表面活性剂合成及应用.pptx

第三章 表面活性剂考核要求掌握表面活性剂的性质、分类；掌握各类（羧酸盐肥皂、磺酸盐、硫酸酯盐、胺盐、季铵盐、多元醇型及聚氧乙烯醚型、氨基酸盐、甜菜碱型、咪唑啉型等）表面活性剂典型产品的合成反应原理、合成方法、生产工艺过程及合成洗涤剂的组成、配方设计、生产工艺过程。掌握表面活性剂的化学结构与性质的关系。第1页/共161页教学基本内容表面活性剂的性质、作用、分类、应用原理。各类（羧酸盐肥皂、磺酸盐、硫酸酯盐、胺盐、季铵盐、多元醇型及聚氧烯醚型、氨基酸盐、甜菜碱型）表面活性剂的合成反应原理、合成方法、生产工艺过程及合成洗涤剂的组成、配方设计、生产工艺过程。表面活性剂的化学结构与性质的关系。第2页/共161页第三章 表面活性剂目的要求:了解并掌握表面活性剂的性质、作用、分类、应用原理。掌握各类表面活性剂的合成反应原理、合成方法、生产工艺过程及合成洗涤剂的组成、配方设计、生产工艺过程（羧酸盐肥皂、磺酸盐、硫酸酯盐、胺盐、季铵盐、多元醇型及聚氧烯醚型、氨基酸盐、甜菜碱型）。掌握表面活性剂的化学结构与性质的关系以及开发、研制、使用表面活性剂。第3页/共161页第三章 表面活性剂本章主要内容有：第一节、表面活性剂的定义、应用和发展趋势第二节、表面活性剂的化学结构和分类第三节、表面活性剂的基本性质和应用原理第四节、阴离子表面活性剂第五节、阳离子表面活性剂第4页/共161页第三章 表面活性剂第六节、非离子表面活性剂第七节、两性表面活性剂第八节、表面活性剂化学结构与性质的关系第九节、合成洗涤剂及其助剂的性质和作用第十节、表面活性剂的展望第5页/共161页第一节、表面活性剂的定义、应用和发展趋势1、表面活性剂的定义 是一类在很低浓度下就能改变（降低）原溶液表面张力或界面张力的物质。一般在1010-2-2-10-10-4-4mol/Lmol/L，其种类大约有50005000多种。我们国家大约有300300多种。2、表面活性剂的应用 应用于工业、农业、医药、石油、纺织等生产的方方面面。素有工业味精之美誉。第6页/共161页第一节、表面活性剂的定义、应 用和发展趋势3、表面活性剂的发展趋势 该类产品目前有50005000多种，每年大约以6-8%6-8%的速度在增长。第7页/共161页第二节、表面活性剂的化学结构 和分类1、表面活性剂的化学结构特点：1 1）、具有双亲媒性结构；亲油基、亲水基；（憎水基、憎油基）2 2）、具有一定的溶解度；3 3）、界面吸附；4 4）、界面定向排列；5 5）、生成胶束；6 6）、多种功能性。第8页/共161页第二节、表面活性剂的化学结构和分类2、表面活性剂的分类：表面活性剂按能否溶于水或油分为：油溶性表面活性剂 水溶性的表面活性剂水溶性的表面活性剂按溶于水后是否发生电离而分为：离子型表面活性剂 非离子型表面活性剂第9页/共161页第二节、表面活性剂的化学结构 和分类离子型表面活性剂又按电离后产生离子的类型不同而分为：阴离子型表面活性剂 阳离子型表面活性剂 两性表面活性剂等三类第10页/共161页第二节、表面活性剂的化学结构和分类阴离子型的表面活性剂按亲水基的种类不又分为：羧酸盐型表面活性剂 磺酸盐型表面活性剂 硫酸盐型表面活性剂 磷酸盐型表面活性剂等四类第11页/共161页第二节、表面活性剂的化学结构和分类阳离子型的表面活性剂按亲水基种类的不同又分为：胺盐型 季铵盐型等两类两性表面活性剂按亲水基种类的不同又分为：氨基酸型 甜菜碱性两性表面活性剂等两类 第12页/共161页第二节、表面活性剂的化学结构和分类非离子型按非离子种类的不同又分为：聚氧乙烯醚型 多元醇型表面活性剂等两类第13页/共161页第三节、表面活性剂的基本性质和应用原理1、表面活性剂的水溶液2、气-液及液-液界面吸附其吸附量用吉布斯表面吸附式来说明3、液-固界面的吸附液-固界面的吸附，其吸附量与各方面因素（因为固体表面的特性：光滑度、清净度、颗粒度以及是否存在毛细管等）有关；其情况复杂难于统一，一般认为对表面活性剂而言：阳离子阴离子非离子、介质、PHPH值、电解质存在等有关。第14页/共161页第三节、表面活性剂的基本性质和应用原理4、临界胶束浓度的测定（由于表面活性剂水溶液的一些物理性质，如表面张力、渗透压、当量电导、界面张力、去污力等在临界胶束浓度前后大小变化趋势是不一样的，有一个突变的转折点。通过测定临界胶束浓度；一般在1010-2-2-10-10-5-5mol/Lmol/L。1）对于同一类表面活性剂而言，亲水基是一定的，则其溶液的临界胶束浓度随憎水基大小的增加而下降。2）当憎水基数目一定时，非离子型表面活性剂的临界胶束浓度随着亲水基聚氧乙烯醚的聚合度下降而下降。第15页/共161页第三节、表面活性剂的基本性质和应用原理5 5、表面活性剂的值 表面活性剂的值意义(HydrophileLipophile Balance)(HydrophileLipophile Balance)。