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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑表面活性剂参考答案 外观活性剂作业题答案 第一章 绪论 1. 外观活性剂的布局特点及分类方法。 答：外观活性剂的分子布局包括长链疏水基团和亲水性离子基团或极性基团两个片面。由于它的分子中既有亲油基又有亲水基，所以，也称双亲化合物 外观活性剂一般按离子的类型分类，即外观活性剂溶于水时，凡能离解成离子的叫做离子型外观活性剂，凡不能离解成离子的叫做非离子型外观活性剂。而离子型外观活性剂按其在水中生成的外观活性离子种类，又可分为阴离子、阳离子和两性离子外观活性剂三大类。此外还有一些特殊类型的外观活性剂，如元素外观活性剂、高分子外观活性剂和生物外观活性剂等。 2. 请
2、解释外观张力、外观活性剂、临界胶束浓度、浊点、Krafft点等概念。 外观张力是指垂直通过液体外观上任一单位长度、与液体面相切的，收缩外观的力。 外观活性剂是指在参与很少量时就能显著降低溶液的外观张力，变更体系界面状态，从而产生润湿、乳化、起泡、增溶等一系列作用，以达成实际应用要求的物质 。 外观活性剂在水溶液中形成胶团的最低浓度，称为临界胶团浓度或临界胶束浓度。 浊点（C. P值）：非离子外观活性剂的溶解度随温度升高而降低，溶液由澄清变混浊时的温度即浊点。 临界溶解温度（krafft点）：离子型外观活性剂的溶解度随温度的升高而增加，当温度增加到确定值时，溶液突然由浑浊变澄清，此时所对应的温度
3、成为离子型外观活性剂的临界溶解温度。 3. 外观活性剂有哪些根本作用？请分别作出解释。 1） 润湿作用：外观活性剂能够降低界面张力，使接触角变小，增大液体对固体外观的 润湿的这种作用。 2） 乳化作用：外观活性剂能使互不相溶的两种液体形成具有确定稳定性的乳状液的这 种作用。 3）分散作用：外观活性剂能使固体粒子分割成极细的微粒而分散悬浮在溶液中的这种作用，叫作分散作用。 4）起泡作用：含外观活性剂的水溶液在搅拌时会产生大量气泡，由于气体比液体的密度小，液体中的气泡会很快上升到液面，形成气泡聚集物（即泡沫），而纯水不会产生此种现象，外观活性剂的这种作用叫发泡作用。 5）增溶作用：外观活性剂在溶液
4、中形成胶束后，能使不溶或微溶于水的有机化合物溶解度显著增加的这种作用称作外观活性剂的增溶作用。 6）洗涤去污作用：洗涤去污作用实际上是由于外观活性剂能够吸附在固液界面上，降低外观张力并在水溶液中形成胶团，从而产生的润湿、渗透、乳化、分散等各种作用的综合效果。 1 其次章 阴离子外观活性剂 1. 阴离子外观活性剂的定义及分类。 定义：在水中能够离解出具有外观活性的阴离子的一类外观活性剂叫做阴离子外观活性剂。阴离子外观活性剂按亲水基不同可分为：羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸（酯）盐型和磷酸（酯）盐型等。 2. 盐析沸煮法生产RCOONa的生产工艺过程。 盐析沸煮法生产脂肪酸钠盐的工艺主要分皂化、盐析、碱
5、析和整理四个步骤： （1） 皂化 在皂化釜中参与油脂和稍过量的碱液，用水蒸气加热举行皂化回响得皂胶。 （2） 盐析 在皂胶中参与食盐或浓盐水，使皂胶中的水、甘油和色素磷脂等杂质分开出 来，获得较纯真的皂胶。废液送甘油回收装置。 （3） 碱析 在皂胶中参与确定量的碱液，加热使未完全皂化的油脂皂化，并降低皂胶中无 机盐及其它杂质的含量，进一步析出甘油，同时进一步净化皂胶。 （4） 整理 调整碱析后皂胶那水分、脂肪酸及电介质含量，并结果排出皂胶中的杂质，以 获得质量纯真、符合规格的皂基。 3. LAS的主要生产工艺路线。 烷基苯磺酸钠（LAS）的主要生产工艺路线如下： 4. 烷基苯磺酸钠的布局与性能
