处作为洗涤消毒剂使用。
三、 两性离子表面活性剂
两性离子表面活性剂的定义:两性离子 表面活性剂分子中既具有正电荷的基团, 又具有负电荷的基团,带正电荷的基团 常为含氮基团,带负电荷的基团是羧基 或磺酸基;
2、月桂酸钾
• 分子式为C12H23COOK • 性状:淡黄色浆状物,溶于水,有丰富的泡沫。 • 用途:作为乳化剂、液体皂和香波的主要成分。
3、油酸三乙醇胺
• • • • 分子式为C17H33COOHN(CH2CH2OH)3 性状:淡黄色浆状物,溶于水,易氧化变质。 来源:以三乙醇胺和油酸反应而得。 用途:作为乳化剂。
2、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠或铵
• 商品代号:AES,AESA; • 分子式: C12H25(OCH2CH2)nOSO3Na,或NH4 • 制法:它是由非离子表面活性剂月桂醇聚 氧乙烯醚硫酸化而制得 • 用途:适合配制透明液体香波。
3、单月桂酸甘油酯硫酸钠
• 分子式C11H23COOCH2CHOHCH2OSO3Na • 性状:白色或微黄粉末;接近无臭、无味,能 溶于水呈中性,对硬水稳定,其洗涤力、发泡 性和乳化作用良好。 • 来源:先以月桂酸和甘油在碱性触媒下加热反 应成单甘油酯.再以硫酸处理,然后以氢氧化 钠中和而得。 • 用途:洗涤剂、泡沫剂、乳化剂。用于香波及 牙膏。
_
N R C
CH2
+ Cl
_
CH 2 N H CH 2 CH 2 OH
2、用途:主要用作头发滋润剂、调理剂、杀菌 剂和抗静电剂,也可用作织物柔软剂。
(三)吡啶卤化物
1、制法:卤代烷与吡啶反应,可生成类似季铵盐 的烷基吡啶卤化物 :
CH CH CH CH CH C 12 H 25 N CH CH CH CH CH
3、十四酰基丙胺基二甲基苄基氯化铵
• 分子结构:
O C14H29C NHCH2CH2CH2 CH3 N CH3 CH2 Cl
(二)咪唑啉盐
1、制法:用羟乙基乙二胺和脂肪酸缩合即可得 到环叔胺,再进一步与卤代烃反应即得咪唑啉 盐表面活性剂。例如:
N R C CH 3 CH 2 N CH 2 CH 2 OH Cl CH2 +
6、油酰甲胺乙磺酸钠
• 分子式:C17H33CON(CH3)CH2CH2SO3Na ; • 性能:溶于水,洗涤力及发泡性能好,对硬水稳 定。由于C—N—C键较C—O—C键稳定,而且硫原 子和碳原子直接相连,因此对碱及氧化剂十分稳 定,对各种类型的污垢都有良好的洗涤力。 • 来源:以油酰和甲基牛磺酸缩合而成 ; • 用途:香波、泡沫浴(商品名Igepon T)。
(一)聚氧乙烯类非离子表面活性 剂
1、脂肪醇聚氧乙烯醚
• 制法:由脂肪醇与环氧乙烷直接加成而得到 ; • 通式:RO(CH2CH2O)nH, 其中:R= C12~18, n=3~30(n值亦称EO 值);
2、烷基酚聚氧乙烯醚
• 通式:R—C6H4—(CH2CH2O)n H; • 根据碳原子数可为:“TX”系列和“OP”系列产 品; • “OP”系列产品的特点:化学稳定性好 、表面 活性强,即使在高温下遇到酸、碱也不会被破坏。 它常用于复配成各种含酸或碱的金属表面清洗剂、 农药用乳化剂、钻井泥浆中的乳化剂、水性漆等。 在纺织印染工业中主要用作油—水相乳化剂、清 洗剂、润湿剂等。
(五)分子中具有多种阴离子基团的表面活性剂 脂肪酸聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠 (MES);
CH3(CH2)11(OCH2CH2)3OC O
CH SO3Na
CH2
COONa
性能:这是一种性能温和,生物降解好,发泡 力强的表面活性剂。它不仅本身刺激性小,而 且在配伍时可以降低硫酸酯类表面活性剂的刺 激性,可用于配制高档香波和化妆品。
• 性状:白色蜡状塑性固体,在25oC时,每克 约溶于70m1蒸馏水中,全溶于乙醇和甘油 中,在硬水中稳定 ; • 用途:洗涤和发泡性能好,无毒性,对皮 肤刺激性少,在硬水中稳定,用于生产香 波、泡沫浴及牙膏等。
5、油酸基乙磺酸钠
