[工学]第三章表面活性剂33非离子表面活性剂.ppt

3.3非离子表面活性剂 非离子表面活性剂（Nonionic S.）的特点 非离子表面活性剂的分类 环氧乙烷开环聚合机理 各类产品介绍 非离子表面活性剂特点 离子型在水溶液中离解，离解后可能与其它电离物质反应而沉淀。 非离子型在水溶液中不会电离， 不受酸、碱影响，稳定性高； 在各种溶剂中均有较好的溶解性； 亲水性是通过氧原子与水分子的氢键结合（不强），温度升高到某值后，出现浑浊； 通常是低熔点液体或蜡状物，很难复配成粉状。 非离子表面活性剂亲水原理 非离子表面活性剂的分类 聚乙二醇型（聚醚型）非离子表面活性剂 多元醇型非离子表面活性剂 嵌段共聚醚（block copolyethers） 特种聚醚 聚乙二醇型（聚醚型）非离子表面活性剂 RX（CH2CH2O）nH X＝O、S、COO、CONH、NH 脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO） Alkyl polyethylene oxide（polyoxyethylene） 烷基酚聚氧乙烯醚（APO） Alkyl phenol polyoxyethylene 脂肪胺聚氧乙烯醚（polyoxyethylene amine） 脂肪酸聚氧乙烯醚（polyoxyethylene carboxylic acid） 脂肪酰胺聚氧乙烯醚（polyoxyethylene amide） 多元醇型非离子表面活性剂 甘油脂肪酸酯（glycerin ester） 失水山梨醇酯（产品：span系列） 聚氧乙烯失水山梨醇酯（产品：Tween系列） 蔗糖酯（sugar ester） 烷基糖苷（APG） 环氧乙烷的开环聚合机理 环氧乙烷（oxirane）的结构与性质 结构： CH2 CH2 三元环醚，张力很大，反应活性非常大。 开环反应热：25kcal/mol （非常大，易爆炸） 爆炸极限：3％～100％（气体） 杂质：醛、水，GB：H2O 1000ppm 美、日： H2O 50ppm 环氧乙烷的制备 氯醇法 反应式： 副反应 氯醇法工艺流程 直接氧化法 空气氧化和氧气氧化 反应式： 氧气氧化法工艺流程 碱催化条件下的环氧乙烷开环聚合 链引发 SN2反应 RXH + KOH RX－K+ +H2O RX－ + 链增长 + 链终止 （没有链终止） 链转移 RX－与RXCH2CH2O－相对活性的影响 它们的相对活性取决于RXH和RXCH2CH2OH的相对酸性。 一、RXH的酸性大于RXCH2CH2OH 此类物质有：RCOOH、RSH、 由于RXH的酸性强，给出质子后稳定，即其共轭碱RX－反应活性弱。所以： 此类情况下，反应只有链 引发阶段而无链增长阶段。即 在环氧乙烷过量的情况下，反 应只停留在单摩尔加成物上， 直至RXH反应完全后，再由 RXCH2CH2O－与环氧乙烷发 生聚合反应。 二、 RXH的酸性与RXCH2CH2OH相近 此类物质有：ROH、RCONH2、H2O 此类物质反应时引发时间短，能更迅速的与EO反应，即链引发与链增长同时进行。 如十八醇的环氧乙烷聚合加成过程： 三、RXH的酸性小于RXCH2CH2OH 此类物质有：RNH2、R2NH 此类物质不与KOH、NaOH等碱性物质反应，所以直接碱催化反应不行，胺的环氧开环聚合是分两步进行的。 第一步： 影响环氧乙烷开环聚合速度的因素 催化剂的影响 催化剂活性与其 碱性相关。 反应温度 加成速度随反应温 度的增加而增加。 反应压力 反应速度与压力成 正比，尤其高压下增加 更明显。 环氧乙烷加成物的聚合度分布 环氧乙烷加成产物是 具有不同聚氧乙烯链混合 物。聚合度分步影响产品 性能。 单一EO加成数的浊点 比一般分布的高10～12℃ 烷基酚醚单一纯品起泡性 高，稳泡性差，聚合度分 布宽的乳化性能好。 脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO） 分子式 RO（CH2CH2O）nH （RXH：ROH） 反应式 ROH + n