第02章表面活性剂祥解.ppt

n n = 1~6 油溶性 n ＞ 8 水溶性，浊点＞50oC n = 8~9 润湿性、去污力、乳化性 能皆佳 n ＞10 润湿性、去污力下降，浊 点升高 特点 化学性质稳定 耐酸碱 耐高温 耐氧化剂 不易生物降解 渗透剂 乳化剂 洗涤剂 剥色剂 R-NH2·HCl 伯胺盐 CH3 | R-N-HCl 仲胺盐 | H CH3 | R-N-HCl 叔胺盐 | CH3 胺盐型 该类产物是弱酸的盐，在酸性条件下具有表面活性， 在碱性条件下，胺游离出来而失去表面活性， 因面使它的使用受到限制。 无杀菌能力 纤维柔软剂 匀染剂 浮选剂 an 四声 二、合成方法 由于胺的氮原子上有未共享的电子对，具有亲核作用，能接受质子，因此，季铵化反应为亲核取代反应。影响季铵化反应的因素如下。 1. 胺类碱性的强弱 一般胺类的碱性强，其亲核性也强，季铵化反应容易进行，反应速率快。 pKb6的胺在室温下与CH3I反应，易于生成季铵盐； pKb在6～10的胺在加热的条件下才能生成季铵盐； pKb10的胺在醇中加热至沸也不会生成季铵盐。 吡啶的碱性(pKb8.8)小于三乙醇胺(pKb3.24)，它在高温和长时间下才能完成这一反应。 吡啶环上是否连接有烷基也会影响其碱性。 2. 空间效应的影响 季铵化的难易也受到空间效应的影响。 单烷基二甲基叔胺的季铵化速率并不随链长的增加(C6～C16)而降低； 二烷基甲基叔胺，链长对季铵化速率产生一定的影响； 三烷基胺烷基碳链的长度则肯定影响其反应速率。 3. 烷基化剂中卤素的影响 卤代烷反应的难易与卤素键能的大小有关。烷基化速度由键能较小的I向键能较大的F递减：IBrC1F 4. 烷基化剂中烷基的影响 CH3-CH3CH2-(CH3)2CH-(CH3)3C- 5. 溶剂的影响 极性溶剂如甲醇、苯甲醇的存在可促进长链季铵盐的合成。醇中加入一部分水也可取得良好的结果. 非极性溶剂对反应的影响较小。 三、典型季铵盐型 R1 | R2-N+-CH3 X- 季铵盐 | R3 季铵盐与胺盐不同，它在碱性和酸性介质中都能溶解，且离解为带正电荷的表面活性离子。 季铵盐洗涤能力差但杀菌能力强，在阳离子表面活性剂中的地位最为重要，产量也最大。 高级卤代烷与低级叔胺 水介质 60-80oC 醇介质 回流 十二烷基三甲基溴化铵 1231-Br 十六烷基三甲基溴化铵 1631-Br Br- 溴 含苯环的季铵盐 氯化苄 80 - 90oC 3h 十二烷基二甲基苄基氯化铵 1227 /洁尔灭/TAN 高级烷基叔胺与低级卤代烷 1 洁尔灭 1227是一种非氧化性杀菌剂，具有广谱、高效的杀菌灭藻能力，并具有一定的分散、渗透作用和一定的缓蚀作用，因此广泛应用于石油、化工、电力、纺织等行业的循环冷却水系统中用以控制循环冷却水系统菌藻滋生。 十二烷基二甲基苄基氯化铵 1227 /洁尔灭/TAN 新洁尔灭 低级叔胺与高级卤代烷 性能更为优异的杀菌剂 十二烷基二甲基苄基溴化铵 阳离子活性剂1227易溶于水，稳定性良好，能耐热、耐光、耐压、无挥发性 但所带离子性与阴离子表面活性剂恰好相反 所以二者不能与阴离子表面活性混在一起使用，若混合， 则产生沉淀并失去效能。 ? 双子表面活性剂 DTAB, 8-2-8, 12-2-12 and 16-2-16的表面张力与浓度关系 Surfactant cmc (wt%) gcmc (mN/m) C20 (wt%) cmc/ C20 DTAB 0.377 37.6 0.0758 4.97 8-2-8 0.292 36.6 0.0386 7.55 12-2-12 0.0534 30.1 0.00548 9.73 16-2-16 0.106 35.3 0.0125 8.49 DTAB, 8-2-8, 12-2-12 和 16-2-16的表面张力 （1）表面张力 亲水头基不同的双子表面活性剂表面张力与浓度关系 与对应的传统表面活性剂相比，双子表面活性剂具有高的表面活性，能够高效的降低水的表面张力 表面活性剂的cmc, gCMC and C20 数据 Sample cmc (mmol/L) C2