羧酸盐表面活性剂的制备
精细化工工艺学(2表面活性剂3)
油脂皂化产物， 烷基羧酸盐称 为肥皂
皂皂
油油
油脂羟
原料以及加工形式： 原料以及加工形式： 油脂（如椰子油、棕榈油、米糠油、大豆油、花生油、 油脂（如椰子油、棕榈油、米糠油、大豆油、花生油、 硬化油、牛油、鱼油）和烧碱（氢氧化钠、氢氧化钾） 硬化油、牛油、鱼油）和烧碱（氢氧化钠、氢氧化钾）水溶 液一起加热，皂化反应， 液一起加热，皂化反应，生成烷基羧酸盐和甘油 脂肪酸的碳链越长，饱和度越大，凝固点越高， 脂肪酸的碳链越长，饱和度越大，凝固点越高，制成 的肥皂越硬。 的肥皂越硬。 硬度：钾皂>钠皂 钠皂>胺皂 硬度：钾皂 钠皂 胺皂
4.2.4.2 中和 中和：将烷基苯磺酸转化为烷基苯磺酸钠的过程。 有间歇法、半连续法、连续法等工艺流程。
18
4.2.5 烷基苯磺酸盐的应用
家用洗涤剂配方 是最重要的洗涤剂配方原料。最大应用领域是在洗衣 剂。 通常为十二、十三、十四烷基苯磺酸盐的混合物，与 其它表面活性剂和助剂混合使用。 直链烷基苯磺酸钠也用在其它洗涤剂配方中。如各种 专用洗涤剂和美容、化妆用品中。 工业表面活性剂 烷基苯磺酸盐在工业上的应用很广泛，如石油破乳剂、发 泡剂、分散剂、工业清洁剂等。 农业应用
13
4.2.2.2 以氯代烷为烷基化试剂、AlCl3 以氯代烷为烷基化试剂、 为催化剂合成烷基苯
羧酸盐双子表面活性剂的合成与表征
摘 要 ： 以苯二胺 、 顺丁烯二酸 酐、 溴代烷和氢 氧化钠为原 料， 通过开环 、 卤代和中和反应 得到羧酸盐双 子表面活性剂 ． 产物
结构经 Ｆ Ｉ 、 Ｎ 表征为目标产物． Ｔ Ｒ 。 ＭＲ Ｈ
关 键 词 ： 双子表面活性剂 ；羧酸盐；合成 ；表征
中图 分 类 号 ：Ｔ ４３ Ｑ ２
３ ６． ７
２ 结 构 表 征
２１ 中间体 ａ ．
中 间体 ａ Ｆ Ｉ（ Ｂ） 谱 分 析 结 果： ００ ０ 的 ＴＲＫ ｒ 光 ３ ８． ６
ｃ 、 ２ ． ｍ ｍ～ ３０５８ ｃ 为 芳 环 上 的 Ｃ Ｈ伸 缩 振 动 ： ３ — １ 一 与烯 烃 的不饱 和 Ｃ Ｈ伸 缩振 动 ，７０６ ｍ。 羰基 ～ ｌ ０． ｃ 为 ９ 的 伸 缩 振 动 ， ６５６ ｍ一 １５４３ ｍ １５ １１ ｌ ２．８ｃ 、 ５．４ｃ 一、 １． ４ ｃ 为芳 环 的 骨 架 振 动 （ ） ４ ．３ｃ 芳 环 上 的 ｍ １ ， ９０ ｍ 为 ， ８
作者简介 ：邢凤 兰（９ ９ ） 黑龙江密 山人， １５ 一， 女， 教授， 主要从事精细化学 品合成及性能研究
５ 期
邢凤 兰 ， ： 等 羧酸盐双子表面活性剂 的合成 与表征
１ ９
ａ８６ 碳 酸钾 、５ｍＬＤ 、０ｍＬ乙醇 ， 热 至 ６ ． １ ＭＦ ３ 加 Ｏ℃
Ｈ ＮＭＲ光 谱 结 果 ￣（ ０ＭＨｚ ＭＳ — １ ． （ Ｈ ０ ， Ｏ ｄ） ３０ ｓ ４ Ｄ ： ５，
收 稿 日期 ：２ １— ９ Ｏ ０ １０ 一 ８ 基 金 项 目 ：黑 龙 江 省 教 育 厅 ２ １ 年 度 科 学 技 术 研 究 项 目（２ １５ ９ ０１ １５ １８ １
颈磨 口烧 瓶 中， 次加 人 ｎＪ 丁烯 二 酸酐）ｎ苯 二 依 （ ｌ ￣ ：（ 胺 ）２ １催 化 剂 （７ ＝ ：、 ４ ％的 三氟 化 硼 乙 醚）．％（ 原 料 ０２ 对
表面活性剂的历史与发展
二：表面活性剂的发展前景
• 表面活性剂和其他助剂的发展应该满足环保、对 人安全和节能的要求，其发展趋势可以概括为以 下几点。 • 1．表面活性剂要易于生物降解，原料可再生， 广泛使用后，对环境无污染，对人、畜安全温和。 • 2．表面活性剂要高效、多功能，除有清洁作用 外，还要有抑菌、杀菌、滋润皮肤等作用，并应 不断开发新用途。 3．耐硬水、低温洗涤效果好，浓缩的表面活性剂 洗涤用品是一个发展方向，这包括浓缩洗衣粉和 浓缩液体洗涤剂 。
（1）生物降解性能优异。 （2）稳定性好。 （3）水溶性好 。 （4）配伍性好 。 （5）刺激性小 。 （6）去污力好 。
