日用化学品化学.

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1、日用化学品化学 于占龙 K6-312 1 第一章 绪论 日用化学工业 生产日常生活所需化学品的工业 日用化学品 日常生活所需化学品 2 日用化学工业的范围 赖祖亮小木虫 1 1 2 2 洗涤用品洗涤用品 化妆品化妆品 3 3 香料、香精以及日用卫生用品香料、香精以及日用卫生用品 3 第二章 表面活性剂理论简介 4 2.1 表面活性剂 1 表面张力（表面自由能） 单位 Nm-1=Jm-2 使表面有自动收 缩到最小的趋势 水和乙醇液滴哪个更加容易收缩成圆形? 5 某些液体、固体的表面张力和液液界面张力 6 2 表面活性和表面活性剂 第1类（曲线A）：无机酸、碱、 盐等 第2类（曲线B）：有机酸、醇

2、、 醛等 第3类（曲线C）：肥皂、长链烷 基苯磺酸钠等(表面活性剂） 在一定的温度下，纯液体的表面张力有一 定值，且表面层的组成与内部的相同；但 加入溶质后，表面张力会发生变化，且溶 液表面层的浓度不同于其内部浓度。 7 能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性 物质(表面活性剂)。 使水的表面张力降低的性质称为表面活性。 8 *3 表面活性剂的分子结构特点 4界面吸附及定向排列 两亲结构 溶液浓 度较稀 9 浓度较大时，形成 单分子膜 10 5 胶束的形成 和溶液浓度有关 11 表面活性剂是两亲分子。溶解在水 中达一定浓度一定浓度时，其非极性部分会 自相结合，形成聚集体，使憎水基 向里、亲

3、水基向外，这种多分子聚 集体称为胶束胶束。 胶束 12 5.1 临界胶束浓度（p14表2.1） 临界胶束浓度（cmc) 开始形成胶束的最低浓度 13 临界胶束浓度(critical micelle concentration) 14 5.2 胶束的形状 碳氢链转变成规整排列，完成了从液态向液晶液态向液晶 态态的转变。有明显的光学各向异性性质。 15 5.3 聚集数 构成胶束的表面活性剂分子数目 。 赖祖亮小木虫 1 1 2 2 表面活性剂类型表面活性剂类型 亲油性亲油性 3 3 亲油基位阻影响亲油基位阻影响 影 响 聚 集 数 因 素 16 5.4 影响临界胶束浓度的因素 1 碳氢链长对临界胶

4、束浓度的影响 2 亲水基位置和碳氢链分支的影响 3 碳氢链不饱和度的影响 4 碳氢链极性取代基的影响 支化度高 ，cmc大 不饱和度高，cmc大 有极性取代基的， cmc大 17 5 碳氢链上苯环取代基对临界胶束浓度的影 响 6 表面活性剂的类型的影响 7 无机盐的影响 8 醇的影响 离子型表面活性剂cmc大 18 6 表面活性剂的类型 赖祖亮小木虫 1 1 2 2 阴离子型阴离子型 阳离子型阳离子型 赖祖亮小木虫 3 3 4 4 两性离子两性离子 非离子型非离子型 19 2.2 亲水亲油平衡值-HLB 1 HLB值的实际含义 2 HLB值的规定 0-40(石蜡，十二万基硫酸钠） 3-6、8-

5、18，可用作W/O，O/W乳化剂。 HLB值代表亲水基和亲油基的平衡值，用来衡量亲水与 亲油能力的强弱。 实际上主要表征了表面活性剂的亲水性。HLB值越高， 亲水性越强；HLB值越低，亲水性越弱。 20 3 HLB值确定 3.1 水溶法 3.2 Davies(戴维斯法） 表2-5 根据表面活性剂在水中的溶解性判断（p21表2-4） (H.L.B.) D 7 (12-86) HLB7 21 第三章第三章 家用洗涤用品家用洗涤用品 22 预备知识 表面张力 Fa Fb a润湿了b（润湿现象） Fa Fb a收缩成液滴（不能润湿，如露珠） 临界表面张力（界面自由能）-类似于液体的表面 张力，表达了固