不同数值大小，其应用的范围是不同的。6 6、表面活性剂的应用原理 主要是利用表面活性剂的基本性质功能与派生的性质功能。如洗涤去污、润湿、渗透、乳化、分散等各种能力。第16页/共161页第四节、阴离子表面活性剂 阴离子表面活性剂是目前世界上产量最大、应用最多的一类表面活性剂；其种类繁多，品种各异；主要用于洗涤行业，其中肥皂占40-50%40-50%；合成洗涤剂占60-50%60-50%。随着生活水平的提高、生产力的进步、科技水平的进步。其用量、产量也将不断增加。阴离子型的表面活性剂包括：羧酸盐型表面活性剂 磺酸盐型表面活性剂 硫酸盐型表面活性剂 磷酸盐型表面活性剂等四大类 以下我们分别介绍其合成反应原理、制造原理、方法、生产工艺过程等。第17页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂（一）肥皂通式：RCOOMe RRCOOMe R中的C C121812181 1、反应原理 皂化法：油脂+碱皂+甘油 中和法：脂肪酸+碱皂+水 由于所用合成方法的不同，其原料也有所不同，同时产物皂的用途也有所不同，所用的碱也不同。一般固体块皂常用钠碱；液体皂常用钾碱，同时不经盐析除去甘油。第18页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂 2 2、原料：主要有碱、油脂、脂肪酸、助剂等 碱 主要采用：NaOHNaOH；KOHKOH；NaCONaCO3 3；NHNH3 3；胺；烷醇胺等。油脂 主要采用不可食用的动植物油脂；牛油、羊油、猪油、椰子油、米糠油、大豆油等。（1 1）熔点 由于油脂的熔点的高低与固体块皂的硬度大小相关。通常熔点高。硬度大，溶解度低。第19页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂（2 2）皂化值 将1 1克油脂进行皂化是所需的氢氧化钠的毫克数；mgNaOH/1gmgNaOH/1g油脂。这与制皂时进行计量碱NaOHNaOH的用量有关。（3 3）中和值 将1g1g脂肪酸就进行中和是所需NaOHNaOH的毫克数mgmg；mgNaOH/1gmgNaOH/1g脂肪酸。（4 4）碘值 100g 100g油脂所能吸收碘的g g数。gIgI2 2/100g/100g油脂。第20页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂 通常根据油脂碘值的高低把油脂分为干性油（碘值130130）半干性油（碘值在100-130100-130之间）不干性油（碘值100100）（5 5）不皂化物含量一般要求1%1%。高于1%1%的油脂不可用于制皂。（6 6）酸值中和1g1g油脂中所含的游离脂肪酸所需氢氧化钠的毫克数mgmg。它体现油脂储存稳定性的高低。第21页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂3、肥皂的油脂配方的拟定 在以油脂为原料制造之前，必须明确所制成肥皂的使用目的和使用条件。如家用洗衣皂、香皂等。为了制成优质肥皂，除了采用最佳的加工工艺外，要选用适宜的油脂，因此拟订肥皂用油脂的配方是非常重要的一环。在拟订油脂配方时要求：保证成品肥皂的质量标准；取得油脂原料的可能性；加工过程中的难易程度；价格适宜，成本低。第22页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂（1 1）、脂肪酸凝固点计算方法拟定配方 其方法依据各单体油脂的脂肪酸凝固点，计算出配方中混合油脂的总脂肪酸凝固点；通常采用算术平均值来计算。一般固体皂凝固点在30-4130-41之间。洗衣皂：高温洗衣皂脂肪酸凝固点：39-4139-41；中温洗衣皂脂肪酸凝固点：37-3937-39；低温洗衣皂脂肪酸凝固点：30-3730-37；香 皂：脂肪酸凝固点：39-4139-41第23页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂例子1 1：用70%70%牛油（43.9 43.9）；10%10%棉籽油（34.6 34.6）；20%20%的椰籽油（23.4 23.4），试判别其配方的合理性？解：混合油脂的脂肪酸的平均凝固点=43.9*70%+34.6*10%+23.4*20%=43.9*70%+34.6*10%+23.4*20%=38.87 =38.87 那么可知：上述配方的油脂适合于制作香皂或高温洗衣皂。