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1、第五章第五章 表面活性剂表面活性剂主讲：张艳维主讲：张艳维目录目录5.1 表面活性剂的结构和分类表面活性剂的结构和分类5.2 表面活性剂的物性表面活性剂的物性5.3 表面活性剂的合成表面活性剂的合成5.4 表面活性剂的应用表面活性剂的应用5.5 表面活性剂派生的性质及应用表面活性剂派生的性质及应用5.6 表面活性剂的化学结构与性质的关系表面活性剂的化学结构与性质的关系表面活性剂表面活性剂 通常是某种物质当它溶于水中即使浓度通常是某种物质当它溶于水中即使浓度很小时，能显著降低水同空气的表面张力，很小时，能显著降低水同空气的表面张力，或水同其他物质的界面张力，则该物质称或水同其他物质的界面张力，则
2、该物质称为表面活性剂。为表面活性剂。5.1 表面活性剂的结构 水溶性表面活性剂的分子结构都具有不对水溶性表面活性剂的分子结构都具有不对称性和极性的特点。分子中同时具有亲水基和称性和极性的特点。分子中同时具有亲水基和亲油基。亲油基。 亲油基，就是亲油性原子团，它是与油具亲油基，就是亲油性原子团，它是与油具有亲和性的，所以也叫憎水基。有亲和性的，所以也叫憎水基。 亲水基是容易溶于水或易于被水所润湿的亲水基是容易溶于水或易于被水所润湿的原子团，如磺酸基、羧基、羟基等。原子团，如磺酸基、羧基、羟基等。5.1 表面活性剂的结构亲油基亲油基亲油基亲油基亲油基亲油基亲油基 表面活性剂有很多种分类方法，人们一
3、般表面活性剂有很多种分类方法，人们一般按照它的化学结构来分类：按照它的化学结构来分类： （1）阴离子型表面活性剂）阴离子型表面活性剂 5.1 表面活性剂的分类表面活性剂的分类CH3CH2-CH2CH2-OSO3-Na+阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂l羧酸盐型羧酸盐型 R-COONal硫酸盐型硫酸盐型 R-OSO3Nal磺酸盐型磺酸盐型 R-SO3Na l磷酸盐型磷酸盐型 R-OPO3Na l l Na+l （2）阳离子表面活性剂）阳离子表面活性剂5.1 表面活性剂的分类表面活性剂的分类CH3CH2-CH2CH2-Cl- 按其化学结构又分为：伯胺盐、仲胺盐、叔按其化学结构又分为：伯胺盐、仲胺盐
4、、叔胺盐、季铵盐胺盐、季铵盐阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂l胺盐型离子表面活性剂胺盐型离子表面活性剂伯胺盐伯胺盐 R-NH2HCl仲胺盐仲胺盐 R-NH(CH3)HCl叔胺盐叔胺盐 R-N(CH3)2HCll季铵盐型离子表面活性剂季铵盐型离子表面活性剂 R-N（CH3）3Cl （3）非离子型表面活性剂）非离子型表面活性剂5.1 表面活性剂的分类表面活性剂的分类CH3CH2-CH2CH2- -O(CH2CH2O)nH 这类表面活性剂在水中不会离解成离子，这类表面活性剂在水中不会离解成离子，它们的憎水基一般为烃链，亲水基大都是氧乙它们的憎水基一般为烃链，亲水基大都是氧乙烯基烯基-OCH2CH2-
5、。非离子表面活性剂非离子表面活性剂l聚乙二醇型聚乙二醇型 R-O(CH2CH2O)nHl多元醇型多元醇型 R-COOCH2C(CH2OH)3 （4）两性类表面活性剂）两性类表面活性剂 广义地说同时具广义地说同时具有阴离子、阳离子或同时具有非离子和阳离子有阴离子、阳离子或同时具有非离子和阳离子或非离子和阴离子的，有两种离子性质的表面或非离子和阴离子的，有两种离子性质的表面活性剂的总称。活性剂的总称。5.1 表面活性剂的分类表面活性剂的分类CH3CH2-CH2CH2-l氨基酸型氨基酸型 R-NH2CHCHCOOHl甜菜碱型甜菜碱型 RN+(CH3)2CH2COO-两性类表面活性剂两性类表面活性剂
6、一、表面张力一、表面张力5.2 表面活性剂的物性表面活性剂的物性 所谓表面张力就是使液体表面尽量缩小所谓表面张力就是使液体表面尽量缩小的力，也可认为是作用于液体分子间的凝聚力。的力，也可认为是作用于液体分子间的凝聚力。 表面活性剂是由疏水的非极性基团和亲水表面活性剂是由疏水的非极性基团和亲水的极性基团组成的分子，它在水溶液中会富集的极性基团组成的分子，它在水溶液中会富集于表面并形成定向排列的表面层，因而使表面于表面并形成定向排列的表面层，因而使表面张力降低。张力降低。一、表面张力一、表面张力 表面活性剂水溶液，其表面表面活性剂水溶液，其表面张力随浓度的变化如图张力随浓度的变化如图5-1。 在在
7、浓浓度度很很低低时时，溶溶液液表表面面张张力力急急剧剧下下降降，很很快快达达到到最最低低点点，此此后后溶溶液液表表面面张张力力随随浓浓度度变变化化很很小小。达达到到最最低低点点的的浓浓度度一一般般在在1%以以下下。为为了了说说明明这这一一点点，可可参看示意图参看示意图5-2。图图5-1 表面活性剂水溶液表面活性剂水溶液浓度和表面张力的关系浓度和表面张力的关系一、表面张力一、表面张力图图5-2 表面活性剂浓度变化和表面活性剂活动情况的关系表面活性剂浓度变化和表面活性剂活动情况的关系 图图5-2为按为按a、b、c、d顺序，逐渐增加表顺序，逐渐增加表面活性剂的浓度，水溶液中表面活性剂的活动面活性剂的
8、浓度，水溶液中表面活性剂的活动情况。情况。 当溶液中表面活性剂浓度极低时即极稀溶当溶液中表面活性剂浓度极低时即极稀溶液时，如图液时，如图5-2a，空气和水几乎是直接接触，空气和水几乎是直接接触，水的表面张力下降不多，接近纯水状态。水的表面张力下降不多，接近纯水状态。一、表面张力一、表面张力 如果稍微增加表面活性剂的浓度，它就会很快聚如果稍微增加表面活性剂的浓度，它就会很快聚集到水面，使水和空气的接触减少，表面张力急剧下集到水面，使水和空气的接触减少，表面张力急剧下降。同时水中的表面活性剂分子也三三两两地聚集到降。同时水中的表面活性剂分子也三三两两地聚集到一起，疏水基互相靠在一起，开始形成如图一
9、起，疏水基互相靠在一起，开始形成如图5-2b所示所示的小胶团。的小胶团。 表面活性剂浓度进一步增大，当表面活性剂的溶表面活性剂浓度进一步增大，当表面活性剂的溶液达到饱和吸附时，形成亲水基朝向水疏水基朝向空液达到饱和吸附时，形成亲水基朝向水疏水基朝向空气，紧密排列的单分子膜，如图气，紧密排列的单分子膜，如图5-2c所示。所示。一、表面张力一、表面张力 图图5-2c所示，溶液的表面张力降至最低值，溶液所示，溶液的表面张力降至最低值，溶液中的表面活性剂会从单体（单个离子或分子）缔合成中的表面活性剂会从单体（单个离子或分子）缔合成为胶态聚集物，即形成胶团。表面活性剂中开始大量为胶态聚集物，即形成胶团。
10、表面活性剂中开始大量形成胶团的浓度叫临界胶束浓度（形成胶团的浓度叫临界胶束浓度（CMC）。）。 当溶液的浓度达到临界胶团浓度之后，若浓度再当溶液的浓度达到临界胶团浓度之后，若浓度再继续增加，溶液的表面张力几乎不再下降，只是溶液继续增加，溶液的表面张力几乎不再下降，只是溶液中的胶团数目和聚集数增加，如图中的胶团数目和聚集数增加，如图5-2d所示。此状态所示。此状态相当于图相当于图5-1曲线上的水平部分。曲线上的水平部分。二、临界胶束浓度二、临界胶束浓度 临界胶束浓度是表面活性剂的重要特性参数，它可以临界胶束浓度是表面活性剂的重要特性参数，它可以作为表面活性剂性能的一种量度。作为表面活性剂性能的一
11、种量度。CMC越小，此种表面越小，此种表面活性剂形成胶团所需浓度越低，为改变体系表面（界面）活性剂形成胶团所需浓度越低，为改变体系表面（界面）性质，起到润湿、乳化、起泡、增溶等作用所需的浓度也性质，起到润湿、乳化、起泡、增溶等作用所需的浓度也越低。也就是说，临界胶束浓度越低，表面活性剂的应用越低。也就是说，临界胶束浓度越低，表面活性剂的应用效率越高。效率越高。 此外，临界胶束浓度还是表面活性剂溶液性质发生显此外，临界胶束浓度还是表面活性剂溶液性质发生显著变化的一个著变化的一个“分水岭分水岭”。所以，临界胶束浓度是表征表。所以，临界胶束浓度是表征表面活性剂性质不可缺少的数据。表面活性剂性质不可缺
12、少的数据。表5-1列出一些表面活性列出一些表面活性剂的临界胶束浓度。剂的临界胶束浓度。 二、临界胶束浓度二、临界胶束浓度5-1二、临界胶束浓度的测定二、临界胶束浓度的测定 表面活性表面活性剂水溶液的表面水溶液的表面张力开始力开始时随溶液随溶液浓度增加而急度增加而急剧下降，到达下降，到达一定一定浓度（即度（即CMC）后则变化缓慢或不再变化。因此常用表面张力后则变化缓慢或不再变化。因此常用表面张力-浓浓度对数图确定度对数图确定CMC。具体做法是：测定一系列不同浓度表面活性剂溶具体做法是：测定一系列不同浓度表面活性剂溶液的表面张力，作出液的表面张力，作出-lgc曲线，将曲线转折点两侧的直线部分外延，
13、相曲线，将曲线转折点两侧的直线部分外延，相交点的浓度即为此体系中表面活性剂的交点的浓度即为此体系中表面活性剂的CMC。这种方法可以同时求出这种方法可以同时求出表面活性剂的表面活性剂的CMC和表面吸附等温线。一般认为表面张力法是测定表和表面吸附等温线。一般认为表面张力法是测定表面活性剂面活性剂CMC的标准方法。只是在有少量高表面活性杂质（如高碳醇、的标准方法。只是在有少量高表面活性杂质（如高碳醇、胺、酸等物质）存在时，曲线会出现最低点，不易确定胺、酸等物质）存在时，曲线会出现最低点，不易确定CMC，而且所而且所得结果往往存在误差。但是最低点的出现能说明表面活性剂含有高表面得结果往往存在误差。但是
14、最低点的出现能说明表面活性剂含有高表面活性杂质，因而此法又可作为表面活性剂纯度的鉴定方法。活性杂质，因而此法又可作为表面活性剂纯度的鉴定方法。 2. .电导法法 这这是是测测定定CMC的的经经典典方方法法，但但只只限限于于测测定定离离子子型型表表面面活活性性剂剂。确确定定CMC时时可可用用电电导导率率对对浓浓度度或或摩摩尔尔电电导导率率对对浓浓度度的的平平方方根根作作图图，转转折折点点的的浓浓度度即即为为CMC。此此方方法法对对CMC较较大大的的表表面面活活性性剂剂灵灵敏敏度度较较差差。无无机机盐盐的的存存在在会会影影响测定的灵敏度。响测定的灵敏度。二、临界胶束浓度的测定二、临界胶束浓度的测定
15、 3. .染料法染料法 利用某些染料在水中和胶团中的颜色有明显差别的利用某些染料在水中和胶团中的颜色有明显差别的性质，采用滴定的方法测定性质，采用滴定的方法测定CMC。实验时，先在较高实验时，先在较高浓度浓度(CMC)的表面活性剂溶液中加入少量染料，此染的表面活性剂溶液中加入少量染料，此染料加溶于胶团中，呈现某种颜色。再用滴定的方法，用料加溶于胶团中，呈现某种颜色。再用滴定的方法，用水将此溶液稀释，直至颜色发生显著变化，此时溶液的水将此溶液稀释，直至颜色发生显著变化，此时溶液的浓度即为浓度即为CMC。只要找到合适的染料，此法非常简便。只要找到合适的染料，此法非常简便。但有时颜色变化不够明显，使
16、但有时颜色变化不够明显，使CMC不易准确测定，此不易准确测定，此时可以采用光谱仪代替目测，以提高准确性。时可以采用光谱仪代替目测，以提高准确性。 二、临界胶束浓度的测定二、临界胶束浓度的测定 4. .浊度法度法 非极性有机物如烃类在表面活性剂稀溶液（非极性有机物如烃类在表面活性剂稀溶液（CMC）中中一般不溶解，体系为浑浊状。当表面活性剂浓度超过一般不溶解，体系为浑浊状。当表面活性剂浓度超过CMC后，后，溶解度剧增，体系变清。这是胶团形成后对烃起到了增溶作溶解度剧增，体系变清。这是胶团形成后对烃起到了增溶作用的结果。因此，观测加入适量烃的表面活性剂溶液的浊度用的结果。因此，观测加入适量烃的表面活
17、性剂溶液的浊度随表面活性剂浓度变化情况，浊度突变点的浓度即为表面活随表面活性剂浓度变化情况，浊度突变点的浓度即为表面活性剂的性剂的CMC。实验时可以使用目测或浊度计判断终点。这种实验时可以使用目测或浊度计判断终点。这种办法存在加溶物影响表面活性剂办法存在加溶物影响表面活性剂CMC的问题，一般是使的问题，一般是使CMC降低，降低程度随所用烃的类型而异。降低，降低程度随所用烃的类型而异。二、临界胶束浓度的测定二、临界胶束浓度的测定 5. .光散射法光散射法 由由于于胶胶团团为为几几十十个个或或更更多多的的表表面面活活性性剂剂分分子子或或离离子子的的缔缔合合体体，其其尺尺寸寸进进入入光光波波波波长长
18、范范围围，而而具具有有较较强强的的光光散散射射。因因此此，利利用用散散射射光光强强度度- -溶溶液液浓浓度度曲曲线线中中的的突突变变点点可可以以测测定定CMC。此此法法除除测测定定CMC外外，还还可可以以测测定定胶胶团团的的聚聚集集数数、胶胶团团的的形形状状和和大大小小。要要求求溶溶液液非非常常干干净净，任任何何尘尘埃质点都对测定有显著影响。埃质点都对测定有显著影响。二、临界胶束浓度的测定二、临界胶束浓度的测定三、界面电荷三、界面电荷 从电化学可知，一般在两个相接触面上的从电化学可知，一般在两个相接触面上的电荷分布是不均匀的。例如在粉状物、乳浊液、电荷分布是不均匀的。例如在粉状物、乳浊液、溶胶
19、等分散体系中，分散相粒子是带电荷的。溶胶等分散体系中，分散相粒子是带电荷的。特别是加了表面活性剂后，由于活性剂的吸附特别是加了表面活性剂后，由于活性剂的吸附而产生界面电荷的变化，对接触角、界面张力而产生界面电荷的变化，对接触角、界面张力等界面现象或者分散体系特有的凝聚和分散、等界面现象或者分散体系特有的凝聚和分散、沉降、扩散等现象有着相当重要的作用。沉降、扩散等现象有着相当重要的作用。 从固体表面至扩散双从固体表面至扩散双电层的边缘的电位差即为电层的边缘的电位差即为电子学中热力学电位电子学中热力学电位i（电极电位）；（电极电位）； 固相离子沿着滑移界固相离子沿着滑移界面相对于液相运动时，必面相
20、对于液相运动时，必然在界面上产生电位差，然在界面上产生电位差，称为动电位或称为动电位或电位。电位。三、界面电荷三、界面电荷l测定电泳或电渗的速度可计算动电位的数值：l电泳 三、界面电荷三、界面电荷电渗u - 电泳时界面移动速度；V-电渗时通过隔膜的流体体积；E-每单位距离上电位降；q 隔膜毛细管总截面；-液体介电常数；-液体的粘度系数。 胶束的形成胶束的形成四、胶束和增溶四、胶束和增溶 一般认为胶束内部与液体烃近似，因此如一般认为胶束内部与液体烃近似，因此如在在CMC浓度以上的活性剂溶液中加入难溶于水浓度以上的活性剂溶液中加入难溶于水的有机物质时，就得到溶解的透明水溶液，称的有机物质时，就得到
21、溶解的透明水溶液，称为增溶现象。为增溶现象。 例如，常温下，乙苯基本不溶于水，但在例如，常温下，乙苯基本不溶于水，但在100的十六酸钾溶液中可溶解的十六酸钾溶液中可溶解3g。四、胶束和增溶四、胶束和增溶四、胶束和增溶四、胶束和增溶 从从图图中中可可以以看看到到，在在表表面面活活性性剂剂浓浓度度小小于于CMCCMC时时，2-2-硝硝基基二二苯苯胺胺溶溶解解度度很很小小，而而且且不不随随表表面面活活性性剂剂浓浓度度改改变变。在在CMCCMC以以上上，溶溶解解度度随随表表面面活活性性剂剂浓浓度度的的增增加加而而迅迅速速上上升升。表表面面活活性性剂剂溶溶液液浓浓度度超超过过CMCCMC越越多多，微微溶
22、溶物就溶解得越多。物就溶解得越多。图图5-4 2-硝基二苯胺在月桂酸硝基二苯胺在月桂酸 钾水溶液中的溶解度钾水溶液中的溶解度 被增溶物在胶团中的增溶方式有四种：被增溶物在胶团中的增溶方式有四种： （1）增溶于胶团内核）增溶于胶团内核 饱和脂肪烃、环烷饱和脂肪烃、环烷烃及苯等不易极化的非极性有机化合物，一般烃及苯等不易极化的非极性有机化合物，一般被增溶于胶团的内核中，就像溶于非极性碳氢被增溶于胶团的内核中，就像溶于非极性碳氢化合物液体中一样（图化合物液体中一样（图5-5a）。）。加溶后的紫外加溶后的紫外光谱或核磁共振谱表明被加溶物处于非极性环光谱或核磁共振谱表明被加溶物处于非极性环境中，境中，X
23、射线表明在加溶后胶团变大。射线表明在加溶后胶团变大。 四、胶束和增溶四、胶束和增溶 （2）增溶于表面活性剂分子间的）增溶于表面活性剂分子间的“栅栏栅栏”处处 长链醇、胺等极性有机分子，一般以非极性碳氢长链醇、胺等极性有机分子，一般以非极性碳氢链插入胶团内部，而极性头处于表面活性剂极性链插入胶团内部，而极性头处于表面活性剂极性基之间，并通过氢键或偶极子相互作用（图基之间，并通过氢键或偶极子相互作用（图5-5b）。）。增溶后的增溶后的X射线表明胶团未变大。若极性射线表明胶团未变大。若极性有机物分子的极性很弱，增溶时插入胶团的程度有机物分子的极性很弱，增溶时插入胶团的程度会增加，甚至极性基也会被带入