• 分子式:C17H33COOCH2CH2SO3Na; • 性能: 对油污的去垢力好,是一优良的洗涤剂, 在中性溶液时对钙、镁盐稳定。和肥皂共用、在 硬水中能分散钙、镁皂的形成,易于洗清。由于 酯键的存在。因此在酸性及碱性溶液中较易水解。 • 来源:以油酰氯和经乙基磺酸钠缩合而制得 ; • 用途:香波、泡沫浴、牙膏等(商品名Igepon A)。
(二)烷基硫酸酯盐
烷基硫酸酯盐类阴离子表面活性剂的分子通 式为 ROSO3M,其中R=C8~18,M=Na、 K 、HN(CH2CH2OH)2。 硫酸化 中 和 ROH ROSO3H ROSO3M 这类表面活性剂具有很好的洗涤能力和发泡能 力,在硬水中稳定,溶液呈中性或微碱性, 它们是配制液体洗涤剂的主要原料。
(三)烷基磺酸盐
烷基磺酸盐的通式为RSO3M,其中可以是链烃,支链 烃基或烷基苯,M=Na、Ca、K; 性能:它比烷基硫酸酯盐的化学稳定性更好,表面 活性也更强,成为配制各类合成洗涤剂的主要活性 物质 ; 用途:烷基磺酸盐的疏水基不同时,可以表现出不 同的表面活性,可分别作为乳化剂、润湿剂、发泡 剂、洗涤剂等使用 。
(三)表面活性剂的乳化
司盘 吐温
(四)表面活性剂的分散作用
加入某些表面活性剂可以使颗粒稳定的悬浮在溶液 中,称为分散。 (五)表面活性剂的起泡作用和消泡作用 起泡剂和稳泡剂:甲基戊醇等
消泡作用:油脂、脂肪酸酯、二甲基硅氧烷等
(六)表面活性剂的洗涤作用
第二节
表面活性剂分类
一、阴离子表面活性剂
阴离子表面活性剂的定义:亲水基团带有负电 荷,溶于水中时具有表面活性的部分为阴离子 的表面活性剂。 疏水基主要是烷基、烷基苯基
7、α -烯基磺酸盐 (AOS)
• 制法:由石蜡裂解生产的C15~18的α -烯烃用SO3磺 化,然后中和便得到α -烯基磺酸盐;
• 主要成分:烯基磺酸盐:RCH=CH(CH2)nSO3Na和 羟基烷基磺酸盐:RCH(CH2)n一SO3NaOH; • 性能:AOS的去污力优于LAS,而且生物降解性能 好,不会污染环境,AOS的刺激性小,毒性低。 AOS与非离子表面活性剂及阴离子表面活性剂都有 良好的配伍性能。AOS与酶也有良好的协同作用, 是制造加酶洗涤剂的良好原料。
二、阳离子表面活性剂
性能:去污力较差,甚至有负洗涤效果,一般阳 离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混和后能形 成不溶于水的复合物; 用途 :阳离子表面活性剂主要用作杀菌剂、柔 软剂、破乳剂、抗静电剂等。
(一)季铵盐
1、十二烷基二甲基苄基氯化铵或溴化铵
• 分子式:C12H25N(CH3)2CH2C6H5Cl或Br; • 性能:无毒,无味,对皮肤无刺激,对金属不腐蚀, 在沸水中稳定和不挥发,它的盐类对革兰氏阳性和阴 性细菌都有杀灭作用 ; • 俗称:洁尔灭,新洁尔灭; • 同类产品:季铵盐表面活性剂还有十六烷基三甲基氯 化铵(1631)、十二烷基二甲基苄基溴化铵(新洁尔 灭)、十八烷基三甲氯化铵(1831)、双十八烷基二 甲基氯化铵等。
第五章 表面活性剂
第一节
表面活性剂的特征及作用
一、表面活性剂的结构特征
双亲化合物的定义:具有双亲结构的有机物。 亲水(疏油)基团的定义:具有极性的易溶于水的 部分。 亲油(疏水)基团的定义:具有非极性的不溶于水 而易溶于油的部分。 亲油基部分一般由什么基构成? 亲水基部分一般由什么基构成?
二、 表面活性剂的应用性质
(二)氨基酸型两性表面活性剂
• 分子式:
RNH (CH 2)nCOOH
• 制法:由脂肪胺与卤代羧酸反应而制得 ; • 代表性的产品: N-油酰基谷氨酸盐 、 N-月桂酰基谷氨酸盐和月桂酰基肌氨酸盐 (L-30)。
(三)咪唑啉型两性表面活性剂 • 制法:由咪唑啉衍生物与卤代羧酸反应而 制得,如 1-羟乙基-2-烷基羧基咪唑啉:
(一)增溶作用 1、增溶 增溶的定义:表面活性剂水溶液能使不溶或微溶于 水的有机化合物的溶解度显著增加。 如邻苯二甲酸二甲酯、聚氧乙烯型的非离子型表面 活性剂等 (二)表面活性剂的润湿 润湿的定义:固体表面的气体或液体代替的过程。 润湿剂的定义:用水或水溶液将液体或固体表面上 的空气取代,能增强这一取代能力的物质。 如十二烷基苯磺酸钠、C8-12脂肪醇等
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