单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,6.1 两性外表活性剂概述,6.2 两性外表活性剂的性质,6.3 两性外表活性剂的合成,6.4 两性外表活性剂的应用,主要内容,两性外表活性剂开发较晚上世纪四十年月中期1950年以后，各国才渐渐重视两性外表活性剂的争论和开发工作,我国在二十世纪七十年月前后开头对两性外表活性剂进展争论和生产,争论与开发内容,1改造现有品种的分子构造，使其性能更加优异，产品更加有用,2设计、合成新型构造的活性剂品种,3利用其能够和全部其它类型的外表活性剂复配的特性，产生各种加和增效作用，到达最正确的配方效果,4争论两性外表活性剂构造与性能的关系，为开拓新型构造的两性外表活性剂品种，扩大其应用领域供给重要的理论指导,定义：广义上讲，是指在分子构造中，同时具有阴离子、阳离子和非离子中的两种或两种以上离子性质的外表活性剂,阴离子,和,阳离子,亲水基团,R-NH-CH,2,-COOH,阴离子,和,非离子,亲水基团,阳离子,和,非离子,亲水基团,阳离子,、,阴离子,和,非离子,亲水基团,6.1 两性外表活性剂概述,具有等电点,pH值低于等电点，带正电荷，表现为阳离子外表活性剂的性能,pH值高于等电点，带负电荷，表现为阴离子外表活性剂的性质,配伍性好：几乎可以同全部其它类型的外表活性剂进展复配，在一般状况下都会产生加和增效作用,毒性和刺激性小：具有较低的毒性和对皮肤、眼睛刺激性,耐硬水和耐高浓度电解质性能极好,对织物有优异的松软平滑性和抗静电性,乳化性和分散性良好,润湿性和发泡性很好,有肯定的杀菌性和抑霉性,有良好的生物降解性,分类方法,1依据阴离子局部的种类分类,2依据整体化学构造分类,1.羧酸盐型：COOM,构造通式:氨基酸型 R-NH-CH2CH2COOH,甜菜碱型 R-N+(CH3)2-CH2COO,咪唑啉型,磺酸盐型：SO3M,构造通式：氨基酸型 R-NHCH2CH2CH2SO3Na,甜菜碱型 R-N+(CH3)2-CH2CH2CH2SO3,咪唑啉型,分为,羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型,3.硫酸酯盐型：OSO3M,构造通式:氨基酸型 R-NHCH2(OH)-CH2OSO3Na,甜菜碱型 R-N+(CH3)2-CH2CH2OSO3,咪唑啉型,磷酸酯盐型：,单酯,双酯,主要分为,甜菜碱型,、,咪唑啉型,、,氨基酸型,和,氧化胺,型等,1.甜菜碱型,阴离子局部：磺酸基、硫酸酯基等,阳离子：磷和硫等,咪唑啉型,氨基酸型,氧化胺型,N-,烷基,-,氨基丙酸,N-,烷基,-,亚氨基羧酸,6.2.1 两性外表活性剂的等电点,6.2.2 临界胶束浓度与pH值的关系,6.2.3 pH值对外表活性剂溶解度和发泡性的影响,6.2.4 在基质上的吸附量及杀菌性与pH值的关系,6.2.5 甜菜碱型两性外表活性剂的临界胶束浓度与碳链长度的关系,6.2.6 两性外表活性剂的溶解度和krafft温度点,6.2.7 外表活性剂构造对钙皂分散力的影响,6.2.8 去污力,定义：在一个狭窄的pH值范围内，两性外表活性剂以内盐的形式存在，此时将该外表活性剂的溶液放在静电场中时，溶液中的双离子将不向任何方向移动，即分子内的净电荷为零。