24、胶团内核。会增加，甚至极性基也会被带入胶团内核。四、胶束和增溶四、胶束和增溶四、胶束和增溶四、胶束和增溶 （3）吸吸附附于于胶胶团团表表面面 一一些些既既不不溶溶于于水水也也不不溶溶于于非非极极性性烃烃的的小小分分子子极极性性有有机机化化合合物物，如如苯苯二二甲甲酸酸二二甲甲酯酯以以及及一一些些染染料料，吸吸附附于于胶胶团团的的外外壳壳或或部部分分进进入入表表面面活活性性剂剂极极性性基基层层而而被被增增溶溶（图图5-5c）。这这些些增增溶溶物物的的光光谱谱表表明明，它它们们处处于于极极性性环环境境中中。在在非非离离子子表表面面活活性性剂剂溶溶液液中中，此类物质增溶于胶团的聚氧乙烯外壳中。此类物
25、质增溶于胶团的聚氧乙烯外壳中。四、胶束和增溶四、胶束和增溶 （4）加溶于胶团的极性基层）加溶于胶团的极性基层 对短链芳香烃对短链芳香烃类的苯、乙苯等较易极化的碳氢化合物，开始加类的苯、乙苯等较易极化的碳氢化合物，开始加溶时被吸附于胶团溶时被吸附于胶团-水界面处，加溶量增多后，水界面处，加溶量增多后，插入定向排列的表面活性剂极性基之间，进而更插入定向排列的表面活性剂极性基之间，进而更深地进入胶团内核。在聚氧乙烯基为亲水基的非深地进入胶团内核。在聚氧乙烯基为亲水基的非离子表面活性剂胶团溶液中，苯加溶于胶团的聚离子表面活性剂胶团溶液中，苯加溶于胶团的聚氧乙烯外壳中（图氧乙烯外壳中（图5-5d）。）。
26、 四、胶束和增溶四、胶束和增溶图5-5 增溶方式示意图五、溶解度五、溶解度 （1 1）临临界界溶溶解解温温度度（克克拉拉夫夫特特点点） 离离子子型型表表面面活活性性剂剂在在水水中中的的溶溶解解度度随随温温度度的的上上升升逐逐渐渐增增加加，当当达达到到某某一一特特定定温温度度时时，溶溶解解度度急急剧剧陡陡升升，该该温温度度称称为为临临界界溶溶解解温温度度（Krafft Point），以以Tk表表示示。表表5-2列列出出了了一一些些离离子子型型表面活性剂的克拉夫特点。表面活性剂的克拉夫特点。五、溶解度五、溶解度5-2五、溶解度五、溶解度 （2）表面活性剂的浊点）表面活性剂的浊点 非离子表面活性非离
27、子表面活性剂在水中的溶解度随温度上升而降低，升至某剂在水中的溶解度随温度上升而降低，升至某一温度，溶液出现浑浊，经放置或离心可得到一温度，溶液出现浑浊，经放置或离心可得到富胶团和贫胶团两个液相，这个温度称为该表富胶团和贫胶团两个液相，这个温度称为该表面活性剂的浊点面活性剂的浊点(Tp)。这个现象是可逆的，溶这个现象是可逆的，溶液冷却后，即可恢复成清亮的均相。表液冷却后，即可恢复成清亮的均相。表5-3列列出了几个典型非离子表面活性剂的浊点。出了几个典型非离子表面活性剂的浊点。五、溶解度五、溶解度 出出现现浊浊点点的的原原因因是是：非非离离子子表表面面活活性性剂剂通通过过它它的的极极性性基基与与水
28、水形形成成氢氢键键，温温度度升升高高不不利利于于氢氢键键的的形形成成。温温度度升升高高到到一一定定程程度度，非非离离子子表表面面活活性性剂剂与与水水的的结结合合减减弱弱，水水溶溶性性降低，溶液出现浑浊。降低，溶液出现浑浊。 表面活性剂的这些性质都与表面活性剂能在水中形成表面活性剂的这些性质都与表面活性剂能在水中形成胶团有关。胶团有关。表表5-3 一些非离子表面活性剂的浊点一些非离子表面活性剂的浊点六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓度的影响度的影响1. .表面活性表面活性剂类型的影响型的影响 表表面面活活性性剂剂类类型型对对临临界界胶胶束束浓浓度度有有显显著
29、著的的影影响响。在在疏疏水水基基相相同同的的情情况况下下，离离子子型型表表面面活活性性剂剂的的CMC比比非非离离子子型型的的大大，大大约约差差两两个个数数量量级级。例例如如，癸癸基基硫硫酸酸钠钠的的cmc为为mol/L，而而癸癸基基甲甲基基亚亚砜砜的的CMC为为mol/L。两两性性表表面面活活性性剂剂的的CMC与与有有相相同同碳碳原原子子数数疏水基的离子型表面活性剂相近。疏水基的离子型表面活性剂相近。2. .疏水基碳氢链长度的影响疏水基碳氢链长度的影响 同同类类型型表表面面活活性性剂剂的的临临界界胶胶束束浓浓度度随随疏疏水水基基增增大大而而降降低低，这这是是由由于于表表面面活活性性剂剂分分子子
30、或或离离子子间间的的疏疏水水相相互互作作用用随随疏疏水水基基变变大大而而增增强强。离离子子型型表表面面活活性性剂剂碳碳氢氢链链的的碳碳原原子子数数在在816范范围围内内，CMC随随碳碳原原子子数数变变化化呈呈现现一一定定规规律律：同同系系物物每每增增加加一一个个碳碳原原子子， CMC下下降降约约一一半半。对对于于非非离离子子型型表表面面活活性性剂剂， CMC受受疏疏水水基基碳碳原原子子数数的的影影响响更更大大。一一般般每每增增加加两两个个碳碳原原子子， CMC下降至下降至1/ /10。六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓度的影响度的影响六、表面活性剂的化学结
31、构对临界胶束浓六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓度的影响度的影响 非极性基团的碳氢链有分支结构，或极性非极性基团的碳氢链有分支结构，或极性基团处于烃链较中间位置，会使烃链之间的相基团处于烃链较中间位置，会使烃链之间的相互作用减弱，互作用减弱，CMC值升高，表面活性降低。值升高，表面活性降低。 在具有同样化学组成的表面活性剂分子异在具有同样化学组成的表面活性剂分子异构体中，直碳氢链的表面活性剂，其构体中，直碳氢链的表面活性剂，其CMC最最低，支化度越高，低，支化度越高， CMC越高。例如，越高。例如，2-乙基乙基十二烷基硫酸钠的十二烷基硫酸钠的CMCmol/L，而正十四烷基而正十四烷基硫酸钠的
32、硫酸钠的CMCmol/L。六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓度的影响度的影响 碳氢链相同时，极性基越靠近中间位置的，碳氢链相同时，极性基越靠近中间位置的， CMC越大。例如，碳原子数为十四的烷基硫越大。例如，碳原子数为十四的烷基硫酸钠，硫酸基在第一碳原子上的，酸钠，硫酸基在第一碳原子上的， CMCmol/L，而在第七个碳原子上的，而在第七个碳原子上的， CMCmol/L。六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓度的影响度的影响 在在疏疏水水基基中中除除饱饱和和碳碳氢氢链链外外还还有有其其他他基基团团时时，会会影影响响表表面面
33、活活性性剂剂的的疏疏水水性性，进进而而影影响响其其CMC。CH2基基团团，p-nC8H17C6H4SO3Na虽虽然然有有十十四四个个碳碳原原子子，却却只只相相当当于于有有11.5个个碳碳原原子子的的烷烷基基磺磺酸酸钠钠，其其CMC为为1.510-2mol/L。另另外外，碳碳氢氢链链中中有有双双键键时时，其其CMC较较饱饱和和化化合合物物高高。在在疏疏水水基基中中引引入入极极性性基基(如如-O-、-OH等等)，亦使，亦使CMC增大。增大。六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓度的影响度的影响 含碳氟链的表面活性剂，其含碳氟链的表面活性剂，其CMC要比同碳原子数要
34、比同碳原子数的碳氢链表面活性剂低得多，相应地表面活性要高得的碳氢链表面活性剂低得多，相应地表面活性要高得多。碳氢链中的氢被氟部分取代的表面活性剂，其多。碳氢链中的氢被氟部分取代的表面活性剂，其CMC随被取代程度的增加而减少。但碳氢链末端碳原随被取代程度的增加而减少。但碳氢链末端碳原子上的氢被氟取代的化合物，其子上的氢被氟取代的化合物，其CMC反而升高。例如，反而升高。例如，CF3(CH2)8CH2N(CH3)3Br的的CMC为为CH3(CH2)8CH2N(CH3)3Br的的2倍。倍。 六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓度的影响度的影响的的剂剂性性活活面面表
35、表对对子子离离反反机机无无价价一一 CMC。小小很很响响影影氢氢碳碳子子离离反反着着随随么么那那，子子离离机机有有的的性性极极非非为为子子离离反反若若的的剂剂性性活活面面表表，加加增增的的链链CMC，如如例例。低低降降断断不不C12H25N(CH3)3Br的的CMC1.610为为-2，mol/L(25)而而C12H25N(CH3)3 C12H25SO4的的cmc410为为-5。mol/L极极、盐盐机机无无如如（剂剂加加添添，外外构构结结学学化化的的剂剂性性活活面面表表除除 的的剂剂性性活活面面表表对对）物物机机有有性性CMC对对度度温温；响响影影有有会会CMC也会有影响。也会有影响。六、表面活
36、性剂的化学结构对临界胶束浓六、表面活性剂的化学结构对临界胶束浓度的影响度的影响表面活性剂的合成表面活性剂的合成 第一节第一节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂第二节第二节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 第三节第三节 非离子表面活性剂非离子表面活性剂第四节第四节 两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂第五节第五节 表面活性剂典型工艺及设备表面活性剂典型工艺及设备 第一节第一节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂溶溶于于水水时时，能能解解离离出出发发挥挥表表面面活活性性部部分分的的带带负负电电基基团团（阴阴离离子子或或称称负负离离子子）。阴阴离离子子表表面面活活性
37、性剂剂按按亲亲水水基基团团分分为为脂脂肪肪羧羧酸酸酯酯类类R-COONaR-COONa，脂脂肪肪醇醇硫硫酸酸酯酯类类R-OSOR-OSO3 3NaNa，磺磺酸酸盐盐类类R-SOR-SO3 3NaNa，磷磷酸酸酯酯类类R-OPOR-OPO3 3NaNa。 阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂亲亲水水基基团团的的种种类类有有局局限限，而而疏疏水水基基团团可可由由多多种种基基团团构构成成，故故种种类类很很多多。阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂一一般般具具有有良良好好的的渗渗透透、润润湿湿、乳乳化化、分分散散、增增溶溶、起起泡泡、抗抗静静电电和和润润滑滑等等性性能能，用用作作洗洗涤涤剂剂有有良良好好的去污
38、能力。的去污能力。 一、羧酸盐型阴离子表面活性剂一、羧酸盐型阴离子表面活性剂 羧羧酸酸盐盐型型阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂俗俗称称皂皂类类，是是使使用用最多的表面活性剂之一。最多的表面活性剂之一。 1. 1. 脂肪酸盐脂肪酸盐 (1) (1)肥皂肥皂 肥皂即属高级脂肪酸盐。肥皂即属高级脂肪酸盐。 结结构构类类型型：化化学学式式为为RCOOMRCOOM，这这里里R R为为烃烃基基，可可以以是是饱饱和和的的，也也可可以以是是不不饱饱和和的的，其其碳碳数数在在8 81212之之间，间，M M为金属原子，一般为钠，也可以是钾或铵。为金属原子，一般为钠，也可以是钾或铵。 合成路线：油脂与碱的水溶液加
39、热起皂化反应制得肥皂。合成路线：油脂与碱的水溶液加热起皂化反应制得肥皂。 肥肥皂皂的的生生产产是是表表面面活活性性剂剂最最古古老老的的生生产产工工艺艺之之一一，设设备备简简单单，制制备备容容易易。工工业业制制皂皂有有盐盐析析法法、中中和和法法和和直直接接法法。从从原原理理上上讲讲，盐盐析析法法和和直直接接法法都都是是油油脂脂皂皂化化法法。目目前前比比较较先先进进的的工工艺艺是是中中和和法法和和连连续续皂皂化化法法。国国内内制制皂皂工工厂厂大大多采用盐析法。多采用盐析法。 盐析法的主要工艺过程为：盐析法的主要工艺过程为： 皂皂化化 将将油油脂脂与与碱碱液液放放入入皂皂化化釜釜，加加热热煮煮沸沸。
40、皂皂化化第第一一阶阶段段要要形形成成稳稳定定胶胶体体；第第二二阶阶段段加加浓浓碱碱液液后后皂皂化化速速率率快快，要要防防止止结结块块；第第三三阶阶段段由由于于未未皂皂化化的的油油脂脂浓浓度度低低，皂皂化化速速率率很很慢慢，需需要要很很长长时时间间皂皂化化。皂皂化化率率可可达达95%98%，游游离碱小于离碱小于0.5以下。脂肪皂化后形成皂胶。以下。脂肪皂化后形成皂胶。 盐盐析析 在在皂皂胶胶中中加加入入电电解解质质食食盐盐，使使皂皂胶胶中中过过量量的的水水和和杂质分离出来，得到纯的皂胶。杂质分离出来，得到纯的皂胶。 碱析碱析 在皂胶中加入一定的碱，使未完全皂化的油脂在皂胶中加入一定的碱，使未完全
41、皂化的油脂进一步皂化，并降低皂胶中氯化钠等无机盐的含量，进一进一步皂化，并降低皂胶中氯化钠等无机盐的含量，进一步除去杂质，净化皂胶。步除去杂质，净化皂胶。 整理整理 皂胶经碱析后结晶比较粗糙，电解质含量比较高皂胶经碱析后结晶比较粗糙，电解质含量比较高(NaOH0.61%；Cl-0.40.8%；Na2CO3；Na2SO4等等)。整理过程中进一步加电解质，补充皂化和排出皂胶中的杂整理过程中进一步加电解质，补充皂化和排出皂胶中的杂质，使皂胶结晶细致。补充何种电解质，视皂胶的组成和质，使皂胶结晶细致。补充何种电解质，视皂胶的组成和对肥皂的要求而定。经整理后皂胶的脂肪含量达对肥皂的要求而定。经整理后皂胶
42、的脂肪含量达60%以上。以上。整理就是在净化皂胶的同时进一步皂化。整理就是在净化皂胶的同时进一步皂化。 调和调和 通过搅拌或碾磨将填料加入皂胶中，是控制肥皂通过搅拌或碾磨将填料加入皂胶中，是控制肥皂质量的最后一道工序。直接影响肥皂的硬度、晶型、脂肪酸含质量的最后一道工序。直接影响肥皂的硬度、晶型、脂肪酸含量、外观、气味、洗涤力、保存性等。填料中有硅酸钠（水玻量、外观、气味、洗涤力、保存性等。填料中有硅酸钠（水玻璃）、碳酸钠、滑石粉等。硅酸钠、碳酸钠可以提高肥皂的洗璃）、碳酸钠、滑石粉等。硅酸钠、碳酸钠可以提高肥皂的洗涤性能和防止肥皂酸败。滑石粉可增加肥皂中的固体物，防止涤性能和防止肥皂酸败。滑
43、石粉可增加肥皂中的固体物，防止肥皂收缩变形，使肥皂有良好的外观。填料亦有软化硬水的作肥皂收缩变形，使肥皂有良好的外观。填料亦有软化硬水的作用。调和中，有时加入皂用香精，如香草油、松油醇、用。调和中，有时加入皂用香精，如香草油、松油醇、-萘甲萘甲醚等，以掩盖肥皂的不良气味。醚等，以掩盖肥皂的不良气味。 总总之之，制制皂皂中中最最重重要要的的一一步步是是皂皂化化，盐盐析析、碱碱析析、整整理理都都是是为为除除去去杂杂质质，减减少少水水分分，提提高高脂脂肪肪酸酸含含量量得得到到符符合合工工艺艺要要求求的纯净皂基。皂基经调和加入肥皂配方的复料即可成型。的纯净皂基。皂基经调和加入肥皂配方的复料即可成型。
44、(2)(2)多羧酸皂多羧酸皂 多羧酸皂使用不多，较典型的是作润滑多羧酸皂使用不多，较典型的是作润滑油添加剂、防锈剂用的烷基琥珀酸系制品，琥珀酸学名丁油添加剂、防锈剂用的烷基琥珀酸系制品，琥珀酸学名丁二酸，其上带有一个长碳链后便成为有亲油基的二羧酸。二酸，其上带有一个长碳链后便成为有亲油基的二羧酸。 结结构构类类型型：此此系系列列产产品品一一般般是是利利用用C C3 3C C2424的的烯烯烃烃与与顺顺丁丁烯烯二二酸酸酐酐共共热热，在在200200下下直直接接加加成成为为烷烷基基琥琥珀珀酸酸酐酐而而制制得。其中较常见的是十二烷基琥珀酸（得。其中较常见的是十二烷基琥珀酸（D D表面活性剂）。表面活
45、性剂）。 性性能能与与用用途途：一一般般来来说说，亲亲油油基基上上带带有有两两个个亲亲水水基基的的产产物物，其其表表面面活活性性不不会会优优良良。因因而而，此此系系列列产产品品常常将将两两个个羧羧基基中中的的一一个个用用丁丁醇醇或或戊戊醇醇加加以以酯酯化化，生生成成单单羧羧酸酸盐盐，即即变为润湿、洗净、乳化作用良好的表面活性剂。变为润湿、洗净、乳化作用良好的表面活性剂。 ( (3)3)松松香香皂皂 松松香香皂皂是是一一种种天天然然植植物物树树脂脂酸酸用用碱碱中中和和的的产物。产物。 结结构构类类型型：分分子子式式为为C C1919H H2929COOHCOOH。它它本本身身没没有有洗洗涤涤作作
46、用用，但却有优良的乳化力和起泡力。但却有优良的乳化力和起泡力。 合成路线：合成路线：RCOOH + MOH RCOOM MRCOOH + MOH RCOOM M：K K+ +、NaNa+ + 等等 2.N-酰酰基基氨氨基基羧羧酸酸盐盐 是是脂脂肪肪酰酰氯氯与与氨氨基基酸酸的的反反应应产产物物,此此类类产产品品突突出出优优点点是是低低毒毒、低低刺刺激激性性。广广泛泛用用于于人人体体洗洗涤涤品品、化妆品和牙膏、食品等。化妆品和牙膏、食品等。 结构类型：随着碳链的长度和氨基酸种类的不同，可以结构类型：随着碳链的长度和氨基酸种类的不同，可以有多种同系产品生成。有多种同系产品生成。N-酰基氨基羧酸盐的结