2.新一代表面活性剂Gemini 现已经合成的低聚表面活性剂有二聚体、三聚体 和四聚体等，其中最引人注目的是二聚体，结构 示意图见图1，二聚表面活性剂最早被合成于1971 年[4-5]，后因其结构上的特点而被形象地命名为 Gemini（英文是双子星之意）表面活性剂。 表面活性剂Gemini（或称dimeric）提高了表面 活性。与当前为提高表面活性而进行的大量尝试， 如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与 阴离子表面活性剂混合相比较，Gemini表面活性 剂是概念上的突破，因而被誉为新一代的表面括 性剂。
1．表面活性剂要易于生物降解，原料可再生， 广泛使用后，对环境无污染，对人、畜安 全温和。长链烷基多苷(APG)和直链十二烷 基苯磺酸钠(LAS)就是很有希望的两种表面 活性剂。APG是新发展的，原料可再生的 表面活性剂，并且有很好的生物降解 性。 LAS是一种老产品，最近研究证明， 经废水厂处理后， 生物降解度为98％，达 到了环保要求。
• 6.低泡或无泡表面活性剂 • 低泡或无泡表面活性剂就是在原有的表面 活性剂基础上进行改性，使其原有的发泡 基团失去或降低发泡性，也有用异构醇加 EO和PO进行嵌段来调节泡沫大小生产而成 的。市场有低泡表面活性剂LT-601，无泡 表面活性剂8550、有清洁作用外，还要有 抑菌、杀菌、滋润皮肤等作用，并应不断开 发新用途。 化妆品用表面活性剂就是近年新开发出的，它对产品的要 求更高，更严格，例如抗衰老、皮肤保湿、去皱、增白等。 化妆品的活性成分通过皮肤的吸收后影响机体的新陈谢， 达到真正的美容，效果要能感觉到或看到。吡咯烷酮羧酸 钠(PCA)是化妆品天然保湿因子，有抗衰老、去皱的用， 因此 PCA被广泛应用于高档化妆品中。作为乳化剂的表面 活性剂，在化妆品的乳液应用上非常重要，主要集中在非 离子表面活性剂和高分子乳化剂上。化妆品乳液包括双重 乳液； W／O、O／W、液晶相，多重乳液； W／O／W、O／ W ／O、微乳液等。主要产品有洗面奶、润肤露、清洁乳 等。这个领域将不断有新产品问世。
精细化工工艺学-3表面活性剂
浊点
聚乙二醇型非离子表面活性剂与离子型表面活性剂相反，将其溶 液加热，达到某一温度时，透明溶液会突然变混浊、这一温度点称为 浊点。这一过程是可逆的，温度达浊点时乳浊液形成，降温时，透明 溶液又重新出现。
聚乙二醇型表面活性剂之所以存在浊点，是因为其亲水基依靠聚 乙二醇链上醚键与水形成氢键而亲水。氢键结合较松散．当温度上升 时、分子热运动加剧，达到一定程度，氢键便断裂，溶解的表面活性 剂析出、溶液变为乳浊液；而当温度降低至浊点之下时，氢键恢复， 溶液便又变透明。
60℃
碱 性
四、聚醚羧酸盐
由醇醚与氯乙酸或羟乙酸缩合后经NaOH中和制醇醚羧酸盐（AEC)
由于AEC分子中含有一定数量的醚键及羧基，因而它兼具有 非离子与阴离子表面活性剂双重性质。除具有较强的发泡性、 去污性和渗透性，还具有优良的抗硬水性。目前该产品在法 国、日本及我国均有工业化生产，并已在日用化工、纺织印 染、皮革化纤等领域有所应用，主要缺点是合成成本较高。
A、被增溶物进入胶束内部
B、与表明活性剂分子并列 分布
C、吸附在增溶胶束表面
D、包裹在亲水长链内
4.乳化作用
一种或几种液体以大于 10-7m直径的液珠分散在另一不 相混溶的液体之中形成的粗分 散体系称为乳状液。
要使它稳定存在必须加 乳化剂。根据乳化剂结构的不 同可以形成以水为连续相的水 包油乳状液(O/W)，或以油为 连续相的油包水乳状液(W/O)。
3.1.4表面活性剂的物化性质 1.HLB(亲水亲油平衡值）
表面活性剂都是两亲分子，由于亲水和亲油基团的不 同，很难用相同的单位来衡量，所以Griffin提出了用一个 相对的值即HLB值来表示表面活性物质的亲水性。对非离子 型的表面活性剂，HLB的计算公式为：
新型农药分散剂聚羧酸盐合成的国内外研究进展.