此时溶液的pH值被称为该外表活性剂的等电点或等电区，等电带,6.2.1 两性外表活性剂的等电点,p,I,=,两性外表活性剂的等电点可以反映该活性剂正、负电荷中心的相对解离强度,假设pI7.0，说明负电荷中心解离强度大于正电荷中心解离强度,假设pI7.0，说明正电荷中心离解强度较大,实例：-N-烷基氨基羧酸型两性外表活性剂在酸性和碱性介质中呈现如下的电离平衡：,在pH值大于4的介质，呈现阴离子外表活性剂的特征,在pH值小于4的介质，呈示阳离子外表活性剂的特征,而在pH值为4左右的介质中，活性剂以内盐的形式存在,大局部两性外表活性剂的等电点在29之间,阴离子和阳离子基团的种类、数量及位置不同，它们的等电点也有很大差异,表6-1 N-烷基-氨基丙酸的等电区pH值,R-NHCH2CH2COOH,表,6-2,甜菜碱型活性剂的等电点,羧酸咪唑啉型两性外表活性剂的等电区在pH值68之间大约为7,甜菜碱型两性外表活性剂的等电区依据其构造不同而有所差异,6.2.2 临界胶束浓度与pH值的关系,一般两性外表活性剂的临界胶束浓度随着溶液pH值的增加而增大,表6-3 N-十二烷基-N,N-双乙氧基氨基醋酸钠的临界胶束浓度25,图,6-1,水溶性与,pH,值的关系,图,6-2,发泡性与,pH,值的关系,等电点时溶液的pH值约为4,在等电点时，活性剂以内盐形式存在，溶解度及泡沫量均最低,当介质的pH值大于4，即高于等电点时，呈现阴离子外表活性剂的特征，发泡快，泡沫丰富而且松大，溶解度快速增加,当介质的pH值小于4，即低于等电点时，呈现阳离子外表活性剂的特征，泡沫量和溶解度也较高,在pH值低于等电点的溶液中，显示阳离子外表活性剂的特征，在羊毛和毛发上的吸附量大，亲合力强，杀菌力也比较强,在pH值高于等电点的溶液中，以阴离子的形式存在，杀菌性能不抱负,临界胶束浓度与烷基R碳链长度的关系式.,log,cmc,A-Bn,随着烷基链碳数的增加，临界胶束浓度明显降低,n,烷基长碳链中碳原子的个数,A,1.5,2,，,B,29,表6-4 甜菜型两性外表活性剂的临界胶束浓度23,季铵盐型高于季鏻盐型,COO,-,SO,3,-,OSO,3,-,羧酸甜菜碱分子中的羧基与氮原子之间的碳原子数由1增加至3时，对其溶解度和krafft点影响不大,烷基取代基的构造一样时，磺酸甜菜碱和硫酸酯甜菜碱的krafft温度点明显高于羧酸甜菜碱，溶解度较低,除自身的构造外，电解质的存在对外表活性剂的krafft温度点也有影响,表,6-5,阴离子对,krafft,温度点的影响,C,16,H,33,N+(CH,3,),2,-(CH,2,),n,X,钙皂分散力LSDR,lime soap disporsing rate或钙皂分散性是指100g油酸钠在硬度为333mgCaCO3/L的硬水中维持分散，恰好无钙皂沉淀发生时所需钙皂分散剂的质量,钙皂分散剂是指具有能防止在硬水中形成皂垢悬浮物功能的物质,LSDR数值越低，外表活性剂对钙皂的分散力量越高,烷基R的碳链增长，或氮原子与羧基间的碳原子数n由1增加至3时，活性剂的钙皂分散力有所提高，LSDR值降低,表6-6 烷基链对外表活性剂钙皂分散力的影响,C,12,H,25,N,(CH,3,),2,-(CH,2,),n,COO,外表活性剂分子中引入酰胺基或将羧基转换成磺酸基或硫酸酯基时，钙皂分散力大大改善，LSDR数值降低,表6-7 