47、构为：酰基氨基羧酸盐的结构为：R-CONH(CONHR)nCOONa R R ,R ,R为长碳链烷基，为长碳链烷基，R R/ /和和R R/为蛋白质分解产物带有的为蛋白质分解产物带有的低碳烷基。常用的氨基酸原料是肌氨酸和蛋白质水解物。低碳烷基。常用的氨基酸原料是肌氨酸和蛋白质水解物。较著名的是较著名的是N-N-油酰基多缩氨基酸钠（商品名为雷米邦）。油酰基多缩氨基酸钠（商品名为雷米邦）。 合成路线：合成路线：N-N-油酰基多缩氨基酸钠的制备过程为蛋白油酰基多缩氨基酸钠的制备过程为蛋白质水解；油酰氯的制备；油酰氯与蛋白质的缩合。质水解；油酰氯的制备；油酰氯与蛋白质的缩合。 MpaMpa左右的压力，
48、搅拌两小时，过滤后即可得到含多缩氨左右的压力，搅拌两小时，过滤后即可得到含多缩氨基酸钙的滤液，加纯碱使钙盐沉淀，再过滤，将滤液蒸发基酸钙的滤液，加纯碱使钙盐沉淀，再过滤，将滤液蒸发浓缩，便可用于和油酰氯的缩合。浓缩，便可用于和油酰氯的缩合。 （2 2）油酰氯的制备）油酰氯的制备 油酸经干燥脱水后放入搪瓷釜，油酸经干燥脱水后放入搪瓷釜，加热至加热至5050，搅拌下加入约油酸量，搅拌下加入约油酸量202025%25%的三氯化磷。的三氯化磷。5555下保温搅拌下保温搅拌3030分钟，放置分层，得到相对密度分钟，放置分层，得到相对密度0.930.93的的褐色油状产物。褐色油状产物。 （3 3）油酰氯与
49、蛋白质的缩合）油酰氯与蛋白质的缩合 于搪瓷釜中放入多缩于搪瓷釜中放入多缩氨基酸溶液，氨基酸溶液，6060下搅拌加入油酰氯，保持碱性反应条件，下搅拌加入油酰氯，保持碱性反应条件，最后加少量保险粉，升温至最后加少量保险粉，升温至8080，并将，并将pHpH值调至值调至8 89 9。为。为了分解水层，先将产物用稀酸沉淀，分水后着加氢氧化钠了分解水层，先将产物用稀酸沉淀，分水后着加氢氧化钠溶解，即得到产品。当用于洗发和沐浴香波时，中和可用溶解，即得到产品。当用于洗发和沐浴香波时，中和可用氢氧化钾。氢氧化钾。 3.3.聚醚羧酸盐聚醚羧酸盐 结构类型：聚醚羧酸盐其分子式如下：结构类型：聚醚羧酸盐其分子式如
50、下：R-(OCR-(OC2 2H H4 4)nOCH)nOCH2 2COONaCOONa 合合成成路路线线：聚聚醚醚羧羧酸酸盐盐是是聚聚乙乙二二醇醇型型非非离离子子表表面面活活性性剂剂进进行行阴阴离离子子化化后后的的产产品品。以以高高级级醇醇聚聚氧氧乙乙烯烯醚醚这这种种非非离离子子表表面面活活性性剂剂为为原原料料，与与氯氯乙乙酸酸钠钠反反应应或或与与丙丙烯烯酸酸酯酯反反应，均可制备这种产品。应，均可制备这种产品。 R-(OCHR-(OCH2 2CHCH2 2) )n nOH+ClCHOH+ClCH2 2COONaCOONa R-(OCHR-(OCH2 2CHCH2 2) )n nOCHOCH2
51、 2COONaCOONa R- R-(O(OCHCH2 2CHCH2 2) )n nOH+CHOH+CH2 2=CHCOOR=CHCOOR/ /R R- -OCHOCH2 2CHCH2 2) )n nCHCH2 2C CH H2 2COONaCOONa 二二、硫酸酯盐型阴离子表面活性剂、硫酸酯盐型阴离子表面活性剂 硫硫酸酸酯酯盐盐表表面面活活性性剂剂的的化化学学通通式式为为ROSOROSO3 3MM式式中中M M为为N Na a、K K、N N（CHCH2 2CHCH2 2OHOH）、碳碳链链中中碳碳数数为为8 81818。主主要要包包含含脂脂肪肪醇醇硫硫酸酸盐盐（FASFAS）、不不饱饱和和
52、醇醇的的硫硫酸酸酯酯盐盐、仲仲烷烷基基硫硫酸酸盐盐、脂肪酸衍生物的硫酸酯盐等。脂肪酸衍生物的硫酸酯盐等。 1 1脂肪醇硫酸酯盐脂肪醇硫酸酯盐 合合成成路路线线：脂脂肪肪醇醇硫硫酸酸酯酯盐盐的的制制法法是是将将脂脂肪肪醇醇经经硫硫酸酸化后用碱中和。化后用碱中和。 R-OH + H R-OH + H2 2SOSO4 4 R-OSO R-OSO3 3H + HH + H2 2O O R-OSO R-OSO3 3H + NaOH H + NaOH R-OSO R-OSO3 3Na + HNa + H2 2O O 原原料料制制备备：制制备备脂脂肪肪醇醇硫硫酸酸酯酯盐盐的的原原料料脂脂肪肪醇醇是是表表面面
53、活活性性剂剂工工业业的的一一种种重重要要亲亲油油基基原原料料。脂脂肪肪醇醇的的工工业业生生产产方方法法有有脂脂肪肪酸酸、脂脂肪肪酸酸酯酯还还原原生生产产脂脂肪肪醇醇；动动植植物物蜡蜡中中提提取取脂脂肪肪醇醇；利利用用脂脂肪肪酸酸工工业业副副产产的的二二级级不不皂皂化化物物提提取取脂肪醇。脂肪醇。 以以上上三三种种方方法法都都是是天天然然油油脂脂为为原原料料的的加加工工生生产产方方法法。这这种种再再生生性性原原料料不不受受贮贮量量、能能源源的的影影响响 制制得得的的都都是是直直链链醇醇，特特别别适适用用于于表表面面活活性性剂剂工工业业，因因而而一一直直受受到到重重视视 特特别是椰子油制十二醇，一
54、些国家已建立了稳定的供应基地。别是椰子油制十二醇，一些国家已建立了稳定的供应基地。 2 2其它硫酸化产物其它硫酸化产物 (1)(1)硫硫酸酸化化烯烯烃烃 长长链链不不饱饱和和烯烯烃烃的的硫硫酸酸化化产产物物也也称称脂脂肪仲醇硫酸酯盐或仲烷基硫酸盐。肪仲醇硫酸酯盐或仲烷基硫酸盐。 合合成成路路线线：硫硫酸酸化化烯烯烃烃中中最最重重要要的的品品种种是是商商品品名名为为梯梯波波尔尔的的-烯烯烃烃硫硫酸酸酯酯盐盐。它它的的原原料料烯烯烃烃采采自自于于油油页页岩岩、石油、低温煤焦油等，常见加工方法有如下几种。石油、低温煤焦油等，常见加工方法有如下几种。 齐齐格格勒勒法法制制取取-烯烯烃烃 齐齐格格勒勒法
55、法是是德德国国化化学学家家齐齐格格勒勒发发现现的的。齐齐格格勒勒聚聚合合得得到到的的中中间间体体高高级级三三烷烷基基铝铝在在催催化化剂剂作作用用下下与与乙乙烯烯发发生生置置换换反反应应，便便得得到到长长链链-烯烯烃和三乙基铝，反应式如下：烃和三乙基铝，反应式如下： 石蜡裂解法制取石蜡裂解法制取-烯烃烯烃 此法是将此法是将C21C25(目的烯烃目的烯烃碳数的两倍碳数的两倍)的石蜡进行热裂解。得到较低碳数的烯烃。反应的石蜡进行热裂解。得到较低碳数的烯烃。反应式如下：式如下： RCH2CH2 CH2 CH2R RCH=CH2 + RCH=CH2 RCH2CH2CH2CH2R RCH=CH2 + RC
56、H2CH3 长链高碳烷烃脱氢制烯烃长链高碳烷烃脱氢制烯烃 此方法主要生此方法主要生产内烯烃，由美国产内烯烃，由美国UOPUOP公司开发并实现工公司开发并实现工业业化。产化。产品质量好，含量品质量好，含量90%90%以上，更适合作烷基苯生产中以上，更适合作烷基苯生产中的烷基化剂。的烷基化剂。三、磺酸盐型阴离子表面活性剂三、磺酸盐型阴离子表面活性剂1 1烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸盐 性性能能与与用用途途：烷烷基基苯苯磺磺酸酸钠钠是是黄黄色色油油状状体体，经经纯纯化化可可以以形形成成六六角角形形或或斜斜方方形形薄薄片片状状结结晶晶，具具有有微微毒毒性性，对对水水硬硬度度较较敏敏感感，不不易易氧氧化化，起
57、起泡泡力力强强，去去污污力力高高，易易与与各各种种助助剂剂复复配配，成成本本较较低低，合合成工艺成熟，应用领域广泛，是非常出色的表面活性剂。成工艺成熟，应用领域广泛，是非常出色的表面活性剂。 合成路线：烷基苯磺酸钠的生产路线有多种，如下图所示。合成路线：烷基苯磺酸钠的生产路线有多种，如下图所示。 生生产产过过程程可可分分为为三三步步：烷烷基基苯苯的的制制备备，烷烷基基苯苯的的磺磺化化和烷基苯磺酸的中和。和烷基苯磺酸的中和。 （1 1）烷基苯的制备）烷基苯的制备 合合成成路路线线：天天然然煤煤油油中中正正构构烷烷烃烃仅仅占占30%30%左左右右，将将其其提取出来的方法有两种，尿素络合法和分子筛提
58、蜡法。提取出来的方法有两种，尿素络合法和分子筛提蜡法。 尿尿素素络络合合法法 尿尿素素络络合合法法是是利利用用尿尿素素能能和和直直链链烷烷烃烃及及其其衍衍生生物物形形成成结结晶晶络络合合物物的的特特性性而而将将正正构构烷烷与与支支链链异异构构物分离的方法。物分离的方法。 分子筛提蜡法分子筛提蜡法 应用分子筛吸附和脱附的原理，将应用分子筛吸附和脱附的原理，将煤油馏分中的正构烷烃与其它非正构烷烃分离提纯的方法煤油馏分中的正构烷烃与其它非正构烷烃分离提纯的方法称为分子筛提蜡。这是制备洗涤剂轻蜡的主要工艺。称为分子筛提蜡。这是制备洗涤剂轻蜡的主要工艺。 由由上上述述方方法法得得到到的的正正构构烷烷烃烃
59、可可经经两两条条途途经经制制得得烷烷基基苯苯：一为氯化法，一为脱氢法。一为氯化法，一为脱氢法。 氯氯化化法法 此此法法是是将将正正构构烷烷烃烃用用氯氯气气进进行行氯氯化化，生生成成氯氯代代烷烷。氯氯代代烷烷在在催催化化剂剂三三氯氯化化铝铝存存在在下下与与苯苯发发生生烷烷基基化化反反应而制得烷基苯。流程简图见下图。应而制得烷基苯。流程简图见下图。 反应混合物经分离净制除去催化剂络合物和重烃组成反应混合物经分离净制除去催化剂络合物和重烃组成的褐色油泥状物质的褐色油泥状物质( (泥脚泥脚) )。再分离出来反应的苯和未反应。再分离出来反应的苯和未反应的正构烷烃，分别循环利用，便得到粗烷基苯。粗烷基苯的
60、正构烷烃，分别循环利用，便得到粗烷基苯。粗烷基苯虽已可以使用，但为了提高产品质量，仍需精制处理，以虽已可以使用，但为了提高产品质量，仍需精制处理，以除去大部分不饱和杂质。这样产品可避免着色和异味。除去大部分不饱和杂质。这样产品可避免着色和异味。 脱氢法脱氢法 脱氢法生产烷基苯是美国环球油品公司脱氢法生产烷基苯是美国环球油品公司( (UOP)UOP)开发并于开发并于19701970年实现工业化的一种生产洗涤剂烷基年实现工业化的一种生产洗涤剂烷基苯的方法。由于其生产的烷基苯内在质量比氯化法的好，苯的方法。由于其生产的烷基苯内在质量比氯化法的好，又不存在使用氯气和副产盐酸的处理与利用问题，因此这又不
61、存在使用氯气和副产盐酸的处理与利用问题，因此这一技术较快地在许多国家被采用和推广。生产过程大致如一技术较快地在许多国家被采用和推广。生产过程大致如下图所示。下图所示。 （2 2）烷基苯的磺化）烷基苯的磺化 磺磺化化是是个个重重要要而而广广泛泛使使用用的的有有机机化化工工单单元元反反应应，磺磺化化这这一一步步对对烷烷基基苯苯磺磺酸酸钠钠洗洗涤涤剂剂的的质质量量的的影影响响很很大大。常常用用磺化剂有浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫等。磺化剂有浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫等。 三三氧氧化化硫硫磺磺化化生生产产过过程程主主要要包包括括：空空气气干干燥燥及及三三氧氧化硫制取，尾气三个部分。化硫制取，尾气三个部分
62、。 （3 3）烷基苯磺酸的中和）烷基苯磺酸的中和 中和部分含如下两个反应：中和部分含如下两个反应： 2 2烷基磺酸盐烷基磺酸盐 性性能能与与结结构构：烷烷基基磺磺酸酸盐盐的的通通式式为为RSORSO3 3- -M M+ +（1/n1/n），M M+ +为为碱碱金金属属或或碱碱土土金金属属离离子子，n n为为离离子子的的价价数数。烷烷基基的的碳碳数数应在应在C C1212C C2020范围内，以范围内，以C C1313C C1717为佳。为佳。 正正构构烷烷烃烃在在引引发发剂剂作作用用下下与与SOSO2 2、O O2 2反反应应得得到到仲仲烷烷基基磺磺酸酸盐盐（表表面面活活性性剂剂S S）（混混
63、合合物物）。其其在在水水中中的的溶溶解解性性好好于伯烷基磺酸盐。于伯烷基磺酸盐。 3 3烯基磺酸盐烯基磺酸盐( (AOS)AOS) 性性能能与与结结构构：烯烯基基磺磺酸酸盐盐是是近近二二十十年年来来开开发发的的阴阴离离子子型型表表面面活活性性剂剂。它它的的去去污污性性能能好好，可可完完全全生生物物降降解解，对对皮皮肤肤刺刺激激性性较较小小，原料供应充足。因此，受到洗涤行业的重视。原料供应充足。因此，受到洗涤行业的重视。 AOSAOS的的各各种种性性质质都都与与碳碳链链的的长长度度、双双键键位位置置、产产品品中中烯烯基基磺磺酸酸、羟羟基基酸酸、二二磺磺酸酸的的比比例例及及其其它它杂杂质质含含量量
64、有有关关。在在水水中中溶溶解解度度以以C C1212AOSAOS为为最最高高。表表面面活活性性随随碳碳数数增增加加而而增增强强，以以C C1515C C1717AOSAOS最最好好。去去污污力力以以C C1414C C1616AOSAOS最最好好，而而且且在在硬硬度度较较高高的的水水中中有有较较高高的的去去污污力力。起起泡泡性性以以C C1212C C1313AOSAOS起起泡泡性性较较好好。润润湿湿性性以以C C1212AOSAOS最最强强。它它的的生生物物降降解解性性接接近近100100% %，对对酸酸碱碱性性稳稳定定，有有优优良良的的水水溶溶性性，对对水水的的硬硬度度也也不不敏敏感感。A
65、OSAOS在在诸诸多多表表面面活活性性剂剂中中毒毒性性很很低低， AOSAOS涂涂抹抹在在皮皮肤肤上上，对皮肤的刺激性比对皮肤的刺激性比LASLAS和和AESAES低。低。 四、磷酸盐型阴离子表面活性剂四、磷酸盐型阴离子表面活性剂 结结构构类类型型：磷磷酸酸酯酯盐盐与与硫硫酸酸酯酯盐盐相相似似，但但结结构构上上可可以以有有单单酯酯盐盐和和双双酯酯盐盐两两种种。常常见见的的磷磷酸酸酯酯盐盐包包括括烷烷基基磷磷酸酸单单、双双酯酯盐盐和和脂脂肪肪醇醇聚聚氧氧乙乙烯烯醚醚磷磷酸酸单单、双双酯酯盐盐和和烷烷基基酚酚氧氧乙乙烯烯醚醚单单、双双酯酯盐盐。它它们们的的结构式如下：结构式如下： 烷烷基基磷磷酸酸
66、双双酯酯盐盐的的表表面面活活性性高高于于烷烷基基磷磷酸酸单单酯酯盐盐。如如双双酯酯钠钠盐盐的的CMC大大大大低低于于单单酯酯盐盐，双双酯酯盐盐的的表表面面张张力力也也比比单单酯酯盐盐低低。此此外外，双双酯酯盐盐也也比比单单酯酯盐盐有有更更好好的的去去污污能能力力。两两种种磷磷酸酸酯酯盐盐起起泡泡性性均均很很差差。实实际际使使用用的的产产品品都都为为两两者者的的混合物。混合物。 合合成成路路线线：工工业业上上采采用用脂脂肪肪醇醇和和五五氧氧化化二二磷磷反反应应制制取取烷基磷酸酯，反应式如下：烷基磷酸酯，反应式如下： P2O5 + 4ROH 2 (RO)2PO(OH) + H2O P2O5 + 2
67、ROH + H2O 2RORO(OH2) P2O5 + 3ROH (RO)2PO(OH) + ROPO(OH2)第二节第二节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂的的用用途途很很多多，例例如如，可可用用作作天天然然或或合合成成纤纤维维的的柔柔软软剂剂，抗抗静静电电剂剂和和纺纺织织助助染染剂剂，肥肥料料的的抗抗结结块块剂剂，农农作作物物除除莠莠剂剂，沥沥青青和和石石子子的的黏黏结结促促进进剂剂，金金属属防防腐腐剂剂，颜颜料料分分散散剂剂，塑塑料料抗静电剂，头发调理剂，化妆品用乳化剂，矿石浮选剂和杀菌剂。抗静电剂，头发调理剂，化妆品用乳化剂，矿石浮选剂和杀菌剂。 在在
68、使使用用阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂时时应应注注意意：它它不不能能与与肥肥皂皂或或其其它它阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂共共享享，否否则则将将引引起起阳阳离离子子活活性性物物沉沉淀淀而而失失效效；同同样样，遇遇到到偏偏硅硅酸酸钠钠、硝硝酸酸盐盐、蛋蛋白白质质、大大部部分分生生物物碱碱羧羧甲甲基基纤纤维维素素也也会会发发生生作作用用而而失失效效；阳阳离离子子活活性性剂剂能能与与直直接接染染料料或或萤萤光光染染料料发发生生作作用用，使织物退色，使用时也要注意。使织物退色，使用时也要注意。 市售的阳离子表面活性剂的种类很多，含氮化合物阳离子表面市售的阳离子表面活性剂的种类很多，含氮化合物阳离子