新型农药分散剂聚羧酸盐合成的国内外研究进展农药剂型中水分散粒剂( Water Dispersible Granule，剂型代码WG)是指入水后能迅速崩解、分散，形成高悬浮液的粒状制剂。
该剂型兼具可湿性粉剂(WP)的物理稳定性和悬浮剂(SC)的高悬浮分散性的优点，是一种理想的环保剂型。
农药分散剂是水分散粒剂(WG)的关键组分之一，它吸附于油冰界面或固体粒子表面，阻碍和防止分散体系中固体或液体粒子的聚集，并使其在较长时间内保持均匀分散。
传统的农药分散剂一般是具有多环的阴离子表面活性剂，如烷基萘磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物的钠盐、木质素磺酸盐等。
新型的农药分散剂聚羧酸盐是一种高分子类阴离子表面活性剂。
与传统的农药分散剂相比，它不含萘、甲醛等有害物质，可减少环境污染；在低掺量条件下赋予农药高分散性与稳定性。
国内这类农药分散剂目前主要靠进口。
1 新型农药分散剂聚羧酸盐概况1.1 分散剂聚羧酸盐的一般合成聚羧酸盐高性能分散剂是带有羧基、磺酸基、氨基以及含有聚氧乙烯侧链等的大分子化合物。
是在水溶液中，通过自由基共聚原理合成的具有梳型结构的高分子表面活性剂。
合成聚羧酸盐高性能分散剂所需要的主要原料有：丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、苯乙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、丙烯酸羟乙酯等。
在聚合过程中可采用的引发剂为：过硫酸盐水性引发剂、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈等；链转移剂有：3一巯基丙酸、巯基乙酸、巯基乙醇及异丙醇等。
1.2农药分散剂聚羧酸盐的国外开发概况目前，国外公司在国内销售的聚羧酸盐农药分散剂主要是亨斯曼(HUNTSMAN)公司的TER- SPERSE 2700和索尔维(SOLVAY)旗下的罗地亚(Rhodia)公司的GEROPON T/368]。
1.2.1 亨斯曼(HUNTSMAN)公司的TER- SPERSE 2700设在上海的亨斯曼功能化学品农化部曾专门撰文介绍TERSP ERSE 2700。
指出，目前在农药水分散颗粒剂中应用较多的聚合型分散剂为聚丙烯酸盐，而TERSPERSE 2700作为此类阴离子聚丙烯酸盐类分散剂的杰出品种，受到广大剂型开发工作者及生产厂商的广泛关注与青睐。
石油制取羧酸盐表面活性剂研究
１ 流 程 简 介
汽 相 氧 化 时 ， 料 加 热 到 ３ ０Ｃ左 右 和 足 量 水 蒸 气 一 起 原 ０＂
进 入 油 水 混 合 器 内 ， 分 混 合 汽 化 后 进 人 无 催 化 剂 的 常 压 充 反 应 器 ， 入蒸 汽 量 远 远 大 于 原 料 油 和 空 气 量 ， 于 原 料 油 加 便 充 分 的 汽 化 ， 利 于 控 制 反 应 温 度 。 反 应 温 度 过 高 时 则 从 有 两 个 氮 气 入 口 处 通 入 氮 气 急 冷 。反 应 物 从 反 应 器 顶 部 出 来 ， 冷 凝 器 冷 凝 后 收 集 。 冷 井 作 进 一 步 冷 凝 。不 凝 气 经 经 湿 式 流 量 计 计 量 后 放 空 。具 体 过 程 省 略 。
烃 氧 化物 含 量 （ ， 积 ） 体 一
Ｖ
×１０ ０
采 用 前 文 所 述 两 相 滴 定 法 测 定 氧 化 产 物 酸 值 。 实 验 中
使 用 的 氢 氧 化 钾 — — 乙 酸 溶 液 为 同 学 已 标 定 的 ， 测 定 中 故 略去 了酸值标 定 。
式 中 Ｖ一 油 小 。 另 外 ， 据 正交 分 析 数 据 可 以 得 知 ， 应 温 度 升 根 反
高 或 增 大 水 烃 摩 尔 比对 提 高 柴 油 馏 分 油 汽 相 氧 化 的 液 相 收 率 有 利 ； 烃 摩 尔 比较 低 时 液 相 收率 较 高 。 水
