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表面活性剂化学 表面活性剂化学及工艺学Surfactants Chemistry and  Manufacture Technology 本课程的性质和任务 表面活性剂化学及工艺学是专业必修课。 表面活性剂作为精细化工的一个重要分支，既可单独作为产品，也可与其他助剂配合后作为产品，应用范围涉及工业、农业等领域。 通过本课程的学习，学生将对常用表面活性剂的合成原理及工艺有系统、全面的了解和掌握。 通过系统学习表面活性剂的基本知识，为解决工业生产、科学研究、产品开发中遇到的实际问题打下坚实的基础。 选用教材及教学参考书 教材：王世荣编《表面活性剂化学》.北京: 化学工业出版社, 2006年6月第一版 教学参考书： 李和平主编《精细化工工艺学》.北京: 科学工业出版社, 1997年8月第一版 宋启煌主编《精细化工工艺学》（第二版）.北京: 化学工业出版社, 2004年1月 肖进新，赵振国编著《表面活性剂应用原理》.北京: 化学工业出版社, 2003年5月 李宗石主编《表面活性剂化学及工艺学》.化学工业出版社 绪论 表面活性剂是当今最重要的工业助剂，其应用已渗透到几乎所有工业领域。在许多行业中，表面活性剂起到画龙点睛的作用，作为最重要的助剂常能极大地改进生产工艺和产品性能。 1.1表面活性剂的发展 1 肥皂的应用 关于肥皂起源的考证——碱与脂肪的反应； 16世纪法国马赛肥皂的工业化； 制碱术的实用化——路布兰制碱法； 油脂提炼技术的进步——脱色精炼术； 运输业的发展——廉价原料。 中国制皂业 20世纪初，在上海建立了我国第一家制皂厂； 1950年，全国年产量4万吨； 90年代，全国年产量达140万吨； 目前，每年维持略减。 2 合成洗涤剂——肥皂偏碱性，不耐硬水(Ca++, Mg++)。 二十世纪初人类开始寻找肥皂代用品。 二战前： 1917年德国BASF公司开发烷基萘磺酸盐。由于长碳链卤代烃价格太高，一般采用氯丁烷与萘反应得丁基萘，然后磺化即得。 C4H9-C10H6-SO3Na 特点：亲水性太好，不能用作洗涤剂，为常用的润湿剂、分散剂，俗称拉开粉。 此后，蓖麻油酸合成的脂肪酸丁酯磺酸盐，同样亲水性太好，只能用作润湿剂。 1928年，脂肪醇硫酸钠（例如：C12H25OSO3Na） 去污力强，泡沫丰富，但价高，而且在热酸 中易水解，没能很快推广。 1930年，脂肪醇、酸、胺的聚氧乙烯醚，为最早的非离子表面活性剂，耐硬水极好，但也因价格太高而无法推广。 RO(C2H4O)nH RCOO(C2H4O)nH RN(C2H4O)n (C2H4O)mH RCONH(C2H4O)nH (b) 二战后：十二烷基苯磺酸钠作为最早的合成洗涤剂正式上市ABS，60年代后为LAS取代。 (ABS): 4 CH3CH=CH2 + C6H6 ? C12H25(C6H5) (LAS): Linear Alkyl Benzene Sulfonate (c) 20世纪70年代脂肪醇价格下降，非离子表面活性剂正式登场。 特点：CMC极小，中性 3 表面活性剂的发展 从洗涤剂?润湿、乳化、分散、浮选、增溶 表面活性作用?抗静电、抗菌、平滑、柔软 发展特征：单一用途?多用途 民用为主?工业用为主 表面活性作用?兼用次要作用 工业味精——用量少、作用大。 结构： 工业用/民用 比上升 工业用占总量的比例： 发达国家平均50-55% 95年日本为70%，其中，清洗仅占20% 95年中国为39.6%，主要是清洗用。 品种： 全世界达5000种以上 中国已达1100种 其中，阴离子型非离子型阳、两性离子型 趋势——绿色、高效、低成本 绿色、无毒、无环境污染（生产无污染和使用无污染即可生物降解）。中国已在60年代后期完成用LAS替代ABS; 高效、功能性强、稳定性好 表面活性剂的发展趋势：绿色是主流，多功能、专业化、分子设计是研究方向 对人体安全、无刺激，对环境无污染（生物降解性好、低毒）的表面活性剂称为绿色表面活性剂。 含硅、氟、硫特种表面活性剂和含磷两性表面活性剂，已在化妆品、汽车防挡玻璃、农膜、油田等领域推广应用。通过分子设计开发出兼具破乳、脱水、降凝等多功能的破乳剂，无磷高分子表面活性剂型水处理剂等。 1.2 表面活性剂的结构特点和分类 1、基本概念 （1）表面与界面(Surface and Interface)— 物质相与相之间的分界