69、表面活性剂主要分为两大类：胺盐和季铵盐。活性剂主要分为两大类：胺盐和季铵盐。 一、胺盐型阳离子表面活性剂一、胺盐型阳离子表面活性剂 结结构构类类型型：胺胺盐盐为为伯伯胺胺、仲仲胺胺或或叔叔胺胺与与酸酸的的反反应应产产物物。常常见见的的胺胺盐盐主主要要有有脂脂肪肪胺胺盐盐RNHRNH3 3X(X=ClX(X=Cl，BrBr，I I，CHCH3 3COOCOO，NONO3 3、CHCH3 3SOSO4 4等等，下下同同) )，N-N-烷烷基基单单乙乙醇醇胺胺盐盐 RNHRNH2 2CHCH2 2CHCH2 2OHXOHX，N-N-烷烷基基二二乙乙醇醇胺胺盐盐 RNH(CHRNH(CH2 2CHCH
70、2 2OH)OH)2 2XX以及聚乙烯多胺盐等。以及聚乙烯多胺盐等。 合成路线：合成路线： 1 1高级伯胺的制取高级伯胺的制取 常用高级伯胺的合成方法有脂肪酸法和高级醇法。常用高级伯胺的合成方法有脂肪酸法和高级醇法。 （1 1）脂肪酸法）脂肪酸法 MPaMPa、300300320320下反应生成脂肪酰胺：下反应生成脂肪酰胺： RCOOH + NHRCOOH + NH2 2 RCONH RCONH2 2 + H + H2 2O O 然后用铝土矿石作催化剂，进行高温催化脱水，得到脂肪腈；然后用铝土矿石作催化剂，进行高温催化脱水，得到脂肪腈； RCONH RCN + H2O 脂脂肪肪腈腈用用金金属属
71、镍镍作作催催化化剂剂，加加氢氢还还原原，可可得得到到伯伯胺胺，仲仲胺胺和和叔叔胺，胺， RCN + 2H2 RCH2NH2 2RCN + 4H2 (RCH2)2NH + NH3 3RCN + 6H2 (RCH2)3N + 2NH3 反反应应过过程程中中如如有有氨氨存存在在，再再加加入入一一种种合合适适的的添添加加剂剂(氢氢氧氧化化钾钾或或氢氢氧氧化化钠钠)，即即能能抑抑制制仲仲胺胺的的生生成成。生生产产上上的的反反应应压压力力为为2.MPa、温温度度为为120150。脂脂肪肪酸酸、氨氨和和氢氢直直接接在在催催化化剂剂上上反应制取胺的新工艺如下：反应制取胺的新工艺如下： RCOOH + NH3
72、+2H2 RCH2NH2 + 2H2O (2)脂肪醇法脂肪醇法 脂脂肪肪醇醇和和氨氨在在380400和和12.MPa下下反反应应，可可制制得得伯伯胺。胺。 ROH + NH3 RNH2 + H2O 高高碳碳醇醇与与氨氨在在氢氢气气和和催催化化剂剂存存在在下下，也也能能发发生生上上述述反反应应，使使用用催催化化剂剂，可可将将反反应应温温度度和和压压力力降降至至150和和3Mpa。伯胺大量用于浮游选矿剂和纤维柔软剂。伯胺大量用于浮游选矿剂和纤维柔软剂。 2 2高级仲胺的制取高级仲胺的制取 仲胺盐阳离子的合成方法主要有如下几种。仲胺盐阳离子的合成方法主要有如下几种。 （1 1）脂肪醇法）脂肪醇法 高
73、碳醇和氨在镍、钴等催化剂存在下生成仲胺。高碳醇和氨在镍、钴等催化剂存在下生成仲胺。 2 2ROH + NHROH + NH3 3 R R2 2NH +2HNH +2H2 2O O （2 2）脂肪腈法脂肪腈法 首首先先，节节脂脂肪肪腈腈在在低低温温下下转转化化为为伯伯胺胺，然然后后在在铜铜铬铬催催化化剂剂存存在下脱氨，制得仲胺。在下脱氨，制得仲胺。 2 2RNHRNH2 2 R R2 2NH + NHNH + NH3 3 （3 3）卤代烷法卤代烷法 卤卤代代烷烷和和氨氨在在密密封封的的反反应应器器中中反反应应，主主要要产产物物为为仲仲胺胺，仲仲胺胺盐盐的的价价值值相相对对于于伯伯胺胺尤尤其其是是
74、叔叔胺胺而而言言，明明显显低低些些。市市售售产产品品主主要要是是高级卤代烷与乙醇胺或高级胺与环氧乙烷的反应产物，品种较少。高级卤代烷与乙醇胺或高级胺与环氧乙烷的反应产物，品种较少。 3 3高级叔胺的制取高级叔胺的制取 叔叔胺胺盐盐是是胺胺盐盐型型阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂中中的的一一个个大大类类，用用途途较较广广。叔叔胺胺又又是是制制取取季季胺胺盐盐的的主主要要原原料料。其其合合成成方方法法及及原料路线有许多，应用较多的有如下几种原料路线有许多，应用较多的有如下几种 （1 1）伯胺与环氧乙烷或环氧丙烷反应制叔胺）伯胺与环氧乙烷或环氧丙烷反应制叔胺 这这一一方方法法是是工工业业上上制制取取
75、叔叔胺胺的的重重要要方方法法，应应用用很很广广，反应式如下：反应式如下： （2）脂肪酸与低级胺反应制取叔胺）脂肪酸与低级胺反应制取叔胺 由由这这类类叔叔胺胺制制得得的的胺胺盐盐成成本本较较低低，性性能能较较好好，大大都都用用作作纤纤维维柔柔软软整整理理剂剂。例例如如，硬硬脂脂酸酸和和三三乙乙醇醇胺胺加加热热缩缩合合酯酯化化，形形成成叔叔胺胺，再再用用甲甲酸酸中中和和，生生成索罗明成索罗明(Soromine)A型阳离子表面活性剂。型阳离子表面活性剂。 用硬脂酸和氨基乙醇胺或亚乙基三胺加热缩合后再与用硬脂酸和氨基乙醇胺或亚乙基三胺加热缩合后再与尿素作用，经醋酸中和后，可制得优良的纤维柔软剂阿柯尿素
76、作用，经醋酸中和后，可制得优良的纤维柔软剂阿柯维尔（维尔（Ancovel)AAncovel)A，分子式如下：分子式如下：（3）非对称高级叔胺的制取）非对称高级叔胺的制取 非对称叔胺是合成季铵盐的中间体。通常它是由一个非对称叔胺是合成季铵盐的中间体。通常它是由一个C8以上长碳链和两个短碳链（如甲基、乙基、苄基等以上长碳链和两个短碳链（如甲基、乙基、苄基等)构构成。其合成路线有以下几条。成。其合成路线有以下几条。 长碳链氯代烷与低碳的烷基仲胺长碳链氯代烷与低碳的烷基仲胺(如二甲基胺如二甲基胺)生成叔胺生成叔胺 反应温度反应温度130170，压力，压力1.01MPa，制得的叔胺需蒸馏提制得的叔胺需蒸
77、馏提纯，否则色泽很深。纯，否则色泽很深。 RCl + NH(CH3)2 RN(CH3)2 + NaCl + H2O -烯烯烃烃制制取取叔叔胺胺 -烯烯烃烃在在过过氧氧化化物物存存在在下下与与溴溴化化氢氢进进行行反反应应，生生成成1-溴溴代代烷烷，1-溴溴代代烷烷与与二二甲甲胺胺反反应应生生成成二二甲甲基基胺胺溴酸盐，然后，在氢氧化钠作用下生成目的产物叔胺。溴酸盐，然后，在氢氧化钠作用下生成目的产物叔胺。 脂肪腈与二甲胺、氢在镍催化剂存在下反应制叔胺脂肪腈与二甲胺、氢在镍催化剂存在下反应制叔胺 RCN + (CH3)2NH + 2H2 RCH2N(CH3)2 + NH3 脂肪伯胺与甲酸、甲醛混合
78、物反应制烷基二甲基叔胺脂肪伯胺与甲酸、甲醛混合物反应制烷基二甲基叔胺 RNH2 + 2HCHO + 2HCOOHRN(CH3)2 + 2CO2 + 2H2O 脂肪伯胺脂肪伯胺(或仲胺或仲胺)在甲醛存在下进行加氢制得叔胺在甲醛存在下进行加氢制得叔胺 RNH2 + 2HCHO + 2H2 RN(CH3)2 + 2H2O 脂脂肪肪醇醇与与二二甲甲基基胺胺制制叔叔胺胺 在在铜铜铬铬催催化化剂剂存存在在下下，于于250300、20.MPa进行反应。进行反应。 ROH + HN(CH3)2 RN(CH3)2 + H2O 上上述述以以-烯烯烃烃为为原原料料的的路路线线成成本本较较低低，虽虽使使用用了了昂昂贵
79、贵的的溴溴化化氢，但已解决其回收问题，是目前认为较先进的方法。氢，但已解决其回收问题，是目前认为较先进的方法。 二、季铵盐阳离子表面活性剂二、季铵盐阳离子表面活性剂 结结构构类类型型：季季铵铵盐盐是是最最重重要要的的阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂，主主要要有有以以下品种：下品种： 烷烷基基季季铵铵盐盐( (RNRRNR1 1R R2 2R R3 3X X，R=R=长长链链烃烃基基、对对烷烷基基苯苯乙乙基基等等；R R1 1、R R2 2、R R3 3=C=C1 1C C4 4的的烷烷基基、苄苄基基、羟羟乙乙基基等等。R R1 1、R R2 2、R R3 3可可以以相相同同，也也可可以以不不同
80、同；X=CIX=CI、B Br r、I I、CHCH3 3SOSO4 4等等，下下同同) )。其其中中最最常常用用的的是是C C1212C C1818烷烷基基三三甲甲基基氯氯( (溴溴) )化化铵铵，以以及及十十二二烷烷基基二二甲甲基基苄苄基基氯氯化化铵铵( (沽沽尔尔灭灭) )、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵( (新洁尔灭新洁尔灭) )等。等。 双烷基季铵盐双烷基季铵盐( (RRNRRRNR1 1R R2 2X)X)。 亲亲水水部部分分和和疏疏水水部部分分通通过过酰酰胺胺、酯酯、醚醚等等基基团团来来连连接接的的铵铵盐盐 ， 如如 RCONH(CHRCONH(CH2 2)
81、)。 NRNR1 1R R2 2R R3 3X(pamineX(pamine类类 表表 面面 活活 性性 剂剂 ) )，RO(CHRO(CH2 2) )n nNRNR1 1R R2 2R R3 3X X，RCOO(CHRCOO(CH2 2) )n nNRNR1 1R R2 2R R3 3X X等。等。 其其它它如如双双季季铵铵盐盐和和多多季季铵铵盐盐等等，如如迪迪恩恩普普( (DNP)DNP)1 1NN+ +R R2 2(R(R3 3OH)OH)2 2 n nnAnA。 合成路线：常用的季铵盐合成方法有如下几种。合成路线：常用的季铵盐合成方法有如下几种。 1 1从伯、仲、叔胺制取季胺盐从伯、仲
82、、叔胺制取季胺盐 烷基三甲基季铵甲基硫酸酯烷基三甲基季铵甲基硫酸酯 烷基三甲基氯化铵烷基三甲基氯化铵 2 2低级叔胺与卤代烷反应制取季铵盐低级叔胺与卤代烷反应制取季铵盐 如如需需在在分分子子中中引引入入芳芳基基化化合合物物，则则可可将将伯伯胺胺通通过过甲甲基基化化反反应应制制得得叔叔胺胺后后，与与氧氧化化苄苄反反应应，即即可可得得含含有有苄苄基基的的季铵盐。季铵盐。 叔叔胺胺或或胺胺盐盐与与环环氧氧乙乙烷烷或或环环氧氧丙丙烷烷作作用用制制取取季季铵铵盐盐。叔叔胺胺与与环环氧氧乙乙烷烷缩缩合合后后的的硝硝酸酸盐盐，过过氧氧酸酸盐盐都都是是应应用用较较广广的抗静电剂。例如，胶片抗静电剂的抗静电剂。
83、例如，胶片抗静电剂PcPc的制取如下式所示：的制取如下式所示： 此此外外，高高速速胶胶辊辊抗抗静静电电剂剂使使用用于于纺纺织织橡橡胶胶辊辊时时，可可防防止止纱纱面面与与辊辊磨磨摩摩擦擦产产生生静静电电，避避免免纱纱断断头头。这这一一产产品品是叔胺与酸反应后通入环氧乙烷所得，其化学结构为：是叔胺与酸反应后通入环氧乙烷所得，其化学结构为： 另一有效抗静电剂的结构为：另一有效抗静电剂的结构为： 可以将其视为非离子化的阳离子。可以将其视为非离子化的阳离子。 三、其它阳离子表面活性剂三、其它阳离子表面活性剂 1 1含氮原子环型胺盐含氮原子环型胺盐 除除直直链链含含氮氮化化合合物物外外，一一些些环环状状含
84、含氮氮化化合合物物也也可可制制成成优优良良的的阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂，这这里里主主要要介介绍绍一一下下应应用用较较多多的的吡吡啶啶盐盐和和咪唑啉盐。咪唑啉盐。 （1 1）吡啶型胺盐）吡啶型胺盐 吡啶与吡啶与C C2 21818卤代烷，在卤代烷，在130130150150下反应，蒸馏除去水及下反应，蒸馏除去水及未反应的吡啶，即得到吡啶型胺盐。未反应的吡啶，即得到吡啶型胺盐。 （2 2）咪唑啉型胺盐）咪唑啉型胺盐 用用氨氨乙乙基基单单乙乙醇醇胺胺或或聚聚乙乙烯烯多多胺胺与与脂脂肪肪酸酸（硬硬脂脂酸酸、油油酸酸）160160200200下下反反应应，则则生生成成咪咪唑唑啉啉型型化化合合物物
85、。它它们们的的醋醋酸酸盐盐、磷磷酸酸盐盐广广泛泛应应用用于于纺纺织织柔柔软软剂剂、破破乳乳剂剂、防防锈锈剂等方面。剂等方面。 例例如如，用用油油酸酸与与氨氨乙乙基基单单乙乙醇醇胺胺反反应应，脱脱水水，可可生生成成-十七烯基羟乙基咪唑啉（即十七烯基羟乙基咪唑啉（即Amine220Amine220）。）。 2 2双季胺盐双季胺盐 在在阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂的的活活性性基基上上带带有有两两个个正正电电荷荷的的季季胺胺盐盐称称为为双双季季胺胺盐盐。如如以以叔叔胺胺与与-二二氯氯乙乙醚醚反反应应，可可以以制取双季胺盐，反应如下：制取双季胺盐，反应如下： 同同样样，如如以以叔叔胺胺与与对对苯苯二
86、二甲甲基基二二氯氯反反应应，可可生生成成如如下下的双季胺盐。的双季胺盐。 这些化合物都是很好的纺织柔顺剂。这些化合物都是很好的纺织柔顺剂。第三节第三节 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 一、聚乙二醇型非离子表面活性剂一、聚乙二醇型非离子表面活性剂 1. 1. 结构类型结构类型 聚聚乙乙二二醇醇型型非非离离子子表表面面活活性性剂剂品品种种多多、产产量量大大，是是非非离离子子中中的的大大类类。凡凡有有活活性性氢氢的的化化合合物物均均可可与与环环氧氧乙乙烷烷缩缩合合制制成成聚聚乙乙二二醇醇型型非非离离子子表表面面活活性性剂剂。这这类类表表面面活活性性剂剂的的亲亲水水性性，是是靠靠分分子子中中的的氧氧
87、原原子子与与水水中中的的氢氢形形成成氢氢键键、产产生生水水化化物物而而具具有有的的。聚聚乙乙二二醇醇链链有有两两种种状状态态，在在无无水水状状态态时时为为锯齿型，而在水溶液中主要是曲折型。锯齿型，而在水溶液中主要是曲折型。 无水时的状态无水时的状态 水溶液中的状态水溶液中的状态 当当它它一一旦旦在在水水中中成成为为曲曲折折型型时时，亲亲水水性性的的氧氧原原子子即即被被置置于于链链的的外外侧侧，憎憎水水性性的的-CH2-基基位位于于里里面面，因因而而链链周周围围就就变变得得容容易易与与水水结结合合。此此结结构构虽虽然然很很大大，但但其其整整体体恰恰似似一一个个亲亲水水基基。因因此此，聚聚乙乙二二
88、醇醇链链显显示示出出较较大大的的亲亲水水性性。分分子子中中环环氧氧乙乙烷烷的的聚聚合合度度越越大大，即即醚醚键键-O-越多，亲水性越大越多，亲水性越大,浊点越高。浊点越高。 非非离离子子表表面面活活性性剂剂溶溶液液在在加加热热的的情情况况下下，由由清清晰变为浑浊时的温度称为浊点。晰变为浑浊时的温度称为浊点。 2. 2. 合成路线合成路线 （1 1）聚乙二醇型非离子表面活性剂）聚乙二醇型非离子表面活性剂 聚聚乙乙二二醇醇型型非非离离子子表表面面活活性性剂剂是是用用具具有有活活泼泼氢氢原原子子的的疏疏水水性性原原料料，在在酸酸或或碱碱催催化化剂剂参参与与下下与与环环氧氧乙乙烷烷起起加加成成反反应制
89、得的。应制得的。 脂脂肪肪醇醇聚聚氧氧乙乙烯烯醚醚 长长链链脂脂肪肪醇醇分分子子中中羟羟基基上上的的氢氢是是活活泼泼氢氢原原子子，环环氧氧乙乙烷烷是是能能取取代代氢氢原原子子的的活活泼泼化化合合物物，它们很容易发生反应而加成聚合为醚它们很容易发生反应而加成聚合为醚 这这类类表表面面活活性性剂剂稳稳定定性性高高，生生物物降降解解性性和和水水溶溶性性均均较较好好，具具有有良良好好的的乳乳化化、润润湿湿、渗渗透透、分分散散和和增增溶溶的的能能力力。常用于衣料用洗涤剂、洗发香波、沐浴露中。常用于衣料用洗涤剂、洗发香波、沐浴露中。 烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚 烷烷基基酚酚聚聚氧氧乙乙烯烯醚醚的的制
90、制法法与与长长链链脂脂肪肪醇醇聚聚氧氧乙乙烯烯相相似似，（当（当R为为C9H19时，为时，为OP系列乳化剂）其反应式如下：系列乳化剂）其反应式如下： 烷烷基基酚酚聚聚氧氧乙乙烯烯醚醚的的化化学学稳稳定定性性高高，即即使使在在高高温温下下也也不不易易被被强强酸酸、强强碱碱破破坏坏，且且其其生生物物降降解解性性差差。因因此此它它的的需需要要量量呈呈逐逐渐渐减减少少的的趋趋势势，目目前前在在家家用用洗洗涤涤用用品品中中已已较较少少使使用，主要用在金属的酸性洗涤剂和碱性洗涤剂中。用，主要用在金属的酸性洗涤剂和碱性洗涤剂中。 脂脂肪肪酸酸聚聚氧氧乙乙烯烯酯酯 脂脂肪肪酸酸与与环环氧氧乙乙烷烷在在催催化化
91、剂剂存存在下起加成反应生成脂肪酸聚氧乙烯酯，反应式如下：在下起加成反应生成脂肪酸聚氧乙烯酯，反应式如下： 另一种方法是用脂肪酸与聚乙二醇进行酯化反应制得：另一种方法是用脂肪酸与聚乙二醇进行酯化反应制得： 此此反反应应中中，聚聚乙乙二二醇醇有有2 2个个羟羟基基，如如无无特特殊殊催催化化控控制制，酯酯化化所所得得的的非非离离子子酯酯总总会会有有一一定定比比例例的的双双酯酯，此此外外，通通过过酯酯交交换亦形成双酯：换亦形成双酯： 将橄榄油与聚乙二醇在碱催化下进行酯交换反应，可将橄榄油与聚乙二醇在碱催化下进行酯交换反应，可得到聚乙二醇油酸和油酸单甘油酯的混合物，反应过程如得到聚乙二醇油酸和油酸单甘油
