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第七章-非离子表面活性剂


(4)由于在溶液中不电离,故在一般固体表 面上不易发生强烈吸附。
(5)聚氧乙烯型非离子表面活性剂的物理化 学性质强烈依赖于温度,随温度升高, 在水中变得不溶(浊点现象)。但糖基非 离子表面活性剂的性质具有正常的温度 依赖性,如溶解性随温度升高而增加。
(6)非离子表面活性剂具有高表面活性,其 水溶液的表面张力低,临界胶团浓度低, 胶团聚集数大,增溶作用强,具有良好 的乳化力和去污力。

聚氧乙烯
醚 OP-10
1 脂肪醇聚氧乙烯醚 平平加 环氧乙烷
3 聚氧乙烯烷基酰醇胺 RCO-NH-(CH2CH2O)n-H
RCO-NH-CH2CH2 -OH 尼诺尔
4 脂肪酸聚氧乙烯烷酯 R-COO-(CH2CH2O)n-H
5 聚氧乙烯烷基胺
6 多元醇表面活性剂 单硬脂酸甘油酯
季戊四醇酯 失水山梨醇酯
7.1 概述 7.2 非离子表面活性剂的性质 7.3 合成聚氧乙烯表面活性剂的基本反
应——氧乙基化反应 7.4 非离子表面活性剂的合成
本章重点
掌握非离子表面活性剂的性质 熟悉非离子表面活性剂的合成方法 了解非离子表面活性剂的应用
7.1 概述
什么是非离子性表面活性剂呢??
非离子型表面活性剂在水溶液中不电离 其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团(醚基或羟基) 与水构成氢键实现溶解的一类表面活性剂
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面 比离子型表面活性剂优越
非离子表面活性剂特点
1 2 3 4 5 6 7
特点
(1)是表面活性剂家族第二大类,产量仅次 于阴离子表面活性剂。
(2)由于非离子表面活性剂不能在水溶液中 离解为离子,因此,稳定性高,不受酸、 碱、盐所影响,耐硬水性强。
(3)与其它表面活性剂及添加剂相容性较好, 可与阴、阳、两性离子型表面活性剂混 合使用。
7.2.2.3 水 数
将1.0g非离子表面活性剂溶于30mL二氧六环中 向得到的溶液中滴加水直到溶液浑浊
这时候所消耗的水的体积 mL 叫水数
水数也可用来表示非离子表面活性 剂的亲水性,水数上升,亲水性增 强。
二氧六环 CAS No.:123-91-1 化学名:1,4-二氧六环 商品名:二氧六环 英文名:1,4-Dioxane 分子式:C4H8O2 分子量:88.106 规格:Q/321283GRC03-2003 性状:无色、微有醚香透明液体,具有醚类的一般特性,易燃 密度:1.030-1.035g/ml(20℃) 沸点:101℃ 凝固点:10.5-12℃ 蒸发残渣:≤0.01% 酸度:≤0.01%(以CH3COOH计) 醛:适合试验 水份:≤0.1% 过氧化物:≤0.005%(以H2O2计) 含量:≥99.5%
当温度升高到一定程度时,表面活性剂从溶液中析出, 使原来透明的溶液变浑浊,这时的温度为浊点。
7.2.2.2 影响非离子表面活性剂浊点的因 素
浊点随着环氧乙烷加成数的增加而升高。 但到100℃以上后,上升率非常缓慢。
影响因素有: 1)疏水基的种类 2)疏水基碳链的长度 3)亲水基的影响 4)添加剂的影响
S 多元醇酯的皂化值 A 原料脂肪酸的的酸值
7.2.2 浊点及亲水性
+ H2O
7.2.2.1 浊点及亲水性
1、浊点的定义及意义 凡有活性氢的化合物均可与环氧乙烷
缩合制成聚乙二醇型非离子表面活性剂。 这类表面活性剂的亲水性,是靠分子中的 氧原子与水中的氢形成氢键、产生水化物 而具有的。
聚乙二醇链有两种状态:在无水状态 时为锯齿型,而在水溶液中主要是曲折 型。
锯齿型
蜿曲型
在水中成为曲折型时,亲水性的氧原子即被置于链的外 侧,憎水性的-CH2-基位于里面,因而链周围就变得容易与 水结合。此结构虽然很大,但其整体恰似一个亲水基。因 此,聚乙二醇链显示出较大的亲水性。
分子中环氧乙烷的聚合度越大,即醚键-O-越多,亲水 性越大。
氢键的键能较低,结构松驰。当表面活性剂的水溶液温 度升高时,分子的热运动加剧,结合在氧原子上的水分子 脱落,形成的氢键遭到破坏,使亲水性降低,表面活性剂 在水中的溶解度下降。
O
OH
O
CH2 CH CH CH2 O C R
HO CH CH OH
7 聚醚表面活性剂
聚氧乙烯 - 聚氧丙烯 共聚
三嵌段共聚物
8 其它类型表面活性剂
高级硫醇 配位健型
7.2 非离子表面活性剂的性质
7.2.1 HLB值
亲油 | 亲水
HLB值 0 1 3 6 7 8 10 12 13 15
分类
按亲水基结构的不同,分为 1、聚乙二醇型:由含有活泼氢的憎水性 原料同环氧乙烷加成应反应制成。 2、多元醇型:脂肪酸与多元醇如甘油、 失水山梨醇、蔗糖等生成的多元醇部分 酯。
分 类
聚乙二醇型
多元醇型
2 烷基酚聚氧乙烯醚
R
O ( C H2C H2O)n H
C9H1 9
壬基
O ( C H2C H2O)1 0H
1)疏水基的种类 疏水基的亲油性越大,表面活性剂的亲水性越
低,浊点越低。 2)疏水基碳链的长度
同类亲油基,碳数越多,疏水性越强,相应的 亲水性越弱,浊点降低。 3)亲水基的影响
疏水基固定时,浊点随环氧乙烷加成数或聚氧 乙烯链长的增加而升高,亲水性增加。 4)添加剂的影响
添加非极性物质,浊点升高,添加芳香族化合 物或极性物质,浊点下降;加入NaOH等碱性物质 时,浊点急剧下降。
W/O乳化剂
| 润湿剂 |—增溶剂——| |
|去污|
聚乙二醇
|—— 渗透作用 ———|
| ——— O/W 乳化剂 ————|
1 聚乙二醇型非离子表面活性剂 HLB值
HLB = E / 5 E 加成聚环氧乙烷的质量分数
2 多元醇型非离子表面活性剂 HLB值 HLB = 20 ( 1 – S / A )
(7)与离子型表面活性剂相比,非离子表面 活性剂一般来讲起泡性能较差,因此适 合于配制低泡型洗涤剂和其它低泡型配 方产品。
(8)非离子表面活性剂在溶液中不带电荷, 不会与蛋白质结合,因而毒性低,对皮 肤刺激性也较小。
(9)非离子表面活性剂产品,大部分呈液态 或浆状,这是与离子型表面活性剂不同 之处。
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