6、之间的关系。 1）烷基链长度的影响 烷基链在C6以上才具有外观活性，并且外观活性随着碳原子数的增加而增大，当烷基链超过18个碳时外观活性下降。实践证明，以C12洗涤性能最好，C14发泡才能最好，C10C14泡沫稳定性较好。碳链变短，溶解性和润湿性好，但洗涤力差，碳链变长由于溶解度下降亦使得洗涤。一般碳数在C8C14的烷烃洗涤性能较好，宜作洗涤剂，小于C9的润湿性较好，宜作润湿剂，大于C14宜作W/O乳化剂。 2）支链的影响 测验证明，含支链的烷基苯磺酸钠的发泡力和润湿力均高于LAS，去污力稍低于LAS，但生物降解性却有很大差异。支链越多，生物降解性越差，且支链越靠近末端，其生物降解性越差。生物
7、降解性，泡沫长久不散，造成污染。 3）烷基链数目的影响 苯环上有几个短链烷基时润湿性增加，但去污力下降。作为洗涤剂用烷基苯应尽可能制止生产多烷基苯。 4）苯与烷基结合位置的影响 以C12为例，苯环可接在烷基链的16位上，有六种位置异构体存在。各种异构体的分布因所选用的原料及工艺不同而异。苯环在碳链上的C3或C4位置的洗涤去污性能较好。 2 5）磺酸基的位置和数目的影响 磺酸基主要接在烷基的对位与邻位上，以对位异构体居多，间位异构体很少。对位烷基苯磺酸钠的cmc低，去污力强和生物降解性好，作为洗涤剂而言，梦想得到对位烷基苯磺酸钠。从磺酸基团的数目来讲，烷基苯二磺酸钠和烷基二苯磺酸钠，由于磺酸基数
8、目增加，亲水性大大增加，破坏了原有的亲水亲油平衡，去污力显著下降，所以生产上尽量制止生成 综上所述，烷基苯磺酸钠的布局以C11C13的直链烷基，苯环接在第3、4碳原子上，磺酸基为对位其洗涤性能最好。 5. 液相分子筛提取正构烷烃的根本原理。 应用分子筛吸附和脱附的原理，将煤油中正构烷烃和其它非正构烷烃分开提纯的方法，称为分子筛提蜡法。分子筛是一种高效能、高选择性的吸附剂，用于筛分洗涤剂用烷烃的分子筛有5A和10A两种，前者用于分开正构烷烃和杂烃，后者那么用来分开正构烷烃中的极性物。煤油馏分中，正构烷烃分子的横向直径小于4.9?，而其它非正构烷烃的分子直径大于5.6?，5A分子筛孔径为4.95.
9、6?，因此采用5A分子筛可将正构烷烃吸附在分子筛内，而不被吸附的杂烃排斥在分子筛外。然后通过脱附，回收被分子筛吸附的正构烷烃，作为生产烷基苯的原料正构烷烃。利用10A分子筛是利用它对极性不同的有机物的吸附才能不同而举行分开的。10A分子筛孔径为910?，正构烷烃及杂质都可进入筛孔内，但大片面杂质，如有机酸、胶质、氮和硫的化合物以及芳烃等物质的极性均比正构烷烃强，所以利用10A分子筛可选择地将这些物质吸附在分子筛上，从而达成进一步分开精制正构烷烃的目的。 6. 烷基苯与SO3的磺化有何特点？针对这些特点如何设计或选择磺化回响器？ （1）三氧化硫磺化回响属气液接触非均相回响。回响主要发生在液体外观
10、或气体溶解在液体中举行。这样，磺化总的回响速度是由分散速度和回响速度抉择的。在大多数处境下，分散速度是主要操纵因素。 （2）该磺化回响属强放热、瞬间回响。故大片面回响热是在回响的初始阶段放出的，所以如何操纵回响速度，急速移走回响热是生产操纵的关键。 （3）回响前后粘度急剧增加。回响体系粘度增加势必给物料间的传质和传热带来困难，使之局部过热或过磺化。同时，磺酸粘度与温度有关，温度过低，粘度增加。因此，操纵回响温度不能过低。 （4）在回响过程中，副回响极易发生。 以上特点正是我们考虑磺化回响器的设计和磺化工艺操纵的依据。总之，磺化回响要求投料比、气体浓度和回响温度稳定；物料停留时间短；气一液接触效