92、酯的混合物，反应过程如下：下： 这种混合物是具有特殊性能的油溶性乳化剂，具有广这种混合物是具有特殊性能的油溶性乳化剂，具有广泛用途。泛用途。 聚氧乙烯烷基胺聚氧乙烯烷基胺 烷基胺与环氧乙烷起加成反应可生成烷基胺与环氧乙烷起加成反应可生成2 2种反应产物：种反应产物： 在后一反应中，最终产物实际上是同系物和异构体的在后一反应中，最终产物实际上是同系物和异构体的混合物。混合物。 聚氧乙烯烷基醇酰胺聚氧乙烯烷基醇酰胺 烷烷基基醇醇酰酰胺胺与与环环氧氧乙乙烷烷起起加加成成，反反应应生生成成聚聚氧氧乙乙烯烯烷烷基醇酰胺，反应式如下：基醇酰胺，反应式如下： 聚醚类聚醚类 聚聚醚醚类类产产品品主主要要是是以
93、以丙丙二二醇醇为为起起始始剂剂接接以以各各种种不不同同分分子子量量的的聚聚氧氧丙丙烯烯- -聚聚氧氧乙乙烯烯共共聚聚而而成成的的一一系系列列产产品品的的总总称称，其其中中有有代代表表性性的的为为美美国国WyandottWyandott公公司司开开发发的的PluronicPluronic型型表表面面活活性性剂剂，其其分子式如下：分子式如下： CHCH3 3 式式中中( (CHCH2 2CHO)CHO)b b是是聚聚氧氧丙丙烯烯段段，在在分分子子中中呈呈现现疏疏水水性性质质，( (CHCH2 2CHCH2 2O)O)a a和和( (CHCH2 2CHCH2 2O)O)c c是是聚聚氧氧乙乙烯烯段段
94、，在在分分子子中中呈呈现现亲亲水水性性质质；a a、b b、c c代代表表分分子子数数目目，改改变变分分子子数数目目可可以以得得到到亲亲水水性性不不同同的的产产物。物。 二、多元醇型非离子表面活性剂二、多元醇型非离子表面活性剂 1. 1. 结构类型结构类型 多多元元醇醇型型非非离离子子表表面面活活性性剂剂按按多多元元醇醇的的种种类类可可分分为为甘甘油油脂脂肪肪酸酸酯酯、季季戊戊四四醇醇脂脂肪肪酸酸酯酯、山山梨梨醇醇脂脂肪肪酸酸酯酯、失失水水山山梨梨醇醇脂脂肪肪酸酸酯酯、蔗蔗糖糖脂脂肪肪酸酸酯和烷基醇酰胺等非离子表面活性剂。酯和烷基醇酰胺等非离子表面活性剂。 2. 合成路线合成路线 此此类类化化
95、合合物物一一般般采采用用酯酯化化方方法法来来合合成成。如如在在lmol甘甘油油或或季季戊戊四四醇醇中中，加加入入1mol月月桂桂酸酸或或棕棕榈榈酸酸之之类类的的脂脂肪肪酸酸，加加氢氢氧氧化化钠钠0.51%，在在不不断断搅搅拌拌下下于于200左左右右反反应应34h，即可完成酯化反应生成非离子表面活性剂。即可完成酯化反应生成非离子表面活性剂。 实实际际上上，在在甘甘油油和和季季戊戊四四醇醇分分子子中中，每每个个羟羟基基具具有有相相同同的的反反应应能能力力，所所以以除除了了生生成成单单酯酯还还生生成成大大量量的的双双酯酯和和少少量的三酯，产物是复杂的。量的三酯，产物是复杂的。 工业上更常见的是采用酯
96、交换的办法，特点是工艺简工业上更常见的是采用酯交换的办法，特点是工艺简单，成本低廉。如：单，成本低廉。如： 其它的多元醇型非离子表面活性剂的合成与上述类似。其它的多元醇型非离子表面活性剂的合成与上述类似。 三、其他类型非离子表面活性剂三、其他类型非离子表面活性剂 1 1烷基硫醇聚氧乙烯醚烷基硫醇聚氧乙烯醚 叔烷基硫醇与环氧乙烷起加成反应生成烷基硫醇聚氧叔烷基硫醇与环氧乙烷起加成反应生成烷基硫醇聚氧乙烯醚，其中具有良好表面活性的为叔己基硫醇聚氧乙烯乙烯醚，其中具有良好表面活性的为叔己基硫醇聚氧乙烯(11(1112)12)醚和叔壬基硫醇聚氧乙烯醚和叔壬基硫醇聚氧乙烯(17)(17)醚。它们在较高温
97、醚。它们在较高温度的中性和碱性溶液中稳定。叔壬基硫醇与环氧乙烷的加度的中性和碱性溶液中稳定。叔壬基硫醇与环氧乙烷的加成反应如下：成反应如下：此表面活性剂具有良好的表面活性。此表面活性剂具有良好的表面活性。 2亚砜表面活性剂亚砜表面活性剂 烷基硫化物经氧化即得亚砜：烷基硫化物经氧化即得亚砜： 式式中中R为为长长碳碳链链；R/为为甲甲基基，也也可可以以是是其其他他烷烷基基。这这种种表表面面活活性性剂剂具具有有良良好好的的表表面面活活性性，能能显显著著降降低低水水的的表表面面张张力力，其其浓浓度度为为2*l04mol/L时时，表面张力下降至表面张力下降至25mN/m。 此此外外，亚亚砜砜基基也也可可
98、以以是是2个个，这这种种表表面面活活性性剂剂具有良好洗涤力。具有良好洗涤力。 3-烯烃与聚乙二醇的加成物烯烃与聚乙二醇的加成物 长长链链-烯烯烃烃与与聚聚乙乙二二醇醇，在在有有机机过过氧氧化化物物存存在在下下，发发生生加加成成反反应应，生生成成在在分分子子链链中中间间有有烃烃基基的的加加成成物物，如如-十十二二烯烯烃烃与与六六聚聚乙乙醇醇的的加加成成反反应应如如下：下： 反应后得到六聚乙二醇反应后得到六聚乙二醇-1-十二碳烯与环氧乙烷十二碳烯与环氧乙烷为为1:1的加成物。的加成物。 相似地，短链二醇与长链相似地，短链二醇与长链-烯烃也可以进行加成烯烃也可以进行加成反应。例如，在二叔丁基过氧化物
99、存在下，反应。例如，在二叔丁基过氧化物存在下，1 1，4-4-丁二丁二醇与醇与1-1-十二碳烯进行加成反应，得到如下产物：十二碳烯进行加成反应，得到如下产物： 当以碱做催化剂，对链烷二醇进行乙氧基化，也可当以碱做催化剂，对链烷二醇进行乙氧基化，也可得到该种非离子表面活性剂。得到该种非离子表面活性剂。 这这种种表表面面活活性性剂剂是是有有良良好好的的洗洗涤涤性性能能，有有的的适适合合做棉织物洗涤剂，有的适合做毛织物轻垢洗涤剂。做棉织物洗涤剂，有的适合做毛织物轻垢洗涤剂。第四节第四节 两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂 一、氨基酸型两性表面活性剂一、氨基酸型两性表面活性剂 氨氨基基酸酸兼兼有有羧
100、羧基基和和氨氨基基，本本身身就就是是两两性性化化合合物物。当当氨氨基基上上氢氢原原子子被被长长链链烷烷基基取取代代就就成成为具有表面活性的氨基酸表面活性剂。为具有表面活性的氨基酸表面活性剂。 1结构类型结构类型 氨氨基基酸酸型型两两性性表表面面活活性性剂剂的的种种类类很很多多，常常见的有如下几类。见的有如下几类。 2. 2. 合成路线合成路线 氨氨基基酸酸型型两两性性表表面面活活性性剂剂是是在在一一个个分分子子中中具具有有胺胺盐盐型型的的阳阳离离子子部部分分和和羧羧酸酸型型( (或或磺磺酸酸型型) ) 阴阴离离子子部部分分的的两两性性表表面面活活性性剂剂。现现在在使使用用的的氨氨基基酸酸型型两
101、两性性表表面面活活性性剂剂主主要要是是丙丙氨氨酸酸型型的的和和甘甘氨氨酸型的两类。酸型的两类。 (1) (1)丙氨酸型两性表面活性剂丙氨酸型两性表面活性剂 丙丙氨氨酸酸型型两两性性表表面面活活性性剂剂是是指指丙丙氨氨酸酸上上的的氢氢为为长长链链烷烷基基取取代代的的取取代代物物，其其制制法法是是将将烷烷基基胺胺( (如如月月桂桂基基胺胺) )与与丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯在在加热下反应生成月桂基氨基丙酸甲酯，然后以碱处理。加热下反应生成月桂基氨基丙酸甲酯，然后以碱处理。 C C1212H H2525NHNH2 2+CH+CH2 2 = CHCOOCH = CHCOOCH3 3 C C1212H H25
102、25NHCHNHCH2 2CHCH2 2COOCHCOOCH3 3 C C1212H H2525NHCHNHCH2 2CHCH2 2COOCHCOOCH3 3 + NaOH C+ NaOH C1212H H2525NHCHNHCH2 2CHCH2 2COONa + CHCOONa + CH3 3OH OH 丙氨酸型两性表面活性剂易溶于水，偏酸性时呈阳离丙氨酸型两性表面活性剂易溶于水，偏酸性时呈阳离子活性；偏碱性时呈阴离子活性。在微酸性等电点时，溶子活性；偏碱性时呈阴离子活性。在微酸性等电点时，溶解度最小，表面张力和渗透力低，去污力差；在偏碱性时解度最小，表面张力和渗透力低，去污力差；在偏碱性时
103、去污力强去污力强, ,起泡力，性温和，对皮肤刺激性小，可用于生起泡力，性温和，对皮肤刺激性小，可用于生产香波和金属清洗剂，还可用作染色助剂等。产香波和金属清洗剂，还可用作染色助剂等。 此外，由烷基胺与此外，由烷基胺与2mol丙烯酸甲酯在加热下反应生成丙烯酸甲酯在加热下反应生成烷基亚氨二丙酸甲酯，再以碱处理得烷基亚氨二丙酯钠：烷基亚氨二丙酸甲酯，再以碱处理得烷基亚氨二丙酯钠： (2)(2)甘氨酸型两性表面活性剂甘氨酸型两性表面活性剂 甘氨酸型两性表面活性剂是指甘氨酸上的氢为长链烷甘氨酸型两性表面活性剂是指甘氨酸上的氢为长链烷基取代的类型物，其制法是将烷基胺基取代的类型物，其制法是将烷基胺( (如
104、月桂基胺如月桂基胺) )与一氯与一氯乙酸钠水溶液反应：乙酸钠水溶液反应： 此外，将十二烷基氯与二亚乙基三胺反应，然后与一氯此外，将十二烷基氯与二亚乙基三胺反应，然后与一氯乙酸反应可制得十二烷基二（氨乙基）甘氨酸乙酸反应可制得十二烷基二（氨乙基）甘氨酸（C12H25NHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2COOH）。）。如在如在二亚乙基三胺上引入二亚乙基三胺上引入2个辛基，然后与一氯乙酸反应可制个辛基，然后与一氯乙酸反应可制得双得双(辛氨基乙基辛氨基乙基)甘氨酸。甘氨酸。 甘甘氨氨酸酸型型两两性性表表面面活活性性剂剂性性温温和和、刺刺激激性性和和毒毒性性小小、杀杀菌菌力力强强，为为广广谱谱性性
105、杀杀菌菌剂剂，可可用用于于家家庭庭、食食品品工工业业、发发酵工业和乳制品业中，也可用作特殊洗涤剂。酵工业和乳制品业中，也可用作特殊洗涤剂。 二、甜菜碱型两性表面活性剂二、甜菜碱型两性表面活性剂 甜甜菜菜碱碱是是由由Sheihler早早期期从从甜甜菜菜中中提提取取出出来来的的天天然然含含氮氮化化合合物物，其其化化学学名名为为三三甲甲基基乙乙酸酸铵铵。天天然然甜甜菜菜碱碱不不具具有有表表面面活活性性，只只有有当当其其中中一一个个CH3被被长长链链烷烷基基取取代代后后才才具具有有表表面面活活性性，人人们们称称该该类类物物质质为甜菜碱型表面活性剂。为甜菜碱型表面活性剂。 1. 结构类型结构类型 按其阴
106、离子种类，甜菜碱型表面活性剂可分为以下几种类型。按其阴离子种类，甜菜碱型表面活性剂可分为以下几种类型。 (1)羧羧基基甜甜菜菜碱碱 常常见见的的为为RN+(CH3)2(CH2)mCOO-，m一一般般为为13,以以m=1最为常见，如十二烷基甜菜碱最为常见，如十二烷基甜菜碱C12H25N+(CH3)2CH2COO-。 一类改进型的羧基甜菜碱是将上述结构中的两一类改进型的羧基甜菜碱是将上述结构中的两个甲基部分或全部用聚氧乙烯基个甲基部分或全部用聚氧乙烯基(C2H4O)nH或羟乙或羟乙基基C2H4OH取代取代;另一类新型结构的羧基甜菜碱是另一类新型结构的羧基甜菜碱是长链烷基甜菜碱，如长链烷基甜菜碱，如
107、RCH(COO-)N+(CH3)3。 (2)磺基甜菜碱磺基甜菜碱 RN+(CH3)2(CH2)mSO3-，m一般一般为为13，以，以m=2最为常见。另一类常见的磺基甜菜最为常见。另一类常见的磺基甜菜碱是羟基磺丙基甜菜碱碱是羟基磺丙基甜菜碱RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3-。 (3)硫酸基和亚硫酸基甜菜碱硫酸基和亚硫酸基甜菜碱 分别具有下列结构：分别具有下列结构： RN+(CH3)2(CH2)mOSO3-，RN+ (CH3)2(CH2)mOSO2-。 (4)其它其它 如亚磷酸基和磷酸基甜菜碱、亚膦酸基和如亚磷酸基和磷酸基甜菜碱、亚膦酸基和膦酸基甜菜碱等。膦酸基甜菜碱等。 上述甜菜
108、碱型表面活性剂的疏水链中也可引入上述甜菜碱型表面活性剂的疏水链中也可引入酰胺基得到烷基酰胺甜菜碱，也可引入聚氧乙烯链酰胺基得到烷基酰胺甜菜碱，也可引入聚氧乙烯链等。等。 2. 2. 合成路线合成路线 甜甜菜菜碱碱是是在在分分子子内内以以季季铵铵盐盐基基作作为为阳阳离离子子部部分分、以以羧羧基基作作为为阴阴离离子子部部分分的的化化合合物物，其其中中有有代代表表性性的的是是烷烷基基二二甲甲基基甜甜菜菜碱碱两两性性表表面面活活性性剂剂，工工业业上上它它由由烷烷基基二二甲甲基基叔叔胺胺与与卤代乙酸盐进行反应制得：卤代乙酸盐进行反应制得： 式中的烷基的碳数一般为式中的烷基的碳数一般为12121818。碳
109、数。碳数为为1212的月桂基二甲基甜菜碱易溶于水，可用的月桂基二甲基甜菜碱易溶于水，可用作香波起泡剂，也可用作染色助剂。碳数为作香波起泡剂，也可用作染色助剂。碳数为1818的硬脂基二甲基甜菜碱可用作纤维的柔软的硬脂基二甲基甜菜碱可用作纤维的柔软剂和润滑剂，提高手感性能，也可用作护发剂和润滑剂，提高手感性能，也可用作护发剂和家庭用柔软剂的成分。剂和家庭用柔软剂的成分。 如如以以月月桂桂基基二二羟羟乙乙基基叔叔胺胺与与卤卤代代乙乙酸酸盐盐进进行行反反应应可可制制得月桂基二羟乙基甜菜碱得月桂基二羟乙基甜菜碱 甜甜菜菜碱碱型型两两性性表表面面活活性性剂剂的的长长链链也也可可以以不不在在氮氮原原子子上上
110、，而而在在羧羧基基的的碳碳原原子子上上，其其制制法法是是：长长链链脂脂肪肪酸酸与与溴溴反应生成反应生成溴代脂肪酸，然后与三甲胺反应：溴代脂肪酸，然后与三甲胺反应： 此外，还有在分子内有磷酸基或磺酸基的甜此外，还有在分子内有磷酸基或磺酸基的甜菜碱型两性表面活性剂，有磷酸基者称为磷酸甜菜碱型两性表面活性剂，有磷酸基者称为磷酸甜菜碱，卵磷脂即属于此类：菜碱，卵磷脂即属于此类： 有磺酸基者称为磺基甜菜碱：有磺酸基者称为磺基甜菜碱： 三、咪唑啉型两性表面活性剂三、咪唑啉型两性表面活性剂 1. 1. 结构类型结构类型 咪咪唑唑啉啉型型两两性性表表面面活活性性剂剂主主要要是是含含脂脂肪肪烃烃咪咪唑唑啉啉的的
111、羧羧基基两两性性表表面面活活性性剂剂，目目前前已已占占两两性性表表面面活活性性剂剂中中的的一一大大类类。常见的结构类型如下。常见的结构类型如下。 （1 1）单羧基结构）单羧基结构 （2 2）双羧基结构）双羧基结构 （3 3）无盐产物）无盐产物( (丙烯酸化丙烯酸化) )结构结构 （4 4）其它结构）其它结构 除了上述含脂肪烃咪唑啉的除了上述含脂肪烃咪唑啉的羧基两性表面活性剂，还有含磺酸基、硫酸基的羧基两性表面活性剂，还有含磺酸基、硫酸基的咪唑啉。更新的还有含磷和含氟的眯唑啉两性表咪唑啉。更新的还有含磷和含氟的眯唑啉两性表面活性剂。面活性剂。 2. 2. 合成路线合成路线 咪咪唑唑啉啉型型两两性
112、性表表面面活活性性剂剂的的制制法法是是使使脂脂肪肪酸酸与与氨氨乙乙基基乙乙醇醇胺胺进进行行反反应应，生生成成咪咪唑唑啉啉中中间间体体，然然后后与与一一氯氯乙乙酸酸钠钠在强碱溶液中进行反应：在强碱溶液中进行反应： 式中式中R R可以是可以是C C1111H H2323、C C9 9H H1919等。等。 表面活性剂的复配表面活性剂的复配1 表面活性剂同系物混合体系表面活性剂同系物混合体系 同同系系物物混混合合物物的的情情况况比比较较简简单单，一一般般规规律律是是同同系系物物混混合合物物的的物物理理化化学学性性质质介介于于各各个个化化合合物物之之间间，表表面面活活性性的的表表现也是如此。现也是如此
113、。2表面活性与无机电解质混合体系表面活性与无机电解质混合体系 无无机机盐盐对对离离子子型型表表面面活活性性剂剂表表面面活活性性的的影影响响主主要要是是由由于于反反离离子子压压缩缩了了表表面面活活性性剂剂离离子子头头的的离离子子氛氛厚厚度度，减减少少了了表表面面活活性性剂剂离离子子头头之之间间的的排排斥斥作作用用，从从而而使使表表面面活活性性剂剂更更容容易易吸吸附附于于表表面面并并形形成成胶胶团团，导导致致溶溶液液的的表表面面张张力力与与CMC降低。降低。 无无机机盐盐对对非非离离子子表表面面活活性性剂剂的的影影响响主主要要在在于于对对疏疏水水基基团团的的“盐盐析析”或或“盐盐溶溶”作作用用，而
114、而不不是是对对亲亲水水基基的的作作用用。起起“盐盐析析”作作用用时时，表表面面活活性性剂剂的的CMCCMC降降低低，起起“盐盐溶溶”作作用用时时则则反反之之。电电解解质质的的盐盐析析作作用用可可以以降降低低非非离离子子表表面面活活性性剂剂的的浊浊点点，它它与与降降低低CMCCMC、增增加加胶胶团团聚聚集集数数相相应应，使使得得表表面面活活性性剂剂易易缔缔合合成成更更大大的的胶胶团团，到到一一定定程程度度即即分分离离出出新相，溶液出现浑浊新相，溶液出现浑浊(“(“浊点浊点”现象现象) )。3 表面活性剂与极性有机物混合体系表面活性剂与极性有机物混合体系 少少量量有有机机物物的的存存在在，能能导导