第24页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂（2 2）值和S.RS.R值计算法 （ioden number and sapanification number factor)ioden number and sapanification number factor)值是碘值和皂化值因数的英文字母的缩写；S.R S.R（sapanificationsapanification ratio or solubilaty ratio)ratio or solubilaty ratio)值是皂化值英文字母的缩写。值=油脂的皂化值-碘值 它表示油脂制成肥皂的硬度关系；值愈大，硬度愈高；反之，硬度愈低。第25页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂S.RS.R值：它表示肥皂的溶解度和起泡性。S.RS.R值愈大，溶解度愈好，起泡性愈好。1 1）在以牛油为配方中的主要油脂时，其值如下：S.RS.R值=混合油脂的值/牛油的值*牛油的配方率一般要求：洗衣皂中的油脂值：130-160130-160；S.RS.R值：1.3-1.61.3-1.6。香皂中油脂的值:160-180:160-180；S.RS.R值:1.51.5第26页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂如上例的配方：值=150*70%+85*10%+250*20%=163.5=150*70%+85*10%+250*20%=163.5S.RS.R值=163.5/150*70%=1.557=163.5/150*70%=1.557；适合做香皂的配方。2）在以其他油脂时，S.RS.R值如下：S.RS.R值=混合油脂的值/（值130130以上各单体油脂的配方率的乘积之和）第27页/共161页一般要求：洗衣皂中油脂的值：130-160130-160 S.R S.R值：1.1-1.31.1-1.3 皂化值：200-210200-210 碘值：35-5035-50 脂肪酸凝固点T:30-41T:30-41第28页/共161页一般要求香皂中油脂的值:160-180:160-180；S.R S.R值:1.2-1.5:1.2-1.5；皂化值：210-220210-220；碘值：30-4030-40；脂肪酸凝固点T:39-42T:39-42。第29页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂如上例的配方：S.RS.R值=163.5/=163.5/（150*70%+250*20%150*70%+250*20%）=1.057=1.1=1.057=1.1；适合做洗衣皂的配方。4、肥皂的制造方法及其工艺流程（过程）按其工艺操作的连续与否可分为：四种（1）间歇式皂化盐析法：这是制皂最基本的方法。其工艺操作流程如下：第30页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂配方熔油皂化盐析水洗碱析整理调和（干燥、研磨）冷却打印成型。A A配方：按制皂的使用目的要求拟订配方；B B熔油：根据油脂的熔点大小加热熔解；C C皂化：根据皂化值的大小计量皂化用碱量，把碱配制成一定浓度的溶液（20-25%20-25%）。把混合油脂加热至70-9570-95下保温皂化至完全。通常增加3-5%3-5%的碱量。D D盐析：皂化终了后，用饱和食盐水(70)(70)析开、去废液、回收甘油。第31页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂C C水洗：加入清水蒸煮除杂。D D碱析：加入少量的碱补充皂化，把未完全反应皂化的油脂进一步皂化完全。E E整理：加水、或碱拌匀后、静置分层，经整理后得到皂料（皂基）的组成成分为：纯皂：69%69%；水分：30%30%；甘油：0.45%0.45%；食盐：0.5%0.5%；杂质：0.1%0.1%。F F调和：加助剂；即根据生产肥皂的标准（4242型、4747型、5353型、6060型、6565型），添加助剂（泡花碱、香精香料等）；干燥、成型。第32页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂泡花碱的用量%=(=(纯皂中脂肪酸的实际含量-标准型肥皂脂肪酸的含量)/)/标准型肥皂脂肪酸的含量*100%100%如要制成53%53%型的肥皂泡花碱的用量%=%=（69%-53%69%-53%）/53%=30.2%/53%=30.2%如要生产1T1T的纯皂，则需泡花碱302kg302kg。第33页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂（2）小型简单制皂法：小型肥皂厂生产过程简单，无法回收甘油，一般分为皂化、盐析、整理三个工序。