第二章 表面活性剂

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1、第二章第二章 表面活性剂表面活性剂(SurfactantsSurfactants)2.1 基本概念2.2 表面活性剂各论2.3 表面活性剂在洗涤剂工业中的应用12.1 2.1 基本概念基本概念表面活性剂的发展概况表面活性剂的发展概况打破了肥皂一通天下的局面打破了肥皂一通天下的局面上世纪上世纪30年代形成;年代形成;以石油化工原料衍生;以石油化工原料衍生;我国该工业起始于我国该工业起始于50年代年代产量增长迅速,正在以年平均增长率大于产量增长迅速,正在以年平均增长率大于10的速率增长的速率增长世界表面活性剂消费量世界表面活性剂消费量20002000年达年达10401040万吨,其中万吨,其中50

2、50用于用于纤维工业,纤维工业,2020以上用于洗涤剂工业,这是表面活性剂的以上用于洗涤剂工业,这是表面活性剂的两个最大用户。两个最大用户。2根据物质的聚集态不同,表界面可分为:固气根据物质的聚集态不同,表界面可分为:固气 液气液气 固液固液 液液液液 固固固固处于液态表面层的分子受到液体内部分子的引力,液体表处于液态表面层的分子受到液体内部分子的引力,液体表面具有自动收缩的能力。面具有自动收缩的能力。表面张力:表面张力:表面张力:指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力,表面张力:指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力,单位单位N/mN/m。也可以理解为系统增加单位面积时所需作的可也可以理

3、解为系统增加单位面积时所需作的可逆功,逆功,J/mJ/m2 2。表面自由能(表面能)。表面自由能(表面能)。1. 表面活性与表面张力表面活性与表面张力xL皂膜AdAdxF3各种表面现象:各种表面现象:不润湿不润湿润湿润湿凸面(储汞)凸面(储汞)凹面(储水)凹面(储水)附加压力总是指向曲率中心一边附加压力总是指向曲率中心一边去污、乳化、分散等性能都与润湿现象密切相关。去污、乳化、分散等性能都与润湿现象密切相关。毛细管上升毛细管上升毛细管下降毛细管下降4表面张力是物质的内在性质,大小主要取决于表面张力是物质的内在性质,大小主要取决于物质自身和与其接触的另一相物质的种类。物质自身和与其接触的另一相物

4、质的种类。表面张力的测定方法:毛细管法、最大气泡压表面张力的测定方法:毛细管法、最大气泡压力法、滴重法、吊环法、吊板法等。力法、滴重法、吊环法、吊板法等。接触角测定方法:停滴法、吊片法、电子天平接触角测定方法:停滴法、吊片法、电子天平法等。法等。前进角和后退角。前进角和后退角。 与固体表面的粗糙与固体表面的粗糙度、表面的不均匀性、度、表面的不均匀性、表面的污染情况有关。表面的污染情况有关。ar5表面活性剂表面活性剂表面活性:表面活性:能在溶液表(界)面发生选择性吸附,起到降低能在溶液表(界)面发生选择性吸附,起到降低表(界)面张力的作用称为表面活性。表(界)面张力的作用称为表面活性。表面活性剂

5、表面活性剂:在较低浓度下能显著改变表(界)面性质或与:在较低浓度下能显著改变表(界)面性质或与此相关、由此派生的性质的物质,都可以称为表面活性剂。此相关、由此派生的性质的物质,都可以称为表面活性剂。表面活性剂的加入不仅能显著降低表面活性剂的加入不仅能显著降低表面张力,而且还具有润湿或反润湿、表面张力,而且还具有润湿或反润湿、乳化或破乳、气泡或消泡,及增溶、乳化或破乳、气泡或消泡,及增溶、分散等一系列作用。分散等一系列作用。表面活性剂在生产和生活实际中有表面活性剂在生产和生活实际中有着广泛的应用。着广泛的应用。图图2.1 各种物质水溶液浓各种物质水溶液浓度度c与表面张力与表面张力的关系的关系/N

6、.m-1c/mol.L-1无机盐、酸、碱等无机盐、酸、碱等低低碳醇、羧酸等碳醇、羧酸等表面活性剂表面活性剂显著特征:降低水溶液的表面张力,显著特征:降低水溶液的表面张力,或油或油/水体系的界面张力。水体系的界面张力。6表面活性剂的结构表面活性剂的结构只要在较低浓度下能显著改变表(界)面性质或与此相关、只要在较低浓度下能显著改变表(界)面性质或与此相关、由此派生的性质的物质,都可以划归表面活性剂的范畴。由此派生的性质的物质,都可以划归表面活性剂的范畴。亲水基亲水基蔬水基(亲油基)蔬水基(亲油基)图图2.2 表面活性剂的结构表面活性剂的结构表面活性剂的分子结构均由两部分构成。表面活性剂的分子结构均

7、由两部分构成。两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团由化学键相连两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团由化学键相连形成一个特殊的分子,既亲水又亲油,其这种特有结构称形成一个特殊的分子,既亲水又亲油,其这种特有结构称双亲结构。又称双亲分子。双亲结构。又称双亲分子。73、定向排列和胶束的形成、定向排列和胶束的形成形成吸附膜:形成吸附膜:形成胶束:形成胶束:空气(a) 极稀溶液极稀溶液水水(b) 稀溶液稀溶液小型胶束小型胶束吸附于水分子表面的吸附于水分子表面的表面活性剂但分子膜表面活性剂但分子膜(c) 临界胶束浓度的溶液临界胶束浓度的溶液(d) 大于临界胶束浓度的溶液大于临界胶束浓度的溶液图图2.3

8、 表面活性剂的浓度变化和表面活性剂的活动情况的关系表面活性剂的浓度变化和表面活性剂的活动情况的关系8疏水作用导致表面活性剂在溶液表面吸附成膜、在溶液疏水作用导致表面活性剂在溶液表面吸附成膜、在溶液中缔合成胶束。中缔合成胶束。临界胶束浓度(临界胶束浓度(cmc值):刚刚形成胶束时的所对应的值):刚刚形成胶束时的所对应的浓度区域(或表面活性剂达到形成单分子膜的最低浓度)浓度区域(或表面活性剂达到形成单分子膜的最低浓度)。胶束聚集数:每种表面活性剂胶束由不同数目的单分子胶束聚集数:每种表面活性剂胶束由不同数目的单分子表面活性剂组成。表面活性剂组成。胶束的大小形状随溶液浓度变化而改变,一般从球形变胶束

9、的大小形状随溶液浓度变化而改变,一般从球形变为扁球状、棒状、六角棒状直至层状胶束(已属于液晶为扁球状、棒状、六角棒状直至层状胶束(已属于液晶相)。影响胶束聚集数的因素:表面活性剂的结构、电相)。影响胶束聚集数的因素:表面活性剂的结构、电解质、有机添加剂、温度等解质、有机添加剂、温度等、9胶束结构的变化形态胶束结构的变化形态胶束结构的变化形态胶束结构的变化形态浓度浓度cmc,形成胶束,大小形成胶束,大小1100nm 单体单体二(三)聚体二(三)聚体胶团胶团棒状胶团棒状胶团棒状胶团的六角团棒状胶团的六角团H2O层状胶团层状胶团1.0-3.5nmH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O水柱的六角堆