115、致致表表面面活活性性剂剂在在水水溶溶液液中中的的CMC发发生生很很大大变变化化，同同时时也也常常常常增增加加表表面面活活性性剂剂的的表表面面活活性性。事事实实是是少少量量极极性性有有机机物物的的存存在在导导致致溶溶液液表表面面张张力力有有最最低低值的现象。值的现象。长链脂肪醇的影响长链脂肪醇的影响 长长链链脂脂肪肪醇醇可可降降低低表表面面活活性性剂剂溶溶液液的的CMCCMC；长长链链脂脂肪肪醇醇可可显显著著降降低低表表面面活活性性剂剂溶溶液液的的表表面面张张力力；加加醇醇后后的的表表面面活活性性剂剂溶溶液液，在在其其它它一一些些性性质质上上也也有有突突出出变变化化，如如溶溶液液的的表表面面黏黏
116、度由于加入醇后而增加。度由于加入醇后而增加。短链醇的影响短链醇的影响 短链醇在浓度小时可使表面活性剂的短链醇在浓度小时可使表面活性剂的CMC降低；在浓降低；在浓度高时，则度高时，则CMC随浓度变大而增加。随浓度变大而增加。水溶性及极性较强的极性有机物的影响水溶性及极性较强的极性有机物的影响 此此种种极极性性有有机机物物分分两两种种情情况况，一一类类如如尿尿素素、N-甲甲基基乙乙酰酰胺胺、乙乙二二醇醇、1，4二二氧氧六六环环等等，此此类类物物质质一一般般使使表表面面活活性性剂剂的的表表面面活活性性下下降降,能能使使表表面面活活性性剂剂在在水水中中的的溶溶解解度度大大为为增加。增加。 另外一类强极
117、性的、水溶性的添加物，如果糖、木糖另外一类强极性的、水溶性的添加物，如果糖、木糖以及山梨糖醇、环己六醇等，则使表面活性剂的以及山梨糖醇、环己六醇等，则使表面活性剂的CMC降低。降低。表面活性剂助溶剂表面活性剂助溶剂 某某些些表表面面活活性性剂剂由由于于在在水水中中溶溶解解度度太太小小，对对应应用用不不利利，需需要要在在配配方方中中加加入入增增加加溶溶解解度度的的添添加加剂剂，即即助助溶溶剂剂。如如尿尿素素有有助助溶溶作作用用。更更常常用用的的助助溶溶剂剂是是二二甲甲苯苯磺磺酸酸钠钠一一类类化化合合物。物。4 非离子表面活性剂与离子表面活性剂的复配非离子表面活性剂与离子表面活性剂的复配 非离子表
118、面活性剂与离子表面活性剂的复配已有广泛非离子表面活性剂与离子表面活性剂的复配已有广泛的应用。如非离子表面活性剂加到一般肥皂中，量少时起的应用。如非离子表面活性剂加到一般肥皂中，量少时起钙皂分散作用钙皂分散作用(防硬水作用防硬水作用)，量多时形成低泡洗涤剂配方。，量多时形成低泡洗涤剂配方。经过复配可以获得比单一表面活性剂更优良的洗涤性质、经过复配可以获得比单一表面活性剂更优良的洗涤性质、润湿性质以及其它性质。润湿性质以及其它性质。4.1 在离子表面活性剂中加入非离子表面活性剂，将使表面在离子表面活性剂中加入非离子表面活性剂，将使表面活性提高。在非离子表面活性剂加入量很少时，就会使活性提高。在非离
119、子表面活性剂加入量很少时，就会使显著下降。显著下降。4.2 在在非非离离子子表表面面活活性性剂剂中中加加入入离离子子表表面面活活性性剂剂，溶溶液液的的表表面活性增加。面活性增加。4.3 在在非非离离子子表表面面活活性性剂剂中中加加入入离离子子表表面面活活性性剂剂，将将使使浊浊点点升高。升高。4.4 阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂与与非非离离子子表表面面活活性性剂剂的的相相互互作作用用强强于于阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂。阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂。5 阴、阳离子表面活性剂的复配阴、阳离子表面活性剂的复配 在在所所有有的的表表面面活活性性剂剂混混合合体体系系中中，阴阴、阳阳离离子
120、子表表面面活活性性剂剂具具有有最最强强的的协协同同作作用用。研研究究发发现现，由由于于阴阴、阳阳表表面面活活性性离离子子间间强强烈烈的的静静电电作作用用，在在一一定定条条件件下下，阴阴、阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂复复配配体体系系具具有有很很高高的的表表面面活活性性，显示出极大的增效作用，混合物具有许多突出的性质。显示出极大的增效作用，混合物具有许多突出的性质。正正、负负离离子子表表面面活活性性剂剂混混合合体体系系的的表表面面活活性性全全面面增效作用增效作用提高混合物溶解性的方法提高混合物溶解性的方法(1)非非等等摩摩尔尔比比复复配配 正正、负负离离子子表表面面活活性性剂剂配配合合使使用用
121、时时，要要使使其其不不发发生生沉沉淀淀或或絮絮状状悬悬浮浮，达达到到最最大大增增效效作作用用，两两者者配配比比是是很很重重要要的的。不不等等比比例例(其其中中一一种种只只占占总总量量少少部部分分)配配合合依然会产生很高的表面活性与增效作用。依然会产生很高的表面活性与增效作用。(2)降低疏水链长度对称性降低疏水链长度对称性 在疏水链总长度在疏水链总长度(碳原子总数碳原子总数)一一定时，两疏水链长度越不对称，混合体系的溶解性越好。定时，两疏水链长度越不对称，混合体系的溶解性越好。(3)增增大大极极性性基基的的体体积积 增增加加离离子子头头基基之之间间的的空空间间位位阻阻以以降降低低离子头基之间强烈
122、的静电引力。离子头基之间强烈的静电引力。(4)引入聚氧乙烯基引入聚氧乙烯基 聚氧乙烯链的亲水性和位阻效应减弱了聚氧乙烯链的亲水性和位阻效应减弱了正、负离子表面活性剂之间的相互作用，从而对沉淀或凝正、负离子表面活性剂之间的相互作用，从而对沉淀或凝聚作用有明显的抑制作用。聚作用有明显的抑制作用。(5)极极性性基基的的选选择择烷烷基基磺磺酸酸盐盐代代替替烷烷基基硫硫酸酸盐盐 烷烷基基磺磺酸酸钠钠-烷烷基基季季铵铵盐盐混混合合体体系系的的水水溶溶性性远远高高于于烷烷基基硫硫酸酸钠钠烷烷基季铵盐混合体系。基季铵盐混合体系。(6)加加入入两两性性表表面面活活性性剂剂 两两性性表表面面活活性性剂剂其其表表面
123、面活活性性不不如如阴阴、阳阳离离子子型型表表面面活活性性剂剂强强。将将其其加加入入正正、负负离离子子表表面面活活性性剂剂复配体系，有利于改善复配体系的溶解性能。复配体系，有利于改善复配体系的溶解性能。(7)加加入入非非离离子子表表面面活活性性剂剂 加加入入溶溶解解度度较较大大的的非非离离子子表表面面活活性剂，正、负离子表面活性剂在水中溶解度明显增加。性剂，正、负离子表面活性剂在水中溶解度明显增加。6 表面活性剂和高聚物复配及表面活性剂表面活性剂和高聚物复配及表面活性剂-高聚物相互作用高聚物相互作用 6.1. 表面活性剂类型的影响表面活性剂类型的影响 不不同同类类型型表表面面活活性性剂剂与与高高
124、聚聚物物的的相相互互作作用用主主要要有有以以下下规规律：律： (1)在在具具有有相相同同碳碳链链的的情情况况下下，阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂与与非非离离子子聚聚合合物物的的相相互互作作用用可可能能比比阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂与与非非离离子子聚聚合物的相互作用弱得多。合物的相互作用弱得多。 (2)带带有有相相同同电电荷荷的的聚聚合合物物和和表表面面活活性性剂剂之之间间没没有有或或仅仅有有很弱的相互作用。很弱的相互作用。 (3)带带有有相相反反电电荷荷的的表表面面活活性性剂剂和和高高分分子子体体系系，由由于于强强烈烈的的静静电电引引力力以以及及分分子子间间的的疏疏水水作作用用，相相互
125、互作作用用大大大大加加强强，从而常使溶液产生浑浊，甚至发生沉淀。从而常使溶液产生浑浊，甚至发生沉淀。(4)黏度和表面张力等测定发现，典型的亲水非离子黏度和表面张力等测定发现，典型的亲水非离子聚合物如聚合物如PVA、PEG及及PVP等与聚氧乙烯类非离等与聚氧乙烯类非离子表面活性剂不发生相互作用，而中等疏水的聚子表面活性剂不发生相互作用，而中等疏水的聚合物如合物如PPO、部分水解的聚醋酸乙烯酯部分水解的聚醋酸乙烯酯(PVA-AC)却可与它们发生相互作用。却可与它们发生相互作用。 (5) 两两性性表表面面活活性性剂剂与与高高分分子子化化合合物物的的相相互互作作用用与与pH值有关。值有关。6.2 表面
126、活性剂表面活性剂-高聚物复配体系的应用高聚物复配体系的应用 (1)增增黏黏 非非离离子子聚聚合合物物与与阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂复复配配使使聚聚合合物物带带上上电电荷荷，成成为为“聚聚电电解解质质”，分分子子间间斥斥力力增增加加使使聚聚合合物物分分子子伸伸展展，导导致致溶溶液液黏黏度度增增加。加。 (2)保护乳液的稳定性保护乳液的稳定性 由于高分子链上的带由于高分子链上的带电胶团之间的相互排斥导致高分子链的伸展，从电胶团之间的相互排斥导致高分子链的伸展，从而可以更好地保护乳液的稳定性。而可以更好地保护乳液的稳定性。第五节第五节 表面活性剂典型工艺及设备表面活性剂典型工艺及设备 一、烷基
127、磺酸盐一、烷基磺酸盐(SAS)表面活性剂生产工艺表面活性剂生产工艺 烷烷基基磺磺酸酸盐盐(SAS)表表面面活活性性与与烷烷基基苯苯磺磺酸酸钠钠相相接接近近，它它在在碱碱性性、中中性性和和弱弱酸酸性性溶溶液液中中较较为为稳稳定定，在在硬硬水水中中具具有有良良好好的的润润湿湿、乳乳化化、分分散散和和去去污污能能力力，易易于于生生物物降降解解。其其生生产产方方法法主主要要有有磺磺氯氯化法和磺氧化法。化法和磺氧化法。 1磺氯化法磺氯化法 正正构构烷烷烃烃在在紫紫外外线线的的照照射射下下和和二二氧氧化化硫硫、氯氯气气反反应应，生生成成烷烷基磺酰氯，反应方程式为；基磺酰氯，反应方程式为； RH+SO2+C
128、12 RSO2C1+HCl 除除去去反反应应产产物物中中溶溶解解的的气气体体，用用碱碱皂皂化化，然然后后脱脱除除皂皂化化混混合合物中的盐及未反应的烷烃，即可得到产品烷基磺酸钠。物中的盐及未反应的烷烃，即可得到产品烷基磺酸钠。 RSO2C1+2NaOH RSO3Na + H2O + NaCl 磺氯化工艺流程见下图磺氯化工艺流程见下图 图图5-4 5-4 磺氯化法制取烷基磺酸钠的工艺流程图磺氯化法制取烷基磺酸钠的工艺流程图1-1-反应器；反应器；2-2-脱气塔；脱气塔；3-3-气体吸收塔；气体吸收塔；4-4-中间贮罐；中间贮罐；5-5-皂化器；皂化器； 6- 6-分离器；分离器；7-7-分离器；分
129、离器；8-8-蒸发器；蒸发器；9-9-磺酸盐分离器；磺酸盐分离器；10-10-油水分离器油水分离器 2磺氧化法磺氧化法 将正构烷烃在紫外线照射下，与将正构烷烃在紫外线照射下，与SO2，O2作用生成烷基磺酸。作用生成烷基磺酸。 RH + SO2 + O2 RSO3H 紫外线是引发剂，在反应器中加入水，水紫外线是引发剂，在反应器中加入水，水-光磺氧化可制取光磺氧化可制取SAS，此法目前最常使用，此法目前最常使用，其工艺流程见下图。其工艺流程见下图。 图图5-5 水水-光磺氧化法生产烷基磺酸盐的工艺流程图光磺氧化法生产烷基磺酸盐的工艺流程图 1-反应器；反应器；2-分离器；分离器；3-气体分离器；气
130、体分离器；4-蒸发器；蒸发器；5-分离器；分离器；6-中和釜；中和釜；7-蒸发器；蒸发器；8-分离器；分离器；9-油水分离器油水分离器 二、表面活性剂生产的主要设备二、表面活性剂生产的主要设备 1. 1. 一般的化学反应设备一般的化学反应设备 常用的化学反应设备有搅拌式、塔板式、填充常用的化学反应设备有搅拌式、塔板式、填充式、滚筒式和喷射式等反应器。式、滚筒式和喷射式等反应器。 搅拌式反应设备是最适合于小型、间歇操作的搅拌式反应设备是最适合于小型、间歇操作的表面活性剂产品生产使用的一种反应器。这是一种表面活性剂产品生产使用的一种反应器。这是一种在反应器内装有搅拌器，供反应物在搅拌下能充分在反应
131、器内装有搅拌器，供反应物在搅拌下能充分接触并进行反应的设备。接触并进行反应的设备。 重重要要组组成成部部分分是是搅搅拌拌器器。搅搅拌拌器器的的选选择择对对化化学学反反应应的的进进程程和和产产物物的的产产率率有有很很大大的的影影响响。常常用用的的搅搅拌拌器有桨式和涡轮式等。器有桨式和涡轮式等。 塔板式反应设备的用途塔板式反应设备的用途也很广，不仅可以用作气体也很广，不仅可以用作气体和液体的物料反应器，最主和液体的物料反应器，最主要是用于气体的吸收、吸附、要是用于气体的吸收、吸附、蒸馏和萃取等过程，还可用蒸馏和萃取等过程，还可用于气体的冷却、除尘与净化。于气体的冷却、除尘与净化。塔板有不同的结构，
132、主要有塔板有不同的结构，主要有筛板、浮阀板和泡罩塔板等。筛板、浮阀板和泡罩塔板等。有的塔板上装有搅拌叶轮，有的塔板上装有搅拌叶轮，或使塔板转动，以达到反应或使塔板转动，以达到反应物料充分混合的目的。物料充分混合的目的。 流化床式反应设备是用参流化床式反应设备是用参加反应的流体使颗粒状的固体加反应的流体使颗粒状的固体反应物反应物( (通常在通常在1010100100目之间目之间) )产生流动，从而进行液产生流动，从而进行液- -固相固相或气或气- -固相之间的反应。如右固相之间的反应。如右图所示，固体随气流进入反应图所示，固体随气流进入反应器内，反应后，反应物与生成器内，反应后，反应物与生成物一
133、起由下而上，从塔顶排出，物一起由下而上，从塔顶排出，再分离。另一种是反应生成物再分离。另一种是反应生成物从塔顶排出，固体粒子由排出从塔顶排出，固体粒子由排出管从下面排出。管从下面排出。 化学反应设备还有许多其它形式。例如滚筒化学反应设备还有许多其它形式。例如滚筒式：反应物料借回转的滚筒进行充分混合与反应；式：反应物料借回转的滚筒进行充分混合与反应；液柱式：参加反应的液体物料，借塔底进入的气液柱式：参加反应的液体物料，借塔底进入的气体流而得到搅动，进行气体流而得到搅动，进行气液之间反应；喷射式：液之间反应；喷射式：反应物在反应器内通过喷嘴喷射而进行充分接触反应物在反应器内通过喷嘴喷射而进行充分接
134、触与反应。与反应。 （3 3）设计与选择反应设备的出发点）设计与选择反应设备的出发点 在在设设计计与与选选择择反反应应设设备备时时应应考考虑虑高高效效、安安全全和和经经济济的的原原则则。主要应考虑到如下问题：主要应考虑到如下问题： 参加反应的物相是什么状态；参加反应的物相是什么状态； 反反应应的的温温度度要要求求，应应该该用用什什么么方方法法进进行行热热交交换换，如如何何控控制所需要的温度；制所需要的温度； 反应的压力多大为宜；反应的压力多大为宜； 反应时间，反应物停留的时间及空间速率；反应时间，反应物停留的时间及空间速率； 生产能力，连续或间歇操作；生产能力，连续或间歇操作； 搅拌的形式；搅
135、拌的形式； 对产品的质量要求；对产品的质量要求； 经济条件，投资的大小。经济条件，投资的大小。 2. 2. 物料的输送物料的输送 表表面面活活性性剂剂的的生生产产中中有有固固体体、液液体体和和气气体体物物料料，其其输输送送设设备一般也分为固体输送设备、液体输送设备和气体输送设备。备一般也分为固体输送设备、液体输送设备和气体输送设备。 （1 1）固固体体物物料料的的输输送送设设备备 根根据据生生产产中中物物料料的的形形状状，可可采采用用不不同同的的输输送送方方法法与与设设备备，在在生生产产中中常常用用的的有有带带式式输输送送机机、螺螺旋旋输输送送机机，吊吊链链式式输输送送机机和和斗斗式式提提升升
136、机机等等。在在表表面面活活性性剂剂生生产产中最常见的是带式输送机、螺旋输送机与斗式提升机。中最常见的是带式输送机、螺旋输送机与斗式提升机。 （2 2）液液体体物物料料的的输输送送设设备备 根根据据生生产产中中液液体体物物料料的的黏黏度度，所所含含固固体体颗颗粒粒的的大大小小，腐腐蚀蚀性性的的强强弱弱，温温度度与与压压力力的的高高低低等等，应应选选择择相相应应类类型型与与材材质质的的液液体体输输送送设设备备泵泵。泵泵可可以以大大致致归归纳纳为为两两大大类类：旋旋转转泵泵( (包包括括离离心心泵泵、轴轴流流泵泵、齿轮泵齿轮泵) )和往复泵。和往复泵。 （3 3）气体输送没备）气体输送没备 气体输送
137、设备的主要作用有三种，气体输送设备的主要作用有三种，一是不改变其压力，由一是不改变其压力，由A A处输送到处输送到B B处，采用吹风机，排风处，采用吹风机，排风机和抽风机等。二是提高气体的压力，如气体压缩机。三机和抽风机等。二是提高气体的压力，如气体压缩机。三是减小气体的压力，如真空泵，抽气机等，用于蒸发和干是减小气体的压力，如真空泵，抽气机等，用于蒸发和干燥上。燥上。 3. 3. 物料的破碎研磨与混合物料的破碎研磨与混合 在在生生产产中中，为为了了配配料料，有有利利于于进进行行化化学学反反应应，常常常常需需要要把把固固体体物物料料，进进行行破破碎碎与与研研磨磨。有有的的产产品品要要求求以以一