（3）中和法：其原理是将油脂在催化剂或高温条件下，使之水解为脂肪酸和甘油，将脂肪酸精制（如真空减压精馏）后用碱中和制皂。此法特点是甘油回收率高，可用低价的纯碱进行中和；又可用氨制成胺皂；能连续生产；缺点是设备费用高。第34页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂（4）酯化皂化法 其原理是先用甲醇与油脂进行酯化交换，分离出甘油，再皂化，回收甲醇，再循环利用。其特点是：甘油回收高，脂肪酸甲酯可精制，皂化速度快完全，可以大规模连续化生产。5、肥皂用添加剂：香皂不加碱性助剂；肥皂加碳酸钠、硅酸钠等。（1）抗硬水剂：泡花碱、三聚磷酸钠等。（2）硬水软化剂：金属离子螯合剂如EDTAEDTA等。第35页/共161页一、羧酸盐型阴离子表面活性剂（3）抗氧化剂：硫代硫酸钠；次亚硫酸钠等。（4）其他助剂：荧光增白剂；氧化漂白剂；香精、色素、杀菌除臭剂；营养剂（羊毛脂、高碳醇）；（二）液体皂：液体皂使用方便卫生；制作简单。一般不除去甘油；同时需要加入一些助剂；皂化用KOHKOH。其生产工艺过程、原理与固体皂（块皂）相近。第36页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂通式：R-SO3Me 磺酸盐型阴离子表面活性剂其产量仅次于肥皂。也是洗涤剂行业中用量产量较多的一类表面活性剂。具有良好的起泡性、乳化、润湿和去污能力。根据R R的不同可分为：烷基苯磺酸盐、仲烷基磺酸盐、-烯烃磺酸盐。又有直链-LAS-LAS型、支链-TPS-TPS型。直链的生物降解能力好，支链的生物降解能力差。根据MeMe的不同：有钠盐、铵盐、烷醇胺盐等。第37页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂（一）烷基苯磺酸盐类：R-CR-C6 6H H4 4-SO-SO3 3MeMe1 1、反应原理：RCRC6 6H H5 5磺化R-CR-C6 6H H4 4-SO-SO3 3H H中和R-CR-C6 6H H4 4-SO-SO3 3MeMe2 2、主要原料：烷基苯通常是由石油化工产品为原料（主要是煤焦油馏分的苯及烷烃、烯烃等12-1812-18碳的馏分）合成而来。第38页/共161页其生产方法有：（1 1）氯化法：R-CHR-CH3 3ClCl2 2氯化R-CHR-CH2 2ClCl与苯烷基化（AlClAlCl3 3）R-CHR-CH2 2C C6 6H H5 5（2 2）石蜡烃裂解法（R-CR-C24-3624-36）：R R 高温裂解 R R1 1-CH=CH-CH=CH2 2(HFHF费克反应)苯烷基化R R1 1-CH-CH2 2CHCH2 2C C6 6H H5 5（3 3）长链烷烃脱氢法：R-CR-C12-1812-18 脱氢NiNi R R1 1-CH=CH-CH=CH2 2(HFHF费克反应)苯烷基化R R1 1-CHCH2 2CHCH2 2C C6 6H H5 5第39页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂（4 4）氯化脱氯化氢法：R-CHR-CH3 3ClCl2 2氯化R-CHR-CH2 2ClCl 脱氯化氢 R R1 1-CH=CH-CH=CH2 2(HF)HF)苯烷基化 R R1 1-CH-CH2 2CHCH2 2C C6 6H H5 5（5 5）齐格勒聚合法：6CH6CH2 2=CH=CH2 2 C C1010H H2121-CH=CH-CH=CH2 2 (HFHF费克反应)苯烷基化 C C1010H H2121-CH-CH2 2CHCH2 2C C6 6H H5 5（6 6）四聚丙烯法：4CH4CH3 3CH=CHCH=CH2 2 用HPOHPO4 4 C C1010H H2121CH=CHCH=CH2 2 (HFHF费克反应)苯烷基化 C C1212H H2525C C6 6H H5 5第40页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂3 3、烷基苯磺酸盐的制法：由于磺化时所采用的磺化剂不同而有四种方法：（1 1）发烟硫酸磺化法：该法特点是设备简单；但酸过量，需分离硫酸。一般按接近理论硫酸量，用提高温度来实现完全磺化。如2525，原料配比：100:130RC100:130RC6 6H H5 5:H:H2 2SOSO4 4 第41页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂 如在4040下，原料配比100:100RC100:100RC6 6H H5 5:H:H2 2SOSO4 4。