10、积水柱的六角堆积H2O微乳状液微乳状液表面活性剂结晶表面活性剂结晶油油醇醇图图2- 4表面活性剂溶液中形成的胶团结构表面活性剂溶液中形成的胶团结构10图图2.5 表面活性剂性质与浓度的关系表面活性剂性质与浓度的关系胶体的性质:表面活性胶体的性质:表面活性剂在溶液中形成胶束是剂在溶液中形成胶束是表面活性剂胶体电解质表面活性剂胶体电解质性质的体现。性质的体现。与形成胶束有关的性质与形成胶束有关的性质是胶体化学研究的对象:是胶体化学研究的对象:增溶现象是胶束化的派增溶现象是胶束化的派生现象。生现象。由由cmc附近各种性能的附近各种性能的突变可以用多种方法测突变可以用多种方法测定溶液的定溶液的cmc值

11、。值。114. 表面活性剂的分类表面活性剂的分类分类方法:分类方法:其他:根据其水溶性、化学结构特征、分子量等其他:根据其水溶性、化学结构特征、分子量等根据疏水基结构:根据疏水基结构:直链、支链、芳香链、含氟长链直链、支链、芳香链、含氟长链根据亲水基结构:根据亲水基结构:羧酸盐、硫酸盐、季胺盐、羧酸盐、硫酸盐、季胺盐、PEO衍生物、内酯衍生物、内酯根据分子构成的离子性:根据分子构成的离子性:离子型、非离子型、两性离子型、非离子型、两性12表表面面活活性性剂剂高分子表面活性剂高分子表面活性剂低低分分子子表表面面活活性性剂剂非离子型表面活非离子型表面活性剂性剂离子型表面活离子型表面活性剂性剂阳离子

12、型阳离子型阴离子型阴离子型两性离子型两性离子型表面活性剂分类表面活性剂分类13阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂羧酸盐型羧酸盐型 RCOONa硫酸脂盐型硫酸脂盐型 ROSO3Na磺酸盐型磺酸盐型 RSO3Na磷酸脂盐型磷酸脂盐型 ROPO3Na阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂胺盐型阳离子胺盐型阳离子表面活性剂表面活性剂伯胺盐伯胺盐仲胺盐仲胺盐叔胺盐叔胺盐R-NH2HClR-NH(CH3)HClR-N(CH3)2HCl季胺盐型阳离子表面活性剂季胺盐型阳离子表面活性剂 R-N(CH)3Cl14两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂氨基酸型氨基酸型 R-NH2CHCHCOOH甜菜碱型甜菜碱型 RN+(C

13、H3)2CH2COOH-非离子表面活性剂非离子表面活性剂聚乙二醇型聚乙二醇型 R-O(CH2CH2O)nH多元醇型多元醇型 R-COOCH2C(CH2OH)315OSOOO_M+(a)NRRRX_(b)CH COO2_N+RR(c)N+RRCH OSO3_OO(e)OOOOOSO M O_+(f)OOOHO(d)16聚乙二醇型非离子表面活性剂的亲水基团175. 5. 表面活性剂的物化性质表面活性剂的物化性质表面活性剂的物化性质表面活性剂的物化性质A : HLB(亲疏平衡值亲疏平衡值): 大小表示表面活性剂亲水亲油性的相对大小表示表面活性剂亲水亲油性的相对大小。值越大表示亲水性越强,值越小表示亲

14、油性越强。大小。值越大表示亲水性越强,值越小表示亲油性越强。石蜡的石蜡的HLB0,油酸油酸HLB1,油酸钾油酸钾HLB20,十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠HLB40阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂HLB在在140之间(通过亲油基之间(通过亲油基碳数的多少调节),非离子的碳数的多少调节),非离子的HLB在在120之间之间(可以通过聚环氧乙烷或羟基数的多少调节)(可以通过聚环氧乙烷或羟基数的多少调节)1)衡量表面活性剂亲水亲油性的物理量:)衡量表面活性剂亲水亲油性的物理量:HLB 值范围值范围适用的场合适用的场合HLB 值范围值范围适用的场合适用的场合36油包水型乳化剂油包水型乳化剂1315洗涤

15、洗涤79润湿、渗透润湿、渗透1518增溶增溶815水包油型乳化剂水包油型乳化剂18HLB值与用途形态的关系 (Hydrophile-lipophile balance)19B: PIT 相转变温度相转变温度 :O/WW/OHLB只是针对表面活性剂自身的亲水亲油平衡而言,而没只是针对表面活性剂自身的亲水亲油平衡而言,而没有考虑体系的成分、温度等因素,具有一定的局限性。有考虑体系的成分、温度等因素,具有一定的局限性。体系完全确定(水相、油相性质,溶液温度,乳化剂体系完全确定(水相、油相性质,溶液温度,乳化剂用量等多种因素),用量等多种因素),PIT才有定制。才有定制。202)表面活性剂的溶解性)表

16、面活性剂的溶解性A : 浊点浊点Cloud Point (C. P值值):溶液变混浊的温度:溶液变混浊的温度聚氧乙烯型非离子表面活性剂的溶解度随温聚氧乙烯型非离子表面活性剂的溶解度随温度升高而增大,当上升到某一温度时,溶解度升高而增大,当上升到某一温度时,溶解度反而下降,溶液发生混浊甚至分层,冷却度反而下降,溶液发生混浊甚至分层,冷却后又可恢复澄明,此现象称为后又可恢复澄明,此现象称为起昙起昙,对应的对应的温度称为浊点或昙点温度称为浊点或昙点。原因:原因:T,聚氧乙烯链与水之间氢键断裂,聚氧乙烯链与水之间氢键断裂影响因素:碳氢链、聚氧乙烯链影响因素:碳氢链、聚氧乙烯链应用温度应用温度浊浊点点2

17、1B:Krafft点(点(K. P. 点)(临界溶解温度):点)(临界溶解温度):图图 十二烷基硫酸钠在水中的溶解十二烷基硫酸钠在水中的溶解度与温度关系度与温度关系 应用温度应用温度 Krafft点点KrafftKrafft pointpoint(离离子子表表面面活活性性剂剂的的特特征征值值)通通常常离离子子型型表表面面活活性性剂剂的的溶溶解解度度随随温温度度上上升升而而增增大大,当当升升高高至至某某一一温温度度,其其溶溶解解度度急急剧剧升升高高,该该温温度称为度称为KrafftKrafft点。点。226. 表面活性剂的应用原理表面活性剂的应用原理起泡、乳化、分散:都是一相在另一相中的分起泡、

