精细化工生产技术-第2章-1.ppt

2.7.1 氟碳表面活性剂 氟碳表面活性剂是由亲水基团和疏水基团两部分所组成，但以氟碳链代替通常的疏水基团碳氢链。由于氟碳链具有极强的疏水性及比较低的分子内聚力，因而其表面活性剂水溶液在很低浓度下呈现高的表面活性。 2.7.1 氟碳表面活性剂 氟碳表面活性剂的合成包括含氟疏水链的合成及亲水基团的引入；工业上制取氟碳链主要有电解氟化法、调聚法和全氟烃齐聚法，此处简要介绍一下电解氟化法： 2.7.2 含硅表面活性剂 以硅烷基链或硅氧烷基链的亲油基，聚氧乙烯链、羧基、磺酸基或其他极性基团为亲水基所构成的表面活性剂为含硅的表面活性剂。它是除含氟碳表面活性剂外的优良表面活性剂类型。 2.7.2 含硅表面活性剂 （一）含硅非离子表面活性剂的合成 1.羟代甲基衍生物与环氧乙烷的反应 2.7.2 含硅表面活性剂 2.含氢硅氧烷和含烯基聚醚的加成 2.7.2 含硅表面活性剂 （二）阳离子含硅表面活性剂的合成 阳离子含硅表面活性剂可以通过含卤素的硅烷及硅氧烷与胺类反应来完成，其反应式如下： 2.7.2 含硅表面活性剂 （三）阴离子含硅表面活性剂的合成 利用丙二酸酯中次甲基氢的活性，以及水解后丙二酸受热脱羧的特性，使其和含卤素的硅烷成硅氧烷反应： 2.7.3 生物表面活性剂 微生物在一定条件下，可将某些特定物质转化为具有表面活性的代谢产物，即生物表面活性剂；生物表面活性剂是由细菌?酵母菌和真菌等多种微生物在一定条件下分泌出的代谢产物，如糖脂、多脂、脂肽或中性类脂衍生物等； 2.7.3 生物表面活性剂 根据其亲水基的类别，生物表面活性剂可分为5类：1）糖脂类，亲水基可以是单糖、低聚糖或多糖2）氨基酸酯类，是以低缩氨基酸为亲水基3）中性脂及脂肪酸类4）磷脂类5）聚合物类，其代表物有脂杂多糖、脂多糖复合物、蛋白质、多糖复合物等。 * * * * * * 2.4.2 聚氧乙烯类非离子表面活性剂 其反应过程如下： 2.4.2 聚氧乙烯类非离子表面活性剂 （三）脂肪酸聚氧乙烯酯的生产 由于脂肪酸来源广而丰富，成本较低，并且脂肪酸聚氧乙烯酯具有低泡和生物降解性好的特点，而得到广泛的使用。 脂肪酸聚氧乙烯酯的结构式为： 2.4.3 脂肪酸多元醇酯类非离子表面活性剂 脂肪酸多元醇酯简称羟酸酯,是多元酸的部分脂肪酸酯;脂肪酸多元醇酯具有良好乳化性、分散性、润滑性和增溶性，因而广泛用于食品、医药、化妆品、纺织印染、金属加工等工业。 2.4.3 脂肪酸多元醇酯类非离子表面活性剂 （一）脂肪酸甘油酯 1、酯交换法生产 脂肪酸甘油酯工业上常用油脂和甘油的酯交换反应来制取，其化学反应式如下： 2.4.3 脂肪酸多元醇酯类非离子表面活性剂 2.直接酯化法生产 脂肪酸甘油酯也可用脂肪酸和甘油直接酯化来生产,其化学反应式如下: 2.4.3 脂肪酸多元醇酯类非离子表面活性剂 3.间歇式酯化装置（2-12） 2.4.3 脂肪酸多元醇酯类非离子表面活性剂 （二）失水山梨醇脂肪酸酯及其衍生物 1.失水山梨醇脂肪酸酯 失水山梨醇脂肪酸酯是羟酸酯表面活性剂中的重要类；山梨醇在少量硫酸，生成何种产物，取决于加热持续的时间。反应式如下： 2.4.3 脂肪酸多元醇酯类非离子表面活性剂 2.4.3 脂肪酸多元醇酯类非离子表面活性剂 2.失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚 失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚是乳化剂、增溶剂、抗静电剂、润滑剂，应用于纺织工业、食品加工和化妆品制备，与脂肪酸甘油酯、失水山梨醇脂肪酸酯混合使用，可以改善HLB值，使其具有良好的乳化性能。 2.4.4 蔗糖脂肪酸酯 糖脂肪酸酯是糖基脂肪酸酯（简称糖酯）的一种。生产蔗糖酯的原料是蔗糖和脂肪酸酯。合成蔗糖酯主要为酯交换反应，生产方法则很多，有溶剂法、微乳化法及无溶剂法等。酯交换反应可以是蔗糖与脂肪酸甘油酯的酯交换，也可以是与脂肪酸低碳醇酯的酯交换。酯交换反应通常以下式来表示： 2.4.4 蔗糖脂肪酸酯 1.溶剂法 2.微乳化法（丙二醇乳化法、水乳化法） 3.无溶剂法 2.4.5 烷基糖苷（APG） 烷基糖苷（APG）是糖类化合物和高级醇的缩合反应产物,其较典型的结构式为: 2.4.5 烷基糖苷（APG） 1.转糖苷化法生产原理 2.直接法生产原理（利用长链脂肪醇在酸性催化剂存在下直接与葡萄糖反应，生成烷基糖苷和水，利用真空和氮气尽快地除去反应生成的水。） 2.4.5 烷基糖苷（APG） 3.生产工艺 目前，工业上烷基多糖苷的生产主要是以脂肪醇和葡萄糖为原料，利用直接法制得。图2-13为Henkel公司采用直接法