138、一定定大大小小的的颗颗粒粒状状或或粉粉末末状状出出厂厂，也也要要粉粉碎碎与与研研磨磨，有有的的膏膏状状产产品品如如洗洗涤涤膏膏、雪雪花花膏膏、油油墨墨等等，要要求求质质地地均均匀匀细细腻腻，则则要要充充分分混混合合与与研研磨磨。 （1 1）破破碎碎与与研研磨磨设设备备 按按被被粉粉碎碎物物料料的的大大小小及及所所获获得得的的成成品品粒粒度度的的大大小小可可把把固固体体物物料料的的粉粉碎碎设设备备分分为为粗粗粉粉碎碎、中中粉粉碎碎、细细粉粉碎碎和和超超级级粉粉碎碎几几类类。选选择择设设备备时时应应力力求求满满足足如如下下要要求求：产产品品大大小小均均匀匀，可可立立即即从从轧轧压压部部位位排排出出
139、，可可调调整整粉粉碎碎度度，操操作作方方便便，易易磨磨损损部部位位可可以以更更换换，有有保保险险及及防防爆爆装装置置，粉粉尘尘污污染染少少，耗耗能能小。常用的破碎机有颚式、锥式、滚筒式、锤式及球磨机。小。常用的破碎机有颚式、锥式、滚筒式、锤式及球磨机。 （2 2）物料的混合）物料的混合 进进行行化化学学生生产产的的原原料料混混合合得得愈愈好好，反反应应愈愈快快。许许多多产产品品是是多多种种原原料料的的混混合合物物，混混合合状状态态的的好好坏坏直直接接影影响响到到产产品品的的质质量量。因因此此，混混合合设设备备是是表表面面活活性性剂剂生生产产所所不不可可缺缺少少的的。混混合合对对象象的的物物理理
140、化化学学性性质质不不同同，应应采采用不同类型的混合设备。用不同类型的混合设备。 滚滚筒筒型型混混合合机机是是通通过过滚滚筒筒的的转转动动而而把把筒筒内内的的干干粉粉状状物物料料混混合合。V V型型混混合合机机是是由由两两个个圆圆形形筒筒组组成成V V型型混混合筒。合筒。 4. 4. 物料与产品的分离物料与产品的分离 在在表表面面活活性性剂剂生生产产中中，时时常常需需要要把把不不同同形形态态的的物物料料与与产产品品分分离离开开。这这里里介介绍绍几几种种常常用用的的分分离离设设备备。它它们们也也分分别别借借助助沉沉降降、过过滤滤，离离心心分分离离和和结结晶晶，以以及及用用分分子子筛筛等等方方法法使
141、使物物料料中的固液分离。中的固液分离。 (1)(1)沉沉降降分分离离设设备备 沉沉降降分分离离设设备备大大致致可可以以分分为为澄澄清清设设备备和沉淀浓缩设备两大类。和沉淀浓缩设备两大类。 澄清没备澄清没备 沉淀浓缩设备沉淀浓缩设备 这种设备又称为增这种设备又称为增稠器，主要作用是使浓度比较大的桨液中稠器，主要作用是使浓度比较大的桨液中的固体物沉淀下来，成为浓缩状态的物料。的固体物沉淀下来，成为浓缩状态的物料。有一种连续式的沉淀浓缩设备，原桨液由有一种连续式的沉淀浓缩设备，原桨液由上面不断注入，集泥耙子在转动，加上重上面不断注入，集泥耙子在转动，加上重力的作用使浓缩的料桨由底部集中排出，力的作用
142、使浓缩的料桨由底部集中排出，较清的溶液由溢流糟排出。较清的溶液由溢流糟排出。 (2)(2)过滤分离设备过滤分离设备 这是表面活性剂生产中常用的设备。这是表面活性剂生产中常用的设备。其原理是利用多孔的过滤介质，把悬浮液中的固体颗粒挡其原理是利用多孔的过滤介质，把悬浮液中的固体颗粒挡住，让液体通过，从而使固液分离。住，让液体通过，从而使固液分离。 常常用用的的板板框框式式压压滤滤机机，是是由由多多个个滤滤板板、滤滤布布和和滤滤框框交交替替排排列列所所组组成成的的。这这种种设设备备适适合合于于黏黏稠稠的的、需需要要加加热热到到100100以以上上，表表压压大大于于19.806651019.80665
143、10帕帕(1(1大大气气压压) )的的悬悬浮浮物物的的分离。分离。 此此外外，还还有有利利用用真真空空泵泵进进行行抽抽吸吸过过滤滤的的，例例如如真真空空叶叶滤滤机机和和转转筒筒真真空空过过滤滤机机。后后者者可可以以连连续续地地处处理理各各种种悬悬浮浮液液，但不适合于处理阻力过大的膏状悬浮液。但不适合于处理阻力过大的膏状悬浮液。 (3) (3)离心分离设备离心分离设备 离心分离设备大致离心分离设备大致分为两类，一类是离心过滤分离设备，另分为两类，一类是离心过滤分离设备，另一类是离心沉降分离设备。二者那是借助一类是离心沉降分离设备。二者那是借助离心力把固离心力把固- -液、固液、固- -气分离。气
144、分离。 一、润湿和渗透作用 固体表面固体表面和液体接触时，和液体接触时，原来的固原来的固-气界气界面消失，形成新面消失，形成新的固的固-液界面，液界面，这种现象称润湿。这种现象称润湿。润润 湿湿渗渗 透透杨氏方程式：杨氏方程式： S=SE+ECOS若若SSE,则则COS 0, 90,固体固体不为液体润湿；不为液体润湿；若若E（S- SE ），），则则1 COS 0， 90,固体能固体能为液体所润湿。为液体所润湿。（a）润湿）润湿 （b）不润湿）不润湿 一般用作润湿剂的表面活性剂，可一般用作润湿剂的表面活性剂，可以具有几个短链疏水基或带支链的疏水以具有几个短链疏水基或带支链的疏水基，亲水基可在疏
145、水基中间，亲水基处基，亲水基可在疏水基中间，亲水基处在直链上时，则亲水基位置越靠近直链在直链上时，则亲水基位置越靠近直链中部的润湿作用越大。苯环上有烷基和中部的润湿作用越大。苯环上有烷基和亲水基时，润湿作用邻位的比对位的大。亲水基时，润湿作用邻位的比对位的大。对于萘衍生物，在萘环上的烷基的碳原对于萘衍生物，在萘环上的烷基的碳原子数为子数为23时，适宜作润湿剂。时，适宜作润湿剂。表面活性剂的化学结构对润湿效果的影响表面活性剂的化学结构对润湿效果的影响 润湿剂被广泛应用于纺织印染润湿剂被广泛应用于纺织印染工业中，也用在农药中，以增强其工业中，也用在农药中，以增强其对植物或虫体的润湿性，提高杀虫对植
146、物或虫体的润湿性，提高杀虫效力。另外还用在照相乳剂涂布时。效力。另外还用在照相乳剂涂布时。润湿剂的工业应用润湿剂的工业应用二、乳化作用 互不相溶的两液互不相溶的两液相中的一相以微粒状相中的一相以微粒状态分散于另一相中则态分散于另一相中则形成乳液或乳浊液。形成乳液或乳浊液。两液相中一相大都为两液相中一相大都为水，另一相为油。油水，另一相为油。油与水的乳化形式有两与水的乳化形式有两种：油种：油/水（水（O/W），），水水/油（油（W/O）。）。乳化机理 实际配置乳液时，当将油和水在混合器中实际配置乳液时，当将油和水在混合器中搅拌时，由于界面不断分裂，界面面积急剧增搅拌时，由于界面不断分裂，界面面积
147、急剧增大，界面能形成极大的力，凝聚的速度也急剧大，界面能形成极大的力，凝聚的速度也急剧加快。但由于加入表面活性剂乳化剂的结果，加快。但由于加入表面活性剂乳化剂的结果，它向油它向油-水界面吸附，乳化剂的疏水基一端溶水界面吸附，乳化剂的疏水基一端溶入油中，亲水基一端留在水中，定向排列成一入油中，亲水基一端留在水中，定向排列成一层保护层，降低油水两相界面上的表面张力，层保护层，降低油水两相界面上的表面张力，降低油在水中分散所需要的功，从而达到油与降低油在水中分散所需要的功，从而达到油与水乳化的目的。水乳化的目的。乳化剂的工业应用化妆品 乳化剂广泛应用于化妆品工业方面，乳化剂广泛应用于化妆品工业方面，
148、主要是膏霜、露液等，提供皮肤所需油主要是膏霜、露液等，提供皮肤所需油性及水性成分，有效保持皮肤柔软性、性及水性成分，有效保持皮肤柔软性、润滑性；另外还应用于化学卷发液或染润滑性；另外还应用于化学卷发液或染发剂中可防止损伤头发。此类乳化剂一发剂中可防止损伤头发。此类乳化剂一般为阴离子类的硬脂酸皂，及非离子表般为阴离子类的硬脂酸皂，及非离子表面活性剂。面活性剂。雪花膏的配方 制备方法：分别把制备方法：分别把A、B加热到加热到80，B加入加入A中，用搅拌器乳化，然中，用搅拌器乳化，然后冷却至后冷却至50加入加入C。35下加入下加入D。调节。调节pH约。约。奶液（蜜） 制备方法：在制备方法：在77，搅
149、拌下，分别融化，搅拌下，分别融化A、B。融化后，将。融化后，将A加入加入到到B中，搅拌均匀。冷中，搅拌均匀。冷却到却到49时包装产品。时包装产品。润肤霜乳化剂的工业应用农药 乳化剂应用于农药方面，主要是使乳化剂应用于农药方面，主要是使用农药要求经过简单搅拌，短时间内制用农药要求经过简单搅拌，短时间内制成乳液做吹撒液。要求农药的药液具有成乳液做吹撒液。要求农药的药液具有强力的润湿、扩散、浸透等多种功能，强力的润湿、扩散、浸透等多种功能，以提高药效。乳化剂一般由以提高药效。乳化剂一般由25中非离中非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂混合子表面活性剂和阴离子表面活性剂混合组成。组成。乳化剂的工业应用钻
150、井处理剂 为了提高钻井液的润滑性、耐温性和防为了提高钻井液的润滑性、耐温性和防塌性，有时需要使用乳化钻井液，包括混油塌性，有时需要使用乳化钻井液，包括混油(即水包油，即水包油，O/W)型乳化泥浆和油包水型乳化泥浆和油包水(W/O)型乳化泥浆。对于钻斜井、超深井及在不稳定型乳化泥浆。对于钻斜井、超深井及在不稳定地层钻井，这类乳化泥浆非常重要。混油泥浆地层钻井，这类乳化泥浆非常重要。混油泥浆(O/W型乳化泥浆型乳化泥浆)就是向正常泥浆中加入一定就是向正常泥浆中加入一定量的原油或柴油并施以常规的量的原油或柴油并施以常规的O/W型乳化剂即型乳化剂即成。油包水成。油包水(W/O)型乳化泥浆则比较复杂，它
151、型乳化泥浆则比较复杂，它采用油采用油(原油或柴油原油或柴油)和矿物化度很高的水按比和矿物化度很高的水按比例混合，配以乳化稳定剂、悬浮剂和降失水剂例混合，配以乳化稳定剂、悬浮剂和降失水剂等。等。 常用的乳化剂有脂肪酸皂类常用的乳化剂有脂肪酸皂类(油酸皂、松油酸皂、松香酸皂香酸皂)、酰胺类、酰胺类、C1215烷基苯磺酸、烷基烷基苯磺酸、烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠、磺化琥珀酸盐、磺化苯磺酸钠、石油磺酸钠、磺化琥珀酸盐、磺化油酸钠、十二烷基硫酸钠、癸醇磷酸酯、油酸钠、十二烷基硫酸钠、癸醇磷酸酯、N-(1，2-二羧乙基二羧乙基)-N-十八烷基磺化琥珀酸酯四钠十八烷基磺化琥珀酸酯四钠盐、二甲基萘磺酸钠盐、盐
152、、二甲基萘磺酸钠盐、C1215烷基磷酸酯异烷基磷酸酯异丙胺盐、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、十八烷基苯丙胺盐、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、十八烷基苯磺酸异丙胺盐等。一般是多种表面活性剂复配磺酸异丙胺盐等。一般是多种表面活性剂复配使用。上述表面活性剂同有机钛酸盐混合使用，使用。上述表面活性剂同有机钛酸盐混合使用，则效果更佳。则效果更佳。乳化剂的工业应用食品工业 食品乳化剂能使食品各成分混合均匀，以食品乳化剂能使食品各成分混合均匀，以改善食品的组织结构、口感，提高食品的质量改善食品的组织结构、口感，提高食品的质量和贮存性。主要品种为非离子型表面活性剂，和贮存性。主要品种为非离子型表面活性剂，少数是阴离子型。其中
153、，天然乳化剂如大豆磷少数是阴离子型。其中，天然乳化剂如大豆磷脂及脂肪酸多元醇酯与其衍生物的应用最为广脂及脂肪酸多元醇酯与其衍生物的应用最为广泛。甘油脂肪酸单酯、泛。甘油脂肪酸单酯、 脂肪酸丙二醇酯、失脂肪酸丙二醇酯、失水山梨醇酯（水山梨醇酯（SpanSpan）、吐温（）、吐温（TweenTween）、脂肪）、脂肪酸蔗糖酯、烷基多糖苷（酸蔗糖酯、烷基多糖苷（APGAPG）、大豆磷脂）、大豆磷脂( (卵卵磷脂磷脂) )三、分散作用 能使固体微粒（至数十微米）均匀地分散在能使固体微粒（至数十微米）均匀地分散在另一液体中的物质称为分散剂。分散剂在分散过另一液体中的物质称为分散剂。分散剂在分散过程中起到
154、了促进磨碎、润湿及防止凝聚作用。程中起到了促进磨碎、润湿及防止凝聚作用。 分散剂被吸附于固体微粒表面，降低了表面分散剂被吸附于固体微粒表面，降低了表面张力并向微粒间隙或裂纹渗透，防止它们再结合，张力并向微粒间隙或裂纹渗透，防止它们再结合，降低研磨能和研磨时间。其次润湿对分散又是必降低研磨能和研磨时间。其次润湿对分散又是必需条件。需条件。分散机理 由于布朗运动或搅拌作用，微粒由于布朗运动或搅拌作用，微粒又会凝聚。而分散剂的存在使微粒又会凝聚。而分散剂的存在使微粒外层又包了一层亲水性分散剂分子外层又包了一层亲水性分散剂分子的吸附膜而不再凝聚，保持了整个的吸附膜而不再凝聚，保持了整个分散过程的正常进
155、行及稳定。分散过程的正常进行及稳定。分散剂的工业应用 分散剂被广泛应用于染料工业及印染工业、钻分散剂被广泛应用于染料工业及印染工业、钻井作业中。井作业中。 在钻井作业中，为了获得各类泥浆的最佳性能，在钻井作业中，为了获得各类泥浆的最佳性能，必须精心控制泥浆的化学性能和物理性能。泥浆必须精心控制泥浆的化学性能和物理性能。泥浆的黏度静切力和失水特别重要。钻井液中的黏土的黏度静切力和失水特别重要。钻井液中的黏土和钻屑，以及水中的盐类尤其是高价阳离子盐达和钻屑，以及水中的盐类尤其是高价阳离子盐达到一定浓度时会使钻井液的流动性变差。分散稀到一定浓度时会使钻井液的流动性变差。分散稀释剂能改善泥浆流动性能，
156、使泥浆黏度降低，常释剂能改善泥浆流动性能，使泥浆黏度降低，常用的分散剂，稀释剂有：木质素磺酸盐，以及它用的分散剂，稀释剂有：木质素磺酸盐，以及它与铁，铬离子形成的络合物，单宁和橡胶的苛化与铁，铬离子形成的络合物，单宁和橡胶的苛化物或磺甲基化物，腐殖酸盐及磺甲基化物或硝化物或磺甲基化物，腐殖酸盐及磺甲基化物或硝化物等。物等。四、起泡作用 对表面活性剂溶液对表面活性剂溶液进行搅拌，使空气进入进行搅拌，使空气进入溶液中，从而被周围的溶液中，从而被周围的溶液包围形成气泡。疏溶液包围形成气泡。疏水基伸向气泡的内部，水基伸向气泡的内部，亲水基向着液相的吸附亲水基向着液相的吸附膜。形成的泡由于溶液膜。形成的
157、泡由于溶液的浮力而上升到溶液的的浮力而上升到溶液的表面，最终逸出液面形表面，最终逸出液面形成双分子薄膜。成双分子薄膜。起泡剂的工业应用灭火剂 在起泡灭火剂在起泡灭火剂中表面活性剂主要作中表面活性剂主要作用是起泡和灭火。由用是起泡和灭火。由于泡沫中所含水分的于泡沫中所含水分的冷却效果，以及在火冷却效果，以及在火苗表面上覆盖的泡沫苗表面上覆盖的泡沫层、胶束膜或凝胶层，层、胶束膜或凝胶层，使火苗与氧隔绝，而使火苗与氧隔绝，而起到灭火作用。起到灭火作用。五、洗涤作用 从固体表面除掉污物统称为洗涤。从固体表面除掉污物统称为洗涤。来自生活环境的污垢通常有：油污、固来自生活环境的污垢通常有：油污、固体污垢、
158、以无机成分为主及其它污垢体污垢、以无机成分为主及其它污垢（奶渍、血渍、人汗等含有蛋白质的污（奶渍、血渍、人汗等含有蛋白质的污垢）垢）洗涤机理 洗涤去污作用，是表面活性剂降低洗涤去污作用，是表面活性剂降低了表面张力而产生的润湿、渗透、乳化、了表面张力而产生的润湿、渗透、乳化、分散、增溶等多种作用综合的结果。污分散、增溶等多种作用综合的结果。污物放入洗涤剂溶液中，先充分润湿、渗物放入洗涤剂溶液中，先充分润湿、渗透，溶液进入污物内部，使污垢容易脱透，溶液进入污物内部，使污垢容易脱落，然后洗涤剂把脱落下来的污垢乳化，落，然后洗涤剂把脱落下来的污垢乳化，分散于溶液中，经清水反复漂洗从而达分散于溶液中，经
159、清水反复漂洗从而达到洗涤效果。到洗涤效果。洗涤剂的工业应用-纺织品洗涤剂 家庭用纺织品、被服主要有内衣运动服、家庭用纺织品、被服主要有内衣运动服、外衣、风雨衣、外套、床单等，所用的原料有外衣、风雨衣、外套、床单等，所用的原料有棉、麻、丝、羊毛、人造棉、醋酸纤维、聚酯棉、麻、丝、羊毛、人造棉、醋酸纤维、聚酯纤维、丙烯纤维。洗涤剂可分为用于洗涤内衣、纤维、丙烯纤维。洗涤剂可分为用于洗涤内衣、衬衣罩衫、工作服、儿童服、袜子等与皮肤直衬衣罩衫、工作服、儿童服、袜子等与皮肤直接接触或污垢较多的重垢型洗涤剂，及用于洗接接触或污垢较多的重垢型洗涤剂，及用于洗涤毛衣、毛线衣和外衣等不直接与皮肤接触，涤毛衣、毛
160、线衣和外衣等不直接与皮肤接触，污垢主要是灰尘等油污少的轻垢型洗涤剂。污垢主要是灰尘等油污少的轻垢型洗涤剂。配方洗涤剂工业应用厨房用洗涤剂 厨厨房房用用洗洗涤涤剂剂可可分分为为餐餐具具和和炊炊具具用用洗洗涤涤剂剂和和蔬蔬菜菜、瓜瓜果果鱼鱼禽禽肉肉类类洗洗涤涤剂剂。用用于于餐餐具具和和炊炊具具的的洗洗涤涤剂剂主主要要是是清清除除附附着着于于硬硬表表面面上上的的污污垢垢；用用于于蔬蔬菜菜、瓜瓜果果和和禽禽肉肉类类洗洗涤涤剂剂主主要要能能清清除除附着于其上的各种污垢、农药、微生物等。附着于其上的各种污垢、农药、微生物等。 厨房用洗涤剂的要求：厨房用洗涤剂的要求： 洗涤剂的各组分对人体安全无害洗涤剂的各