18、乳化、分散:都是一相在另一相中的分散,由于表面张力的存在都不稳定,表面活性剂散,由于表面张力的存在都不稳定,表面活性剂通过在两相界面形成单或双分子膜而使体系趋于通过在两相界面形成单或双分子膜而使体系趋于稳定。稳定。起泡:表面活性剂通过表面张力降低、表面张起泡:表面活性剂通过表面张力降低、表面张力修复、增加表面电荷、表面粘度和减少表面透力修复、增加表面电荷、表面粘度和减少表面透气性等效应达到。阴离子表面活性剂与某些非离气性等效应达到。阴离子表面活性剂与某些非离子(或两性)表面活性剂复配能起到很好的起泡子(或两性)表面活性剂复配能起到很好的起泡和稳泡作用。和稳泡作用。23应用:日用化学品如香波、泡

19、沫浴剂、剃须液、应用:日用化学品如香波、泡沫浴剂、剃须液、牙膏、厨房用洗涤剂;泡沫灭火器用起泡剂;矿牙膏、厨房用洗涤剂;泡沫灭火器用起泡剂;矿物浮选用起泡剂;农药的泡沫喷洒等。物浮选用起泡剂;农药的泡沫喷洒等。消泡:用化学物质消泡是使其它物质进入泡沫双消泡:用化学物质消泡是使其它物质进入泡沫双分子膜中,打破其力学平衡。分子膜中,打破其力学平衡。 消泡剂有:低碳醇、消泡剂有:低碳醇、矿物油、有机极性化合物和硅氧烷树脂等。应用矿物油、有机极性化合物和硅氧烷树脂等。应用于发酵工业及造纸制浆工业中。于发酵工业及造纸制浆工业中。24乳化:两种不相混溶的液体混合,一种液体以液嘀乳化:两种不相混溶的液体混合

20、,一种液体以液嘀状分散在另一种液体中。由于两相界面增大,引起状分散在另一种液体中。由于两相界面增大,引起体系热力学不稳定。体系热力学不稳定。 分散相和分散介质:分散相和分散介质: 乳液类型:乳液类型:O/W,W/O 水溶液中离子表面活性剂胶束的结构示意图水溶液中离子表面活性剂胶束的结构示意图25乳化剂的作用:乳化剂分子膜将分散相液乳化剂的作用:乳化剂分子膜将分散相液嘀包住(形成双电子层表面),防止液嘀嘀包住(形成双电子层表面),防止液嘀相互靠近而合并,使原来的热力学不稳定相互靠近而合并,使原来的热力学不稳定体系可以保持为准稳定体系。体系可以保持为准稳定体系。乳化方法:乳化剂的加入方式乳化方法:

21、乳化剂的加入方式(2种种,形成不形成不同类型的乳液同类型的乳液)。应用:农药的乳化、沥青的乳化等。应用:农药的乳化、沥青的乳化等。 26破乳:高分子表面活性剂(嵌段聚醚)。破乳:高分子表面活性剂(嵌段聚醚)。增溶:由于胶束的存在而使物质溶解度增增溶:由于胶束的存在而使物质溶解度增加的现象,这些物质溶于胶束的亲油基中加的现象,这些物质溶于胶束的亲油基中间、插于胶束的分子之间、黏附于胶束的间、插于胶束的分子之间、黏附于胶束的亲水基上,使溶解度增大。亲水基上,使溶解度增大。润湿和渗透:使液体迅速均匀地浸湿固体润湿和渗透:使液体迅速均匀地浸湿固体的表面或内部。的表面或内部。27杀菌:阳离子表面活性剂和

22、两性表面活性杀菌:阳离子表面活性剂和两性表面活性剂对革兰氏氧性菌和革兰氏阴性菌具有杀剂对革兰氏氧性菌和革兰氏阴性菌具有杀菌能力。菌能力。洗涤:是乳化、分散、增溶、润湿、起泡洗涤:是乳化、分散、增溶、润湿、起泡等作用综合作用的结果。等作用综合作用的结果。其它功能:柔软平滑、抗静电、均染、固其它功能:柔软平滑、抗静电、均染、固色、防蚀等作用。色、防蚀等作用。28表面活性剂的应用性能:泡沫:气液乳化:液液分散:固液增溶:提高溶解度润湿和渗透:液体迅速均匀地浸湿固体表面派生出的一些功能: 均染、固色、柔软平滑、抗静电、防水、防蚀、均染、固色、柔软平滑、抗静电、防水、防蚀、杀菌等杀菌等29表面活性剂可以

23、作为: 洗涤剂、乳化剂、分散剂、破乳剂、发泡剂、消泡剂、阻燃剂、抗静电剂、柔软剂、平滑剂、匀染剂、固色剂、防水剂、防蚀剂、上光剂、消光剂、浮选剂等。 广泛地应用于纺织、造纸、日用化工、食品、广泛地应用于纺织、造纸、日用化工、食品、石油、农药、医药卫生、涂料、皮革、机械、建石油、农药、医药卫生、涂料、皮革、机械、建筑、矿产、化肥等国民经济的各个部门。筑、矿产、化肥等国民经济的各个部门。30表面活性剂用疏水基原料来源表面活性剂用疏水基原料来源脂肪酸:来源于天然可再生油脂资源。脂肪酸:来源于天然可再生油脂资源。C12C18,脂肪胺:来源于天然可再生油脂资源。脂肪胺:来源于天然可再生油脂资源。脂肪醇:

24、来源于天然油脂资源及石油化工原料。脂肪醇:来源于天然油脂资源及石油化工原料。长链烷烃:主要来源于石油化工原料。长链烷烃:主要来源于石油化工原料。长链烯烃:主要来源于石油化工原料。长链烯烃:主要来源于石油化工原料。长链取代芳烃:主要来源于石油化工原料。长链取代芳烃:主要来源于石油化工原料。疏水基是表面活性剂产生疏水作用的根本原因,也是表面活疏水基是表面活性剂产生疏水作用的根本原因,也是表面活性剂分子的主要组成部分。性剂分子的主要组成部分。312.2 表面活性剂各论表面活性剂各论一、阴离子表面活性剂(一、阴离子表面活性剂(Anionic surfactants)阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂羧酸

25、盐型脂肪酸皂酰基胺基酸(肽)脂肪醇醚羧酸盐酰胺皂硫酸脂盐型脂肪醇硫酸盐AS脂肪醇醚硫酸盐烷基酚醚硫酸盐仲烷基硫酸盐硫酸化油直链烷基苯磺酸盐-磺基脂肪酸甲酯单钠盐-烯烃磺酸盐 AOS脂肪醇醚磺酸盐石油磺酸盐丁基萘磺酸盐烷基磺酸盐 SAS仲烷基磺酸盐磺基琥珀酸单酯二钠盐长链酰基乙基磺酸盐N酰基N甲基牛磺酸盐木质素磺酸磺酸盐型磷酸脂盐型32常用生产技术常用生产技术磺化磺化/硫酸化、皂化硫酸化、皂化/中和中和为阴离子表面活性剂生产中最为典型和普遍使用的反应。在碳原子上引入 SO3H的反应为磺化反应,通过氧原子架桥在疏水链上引入 SO3H的反应为硫酸化反应产物为有机物的酸性硫酸脂。常用磺化/硫酸化剂为:

26、发烟硫酸、氯磺酸、氨基磺酸和稀释的SO3气体。工业上大规模使用的磺化/硫酸化技术是气体SO3连续磺化技术。 SO3主要来源于燃硫法生产。3334中和:阴离子表面活性剂中酸性亲水头均需经过中和反应,或在以油脂为原料制皂时为皂化反应,才能转化为阴离子表面活性剂,所以中和反应实际上是制备阴离子型表面活性剂中使用频率最高的合成技术。351. 羧酸盐型羧酸盐型 (RCOO-)nMn+ l羧酸盐型阴离子表面活性剂(皂类)脂肪酸皂羧酸盐型阴离子表面活性剂(皂类)脂肪酸皂 即为大规模生产的肥皂。即为大规模生产的肥皂。l主要生产工艺有三种:油脂皂化、脂肪酸中和、主要生产工艺有三种:油脂皂化、脂肪酸中和、脂肪酸甲

27、脂皂化。脂肪酸甲脂皂化。 油脂皂化天然油脂与氢氧化钠进行皂化反应油脂皂化天然油脂与氢氧化钠进行皂化反应是肥皂生产最重要的工艺。是肥皂生产最重要的工艺。36制备工艺流程:精炼制备工艺流程:精炼 、皂化、盐析、洗涤、碱、皂化、盐析、洗涤、碱析、整理、成型。析、整理、成型。 37脂肪酸中和脂肪酸甲脂皂化脂肪酸钠皂主要用于家用洗涤和个人清洁卫生用品,织物洗涤用皂链长一般为C16C18,去污力强,个人清洁卫生用品,如香皂等主要用C12C14脂肪酸皂,为了提高硬度和综合理化性能,也掺入一些C16C18脂肪酸皂。脂肪酸皂还可与镁、锌、镉、铅、钡、钾等支撑适合工业用途的金属皂。38 液体皂(液体皂(Liqui

28、d Soap) 主要有浴液中的主要有浴液中的型型(Body Soap,以脂肪酸钠为主,其含量以脂肪酸钠为主,其含量18%)和洗手和洗手液(液(Refreshing Liquid Soap)。)。该产品该产品对重金属和甲醇含量有要求。对重金属和甲醇含量有要求。 金属皂(金属皂(Metal Soaps) 即多价金属皂,包括硬脂即多价金属皂,包括硬脂酸锂、硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸镍、硬脂酸酸锂、硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸镍、硬脂酸铝等。一般不溶于水,在洗涤制品中极少应用,铝等。一般不溶于水,在洗涤制品中极少应用,分别用于润滑脂、金属加工、聚合物的脱模剂、分别用于润滑脂、金属加工、聚合物的脱模剂、纤

29、维偶色剂、涂料中颜料悬浮分散剂等。纤维偶色剂、涂料中颜料悬浮分散剂等。 39 金属皂(金属皂(Metal Soaps) 即多价金属皂,包括硬脂酸锂、即多价金属皂,包括硬脂酸锂、硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸镍、硬脂酸铝等。一般不溶于硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸镍、硬脂酸铝等。一般不溶于水,在洗涤制品中极少应用,分别用于润滑脂、金属加工、水,在洗涤制品中极少应用,分别用于润滑脂、金属加工、聚合物的脱模剂、纤维偶色剂、涂料中颜料悬浮分散剂等。聚合物的脱模剂、纤维偶色剂、涂料中颜料悬浮分散剂等。 多羧酸皂:琥珀酸系列,用于润滑油添加剂、防腐剂等。多羧酸皂:琥珀酸系列,用于润滑油添加剂、防腐剂等。 松香皂、

30、松香皂、N酰基氨基羧酸盐、聚醚羧酸盐等。酰基氨基羧酸盐、聚醚羧酸盐等。402. 硫酸盐型阴离子表面活性剂硫酸盐型阴离子表面活性剂 ROSO3M 高级醇及含羟基的化合物、含双键的烯烃经硫酸化生成高级醇及含羟基的化合物、含双键的烯烃经硫酸化生成硫酸酯,中和后得到各种硫酸酯盐型表面活性剂。硫酸酯,中和后得到各种硫酸酯盐型表面活性剂。 硫酸酯盐型表面活性剂水溶性、去污性比肥皂好,溶液硫酸酯盐型表面活性剂水溶性、去污性比肥皂好,溶液呈中性,广泛应用于家庭、工业洗涤剂中,还用于香波、化呈中性,广泛应用于家庭、工业洗涤剂中,还用于香波、化妆品等,但抗硬水能力差,而开发出高级醇聚氧乙烯醚硫酸妆品等,但抗硬水能

31、力差,而开发出高级醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(酯盐(AES)表面活性剂。亲水基和亲油基由酯键相连接,表面活性剂。亲水基和亲油基由酯键相连接,热稳定性比较差,在强酸强碱中易水解。热稳定性比较差,在强酸强碱中易水解。 41高级醇的来源:天然油脂的还原,动植物高级醇的来源:天然油脂的还原,动植物蜡中提取,化学合成(齐格勒法和羰基合蜡中提取,化学合成(齐格勒法和羰基合成法),液蜡氧化法等;成法),液蜡氧化法等;硫酸化反应:浓硫酸,发烟硫酸,三氧化硫酸化反应:浓硫酸,发烟硫酸,三氧化硫(工业化应用较多),氯磺酸和氨基磺硫(工业化应用较多),氯磺酸和氨基磺酸;酸;中和反应:碱中和。中和反应:碱中和。硫酸酯盐型表

32、面活性剂的生产方法硫酸酯盐型表面活性剂的生产方法:42 脂肪醇硫酸盐(AS) 又叫烷基硫酸盐。这类活性剂中最重要的品种是基于椰子油的C12C14和基于牛油的C16C18烷基硫酸盐,如十二烷基硫酸盐(月桂醇硫酸盐)。它们的抗硬水性较好,但耐水解能力较差,尤其在酸性介质中,易水解成脂肪醇与硫酸盐。AS的主要用途是配制液状洗涤剂、餐具洗涤剂、各种香波、牙膏、纺织用润湿和洗净剂以及化学工业中的乳化聚合。此外,粉状的AS可用于配制粉状清洗剂、农药用润湿粉剂。 43 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐又称脂肪醇硫酸盐。由于分子中加入了乙氧基使其具有很多优点,如抗硬水性强,泡沫适中而稳定

33、,溶解性好。缺点是在酸性和强碱性条件下不稳定,易于水解。AES采用C12C14的椰油醇为原料,有时也用C12C16醇,与24分子环氧乙烷缩合。再进一步进行硫酸化,中和可用氢氧化钠、氨或乙醇胺。44 硫原子与碳原子直接相连,比硫酸酯盐稳定,在酸性溶硫原子与碳原子直接相连,比硫酸酯盐稳定,在酸性溶液及加热条件下不发生水解,广泛用于洗涤、染色、纺织行液及加热条件下不发生水解,广泛用于洗涤、染色、纺织行业,并可作为渗透剂,润湿剂,防锈剂等工业助剂。业,并可作为渗透剂,润湿剂,防锈剂等工业助剂。 烷基苯磺酸(钠)盐(烷基苯磺酸(钠)盐(LAS):): 烷基磺酸盐(烷基磺酸盐(SAS):): 烯烃磺酸盐烯