11、果好；实时摈弃回响热。 7. AOS的合成机理，该类产品的主要优缺点。 烯烃与SO3之间的回响属亲电加成回响，其回响历程符合马尔柯夫尼柯夫规矩，即SO3分子中带正电性的S原子加成到烯烃分子中显负电性的含氢较多的双键碳原子上，生成末端磺化物。 烯烃的磺化首先生成两性离子中间体，两性离子中间体可以发生正碳离子的转移，消释质子后，异钩化成烷基键内部双键位置不同的烯基磺酸；随着正碳离子的转移处于适合的位置时，两性离子中间体环化，形成相应的磺内醋，如磺内酯、磺内酯、磺内酯等。磺内酯因环的张力大，不稳定，很快便消散，转变为两性离子中间体，因此磺内醋几乎不存在。六元以上的环因不稳定亦很少存在。主要以五元环的
12、磺内酯和六元环的磺内酯的形式存在。依据上述磺化机理，得到一系列的磺化产物。用回响式表示如下： 3 AOS有第四代洗涤剂之称（ABS，LAS，AS，AOS），一致碳数的AOS，其去污力、起泡性和润湿性能均优于LAS和AS，外观张力较低，且对皮肤刺激性小，生物降解率高，毒性小，在高硬度水中仍有较高的去污力。 缺乏：粉（粒）状产品易吸潮结块；AOS有自动氧化作用，需使用抗氧化剂。 8. 水光磺氧化法合成SAS的机理，该类产品的主要优缺点。 正构烷烃在引发剂的作用下，可以和SO2、O2回响，生成烷基磺酸： 回响的引发剂有紫外线、射线、O3等以紫外线作引发剂，在回响器中加水分解烷基过氧磺酸生成烷基磺酸的
13、工艺称为水光法磺氧化工艺水光磺氧化法工艺的优点：1）无苯无氯；2）动力消耗低；3）设备简朴，产品质量好。 在直链正构烷烃的磺氧化回响中，仲碳原子比伯碳原子更易发生回响，其活性比例为30：1，因此磺氧化产物中绝大片面为仲烷基磺酸盐（约98），中和后得到的产品主要是仲烷基磺酸盐。 烷基磺酸盐的外观活性与烷基苯磺酸钠接近。它在碱性、中性和弱酸性溶液中较为稳定，在硬水中具有良好的润湿、乳化、分散和去污才能，易于生物降解。 SAS的缺点是，用它作为主要成分的洗衣粉发粘、不松散。因此只用于液体配方中。 9. 羰基合成醇的主要生产工艺有哪几条？对比它们的优缺点。 工业上外观活性剂用脂肪醇已达成大吨位生产的工
14、艺路线主要有四条： 羰基合成醇（OXO醇）：所用原料为单烯烃，该法具有原料来源丰富，工艺技术成熟，生产适应性强，产品质量好本金较低等优点，是目前合成外观活性剂醇的主要方法。 齐格勒合成醇：原料为乙烯； 液蜡氧化制仲醇：原料为正构烷烃（石蜡），石蜡氧化法制得的主要是仲醇，虽然由仲醇制得的外观活性剂不如由伯醇制得的产品性能好，但由于原料低廉，工艺对比简朴，依旧受到确定的重视。 油脂或脂肪酸加氢恢复制醇：所用原料为自然油脂或合成脂肪酸。 2 RHO22SOH2OhvRSO3H H2SO4 4 10. 齐格勒法合成醇的根本原理及工艺流程。 齐格勒法合成醇，是在齐格勒法制烯烃根基上，在制得高级烷基铝后，不交换成高碳烯烃，而直接举行氧化回响，三烷基铝被氧化成三烷氧基铝化合物，经水解生成偶碳直链的醇，称为Alfol醇。回响过程如下： 齐格勒法（Ziegle）合成脂肪醇由以下四个步骤组成： 两步法制取三乙基铝。 铝粉、氢气首先在三乙基铝存在下生成二乙基铝化合物： Al +3/2 H2+2Al(C2H5)33Al(C2H5)2H 二乙基铝与乙烯回响生成三乙基铝： Al(C2H5)2H+C2H4Al(C2H5)3 用一步法也可合成三乙基铝，但副产物太多。 链增长回响生成三烷基铝。 C2H4R1Al(C2H5)3+nC2H4Al C2
