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1、4.2表面活性剂精细化学 品教学目标 知识与能力 1通过实例了解精细化工产品的生产特点，知道精 细化工在社会发展中的作用。 2、了解我国精细化工的发展现状。 教学重点、难点：通过实例了解精细化工产品的生产 特点 探究建议： 1、参观当地的精细化工企业（或者观看有关 的影像 片、收集有关的资料），讨论精细化工发展的前景和 可能存在的问题。2、调查：化学在染整工艺中的应用。 课时划分：两课时第一课时油脂油脂肪1植物油脂呈液态 ，称为油2如：菜籽油、 花生油、豆油、棉 籽油 1动物油脂呈固 态，称脂肪 2如：猪油、 牛油属于酯类复习：选修5油脂内容 油脂是由多种高级脂肪酸与甘油生成的酯。 结构：复习
2、：选修5油脂内容油脂结构中的R1、R2、R3的意义：1）代表高级脂肪酸中 的烃基2）可能为饱和烃基， 也可能为不饱和烃基4）天然油脂大多为混甘油酯3 3）可能相同（即单甘）可能相同（即单甘 油酯），也可能不同（油酯），也可能不同（ 即混甘油酯）即混甘油酯）复习：选修5油脂内容 3H2催化剂加压、加热油酸甘油酯（ 油）硬脂酸甘油酯（ 脂肪）油脂的化学性质油脂的化学性质l油脂的氢化（油脂的硬化）复习：选修5油脂内容2油脂的水解硬脂酸甘油酯（脂肪） 3H2O硫 酸3C17H35COOH 硬脂酸甘油复习：选修5油脂内容精细化学品表面活性剂（肥皂、洗衣粉）、化学药物等亲水基肥皂结构中COONa或 COO
3、是极性基团，极易溶于水，具有 亲水性； 憎水基肥皂结构中的烃基R，不溶 于，但极易溶于有机溶剂，具有亲油 性质；1、在烧杯中加入一定量的水，取一枚针放在一 片滤纸上，并将它们一起轻轻放在水面上，观察现 象；用滴管滴加肥皂水，观察这枚针的变化。2、在盛有少量水的试管中滴加几滴植物油， 震荡后静止，观察水与油的混溶情况，在水与油的 混和溶液中加入适量的肥皂水震荡后静止，观察水 与油的混溶情况。配合FLASH课件及下列图 ，叙述肥皂去污过程。肥皂去污是高级脂肪酸钠起作用。从结构上看，它的分 子可以分为两部分，一部分是极性的COONa，或COO -，它可以溶于水，叫亲水基；另一部分是非极性的链 状的烃
4、基R，这一部分不溶于水，叫做憎水基。憎水 基具有亲油的性质。在洗涤的过程中，污垢中的油脂跟 肥皂接触后，高级脂肪酸钠分子的烃基就插入油污内。 而易溶于水的竣基部分伸在油污外面，插入水中。这样 油污就被包围起来。再经摩擦、振动，大的油污便分散 成小的油珠，最后脱离被洗的纤维织品，而分散到水中 形成乳浊液，从而达到洗涤的目的。 肥皂制取的过程： 把动物脂肪或植物油NaOH溶液按一 定比例放在皂化锅内，加热、搅拌使之发 生皂化反应； 往锅内加入食盐，使生成物高级脂肪 酸钠从甘油和水的混合物中分离析出（盐 析）；集取浮浮在液液面的的高级脂肪酸钠，加 入填充剂，进行压滤、干燥、成型，就制 成成品肥皂；下
5、层液体经分离提纯后，便得到甘油 下层液体经分离提纯后，便得到甘油 。2、肥皂的制取原理工业制皂原理二、合成洗涤剂1 合成洗涤剂的组成：由憎水基 和亲水基组成，如：烷基苯磺酸钠烷基磺酸钠 2、合成洗涤剂与肥皂的比较（1）肥皂不适合在硬水中使用，而 洗涤剂使用不受限制；（2）合成洗涤剂洗涤能力强，可以 用于机洗；（3）合成洗涤剂的原料便宜。（4）合成洗涤剂的危害：由于其稳 定性，在自然界中不易被细菌分解， 造成水体污染。尤其含磷洗涤剂造成 水体富营养。在第一次世界大战期间，德国就开始制造烷基苯基磺酸盐以代替 肥皂。1930年，美国National Aniline公司正式将烷基苯磺酸钠作 为廉价的全