34、烃磺酸盐(AOS) 其它如:琥珀酸脂磺酸盐、烷基萘磺酸盐、脂肪酰胺磺其它如:琥珀酸脂磺酸盐、烷基萘磺酸盐、脂肪酰胺磺酸盐、酸盐、 木质素磺酸盐、石油磺酸盐。木质素磺酸盐、石油磺酸盐。3. 磺酸盐型阴离子表面活性剂磺酸盐型阴离子表面活性剂 RSO3M45烷基苯磺酸盐LAS的主要优点是烷基中没有支链,这种结构与天然油脂中的憎水端烷基类似,有良好的生化降解性。随着LAS代替TPS,水面上的泡沫也就基本消失。 46SAS有与LAS类似的发泡性和洗涤效果,且水溶性好。其主要用途是复配成液体洗涤剂,如液体家用餐具洗涤剂。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。用于制造洗

35、涤剂的烷基苯中烷链长度一般为C10C13。链较短者溶解度大,可用于配置液体洗涤剂,用于洗衣粉时,多为C12C13 烷基苯。烷基苯磺酸钠亲水基团为磺酸基与疏水基团烷基苯间连接是C-S键,因而它的耐水解稳定性很好,在热的酸或碱中很稳定。 仲烷烃磺酸盐(仲烷烃磺酸盐(SAS)47-烯烃磺酸盐(烯烃磺酸盐(AOS)AOS与LAS的性能相似。但对皮肤的刺激性稍弱,生化降解的速度也稍快。由于它的生成工艺简便,原料成本低廉,因此,AOS一直有很大的吸引力。AOS的主要用途是配制液体洗涤剂和化妆品。 484. 磷酸酯盐型阴离子表面活性剂磷酸酯盐型阴离子表面活性剂 具有优良的抗静电、乳化、防锈和分散等性能,具有

36、优良的抗静电、乳化、防锈和分散等性能,广泛用于纺织、化工、国防、金属加工和轻工等工广泛用于纺织、化工、国防、金属加工和轻工等工业部门。业部门。 高级醇磷酸酯盐(烷基磷酸酯盐):结构类型,高级醇磷酸酯盐(烷基磷酸酯盐):结构类型,磷酸酯化(通常为单双酯的混合物)磷酸酯化(通常为单双酯的混合物) 高级醇磷酸双酯钠盐高级醇磷酸酯二钠盐49聚氧乙烯醚磷酸酯盐:非离子表面活性剂阴离子聚氧乙烯醚磷酸酯盐:非离子表面活性剂阴离子化的产品化的产品(高级醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯(高级醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚和磷酸醚和磷酸酯酯化剂反应)化剂反应) 。50二、二、 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂(Cat

37、ionic surfactants) 所有工业上的阳离子表面活性剂都是有机氮化所有工业上的阳离子表面活性剂都是有机氮化合物的衍生物。它们大致可分为两类:一类是合物的衍生物。它们大致可分为两类:一类是胺盐胺盐型型阳离子表面活性剂;另一类则是阳离子表面活性剂;另一类则是季铵盐型季铵盐型阳离子阳离子表面活性剂,在化合物本身的分子中带有正电荷。表面活性剂,在化合物本身的分子中带有正电荷。主要作用:杀菌剂、纤维柔软剂、抗静电剂、纺织主要作用:杀菌剂、纤维柔软剂、抗静电剂、纺织助染剂、肥料抗结块剂、农作物除莠剂、沥青和石助染剂、肥料抗结块剂、农作物除莠剂、沥青和石子的粘结促进剂、金属防腐剂、颜料分散剂、塑

38、料子的粘结促进剂、金属防腐剂、颜料分散剂、塑料抗静电剂、头发调理剂、化妆品用乳化剂等。日常抗静电剂、头发调理剂、化妆品用乳化剂等。日常生活中很少用于洗涤剂(因纤维织物和固体表面均生活中很少用于洗涤剂(因纤维织物和固体表面均带负电荷)。带负电荷)。51作用原理作用原理:杀菌由于细菌被强力吸附,:杀菌由于细菌被强力吸附, 阻止了阻止了细菌的呼吸作用与糖解作用;细菌的呼吸作用与糖解作用; 纤维织物方面吸纤维织物方面吸附于纤维表面形成一定向吸附膜后,中和纤维表附于纤维表面形成一定向吸附膜后,中和纤维表面的负电荷,减少因摩擦产生的自由电子,有较面的负电荷,减少因摩擦产生的自由电子,有较好的抗静电性,还能

39、显著降低纤维表面的静摩擦好的抗静电性,还能显著降低纤维表面的静摩擦系数,用于纤维的柔软处理。系数,用于纤维的柔软处理。注意事项注意事项:不能与肥皂等阴离子表面活性剂共用,:不能与肥皂等阴离子表面活性剂共用,会产生沉淀而失效;与一些染料(直接染料或荧会产生沉淀而失效;与一些染料(直接染料或荧光染料)会发生作用而失效;遇到偏硅酸钠、硝光染料)会发生作用而失效;遇到偏硅酸钠、硝酸盐、蛋白质、生物碱等也会发生作用而失效。酸盐、蛋白质、生物碱等也会发生作用而失效。52主要品种的制备主要品种的制备: 胺盐类由相应伯、仲、叔胺用酸(盐酸或醋酸等)胺盐类由相应伯、仲、叔胺用酸(盐酸或醋酸等)简单简单 中和即可

40、;中和即可; 季胺盐:需由叔胺与烷基化试剂反应制备。季胺盐:需由叔胺与烷基化试剂反应制备。性能比较性能比较: 季胺盐型可用于碱性介质,而胺盐型则会被还原为季胺盐型可用于碱性介质,而胺盐型则会被还原为原来的不溶胺析出。原来的不溶胺析出。其它其它: 含氮原子环型胺盐吡啶型胺盐、咪唑型胺盐等;含氮原子环型胺盐吡啶型胺盐、咪唑型胺盐等;双季胺盐。双季胺盐。53在工业上有实用价值的季铵盐有下列三种类型:在工业上有实用价值的季铵盐有下列三种类型: 长碳链季铵盐咪唑啉季铵盐吡啶季铵盐(R1=C8C26,R2=C8C26或CH3,X=Cl或CH3-O-SO3) 54三、两性离子表面活性剂三、两性离子表面活性剂