6、体表面收缩趋势的大小。 23 3.1 洗涤过程 载体污垢 +洗涤剂载体+污垢洗涤剂 分离分离 分散和悬浮分散和悬浮 24 1 1 污垢的种类污垢的种类 1）固体污垢 通常带负电，较难溶于水，可被分散、悬浮 2）液体污垢 大多油溶性，动植物油、脂肪酸类可与碱发生造 化反 应，可被乳化和分散 3）特殊污垢 25 2 污垢的粘附作用 物理粘附：机械力粘附、静电力粘附 化学粘附：化学键、氢键 26 3 污垢的去除机理 洗涤剂的作用 （1）降低水的表面张力，改善水对洗涤物品 表面的润湿性； （2）能增强污垢的分散和悬浮能力。 27 3.1 液体污垢的去除机理 第一步 润湿 90定为润湿与否的标准； 90

7、不润湿； 90润湿； 接触 角概 念 28 第二部 液体污垢的去除 洗涤液优先 润湿表面， 使污垢与载 体之间从“互 亲”转为“互 憎”，即从润 湿变为不润 湿，油污发 生卷缩，利 于脱离物体 表面被洗掉 (a) 表面上的油膜 (b)(c)卷缩成油珠的油膜 通过“卷缩”机理实现 实质是污垢载体间界面被表面活性剂溶液润湿实质是污垢载体间界面被表面活性剂溶液润湿 29 油污卷缩被水力（箭头）除去的过程 污垢去除过程污垢去除过程 30 3.2 固体污垢的去除机理 洗涤液对污垢质点及载体表面的润湿，洗涤液对污垢质点及载体表面的润湿， 进而减小了污垢与载体之间的相互作用进而减小了污垢与载体之间的相互作用

8、 。 对于固体污垢，去除机理有所不同。差异主要来自两种污对于固体污垢，去除机理有所不同。差异主要来自两种污 垢与固体表面粘附性质之不同。垢与固体表面粘附性质之不同。 对于液体污垢，粘附强度可以很清楚地定量表示为固对于液体污垢，粘附强度可以很清楚地定量表示为固/ /液界液界 面的粘附自由能。面的粘附自由能。 对于固体污垢在固体表面上的粘附，则情况复杂得多。在对于固体污垢在固体表面上的粘附，则情况复杂得多。在 固体表面上，固体污物的粘附很少像液体那样，扩大成一固体表面上，固体污物的粘附很少像液体那样，扩大成一 片，而往往仅在较少的一些点与表面接触、粘附。片，而往往仅在较少的一些点与表面接触、粘附。

9、 31 一般固体表面在介质中带负电。加入阴离子表面活性剂后，一般固体表面在介质中带负电。加入阴离子表面活性剂后， 固体表面和污垢表面都可吸附阴离子表面活性剂，质点表面固体表面和污垢表面都可吸附阴离子表面活性剂，质点表面 的负电荷密度增加，于是污垢和污垢之间，污垢与被洗涤的的负电荷密度增加，于是污垢和污垢之间，污垢与被洗涤的 固体表面之间，由于同种电荷的斥力增加，从而提高了洗涤固体表面之间，由于同种电荷的斥力增加，从而提高了洗涤 效果。效果。 为什么阴离子表活剂适合作洗涤剂？ 思考：阳离子表面活性剂如何？思考：阳离子表面活性剂如何？ 非离子表面活性剂？非离子表面活性剂？ 32 3.3 特殊污垢的

10、去除 3.4 干洗的去污机理 33 3.5影响洗涤作用的因素 1 表面张力 较低的表面张力可以提高洗涤效果 2 表面活性剂浓度 达到cmc时才有良好的洗涤效果，高于cmc时效果递增 不明显。 局部洗涤时可利用增溶作用增溶作用，提高洗涤效果。 3 温度 表面活性剂作用下，难容有机物较纯表面活性剂作用下，难容有机物较纯 水中溶度增大的作用。水中溶度增大的作用。 34 4 乳化与泡沫 乳化 泡沫 5 污垢载体的性质 6 水的硬度 液体以极微小液滴均匀地分散在互不液体以极微小液滴均匀地分散在互不 相溶的另一种液体中的作用。相溶的另一种液体中的作用。 35 3.2 3.2 家用洗涤用品种类、发展趋势家用