产物的分离：主要利用R-CR-C6 6H H4 4-SO-SO3 3H H在H H2 2SOSO4 4中的溶解度的差异进行分离；在100%100%的浓H H2 2SOSO4 4中完全可溶；在80%80%的H H2 2SOSO4 4中，会减低溶解度而析出。下面我们学习在3030下的生产工艺流程如下：A、磺化反应过程：在3030下，原料配比：100:110RC100:110RC6 6H H5 5:H:H2 2SOSO4 4，发烟量25%25%的浓H H2 2SOSO4 4。经磺化1 1小时后；可得磺化物R-CR-C6 6H H4 4-SO-SO3 3H H：60-62%60-62%；酸：38-37%38-37%；水：0.5%0.5%；少量未反应的原料油R-CR-C6 6H H5 5。第42页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂B B、洗涤浓缩、分离过程：用一定量（15Kg15Kg）5050的热水洗涤，因为过量的硫酸不除直接中和，产品中的硫酸钠含量较高，产品质量差。经分层除去废酸。分离后：上层：85%85%的R-CR-C6 6H H4 4-SO-SO3 3H H；10-15%10-15%的硫酸；少量的未反应的油RCRC6 6H H5 5。下层：含废酸液经处理除去。第43页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂C C、中和过程：中和剂：NaOHNaOH、NaNa2 2COCO3 3、NHNH3 3、烷醇胺等；中和温度：5050pHpH值：6-86-8终点；（2 2）三氧化硫磺化法（SOSO3 3）：该法的特点是酸不必过量使用。但SOSO3 3很不稳定，且反应性极强。为了控制反应速度，反应避免以高浓度的SOSO3 3与烷基苯接触，采用稀释剂（如空气、惰性气体等分散，稀释到SOSO3 3含量为2-5%2-5%）来调节。因为H H2 2O O与SOSO3 3接触反应极快，易发生爆炸性反应，同时引起聚合反应，且保存液体SOSO3 3较难，需要稳定剂来实现，处理难度大。第44页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂（3 3）浓硫酸磺化法：（4 4）硫磺直接燃烧法:其反应原理是将硫磺燃烧后产生SOSO2 2气体，再用V V2 2O O5 5作催化剂进行氧化生成SOSO3 3，直接与烷基苯进行磺化，最后中和成盐的方法。4 4、烷基苯磺酸盐制品的性质：由于烷基苯磺化时，形成的结构不同，其性质也有不同；因烷基苯的碳原子的个数不同，其性质也各不相同。如去污力、起泡发泡性、润湿性、吸湿性、溶解度、表面张力等都不一样。第45页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂（1 1）磺酸盐在苯环上的位置不同：常有邻位O O型、对位P P型、间位M M型三种，经研究其对位P P型产品的去污力最好；起泡性三者几乎相同；渗透性、溶解性等邻位O O型、间位M M型良好；一般在磺化时生成对位较多。（2 2）烷基大小及结构的不同：A A、直连烷基苯磺酸盐，其去污力随着C C链的增加而增加。从9 9个C C至1818个C C左右去污力最大；而起泡力C C数12-1412-14最好。第46页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂B B、支链烷基苯磺酸盐，C C数在12-1412-14时、去污力最大、起泡力最好。但与同碳数的直链烷基苯相比其去污力要差些，而润湿性却要好。全面衡量其性能不论直链或支链烷基苯磺酸盐，R R中的C C数在12-1412-14时其性能最好。对油脂类的污垢，烷基苯磺酸盐的去污力很强。常用于复配制成粉末状洗衣粉。第47页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂（二）仲烷基磺酸盐（SASSAS）其结构：R R2 2CH-SOCH-SO3 3MeMe1 1、反应原理：R R磺化RR2 2CH-SOCH-SO3 3H H中和RR2 2CHSOCHSO3 3MeMe（1 1）磺氧化法：利用C C数在14-1814-18的烷烃。C C14-1814-18H H30-3830-38+O+O2 2+SO+SO2 2+H+H2 2O 40O 40紫外线磺化 R R2 2CH-SOCH-SO3 3H H中和RR2 2CHSOCHSO3 3MeMe如：C C1616H H3434+O+O2 2+SO+SO2 24040紫外线磺化 R R2 2CH-SOCH-SO3 3H H中和NaOHRNaOHR2 2CHSOCHSO3 3NaNa（2 2）磺氯化法：R R2 2CHCH3 3+O+O2 2+Cl+Cl2 23030磺氯化 R R2 2CH-SOCH-SO2 2ClCl中和NaOHRNaOHR2 2CHSOCHSO3 3NaNa第48页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂2 2、仲烷基磺酸盐（SASSAS）的性质：它与LASLAS（直链烷基苯磺酸盐）很相似；其洗涤去污力、发泡性、水溶性较好。