41、(Amphoteric surfactants )特点特点:在分子的一端同时存在有酸性基(羧基、磺酸基或磷:在分子的一端同时存在有酸性基(羧基、磺酸基或磷酸基)和碱性基(胺基或季铵基酸基)和碱性基(胺基或季铵基 ););在相当宽的在相当宽的pHpH值范围内值范围内都有良好的表面活性作用;都有良好的表面活性作用;能与阴离子、非离子型表面活性能与阴离子、非离子型表面活性剂混配剂混配 ;能耐酸、碱、盐以及碱土金属盐;能耐酸、碱、盐以及碱土金属盐 ;毒性、皮肤刺激;毒性、皮肤刺激性小、生物降解性好;有良好的去污、起泡、乳化能力,耐性小、生物降解性好;有良好的去污、起泡、乳化能力,耐硬水性好,有抗静电和

42、杀菌等特殊性能。硬水性好,有抗静电和杀菌等特殊性能。可用作洗涤剂、乳可用作洗涤剂、乳化剂、润湿剂、发泡剂、柔软剂和抗静电剂。化剂、润湿剂、发泡剂、柔软剂和抗静电剂。种类种类:氨基酸型、咪唑啉型、甜菜碱型、磷脂、淀粉、蛋白:氨基酸型、咪唑啉型、甜菜碱型、磷脂、淀粉、蛋白质衍生物等质衍生物等 。55等电点区:等电点区: 强阴离子强阳离子(强阴离子强阳离子(AC);); 弱阴离子强阳离子(弱阴离子强阳离子(aC);); 强阴离子弱阳离子强阴离子弱阳离子(Ac);); 弱阴离子弱阳离子(弱阴离子弱阳离子(ac)。)。56特点:特点:因在水中不电离以及能够精细地改变分子结因在水中不电离以及能够精细地改变

43、分子结构而具有独特的性质。构而具有独特的性质。具有高表面活性,其水溶液具有高表面活性,其水溶液的表面张力低,临界胶束浓度低,胶束聚集数大,的表面张力低,临界胶束浓度低,胶束聚集数大,增溶作用强,具有良好的乳化力和去污力增溶作用强,具有良好的乳化力和去污力 。而且而且具有防止污垢在合成纤维表面再沉积的能力。它们具有防止污垢在合成纤维表面再沉积的能力。它们的临界胶束浓度比离子型表面活性剂低一到二个数的临界胶束浓度比离子型表面活性剂低一到二个数量级。量级。应用:农药乳化剂,纺织、印染、合成纤维的助剂应用:农药乳化剂,纺织、印染、合成纤维的助剂与油剂,原油脱水的破乳剂,民用及工业清洗剂。与油剂,原油脱

44、水的破乳剂,民用及工业清洗剂。四、四、 非离子表面活性剂非离子表面活性剂(Nonionic surfactants) 57疏水基原料疏水基原料 具有活泼氢原子的疏水化合物,如高碳具有活泼氢原子的疏水化合物,如高碳脂肪醇、脂肪酸、高碳脂肪胺、脂肪酰胺脂肪醇、脂肪酸、高碳脂肪胺、脂肪酰胺等物质;等物质;亲水基原料亲水基原料 环氧乙烷、聚乙二醇、单乙醇胺、二乙环氧乙烷、聚乙二醇、单乙醇胺、二乙醇胺、多元醇等醇胺、多元醇等 。原料组成:原料组成:58分类:分类:根据亲水基种类的不同而分为根据亲水基种类的不同而分为: 聚乙二醇型非离子表面活性剂(亲水基原料为聚乙二醇型非离子表面活性剂(亲水基原料为环氧乙

45、烷)环氧乙烷):脂肪醇聚氧乙烯醚(:脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-平平加系列)平平加系列)、脂肪酸聚氧乙烯酯(吐温系列)、烷基酚聚氧乙、脂肪酸聚氧乙烯酯(吐温系列)、烷基酚聚氧乙烯醚(烯醚(TX-10、OP-10等)、聚氧乙烯酰胺、聚氧乙等)、聚氧乙烯酰胺、聚氧乙烯脂肪胺等烯脂肪胺等 。亲水性较强。亲水性较强。59多元醇型多元醇型: 包括脂肪酸乙二醇酯、单脂肪酸甘油包括脂肪酸乙二醇酯、单脂肪酸甘油酯(单甘酯)、季戊四醇脂肪酸酯、失水山梨醇酯(单甘酯)、季戊四醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯(脂肪酸酯(span)、)、蔗糖脂肪酸酯等。蔗糖脂肪酸酯等。 (亲油基(亲油基上带有多个羟基,亲水性比较小,多作

46、为油溶性上带有多个羟基,亲水性比较小,多作为油溶性乳化剂使用)乳化剂使用)聚醚型:聚醚型:即环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物即环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物 。烷醇酰胺系:烷醇酰胺系:有脂肪酸二乙醇酰胺、脂肪酸单乙有脂肪酸二乙醇酰胺、脂肪酸单乙醇酰胺、氧化胺和烷基多苷(醇酰胺、氧化胺和烷基多苷(APG)等。)等。60多元醇型多元醇型商品名:商品名:Span化学名:失水山梨醇脂肪酸酯化学名:失水山梨醇脂肪酸酯分类:分类:span 20span 20、 40 40、 60 60、 65 65、 80 80、 85 85等等 脂肪酸脂肪酸 月桂月桂 棕榈棕榈 硬脂硬脂 三硬脂三硬脂 油油 三油三油HLBH

47、LB值:值:1.81.88.68.6特特征征:亲亲油油、W/OW/O型型乳乳化化剂剂、用用于于搽搽剂剂,软软膏膏,亦亦可可作作为为乳乳剂的辅助乳化剂。常与吐温配伍剂的辅助乳化剂。常与吐温配伍 61商品名:商品名:TweenTween 化学名:化学名:聚氧乙聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸失水山梨醇脂肪酸酯分类:分类:吐温吐温 2020、4040、6060、6565、8080、8585等等HLBHLB值:值:11-16.711-16.7特特征征:亲亲水水、不不受受PHPH影影响响、O/W O/W 型型乳乳化化剂剂、增增溶溶剂、乳化、乳化剂、分散、分散剂和和润湿湿剂、常与司盘配伍、常与司盘配伍 。CR62

48、其它表面活性剂:其它表面活性剂:(特种表面活性剂特种表面活性剂) 全氟表面活性剂全氟表面活性剂 含硅表面活性剂含硅表面活性剂 木质素磺酸盐木质素磺酸盐冠醚型表面活性剂冠醚型表面活性剂高分子表面活性剂高分子表面活性剂生物表面活性剂生物表面活性剂632.3 表面活性剂在洗涤剂表面活性剂在洗涤剂工业中的应用工业中的应用 洗涤剂是人们日常生活和工作中的必需品,洗涤剂是人们日常生活和工作中的必需品,长期以来在保护人类健康、清洁环境方面及工长期以来在保护人类健康、清洁环境方面及工业生产中起着十分重要的作用。业生产中起着十分重要的作用。 洗涤剂种类繁多,各成系列。主要分为民用洗涤剂种类繁多,各成系列。主要分

