精细化工工艺学(第三版)-第2章表面活性剂.ppt

什么是表面活性剂 定义：表面活性剂是指在加入少量时就能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质 。 表面活性剂达到一定浓度后可缔合形成胶团，从而具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。 2.1.1 表面活性剂与表面张力 基本概念 表面：凝聚体与气体之间的接触面 界面：凝聚体与凝聚体之间的接触面 表面张力：液体表面产生的使表面收缩的力。mN/m 2.1.2 表面活性剂的特点 2.1.3 表面活性剂的分类 通常按离子类型分类：在水中能电离而生成离子的叫离子表面活性剂；不能电离的叫非离子表面活性剂，占总量1/4。 在离子表面活性剂中，亲水基团带有负电荷的叫阴离子表面活性剂，占总量2/3； 亲水基团带有正电荷的叫阳离子表面活性剂，占总量6%。 视溶液酸碱度不同而离解成阴离子或阳离子的则称为两性表面活性剂，占总量3%。 阴离子表面活性剂 1、烷基苯磺酸盐 用于制造洗涤剂的烷基苯中烷链长度一般为C10~C13。链较短者溶解度大，可用于配置液体洗涤剂，用于洗衣粉时，多为C12~C13 烷基苯。 烷基苯磺酸钠亲水基团为磺酸基与疏水基团烷基苯间连接是C-S键，因而他的耐水解稳定性很好，在热的酸或碱中很稳定。 2、仲烷烃磺酸盐（SAS） SAS有与LAS类似的发泡性和洗涤效果，且水溶性好。其主要用途是复配成液体洗涤剂，如液体家用餐具洗涤剂。SAS的缺点是，用它作为主要成分的洗衣粉发粘、不松散。因此只用于液体配方中。 3、α-烯烃磺酸盐（AOS） AOS与LAS的性能相似。但对皮肤的刺激性稍弱，生化降解的速度也稍快。由于它的生成工艺简便，原料成本低廉，因此，AOS一直有很大的吸引力。AOS的主要用途是配制液体洗涤剂和化妆品。 4、脂肪醇硫酸盐（FAS） 又叫烷基硫酸盐。这类活性剂中最重要的品种是基于椰子油的C12~C14和基于牛油的C16~C18烷基硫酸盐，如十二烷基硫酸盐（月桂醇硫酸盐）。它们的抗硬水性较好，但耐水解能力较差，尤其在酸性介质中，易水解成脂肪醇与硫酸盐。 FAS的主要用途是配制液状洗涤剂、餐具洗涤剂、各种香波、牙膏、纺织用润湿和洗净剂以及化学工业中的乳化聚合。此外，粉状的FAS可用于配制粉状清洗剂、农药用润湿粉剂。 5、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES） 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐又称脂肪醇硫酸盐。由于分子中加入了乙氧基使其具有很多优点，如抗硬水性强，泡沫适中而稳定，溶解性好。缺点是在酸性和强碱性条件下不稳定，易于水解。 AES采用C12～C14的椰油醇为原料，有时也用C12～C16醇，与2～4分子环氧乙烷缩合。再进一步进行硫酸化，中和可用氢氧化钠、氨或乙醇胺。 非离子表面活性剂 非离子表面活性剂因在水中不电离以及能够精细地改变分子结构而具有独特的性质。 非离子表面活性剂去除油性污垢的能力很强，而且具有防止污垢在合成纤维表面再沉积的能力。它们的临界胶束浓度也比离子型表面活性剂低一到二个数量级。 1、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO） 脂肪醇聚氧乙烯醚是近代非离子型表面活性剂中最重要的一类产品。目前几乎在 各类洗涤剂中，都或多或少用到这类表面活性剂。 2、烷基酚聚氧乙烯醚 （OP） 烷基酚聚氧乙烯醚在非离子型表面活性剂中仅次于AEO，占第二位。其中最重要的是壬基酚聚氧乙烯醚，商品牌号为乳化剂OP系列产品。它具有优良的洗涤性能，价格较低。缺点是生物降解性差，对鱼类有毒性。 阳离子表面活性剂 所有工业上的阳离子表面活性剂都是有机氮化合物的衍生物。它们大致可分为两类：一类是胺盐型阳离子表面活性剂；另一类则是季铵盐型阳离子表面活性剂，在化合物本身的分子中带有正电荷。 阳离子表面活性剂很少作清洗用。主要用作抗静电剂，织物的柔软剂。此外，阳离子表面活性剂也可用于防霉和杀菌。 苯扎氯铵(洁尔灭) 苯扎溴铵(新洁尔灭)等 两性表面活性剂 两性表面活性剂基本不刺激皮肤和眼睛。 在相当宽的pH值范围内都有良好的表面活性作用。 与阴离子、阳离子、非离子型表面活性剂都可以兼容。 用作洗涤剂、乳化剂、润湿剂、发泡剂、柔软剂和抗静电剂。 卵磷脂： 氨基酸型和甜菜碱型： 氨基酸型：R-NH+2-CH2CH2COO－ Tego 甜菜碱型：R-N+(CH3)2-COO—。 2.1.4 表面活性剂的理化特性 表面活性剂的应用性能取决于分子中亲水和亲油两部分的组成和结构，这两部分的亲水和亲油能力的不同，就使它的应用范围和应用性能有差别。表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值，就称为亲水亲油平衡值，简称HLB值。 石蜡HLB值=0，聚氧乙烯HLB值=20（非离子型） 油酸HL