主要用作复配液体洗涤剂。如餐具洗涤剂。制作固体粉状时由于易粘结、不松散；使用不方便。（三）-烯烃磺酸盐（AOSAOS）1 1、反应原理：（1 1）磺化反应：R R1 1-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH=CHCH=CH2 2+SO+SO3 3 磺化 R R1 1-CH=CH-CH=CH-CHCH2 2-CH-CH2 2SOSO3 3H H、R R1 1-CH-CH2 2-CH=CH=CHCH2 2-CH-CH2 2SOSO3 3H H（40%40%）；和内酯形式60%60%；第49页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂（2）中和反应：内酯形式的（60%60%）在中和时又会形成33%33%烯烃磺酸盐，67%67%的羟基烷烃磺酸盐.整个反应在140-180140-180、10-3010-30分钟内即可完成。综上所述可知，经反应后生成物中约有60%60%烯烃磺酸盐，40%40%的羟基烷烃磺酸盐。该法生产工艺简单，原料成本低。2、-烯烃磺酸盐（AOSAOS）的性质：第50页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂 它与LASLAS类似性质，特别是对皮肤的刺激性弱、生物降解能力强。常用于液体洗涤剂的配制。（四）含酯键及酰胺键的磺酸盐：R R中含有酯键及酰胺键结合的磺酸盐。其合成方法与上面的三种不同。主要产品有渗透剂OTOT及胰加漂T T等。1 1、渗透剂OTOT（1 1）反应原理：第51页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂2-2-乙基己醇与顺丁基二酸酐酯化后与亚硫酸氢钠加成反应制的。（2 2）产品性能：不耐酸、不耐碱；渗透性快、均匀；润湿性、发泡性均良好。主要用作纺织纤维染色助剂；也用作农药乳化剂。2 2、胰加漂T T（Igepont;Hostapon;Arkopon):Igepont;Hostapon;Arkopon):(1)(1)反应原理：油酰氯与N-N-甲基牛磺酸钠经缩合反应而成。整个工艺分三步进行。第52页/共161页二、磺酸盐型阴离子表面活性剂A、羟乙基磺酸钠的合成：环氧乙烷+亚硫酸钠加成而成；B、N-甲基牛磺酸钠的合成：甲胺与羟乙基磺酸钠缩合而成；C、胰加漂T的合成：油酰氯与N-N-甲基牛磺酸钠缩合而成。（2）产品的性能：具有洗净、均染、渗透、乳化性能。主要应用于纺织印染工业、用于动物纤维的洗净剂和印染，能改善羊毛的手感和光泽。第53页/共161页三、硫酸酯盐型阴离子表面活性剂通式：R-O-SOR-O-SO3 3MeMe（一）反应原理：凡是能与硫酸发生硫酸酯化反应的物质均可作增水基的原料，生产制备硫酸酯盐型阴离子表面活性剂。如脂肪醇ROHROH；烯烃R R1 1-CH=CH-CH=CH2 2。（二）原料：脂肪醇；脂肪醇聚氧乙烯醚；天然不饱和油脂；不饱和脂肪酸；不饱和脂肪酸低级醇的酯；不饱和烯烃等含羟基和不饱和键物质。第54页/共161页三、硫酸酯盐型阴离子表面活性剂（三）各类硫酸酯盐的合成、性能及应用1 1、脂肪醇硫酸酯盐(FAS)(FAS)：R-O-SOR-O-SO3 3Me Me；R R：C C8-18,8-18,C C12-1812-18的较多。(1)(1)脂肪醇原料的来源：A A、由天然油脂加工而来：椰子油还原醇（高压还原法）C C1212；牛油还原醇C C1818；不饱和脂肪酸还原醇（金属还原法）；B B、天然脂肪醇：抹香鲸油醇；C C、化学合成脂肪醇：羰基合成法及阿尔费尔法；第55页/共161页三、硫酸酯盐型阴离子表面活性剂羰基合成法：R-CHR-CH3 3ClCl2 2氯化R-CHR-CH2 2ClCl 脱氯化氢 R R1 1-CH=CH-CH=CH2 2(CO+HCO+H2 2)高温高压还原 R R1 1-CHCH2 2CHCH2 2CHO CHO H H2 2还原 R R1 1-CHCH-CHCH2 2CHCH2 2OHOH阿尔费尔法：CHCH2 2=CH=CH2 2+H+H2 2+Al+Al Al(CAl(C2 2H H5 5)3 3 用C C2 2H H4 4加成 Al(R)Al(R)3 3 用O O2 2氧化 Al(OR)Al(OR)3 3 ROHROH；通常合成有C C4-204-20的醇，较为适用的C C12-2012-20的醇。