49、为民用洗涤剂和工业用洗涤剂。洗涤剂和工业用洗涤剂。 民用洗涤剂包括个人卫生清洁剂、衣物用洗民用洗涤剂包括个人卫生清洁剂、衣物用洗涤剂和家庭日用清洁剂。涤剂和家庭日用清洁剂。642.3.1 洗涤原理65影响去污作用的因素 1.表面活性剂结构表面活性剂结构 2.水的硬度水的硬度 3.机械作用机械作用 4.织物类型织物类型 5.温度温度 6.泡沫泡沫 662.3.2 洗涤剂的主要成分 洗涤剂是按一定的配方配制的产品,配方的目的是提高去污力。洗涤剂配方的必要组分是表面活性剂,其辅助成分包括助剂、泡沫促进剂、配料、填料等。 671. 洗涤剂中表面活性剂在洗涤剂中,表面活性剂一般作为洗涤成分,但在某些配方

50、中也用作辅助原料,起乳化、润湿、增溶、保湿、润滑、杀菌、柔软、抗静电、发泡、消泡等作用。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。682. 洗涤助剂洗涤助剂助剂与表面活性剂配合,能够发挥各组分互相协助剂与表面活性剂配合,能够发挥各组分互相协调,互相补偿的作用,进一步提高产品的洗净力,调,互相补偿的作用,进一步提高产品的洗净力,使其综合性能更趋完善,成本更为低廉。使其综合性能更趋完善,

51、成本更为低廉。洗涤助剂分为洗涤助剂分为无机无机和和有机有机助剂两类。助剂两类。 洗涤助剂种类很多,大部分为专用产品,其在洗涤剂中的使用频率和重要性不亚于主表面活性剂。69(1 1)增增强强表表面面活活性性,增增加加污污垢垢的的分分散散、乳乳化化、增增 溶,防止污垢再沉积。溶,防止污垢再沉积。(2 2)软软化化硬硬水水,防防止止表表面面活活性性剂剂水水解解,提提高高洗洗涤涤液液碱性,并有碱性缓冲作用。碱性,并有碱性缓冲作用。(3 3)改改善善泡泡沫沫性性能能,增增加加物物料料溶溶解解度度,提提高高产产品品粘粘度。度。(4 4)降降低低皮皮肤肤的的刺刺激激性性,并并对对纺纺织织品品起起柔柔软软、抑

52、抑菌菌、杀菌、抗静电、整饰等作用。杀菌、抗静电、整饰等作用。(5)改善产品外观,赋予产品美观的色彩和优雅的)改善产品外观,赋予产品美观的色彩和优雅的香气,从而使消费者喜爱选用,提高商品的商业香气,从而使消费者喜爱选用,提高商品的商业价值。价值。 洗涤助剂有以下的一些作用洗涤助剂有以下的一些作用:70无机助剂(1 1)磷酸盐)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。71磷酸盐的污染及其代用品 传统的合成洗衣剂都含有三聚磷酸盐(STTP)的成分,其含量在15%30%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

53、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。 72含磷洗衣粉的污染问题已经引起了世界各国的普遍重视。很多国家提出了禁磷和限磷措施,并在不断地研究和开发三聚磷酸盐的替代品,取得了不少成果,其中比较有效的助剂有:有机螯合助剂,如二乙胺四醋酸(EDTA)、氮川三醋酸(NTA)、酒石酸钠、柠檬酸盐、葡萄糖酸盐等;高分子电解质助剂,如聚丙烯酸盐以及人造沸石等。目前普遍认为,人造沸石人造沸石是比较有发展前途的洗涤助剂。 73(2)硫酸钠 分子式为Na2SO4,是白

54、色固体结晶或粉末。硫酸钠是合成洗涤剂的无机助剂和粉状洗涤剂的填料,在粉状洗涤剂中加入量为20%40%。 74(3)硅酸钠 硅酸钠(Na2OnSiO2)通常称为水玻璃或泡花碱,水玻璃的水溶液相当于由硅酸钠与硅酸组成的缓冲溶液。水玻璃在溶液中能控制pH值、贮存碱性物质,起到减少洗涤剂消耗和保护织物的作用。此外,水玻璃还具有悬浮力、乳化力和泡沫稳定作用,起到阻止污垢在被洗物上再沉积的作用,并对金属(如铁、铝、铜、锌等)具有防腐蚀作用。制造粉状洗涤剂时,加入水玻璃能使产品保持疏松,防止结块,增加颗粒的强度、流动性和均匀性。 75(4)漂白剂 洗涤剂中加入的漂白剂主要是次氯酸盐和过酸盐两大类。次氯酸盐主

55、要用次氯酸钠,分子式NaClO,为白色粉末,稳定性差,易受光、热与重金属和pH值的影响。次氯酸钠易溶于水,生成氢氧化钠和新生态氧,氧化力很强,具有刺激性。过酸盐主要是过硼酸钠和过碳酸钠,常在粉状洗涤剂生产的后配料工序加入,用量一般占粉质量的10%30%。 76有机助剂 (1 1)羧甲基纤维素钠()羧甲基纤维素钠(CMCCMC) 羧甲基纤维素钠最重要的作用是携污作用。如果在洗涤剂中加入1%2%的CMC,则在洗涤时CMC被吸附在被洗物表面,同时也被吸附在污垢粒子的表面上,使二者都带上负电荷。在同性电的相互排斥作用下,污垢就难以重新沉积到被洗物的表面上。另一方面,CMC还具有增稠、分散、乳化、悬浮和

56、稳定泡沫的作用。这些作用能使污垢稳定地悬浮于洗涤液中,更不容易再发生沉积。 77(2 2)泡沫稳定剂与泡沫调节剂)泡沫稳定剂与泡沫调节剂 高泡洗涤剂在配方中常加入少量泡沫稳定剂,使洗涤液的泡沫稳定而持久。烷醇酰胺又称脂肪醇酰胺,属非离子型表面活性剂。在洗涤剂的配方中,它的主要作用是增稠和稳定泡沫,兼有悬浮污垢防止其再沉积的作用。在与主要活性物间的互相配合下,其脱脂力(乳化动植物油脂及矿物油的能力)有显著的提高。较常使用的烷醇酰胺品种是月桂醇二乙醇胺以及椰子油二乙醇胺。低泡洗涤剂在配方中需加入少量泡沫调节剂,常用的有二十二烷酸皂或硅氧烷,使水液消泡或低泡。78(3)酶)酶 酶是一种生物制品,无毒

57、并能完全生物降解。酶作为洗涤剂的助剂具有专一性,洗涤剂中的复合酶能将污垢中的脂肪、蛋白质、淀粉等较难去除的成分分解为易溶于水的化合物,因而提高了洗涤剂的洗涤效果。因此,在洗涤剂中添加酶制剂可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,使洗涤剂朝低磷或无磷的方向发展,减少对环境的污染。 已已商品化的洗涤剂用酶有商品化的洗涤剂用酶有:蛋白酶淀粉酶脂肪酶纤维素酶79(4 4)助溶剂)助溶剂 在配制高浓度的液体洗涤剂时,往往有些活性物不能完全溶解,加入助溶剂就是为了解决这个问题。常用的助溶剂有乙醇、尿素、聚乙二醇、甲苯磺酸盐等。凡能减弱溶质及溶剂的内聚力,增加溶质与溶剂的吸引力而对洗涤功能无害、价格低廉的物质