6、成洗涤剂销售。这种产品，在第二次世界大战后的1945 1950年间迅速普及。在日本，利用硬性型ABS（带支链的烷基苯 磺酸盐）的合成洗涤剂的产量，在1963年已超过肥皂。但是随着合 成洗涤剂消费量的增加，引起了河川发生泡沫等污染水质的问题。 因而改用对微生物降解性良好的软性型LAS（直链烷基苯磺酸盐） 。 （1）软性型LAS最常见的是直链十二烷基苯磺酸钠，其结构中与 肥皂（C17H35COONa）的憎水基团C17H35相当的基团为 。同 浓度的直链十二烷基苯磺酸与肥皂溶液的pH值较大的是 。 （2）烷基苯磺酸钠用作洗涤剂时，需配加三聚磷酸钠、硅酸钠 等助洗剂。当洗涤用水硬度较大时，洗衣粉与肥皂
7、相比， 洗 涤效果较好，原因是肥皂 。 （3）1999年1月1日开始的太湖流域的禁磷行动是指 ， 主要目的是 。 （4）现在市场上销售的加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶，它对洗 涤 类污渍效果极好，原因是 。1、确定合适的碳链长度2、选择不含支链的烃基3、合理的配方合成洗涤剂知识介绍：合成洗涤剂课 堂 练 习1、下列有关油脂的叙述中，不正确的 A油脂没有固定的熔点和沸点，所以油脂 是混合物B油脂是由高级脂肪酸和甘油所生成的酯C油脂是酯的一种D油脂都不能使溴水褪色 D2、既能发生水解反应又能发生氢化反应的是 A油酸甘油脂 B软脂酸甘油酯 C油酸 D乙酸乙酯A第二课时还包括：香料与香精、化妆品与盥洗卫生
8、品、印刷油 墨及其助剂、感光材料、磁性材料、试剂、水处理剂与高 分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、纺织印染剂及整理剂 、动物用药、油田化学品、石油添加剂、石油炼制助剂、 水泥添加剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金属表面处理 剂、合成润滑油与润滑油添加剂、汽车用化学品、芳香除 臭剂、工业防菌防霉剂、精细陶瓷、稀土、电子化学品及 材料、功能高分子材料、生物化工制品等。 精细化学品按用途可归纳为：医药、农药、合 成染料、有机颜料、涂料、表面活性剂、粘接剂 、催化剂、添加剂、食品和动物饲料添加剂、塑 料、合成纤维和橡胶用添加剂等。 表面活性剂是从20世纪50年代开始随着石油化 工飞速发展与合成塑料、合成橡
9、胶、合成纤维 一并兴起的一种新型化学品，是精细化工品的 重要门类之一，在日常生活、工业生产和科技 领域有着非常重要的作用和广泛的应用。它是 许多部门必要的化学助剂，其用量虽小，但收 获甚大，往往能起到意想不到的效果，被誉为“ 工业味精”的美称。特点：用量少，显著降低水与空气或其他 物质界面张力，大大提高工业生产效率，提 高产品的性能和质量。小批量、多品种 精细化工产品本身的用量不大。药的服用量以毫克计；食品添加剂的用量只是百万分之几；染料是织物重量的3-5% 对每一个精细化工部门来说，产品的品种通常会很 多。 如染料：不同化学结构的品种为5232个。小批量、多品种的特点决定了精细化工产品的生
10、产通常采用间歇反应为主，采用批次生产。 用量小而效益显著若在人造卫星的结 构中采用结构胶粘剂代 替金属焊接，节省一公 斤金属，就有近十万元 的经济效益。在聚氯乙烯塑料中 ，采用耐温增塑剂代替 普通增塑剂就可提高 400C的使用温度1、在灭火中的应用2、在化妆品中的应用3、在石油工业中的应用4、在纺织工业中的应用5、在包装中的应用 表面活性剂在消防灭火中的应用是用作泡沫灭火剂。对于 木材、原棉等固体物的火灾，由于表面活性剂的渗透和润 湿作用，使水易于透入燃料体内部而起到阻止火继续燃烧 。对于油类等液体物的火灾，由于表面活性剂能加速油的 乳化或凝胶化，以及灭火剂迅速在燃料油的表面上铺展开 来，形成