（2 2）脂肪醇硫酸酯盐(FAS)(FAS)合成方法第56页/共161页三、硫酸酯盐型阴离子表面活 性剂A A、饱和醇：有浓硫酸酯化法；发烟硫酸酯化法；三氧化硫法及氯磺酸法ClSOClSO3 3H H等；而后中和成盐。B B、不饱和醇：由于采用上述方法，其双键也能结合硫酸或被磺化，而有不同的产物。为了防止硫酸在双键上进行反应，必须采用特殊的硫酸酯化的方法，进行选择性酯化。如采用浓硫酸在1515下进行酯化。第57页/共161页三、硫酸酯盐型阴离子表面活 性剂（3 3）脂肪醇硫酸酯盐(FAS)(FAS)的性能 FASFAS的浓度一般在25-40%25-40%。接近无色或淡黄色膏状物，其中碳链为C12-14C12-14的发泡力最好、低温洗涤性好。随着洗涤温度的提高，最佳的洗涤性能的链长也增加。如牛油醇C18C18醇硫酸酯盐在6060，甚至沸腾下也可。其中油醇洗涤力强。2 2、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐（AESAES）(1)(1)合成反应原理：脂肪醇+环氧乙烷加成脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸化 中和成盐第58页/共161页三、硫酸酯盐型阴离子表面活 性剂（2 2）原料：脂肪醇：采用碳C12-14C12-14的椰子油醇等；硫酸化剂：SOSO3 3、H H2 2SOSO4 4.SOSO3 3、ClSOClSO3 3H H、H H2 2NSONSO3 3H H等。中和剂：NaOHNaOH、NHNH3 3、NHNH2 2CHCH2 2CHCH2 2OHOH等烷醇胺；（3 3）AESAES制备方法：采用SOSO3 3硫酸化法。（4 4）AESAES性能：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐（AESAES）对硬度不敏感，生物降解性能优异。由于在醇上引入醚链而成本低。同时不刺激皮肤，可与非离子型表面活性剂复配制成各种剂型。如香波、餐具洗涤剂、轻垢型、重垢型洗涤剂等。可反复产生泡沫。市场大。第59页/共161页三、硫酸酯盐型阴离子表面活 性剂3 3、硫酸化油：主要与-CH=CH-CH=CH-反应。最为著名的产品有土耳其红油、蒙渃波尔油等。（1 1）反应原理：就是将不饱和油脂或不饱和石蜡烃经硫酸化再中和所得物质的总称。常根据结合的SOSO3 3量/总的脂肪量来区分为：低度红油，结合的SOSO3 3量在5-10%5-10%，如土耳其红油；高度红油，结合的SOSO3 3量在40%40%以上，如蒙渃波尔油。（2 2）性能：主要用于纺织纤维的印染助剂。纺纱油剂、纤维整理剂等复配原料，较少单独作为商品出售。第60页/共161页三、硫酸酯盐型阴离子表面活 性剂4、硫酸化脂肪酸酯：属于红油的改良品种。（1）反应原理：就是不饱和脂肪酸的低级醇的酯经硫酸化，再中和的产物。（2）原料：常用的有油酸丁酯、蓖麻油醇酸丁酯等。（3）性能：这些属于红油的改良品种，性能有所提高，结合的硫酸量常为12.5-20%12.5-20%；渗透力强，常用作低泡染色助剂。5、硫酸化不饱和脂肪酸：第61页/共161页三、硫酸酯盐型阴离子表面活 性剂（1 1）反应原理：将不饱和脂肪酸或盐经硫酸化再中和的产物。（2 2）原料：有不饱和脂肪酸及合成的不饱和脂肪酸、硫酸化剂及中和剂等。（3 3）性能：其性能与AESAES颇为相似。6 6、硫酸化烯烃：（1 1）反应原理：常用C12-18C12-18的-烯烃与硫酸化剂反应后中和制得的洗涤剂。第62页/共161页三、硫酸酯盐型阴离子表面活 性剂（2）原料：-烯烃：油页岩石油、低温煤焦油等。常用：齐格勒聚合法制取；石蜡裂解法制取；长链高级烷烃脱氢法制取。硫酸化剂：一般常用浓硫酸即可，烯烃：酸=1:2=1:2，短时间反应便可完成。中和剂：NaOHNaOH、NHNH3 3、NHNH2 2CHCH2 2CHCH2 2OHOH等烷醇胺第63页/共161页三、硫酸酯盐型阴离子表面活 性剂（3 3）性能：具有良好的渗透力。重要的产品有梯波尔“Teepol”Teepol”，是由石蜡烃经高温裂解得到的C12-18 C12-18 的-烯烃制得的产物。第64页/共161页四、磷酸酯盐型阴离子表面活性剂1、反应原理：高级醇与磷酸化剂酯化再中和的产物。其品种较少，有单酯和双酯两种。2、原料：高级醇：ROH:PROH:P2 2O O5 5=2:1-4:1=2:1-4:1磷酸化剂：P P2 2O O5 5、焦磷酸、POClPOCl3 3；中和剂：NaOHNaOH第65页/共161页四、磷酸酯盐型阴离子表面活性剂3、性能：单酯溶于水，双酯难溶于水，由于是酯键结合，不耐酸不耐硬水。