161、组分对人体安全无害; 能较好地洗净、除去动植物油污能较好地洗净、除去动植物油污; 不损伤餐具、炊具及其他厨房用材料不损伤餐具、炊具及其他厨房用材料; 用用于于蔬蔬菜菜、瓜瓜果果、鱼鱼禽禽肉肉等等洗洗涤涤，应应无无残残留留物物，不不影影响外观和风味，不能发生化学反应、破坏营养成分响外观和风味，不能发生化学反应、破坏营养成分; 起泡良好。起泡良好。配方洗涤剂的工业应用个人用洗涤剂 个人清洁用品是液体洗涤剂中第三大类清个人清洁用品是液体洗涤剂中第三大类清洁剂，包括头发清洁剂、皮肤清洁剂。这些产洁剂，包括头发清洁剂、皮肤清洁剂。这些产品与人体接触，卫生要求较高，在国外也将其品与人体接触，卫生要求较高，
162、在国外也将其列入化妆品范畴。列入化妆品范畴。 洗洗手手产产品品一一般般含含清清洗洗剂剂、增增稠稠剂剂、乳乳化化剂剂和和水水。通通常常清清洗洗剂剂为为低低黏黏度度的的溶溶剂剂，其其选选择择依依赖赖于于要要去去除除的的污污渍渍的的类类型型。常常使使用用的的是是无无味味煤煤油油，其其他他常常用用的的溶溶剂剂为为矿矿物物醇醇或或矿矿物物油油。增增稠稠剂剂常常为为纤纤维维素素衍衍生生物物。皂皂或或非非离离子子表表面面活活性性剂剂常用做乳化剂和清洗剂。常用做乳化剂和清洗剂。洗手液配方洗发香波 (1)(1)离子活性剂起泡力和去污力都差，一般用作离子活性剂起泡力和去污力都差，一般用作头发调理剂，易为头发吸收，
163、具良好的柔性、抗静电头发调理剂，易为头发吸收，具良好的柔性、抗静电性以及润滑、杀菌作用。性以及润滑、杀菌作用。 (2)(2)非离子活性剂主要是烷醇酰胺和烷基氧化胺，非离子活性剂主要是烷醇酰胺和烷基氧化胺，用于体系的增泡和稳泡。同时，也对体系有增稠作用，用于体系的增泡和稳泡。同时，也对体系有增稠作用，并能减缓阴离子活性剂对皮肤的刺激性。并能减缓阴离子活性剂对皮肤的刺激性。 (3)(3)两性活性剂其洗涤性能不及阴离子活性剂，两性活性剂其洗涤性能不及阴离子活性剂，但刺激性极低，这类活性剂有烷基甜菜碱、烷基酰胺但刺激性极低，这类活性剂有烷基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基磺化甜菜碱、烷基咪唑啉及两性乙
164、丙基甜菜碱、烷基磺化甜菜碱、烷基咪唑啉及两性乙酸盐、两性丙酸盐等。酸盐、两性丙酸盐等。 (4)(4)添加剂常用的添加剂有增溶剂、珠光剂、去添加剂常用的添加剂有增溶剂、珠光剂、去头屑剂、防腐剂、螯合剂、紫外线吸收剂、缓冲剂及头屑剂、防腐剂、螯合剂、紫外线吸收剂、缓冲剂及香精、色料等。香精、色料等。洗发香波配方洗涤剂的工业应用工业洗涤剂 金金属属清清洗洗剂剂其其发发展展趋趋势势是是从从溶溶剂剂型型过过渡渡到到水水基基型型，而而水水基基型型中中常常会会用用到到两两性性表表面面活活性性剂剂。其其他他类类型型的的工工业业洗洗涤涤剂剂如如高高压压洗洗涤涤剂剂、交交通通污污膜膜脱除剂、泡沫洗净剂等均可使用两
165、性表面活性剂。脱除剂、泡沫洗净剂等均可使用两性表面活性剂。 酸酸性性清清洗洗剂剂-建建议议在在含含乙乙酸酸、柠柠檬檬酸酸、盐盐酸酸、氨氨基基磺磺酸酸、磷磷酸酸、甲甲酸酸等等酸酸性性清清洗洗剂剂中中使使用用两两性性磺磺酸酸盐盐、甜甜菜菜碱碱和和磺磺基基甜甜菜菜碱碱等等两两性性剂剂，使使用用量量为为5%5%。在在许许多多酸酸性性清清洗洗剂剂中中均均需需加加入入增增稠稠剂剂以改变配方的流变性。以改变配方的流变性。六、纤维的柔软整理剂 纤维上浆烘干后，形成的浆膜粗糙、纤维上浆烘干后，形成的浆膜粗糙、弹性差，经不起织造中的反复拉伸、摩弹性差，经不起织造中的反复拉伸、摩擦，为改善这种状况，采取了在浆料中擦
166、，为改善这种状况，采取了在浆料中加入柔软剂的方法。常用的柔软剂除动加入柔软剂的方法。常用的柔软剂除动植物油脂、矿物油、蜡类等天然油脂及植物油脂、矿物油、蜡类等天然油脂及合成油脂的乳状液外，主要是脂肪醇聚合成油脂的乳状液外，主要是脂肪醇聚环氧乙烷等非离子表面活性剂。环氧乙烷等非离子表面活性剂。 一般来说，对纤维素纤维所用的柔一般来说，对纤维素纤维所用的柔软剂，以阴离子类为主体，较多使用的软剂，以阴离子类为主体，较多使用的是硫酸化油脂型的乳化油、长链醇乳化是硫酸化油脂型的乳化油、长链醇乳化油，或这些乳化油与阴离子表面活性剂油，或这些乳化油与阴离子表面活性剂的配合物。利用阴离子活性剂和阳离子的配合物
167、。利用阴离子活性剂和阳离子活性剂复配的阴离子型乳化物柔软剂，活性剂复配的阴离子型乳化物柔软剂，则具有优良的柔软性能。则具有优良的柔软性能。 对合成纤维来说，一般可用长链聚对合成纤维来说，一般可用长链聚酰胺型的阳离子表面活性剂。酰胺型的阳离子表面活性剂。纤维的柔软整理剂表面活性剂的化学结构和纤维柔软性之间的关系（1）憎水基种类的影响）憎水基种类的影响在任何情况下，为了具有柔软作用，憎水在任何情况下，为了具有柔软作用，憎水基要求是接近直链状的基要求是接近直链状的1618个碳的脂肪个碳的脂肪族链烃。族链烃。（2）亲水基的影响）亲水基的影响亲水基的作用在于怎样协助憎水基发挥作亲水基的作用在于怎样协助憎
168、水基发挥作用，所以亲水基的选择要取决于憎水基。用，所以亲水基的选择要取决于憎水基。例如：柔软剂例如：柔软剂VS用作纤维素纤维柔软整理剂，用作纤维素纤维柔软整理剂，C18H37NH2+COCl2C18H37NCO35C18H37NHCO柔软剂柔软剂IS：用作腈纶纤维的柔软剂：用作腈纶纤维的柔软剂七、抗静电整理剂 纤维摩擦后的带电现象，可认为是纤维摩擦后的带电现象，可认为是电荷在被摩擦的纤维之间移动而产生的。电荷在被摩擦的纤维之间移动而产生的。特别在穿着合成纤维衣服脱下时有噼啪特别在穿着合成纤维衣服脱下时有噼啪声，若在暗处还可看到火花，冬春季尤声，若在暗处还可看到火花，冬春季尤甚。甚。 抗静电的方
169、法之一是使用以表面活抗静电的方法之一是使用以表面活性剂为主要成分的纤维用抗静电剂，对性剂为主要成分的纤维用抗静电剂，对纤维进行表面处理。或者对原料聚合物纤维进行表面处理。或者对原料聚合物进行改性。进行改性。表面活性剂的抗静电机理 定性地说，表面活性剂抗静电原理在定性地说，表面活性剂抗静电原理在于疏水基吸附在物体表面，亲水基趋向空于疏水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气而形成一层亲水性膜，由于单分子膜能气而形成一层亲水性膜，由于单分子膜能降低合成纤维摩擦系数而难以产生静电，降低合成纤维摩擦系数而难以产生静电，另外亲水性膜吸收空气中水分，水是导体，另外亲水性膜吸收空气中水分，水是导体，这样产生的静电
170、就易于传递到大气中，从这样产生的静电就易于传递到大气中，从而降低了物体表面的电荷。而降低了物体表面的电荷。抗静电剂举例 一般合成纤维经抗静电剂处理后，电阻减一般合成纤维经抗静电剂处理后，电阻减小。小。 例如抗静电剂例如抗静电剂TM属季铵盐型阳离子表面属季铵盐型阳离子表面活性剂，对腈纶、涤纶、锦纶等合成纤维有优活性剂，对腈纶、涤纶、锦纶等合成纤维有优良的消除静电作用。良的消除静电作用。 抗静电剂抗静电剂SN属阳离子表面活性剂，适用作属阳离子表面活性剂，适用作涤纶、维纶、氯纶等合成纤维的纺丝静电消除涤纶、维纶、氯纶等合成纤维的纺丝静电消除剂。也可作为涤纶、聚氯乙烯、聚乙烯薄膜及剂。也可作为涤纶、聚
171、氯乙烯、聚乙烯薄膜及塑料制品等的静电消除剂。塑料制品等的静电消除剂。八、杀菌剂 杀菌剂是指能与蛋白质发生作用的杀菌剂是指能与蛋白质发生作用的一类表面活性剂。以阳离子表面活性剂一类表面活性剂。以阳离子表面活性剂（如烷基二甲基苄基铵盐、烷基三甲基（如烷基二甲基苄基铵盐、烷基三甲基铵盐、烷基吡啶嗡盐）和两性表面活性铵盐、烷基吡啶嗡盐）和两性表面活性剂（如聚氨基单羧酸）为主。剂（如聚氨基单羧酸）为主。 杀菌机理是首先吸附于菌体，然后杀菌机理是首先吸附于菌体，然后浸透菌体的细胞膜并破坏之。浸透菌体的细胞膜并破坏之。杀菌剂举例 带有苄基的季胺氯化物是阳离子杀带有苄基的季胺氯化物是阳离子杀菌剂的代表，其杀菌
172、剂的杀菌力与化学菌剂的代表，其杀菌剂的杀菌力与化学结构有密切关系，一般以结构有密切关系，一般以C12C14较为合较为合适，其适，其10%水溶液，其杀菌力大于苯酚水溶液，其杀菌力大于苯酚5070倍。倍。 合成方法是以十二烷基二甲基叔胺合成方法是以十二烷基二甲基叔胺与氯化苄反应。与氯化苄反应。九、匀染剂 匀染剂用于印染工业，以达到均匀匀染剂用于印染工业，以达到均匀染色的目的。理论上：要达到匀染，必染色的目的。理论上：要达到匀染，必须降低染色速度，使染料分子向浅色部须降低染色速度，使染料分子向浅色部分迁移，即称移染。分迁移，即称移染。 常用的匀染剂有：烷基磺酸钠、高常用的匀染剂有：烷基磺酸钠、高级脂
173、肪醇硫酸钠、苄基萘磺酸钠等阴离级脂肪醇硫酸钠、苄基萘磺酸钠等阴离子表面活性剂；高级脂肪醇聚氧乙烯醚、子表面活性剂；高级脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚聚氧乙烯醚等非离子表面活性烷基苯酚聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂；季铵盐型阳离子表面活性剂。剂；季铵盐型阳离子表面活性剂。匀染剂分类 根据匀染条件，可以将匀染剂分为两类：根据匀染条件，可以将匀染剂分为两类： （1）亲纤维匀染剂）亲纤维匀染剂 此类表面活性剂与纤此类表面活性剂与纤维的吸附亲和性要比染料大，染色时只能跟在维的吸附亲和性要比染料大，染色时只能跟在匀染剂后面追踪，从而延长染色时间而达到缓匀染剂后面追踪，从而延长染色时间而达到缓染使纤维均匀染色的目
174、的。如染聚丙烯腈纤维染使纤维均匀染色的目的。如染聚丙烯腈纤维的阳离子型缓染剂。的阳离子型缓染剂。 （2）亲染料匀染剂）亲染料匀染剂 此类表面活性剂因与此类表面活性剂因与染料有较大的亲和力，所以在染色过程中拉住染料有较大的亲和力，所以在染色过程中拉住染料而延长染色时间达到缓染效果。染料而延长染色时间达到缓染效果。十、防水整理剂 纤维制品的防水整理，可分为不透纤维制品的防水整理，可分为不透气性和透气性两种，前者可用橡胶、合气性和透气性两种，前者可用橡胶、合成树脂等涂在纤维织物上，在织物上形成树脂等涂在纤维织物上，在织物上形成连续防水膜。后者，空气和水蒸气对成连续防水膜。后者，空气和水蒸气对织物的透
175、气性不产生障碍，仅使织物表织物的透气性不产生障碍，仅使织物表面变为疏水性，也称据水整理。面变为疏水性，也称据水整理。透气性防水整理的方法：（1）吸附法）吸附法 使疏水性物质附着在纤维表使疏水性物质附着在纤维表面，主要用于棉、麻织物。面，主要用于棉、麻织物。（2）化学结合法）化学结合法 在纤维上使疏水性化合在纤维上使疏水性化合物与纤维进行化学结合，与纤维素的羟物与纤维进行化学结合，与纤维素的羟基发生化学反应生成醚键，而产生耐久基发生化学反应生成醚键，而产生耐久性的据水效果。例如长链脂肪酸衍生物性的据水效果。例如长链脂肪酸衍生物的吡啶季铵盐，主要用于棉织物。防水的吡啶季铵盐，主要用于棉织物。防水剂
176、剂PF HLB=亲水基值亲水基值/亲油基值亲油基值 HLB值值即即所所谓谓亲亲水水亲亲油油平平衡衡值值，显显示示了了表表面面活活性性剂剂分分子子中中亲亲油油的的和和亲亲水水的的两两个个相相反反的的基基团团的的大大小小和和力力量量的的平衡，表示表面活性剂亲水性的大小。平衡，表示表面活性剂亲水性的大小。 亲水亲油平衡值 HLBHLB的表示方法 1.以符号表示：以符号表示： 最强亲水性：最强亲水性：HH 强：强：H 中等：中等：N 亲油性：亲油性：L 最强亲油性：最强亲油性：LL 2. 以数值表示：以数值表示： 亲水性最强：亲水性最强：40 最弱表面活性：最弱表面活性： 1HLB值的计算 （1）对对
177、于于大大多多数数多多元元醇醇脂脂肪肪酸酸酯酯，HLB值计算如下：值计算如下： HLB=20(1S/A) 式中式中 S酯的皂化值；酯的皂化值； A脂肪酸的酸值。脂肪酸的酸值。 （2）对对于于皂皂化化值值不不易易得得到到的的产产品品，如如含含聚聚氧氧乙乙烯烯和和多多元元醇醇的的非非离离子子表表面面活活性性剂剂，则则可可用用下式计算：下式计算： HLB=(E+P)/5 式中式中 E聚氧乙烯质量分数；聚氧乙烯质量分数； P多元醇质量分数。多元醇质量分数。（3）如如果果亲亲水水基基中中只只有有聚聚氧氧乙乙烯烯而而无无多多元元醇醇，HLB值计算如下：值计算如下： HLB=E/5 对对于于一一些些结结构构复
178、复杂杂，含含有有其其他他元元素素（如如氮氮、硫硫、磷磷等等）的的非非离离子子或或离离子子表表面面活活性性剂剂，以以上上公公式式不不能能运运用用。Davies将将HLB值值作作为为结结构构因因子子的的总总和和来来处处理理，把把表表面面活活性性剂剂结结构构分分解解为为一一些些基基团团，每每一一基基团团对对HLB值值均均有有确确定定的的贡贡献献。从从实实验验结结果果得得出出各各种种基基团团的的HLB值值，称称为为HLB基基团团数数，亲亲水水基基的的基基团团数数为为正正，疏疏水水基基的的基基团团数数为为负负。整整个个分分子子的的HLB值值用用基基团团数数加加和和法法计计算：算： HLB=7各个基团的基
179、团数各个基团的基团数 （4）如如果果是是混混合合表表面面活活性性剂剂，其其HLB值可用加权平均法求得：值可用加权平均法求得： HLB(混合混合)=fAHLBA(1fA)HLBB fA为为表表面面活活性性剂剂A在在混混合合物物中中的的质质量量分分数数，这这种种关关系系只只能能用用于于A、B表表面面活活性剂无相互作用的场合。性剂无相互作用的场合。HLB与用途形态的关系一、憎水基种类与其性质间关系一、憎水基种类与其性质间关系 表面活性剂的憎水基按实际应用可分成：脂肪表面活性剂的憎水基按实际应用可分成：脂肪族烃基、芳香族烃基、脂肪烃芳香烃基、环烃基、憎族烃基、芳香族烃基、脂肪烃芳香烃基、环烃基、憎水基
180、中含有弱亲水基。水基中含有弱亲水基。 按经验其憎水性强弱为：脂肪族烷烃基按经验其憎水性强弱为：脂肪族烷烃基环烷烃环烷烃基脂肪族烯烃基脂肪基芳香烃基芳香烃基带基脂肪族烯烃基脂肪基芳香烃基芳香烃基带弱亲水基的烃基。弱亲水基的烃基。 憎水基种类对表面活性剂的实际应用来说是非憎水基种类对表面活性剂的实际应用来说是非常重要的。常重要的。 1.亲水基的相对位置与性能亲水基的相对位置与性能 一般情况是：亲水基在分子中间（亲油基链一般情况是：亲水基在分子中间（亲油基链中间）者，比在末端的润湿性强，亲水基位置中间）者，比在末端的润湿性强，亲水基位置在憎水基末端的，比靠近中间的去污力要好。在憎水基末端的，比靠近中
181、间的去污力要好。对于有苯环的表面活性剂，亲水基在苯环上的对于有苯环的表面活性剂，亲水基在苯环上的位置对其表面活性的影响也有类似规律。位置对其表面活性的影响也有类似规律。二、分子结构与性质的关系二、分子结构与性质的关系 如如CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OSO3Na与与 CH3-CH2-CH2-CH2-CH-CH2-O-C-O-CH2C2H5CH3-CH2-CH2-CH2-CH-CH2-O-C-O-CH-SO3NaC2H5 前者亲水基在末端，润湿、渗透性能差，而去污力前者亲水基在末端，润湿、渗透性能差，而去污力佳。后者为有名的润湿、渗透剂，具有优良的润湿、渗佳。后者为有名的润湿、
182、渗透剂，具有优良的润湿、渗透性能。透性能。 R为长碳链，为长碳链，X为为Cl、OCH3、OC2H5，当，当SO3基位于基位于RCONH基的对位时，润湿性最好，基的对位时，润湿性最好，间位次之，而在邻位时最差，其原因是亲水基间位次之，而在邻位时最差，其原因是亲水基位于中间。位于中间。RXSO3Na 表面活性剂的种类相同，分子大小相同，表面活性剂的种类相同，分子大小相同，则具有侧链结构的表面活性剂的表面活性高、则具有侧链结构的表面活性剂的表面活性高、润湿、渗透性能较好。如以正十二烷基苯磺润湿、渗透性能较好。如以正十二烷基苯磺酸钠和四聚丙烯苯磺酸钠相比，二者碳原子酸钠和四聚丙烯苯磺酸钠相比，二者碳原
183、子数虽相同，后者由于支链存在故渗透力大而数虽相同，后者由于支链存在故渗透力大而去污力小。去污力小。 2.憎水基结构中支链的影响憎水基结构中支链的影响三、分子量的影响三、分子量的影响 表面活性剂分子的大小对其性质影响比较表面活性剂分子的大小对其性质影响比较显著，当显著，当HLB相同，憎水基和亲水基种类也相相同，憎水基和亲水基种类也相同时则分子量就成为影响其性质的主要因素。同时则分子量就成为影响其性质的主要因素。对同一品种表面活性剂来说，随着憎水基中碳对同一品种表面活性剂来说，随着憎水基中碳链的增加其链的增加其CMC有规律地减小，但在降低水有规律地减小，但在降低水的表面张力方面则有明显增长。的表面张力方面则有明显增长。