局部两性外表活性剂的钙皂分散力,N-烷基-N,N-二甲基磺酸甜菜碱,RN,(CH,3,),2,CH,2,CH,2,CH,2,SO,3,图,6-3,在棉上的去污力,图,6-4,在聚酯,/,棉混纺上的去污,力,6.3.1 羧酸甜菜碱型两性外表活性剂的合成,6.3.2 磺酸甜菜碱的合成,6.3.3 硫酸酯甜菜碱的合成,6.3.4 含磷甜菜碱的合成,6.3.5 咪唑啉型两性外表活性剂的合成,6.3.6 氨基酸型外表活性剂的合成,甜菜碱型两性外表活性剂多用于抗静电剂、纤维加工助剂、干洗剂或香波中的成分,自然甜菜碱主要存在于甜菜中,羧酸甜菜碱型两性外表活性剂构造通式为：,所谓氯乙酸钠法是用氯乙酸钠与叔胺反响制备羧基甜菜碱的方法,使用最为广泛,十二烷基甜菜碱BS-12,最常用、最重要的品种,具有良好的润湿性和洗涤性，对钙、镁离子具有良好的螯合力量，可在硬水中使用,十四烷基甜菜碱和十六烷基甜菜碱：转变叔胺中的长碳链烷基,烷基链中带有酰胺基或醚基的羧基甜菜碱：,首先合成含有酰胺基和醚基的叔胺,再进一步与氯乙酸钠反响,胺与氯乙酸钠反响制备氨基酸钠，然后再与卤代烷反响制备甜菜碱,N-甲基苄基胺与氯乙酸钠按物质的量比:3:1,反响溶剂：95%的乙醇,反响温度：40,用于制备长碳链中含有酰胺基的甜菜碱，如N,N,N-三甲基-N,-酰基赖氨酸等,合成过程主要包括以下五个步骤,用于制备-烷基取代的甜菜碱,主要用于制备含有醚基的甜菜碱,以丙烯酸、顺丁烯二酸等不饱和羧酸为烷基化试剂，经N-烷基化反响制备羧酸甜菜碱,构造通式,氯乙基磺酸法,ClCH,2,CH,2,Cl+Na,2,SO,3,ClCH,2,CH,2,SO,3,Na,N-,烷基,-N-,甲基,-N-,苄基铵乙基磺酸,磺酸环内酯法,亚硫酸氢钠直接磺化法,构造通式,合成方法主要有三种,叔胺和氯醇反响引入羟基后，再进展硫酸酯化,卤代烷与带有羟基的叔胺反响，然后用三氧化硫酯化,高级脂肪族伯胺与环氧乙烷反响，再经卤代烷季铵化和三氧化硫酯化,含磷甜菜碱型两性外表活性剂可用来改进洗涤功能,优点,具有极好的生物降解性能，能快速完全地降解，无公害产生,对皮肤和眼睛的剌激性微小,发泡性很好,应用,化装品助剂、香波、纺织助剂等,石油、冶金、煤炭等工业领域的金属缓蚀剂、清洗剂、破乳剂等,据统计，在美国生产的两性外表活性剂中，咪唑啉衍生物占其总量的60%以上,代表品种：,2-,烷基,-N,-,羧甲基,-N-,羟乙基咪唑啉,2-,烷基,-N-,羧甲基,-N-,羟乙基咪唑啉,由高级脂肪胺与丙烯酸甲酯反响，再经水解制得,由高级脂肪胺与丙烯腈反响，再经水解制得,由高级脂肪胺与氯乙酸钠反响制得,C,12,H,25,NHCH,2,COOCH,3,+NaOH C,12,H,25,NHCH,2,CH,2,COONa+CH,3,OH,C,12,H,25,NH,2,+CH,2,=CH-COOCH,3,C,12,H,25,NHCH,2,CH,2,COOCH,3,RNH,2,+ClCH,2,COONa RNHCH,2,COONa,C,18,H,37,NHCH,2,CH,2,COONa,洗涤剂及香波组分,适用于较广范围pH值的使用介质，耐硬水性好,刺激性小，毒性低,与其它类外表活性剂成安排伍性好，易产生加和增效的协同作用,不与香精发生作用,杀菌剂：杀菌力量强，毒性低,纤维松软剂：效果好，适用范围广,缩绒剂,抗静电剂：选择限制性小，适用范围广,金属防锈剂,电镀助剂,。