11、隔离膜，而起到灭火作用。泡沫灭火剂生成的泡 沫是由泡沫灭火剂中高起泡能力的表面活性剂的作用形成 的。 在灭火中的应用 近年来开发出一系列对皮肤有各种有益功能 的霜膏，在配方中增添了各种有效成分，能 促进皮肤新陈代谢和再生，解脂及增加皮肤 蛋白，促进血液循环，防止皮肤变色，抑制 皮肤病变，促使皮肤恢复正常生理功能，赋 予皮肤柔软和缓解日晒红斑等。这类护肤霜 受到从事各行业人们的喜爱。 制备护肤霜所用的乳化剂通常采用复配型的 ，既有良好的乳化性能，对皮肤的刺激性又 小。常用的表面活性剂主要是非离子表面活 性剂。在化妆品中的应用在石油工业中的应用l石油产品添加剂之一助燃剂l助燃剂或促燃剂是当今所研究
12、的节油剂中 的一种最主要的成分。由于它的作用，燃 料雾化更好，燃料的气化率及扩散性提高 ，燃料的发火点降低，燃烧速度加快、燃 烧效率增大、输出功率提高。l总之，助燃剂能使燃料燃烧得更充分，从 而降低燃料消耗，达到节能目的，井减轻 废气对环境的污染。 在纺织工业中的应用l织物的退浆、煮练和漂白加工过程统称为织物的前处理 。l染料从染液向纤维表面和内部转移的过程大致分为3个 阶段：吸附、扩散、固着。 l染色助剂在染色中起着十分重要的作用。表面活性剂是 品种最多、使用最广泛的一类染色助剂，它在染色中主 要用作渗透剂、分散剂、匀染(缓染)剂以及固色剂、皂 洗剂等。 抗静电剂 聚烯烃、聚苯乙烯、聚酰胺、
13、聚氯乙烯等塑料制品的表面， 常因在成型过程中与模具或设备表面分开而积有静电，给人 们生活增添了危害。消除塑料表面静电的方法中最普通的是 使用抗静电剂。塑料包装材料常用的抗静电剂主要是表面活 性剂。 表面活性剂型抗静电剂，其分子中的亲油部 分牢固地吸附在塑料的表面，亲水部分从空 气中吸收水分，从而在塑料表面形成薄薄的 导电层，起到消除静电的作用。在包装中的应用大量采用复配技术 由于应用对象的特殊性，很难采用 单一的化合物来满足各种特定的要 求，需要多种组分配合起来才能达 到目的。 如：洗涤剂就需要有乳化润湿作用 的表面活性剂、柔软平滑剂、抗静 电剂等。表面活性剂复配的原则是：通过几种表面活性剂
14、的混合复配，可使制剂或 配方的效果更好，各类表面 活性剂之间具有较好的配伍性，或者说相容性。在 实 际使用的配方中，复配体系成功的关键就是利用表面活 性剂之间的良好的协 同效应。而这可通过理论预测来 优选配方。例如在离子型表面活性剂和非离子 型表面 活性剂复配体系中，离子表面活性剂和非离子表面活性 剂在溶液中可形 成混合胶束，产生协同增效作用，提 高表面活性，降低表面活性剂用量，阴离 子表面活性 剂有利于最大限度的增溶，剂复配体系时，必须要考虑 到其混合胶束的溶液特性以及它们相互作用的机 理， 这将为复配提供很大的帮助。 2、 精细化工具有技术密集附加值高的特 点 研究开发(R&D)投资高 工
15、艺流程长工艺流程长 情报密集、信息快情报密集、信息快产品的更新换代快，市场寿命短，技 术专利性强，市场竞争激烈等。 研究开发是指从制定具体的研究目标开 始直到技术成熟进行投产前的一段过程 。 开发一种新药需要5-10年，投资需2000 万美元，达年销售额的14%。 一般精细化工产品研究开发投资占年销 售额的6-7%是正常现象。 成功率较低：染料的专利开发中成功率 通常只是0.1-0.2%.单元反应多、原料复杂、中间过 程控制要求严格。 如：感光材料的成色剂合成单元反应多 达十几步，最后产率有时会低于20% 。在制药工业中，除采用合成原料外 ，还要采用天然产物，或是用生化方 法得到的半人工合成中间体。由于精细化工产品是根据具体应用对象而 设计的，它们的要求经常会发生变化。 一旦有新的要求提出，就必须按照 新要求来重新设计结构，或对原有 的化学结构进行改进，其结果就会 产生新产品。 大量的基础研究工作产生的新化学 品也不断地需要寻求新的用途。 情报密集、信息快情报密集、信息快技术密集的特点反映在精 细化工产品的生产中是技术保 密性、专利垄断性强。厂