58、都可用作助溶剂 80(5 5)荧光增白剂)荧光增白剂 荧光增白剂(Fluorescent Brighteners,以下简称FB)是一种无色的荧光染料。经FB处理过的物品,在含紫外光源(如日光)照射下看上去白色的更白,有色的更艳,增强了外观的美感。在合成洗涤剂中添加适量和适当的FB,不但能改善粉状洗涤剂的外观,提高洗衣粉粉体的白度,同时还能增加被洗涤织物的白度或鲜艳度,改善洗涤效果,提高合成洗涤剂本身的商业价值。因此FB已成为合成洗涤剂配方中不可缺少的重要组分。 81(6 6)香精)香精 一个受消费者喜爱的洗涤剂,不仅具有优良的性能,并且使人有愉快的香味,使织物、毛发洗涤后留有清新香味。香精是由

59、多种香料组成,与洗涤剂组分有良好配伍性,在pH911是稳定的。洗涤剂中加入香精的质量一般小于1%。82(7)溶剂 液体洗涤剂中需加入溶剂是不言而喻的。在新型洗涤剂中甚至是粉状洗涤剂中也使用多种溶剂,若污垢是油脂性的,溶剂的存在将有助于将油性污垢从被洗物上除去。常用的溶剂有以下几种: 松油、醇、醚和脂松油、醇、醚和脂 、氯化溶剂氯化溶剂 83(8 8)抑菌剂)抑菌剂 冷洗的粉状洗涤剂的洗涤能力令人满意,加酶后去污效果尤佳,唯一不足的是不具有杀菌力,洗后衣物不仅有被病菌感染的危险,而且在洗涤中细菌或毒素还可能遗留下来,并会产生不良气味。所以,在冷洗中加入抑菌剂是很有必要的。抑菌剂的加入质量一般是千

60、分之几,三溴水杨酸替苯胺、三氯碳酰替苯胺或六氯苯中的任何一种都可作为抑菌剂应用,这些化学品不起抗菌作用,但在千分之几的质量分数下都可防止细菌的繁殖。 84(9 9)抗静电剂和织物柔软剂)抗静电剂和织物柔软剂 作为改进织物手感和降低织物表面静电干扰的柔软剂和抗静电剂,通常使用阳离子表面活性剂,如二甲基-二氢化牛酯季铵盐 852.3.3 洗涤剂的生产方法洗涤剂的生产方法 1. 液体洗涤剂的生产方法液体洗涤剂的生产方法 液体洗涤剂的生产过程比较简单,其过程为:按配方要求,将各种液体原料经配料送入液体洗涤剂配料罐,然后按配方要求加入小量固体组分、液体组分,经搅拌或混合器充分混合后,经pH控制仪等检验仪

61、器设备测定合格后送入成品包装工序,进行包装。862. 粉状洗涤剂的生产方法粉状洗涤剂的生产方法喷雾干燥法生产粉状洗涤剂的流程 872.3.4 洗涤剂的配方设计 通过洗涤剂配方的研究,使表面活性剂和各种助剂充分发挥它们的协同作用,以降低洗涤剂的成本和改善使用性能 。洗涤剂配方中的各组分及洗涤过程中各因素的相互影响极为复杂,主要靠实践与 经验,但也有一些普遍的规律可以借鉴。881.各类表面活性剂的去污性能各有长短,阴离各类表面活性剂的去污性能各有长短,阴离子型表面活性剂对极性污垢的去污效果一般子型表面活性剂对极性污垢的去污效果一般优于非离子,而去油性污垢则以非离子为好,优于非离子,而去油性污垢则以

62、非离子为好,阳离子表面活性剂不宜作洗涤剂。阳离子表面活性剂不宜作洗涤剂。2.2.多种表面活性剂的复配其性能通常优于单一多种表面活性剂的复配其性能通常优于单一品种。品种。3.临界胶束浓度、表面张力虽是表面活性剂性临界胶束浓度、表面张力虽是表面活性剂性能的基本表证,但用作洗涤剂时并非临界胶能的基本表证,但用作洗涤剂时并非临界胶束浓度、表面张力愈低愈好,还要求在水中束浓度、表面张力愈低愈好,还要求在水中有适当的溶解性。有适当的溶解性。894.4.水硬度对表面活性剂的去污性能影响很水硬度对表面活性剂的去污性能影响很大,特别是阴离子表面活性剂。所以必大,特别是阴离子表面活性剂。所以必须配入去除钙、镁离子

63、的助剂。可供选须配入去除钙、镁离子的助剂。可供选择的助剂品种不少,但从价格与综合性择的助剂品种不少,但从价格与综合性能来看,还是三聚磷酸钠最好。能来看,还是三聚磷酸钠最好。5.5.高高PHPH值洗涤剂的去污效果优于低值洗涤剂的去污效果优于低PHPH值洗值洗涤剂。这是由于洗涤液涤剂。这是由于洗涤液pHpH值升高,可提值升高,可提高基质及固体污垢的表面负电位,从而高基质及固体污垢的表面负电位,从而减少颗粒污垢间的絮凝及在基质上再沉减少颗粒污垢间的絮凝及在基质上再沉积的倾向。但对于蛋白结构的基质不能积的倾向。但对于蛋白结构的基质不能采用高碱性采用高碱性 的配方。的配方。90常用洗涤剂的配方常用洗涤剂

64、的配方 组 分 w% 烷基苯磺酸钠 30 25 20 硫酸钠 22.9 28 47脂肪醇聚氧乙烯醚 1 2 0.3 羧甲基纤维素钠 1.4 1.2 1壬基酚聚氧乙烯醚 1.5 2 荧光增白剂 0.2 0.1 三聚磷酸钠 30 24 10 对甲基苯磺酸钠 2.4 1.5 碳酸钠 5 15 硅酸钠 8 10 8水分 适量 适量 适量复配型洗衣粉91组组 分分 % %羊毛脂醇萃取物羊毛脂醇萃取物 2.02.0 Span-8 33.0 Span-8 33.0白油白油 40.040.0凡士林凡士林 35.035.0去离子水去离子水 20.020.0 香料香料 适量适量 洗手液配方洗手液配方92 组组 分分 % %脂肪醇聚氧乙烯醚(脂肪醇聚氧乙烯醚(n=9n=9) 3 3脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚(n=7n=7) 2 2烷基苯磺酸钠烷基苯磺酸钠 5 5三乙醇胺三乙醇胺 4 4苯甲酸钠苯甲酸钠 0.50.5香精香精 0.50.5去离子水去离子水 8585餐具洗涤剂配方(洗洁精)餐具洗涤剂配方(洗洁精)93

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