酸式盐溶解度低，碱金属盐易溶于水；它具有优良的抗静电、乳化、防锈和分散等性能。常用于纺织纤维、化工、国防、金属加工、轻工等部门。第66页/共161页五、其他形式阴离子表面活性剂 上述介绍的是一些产量大，应用面广的阴离子型表面活性剂，主要是用于洗涤剂及纤维印染助剂。还有一些是上述特点并不突出，却又种种不同的特殊用途。可分为两类：第一类是产量很大，但表面活性剂的特点并不突出产品。如木质素磺酸盐；烷基萘磺酸甲醛聚合物。常用作分散剂、浮选剂、成型剂等。第二类是产量很小，却又特殊用途的产品。如聚氧乙烯醚羧酸盐；主要用于化妆品和个人洗浴用品。第67页/共161页第五节 阳离子表面活性剂一、概述1、结构形式：由亲油基与带阳离子的亲水基构成；目前主要带阳离子的是N N的各种形式，其种类有：胺盐型（伯胺盐型、仲胺盐型、叔胺盐型）及季铵盐型两类。此外还有一些特殊形式的：如吡啶盐型、吗啉型、咪唑啉型等。第68页/共161页2、性质：这类表面活性剂虽然去污力差，但却有很强的杀菌力，所以常用作杀菌剂、消毒剂。其中季铵盐型的杀菌力最强，与非离子型表面活性剂可复配制成具有杀菌性的洗涤剂。其杀菌机理主要是阳电荷对细菌具有较高的吸附作用，能够夺取细菌的生理活性机能，而使蛋白质变性等作用。第69页/共161页一、概述如：十八烷基二甲基苄基氯化铵是国外公认的杀菌消毒剂。3、制造方法（合成方法）（1）采用相应的胺与酸中和制成胺盐型的阳离子表面活性剂；如：RNHRNH2 2 、R R2 2NHNH、R R3 3N N；若中和时不用强酸，而用弱酸如甲酸、乙酸等，同样可制成胺盐型的阳离子表面活性剂。（2）采用相应的叔胺与烷化剂进行季铵化制成季铵盐型的阳离子表面活性剂。第70页/共161页一、概述 那么直接或间接用于制取胺盐型、季铵盐型的阳离子表面活性剂的原料有：高级胺有：十二胺C C1212H H2525NHNH2 2、十八胺C C1818H H3737NHNH2 2等。低级胺有：乙醇胺类（单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺）；聚乙烯多胺类（二乙撑三胺、三乙撑四胺等）；乙二胺类；氨乙基乙醇胺类（氨乙基单乙醇胺、氨乙基二乙醇胺）；吡啶；胍；吗啉；肼等。烷化剂：卤化物；苄基氯；卤化烷烃；硫酸甲酯、乙酯；环氧乙烷；环氧氯丙烷等。第71页/共161页二、胺盐型的阳离子表面活性剂 伯胺盐型、仲胺盐型、叔胺盐型总称胺盐类。因其性质相似，难于区分，同时产物中的伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐常常混合在一起，其合成方法类似。所以我就不分开一一介绍。1、由高级胺直接制备的胺盐型阳离子表面活性剂（1）原料：主要原料高级胺的制备A、由高级脂肪酸或油与氨共热制取。第72页/共161页二、胺盐型的阳离子表面活性剂油 水解 RCOOH+NHRCOOH+NH3 3 在300-350300-350，0.4-0.6Mpa0.4-0.6Mpa R RCOONHCOONH4 4 -H H2 2O O R RCONHCONH2 2 -H H2 2O O R RCN CN+H H2 2(Ni)(Ni)R RCHCH2 2NHNH2 2 B、醇解法R ROH+NHOH+NH3 3 在380-400380-400，12.16-17.23Mpa12.16-17.23Mpa 镍土矿石 R RNHNH2 2+H+H2 2O O （2）胺盐型的阳离子表面活性剂的合成其合成方法简单：一般由相应的胺用酸中和成盐即可。第73页/共161页二、胺盐型的阳离子表面活性剂RNH2、R2NH、R3N 在60-80，加入酸中和如HClHCl RNH3ClCl。（3 3）产品的性能及应用 由于其亲水性不是很强，水溶液的去污力较差，一般不用作洗涤剂；但常用作浮选剂、分散剂、乳化剂、防水处理剂。其发泡力好，不刺激皮肤。如工业上用椰子油可制取以十二胺为主的椰子胺；用牛油可制取以十八胺为的牛脂胺；有松香可制取廉价的松香胺，此外，高级胺的环氧乙烷的加成物，可制成非离子与阳离子构成的两性表面活性剂。可作染色助剂。第74页/共161页二、胺盐型的阳离子表面活性剂2、由低级胺间接制成的胺盐型阳离子表面活性剂 由于高级胺价格昂贵，其成本高，为寻找廉价的产品而开发了一系列价廉质优的产品。如由脂肪酸与低级胺反应即可得到各种性能良好的阳离子表面活性剂。低级胺：乙醇胺类（单乙醇胺、二乙醇胺）；聚乙烯多胺类（二乙撑三胺、三乙撑四胺等）；乙二胺类；氨乙基乙醇胺类（氨乙基单乙醇胺、氨乙基二乙醇胺）；吡啶；胍；吗啉；肼等。第75页/共161页二、胺盐型的阳离子表面活性剂（1 1）SoromineSoromine（索罗明）A A型阳离子表面活性剂：C C1717H H3535