11、洗涤用品种类、发展趋势 浓缩洗涤剂浓缩洗涤剂 特点：密度大，含有高含量表面活性剂，去污力强， 易漂洗等。 浓缩洗涤剂提高了单位体积的洗涤剂的有效成分含量 （或提高单位质量的洗涤剂的去污性能），从而增强 单位质量洗涤剂的洗涤效果，同时减少非有效化学品 和水等的使用，节约运输、仓储，减少排放。 36 37 38 3.3 家用洗涤用品的主要原料 肥皂-通常指高级脂肪酸或者混合脂肪酸的盐。 化学通式:RCOOM，R代表长碳链烷基，M代表某种金 属离子。 具有洗涤、去污、清洁等作用的皂类主要是脂肪酸钠 盐、钾盐和铵盐，其中最常用的是脂肪酸钠盐 。 39 1 肥皂的主要原料 1）油脂（油和脂） 几个重要参

12、数 相对密度 凝固点 皂化值 碘值 （干性油、半干性油和不干性油） 40 2）脂肪酸 3）松香 4）木浆浮油 5）碱 （皂化原料） 肥皂厂用于皂化反应的碱是氢氧化钠，有时用氢氧化钾、碳酸钠、 碳酸钾等。 6）食盐（盐析，分离肥皂和水相） 7）硅酸钠 又称泡花碱，水玻璃。主要用做洗衣皂的添加剂,少量为香皂的抗氧 化剂. 41 8）脱色剂 脱色作用有物理吸附脱色，有与色素发生氧化或 还原反应而脱色。 借助物理作用的脱色剂有活性白土和活性碳，借 助化学反应的脱色剂有次氯酸钠、双氧水、保险 粉和雕白粉。 保险粉-连二硫酸钠 雕白粉-甲醛合亚硫酸氢钠、甲醛合次硫酸氢钠的 混合物 42 9)着色剂 使肥皂

13、全部染色时使用染料，局部染色或制造条 纹皂时使用颜料。 10）香料 11）其他材料 荧光增白剂 抗氧剂-防止肥皂酸败和褪色 杀菌剂 螯合剂-软化硬水，降低水的硬度 颜料与染料的区别在于：染料可溶于介颜料与染料的区别在于：染料可溶于介 质中，而使被染物品全部染色；而颜料质中，而使被染物品全部染色；而颜料 不溶于介质中，仅能使物品表面着色不溶于介质中，仅能使物品表面着色。 。 43 加脂剂 钙皂分散剂 透明剂 44 2 洗涤剂的主要原料 洗涤剂是按一定的配方配制的产品。洗涤剂配方 的必要组分是表面活性剂，其他辅助成分等。 按用量和品种，用的最多的是阴离子表面活性剂 ，其次是非离子表面活性剂，两性表

14、面活性剂很 少使用。 阳离子表面活性剂，由于它在纤维上的吸附大、 洗涤力小，且价格昂贵，不适合用于洗涤剂，有 时在洗涤剂中加入阳离子表面活性剂主要是为了 使洗涤剂具有杀菌消毒能力或起柔软作用。 45 无机助剂 （1）磷酸盐 常用的磷酸盐有磷酸三钠、三聚 磷酸钠、焦磷酸四钾。 合成洗涤剂中最常用也是性能 最好的螯合剂是三聚磷酸钠。 46 三聚磷酸钠 它对Ca2+,Mg2+、Fe3+等金属离子有良好的络 合能力等，可以起到软化水的作用； 它对蛋白质有膨润,增溶作用，对脂肪起促进乳化 作用，对尘土等固体污垢有分散作用； 它还有碱缓冲作用，即使有酸性污垢存在也能使 洗涤液保持一定的碱度，有利于酸性污垢

15、的去除 ； 它还具有吸收水分防止洗衣粉结块的作用，能保 持合成洗涤剂制品始终成为干爽的粒状。 47 磷酸盐的污染水体的富营养化 传统的合成洗衣剂都含有三聚磷酸盐的成分 ，其含量在20%40%之间。 然而，“磷”是造成水体富营养化的罪魁祸首， 因为磷是一种营养物质，它可以造成水中藻 类的疯长。 而大量藻类又会消耗水中的氧分，造成水中 微生物缺氧死亡、腐败，水体失去自净功能 从而破坏水质。 作为有磷洗涤剂中的“磷”造成水体富营养化已 被国内外环保专家所公认。 48 韩国赤韩国赤 潮致死潮致死 鱼成堆鱼成堆 49 很多国家提出了很多国家提出了禁磷和限磷禁磷和限磷措施；措施； 研究和开发替代品，其中比较有效的助剂有：有机螯合研究和开发替代品，其中比较有效的助剂