３ ３ 反 应 条 件 对 氧 化 产 物 酸 值 的 影 响 ．
２ 产 物 的 分 析 方 法
２ １ 产 物 的分 离 方 法 ． 收集的氧化 产物 由水相 和 油 相组 成 。将 产物 静 置 ， 分 层 ， 分 液 漏 斗 分 液 。水 相 为 原 料 水 ， 溶 解 有 部 分 小 分 子 用 并
实验报告-表面活性剂
Hebei Normal University of Science & Technology综合化学实验实验报告实验名称：表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细化学产品中的应用姓名：路璞学号：1011080312专业：应用化学班级：0803班同组人：刘慧刘晓蕾刘国普指导教师：赵永光张建平赵莹完成时间：2011.12.01河北科技师范学院理化学院综合化学实验室目录摘要 (3)1 绪论 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。
2 实验原理 (4)3 仪器、药品 (5)3.1 实验仪器 (5)3.2 实验药品 (5)4 实验过程 (5)4.1 十二烷基硫酸钠的制备 (5)4.2 十二烷基硫酸钠的纯化 (5)4.3 十二烷基硫酸钠表面张力及CMC的测定 (5)4.4 十二烷基硫酸钠在精细化工工业中的应用 (6)4.4.1 餐具洗涤剂的工业制备及性能测定 (6)4.4.2 牙膏的制备及检验 (6)4.4.3 水基涂料的制备及检验 (7)5 结果与讨论 (7)6 结论 (8)参考文献 (9)摘要十二烷基硫酸钠是阴离子硫酸醋类表面活性剂的典型代表，具有广泛的用途。
本文采用氨基磺酸法制备十二氨基硫酸钠，并对粗产品进行纯化，测定其表面张力。
在此基础上研究十二烷基硫酸钠在精细化工中的应用，制备餐具洗涤剂、牙膏和水基涂料，并对其性能进行研究。
结论：该方法能够很好的制备出十二烷基硫酸钠，制备出的精细化工产品符合要求。
关键词：氨基磺酸法；十二烷基硫酸钠；餐具洗涤剂；牙膏；水基涂料1 绪论具有明显“两亲” 性质的分子，即含有亲油的足够长的(大于10-12个碳原子)烃基，又含有亲水的极性基团(通常是离子化的)。
由这一类分子组成的物质称为表面活性剂，如肥皂和各种合成洗涤剂等，表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的，若按离子的类型分类，可分为三大类：①阴离子型表面活性剂，如羧酸盐(肥皂)，烷基硫酸盐(十二烷基硫酸钠)，烷基磺酸盐(十二烷基苯磺酸钠)等；②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基氯化胺；③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类。
生物表面活性剂的分离提纯及其应用前景
生物表面活性剂的制备、提纯及其应用摘要：生物表面活性剂是由微生物产生的天然产物，具有表面活性高、对环境无污染、生物可降解性及良好的抑菌作用等优于化学合成的表面活性剂的独特性质。
本文对生物表面活性剂的合成方法进行了介绍，对生物表面活性剂在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域的应用进行了总结，展望了生物表面活性剂的良好应用前景。
关键词：生物表面活性剂制备提纯应用生物表面活性剂主要是由微生物在好氧或厌氧条件下在碳源培养基中生长时产生的。
这些碳源可以是碳水化合物、烃类、油、脂肪或者是它们的混合物。
生物表面活性剂可分为非离子型和阴离子型, 阳离子型较为少见。
像其它表面活性物质一样, 生物表面活性剂由一个或多个亲水性和憎水性基团组成, 亲水基可以是酯、羟基、磷酸盐、或羧酸盐基团、或者是糖基, 憎水基可以是蛋白质或者是含有憎水性支链的缩氨酸。
根据生物表面活性剂的结构特点, 可将其分为5 类:糖脂、脂肽、多糖蛋白质络合物、磷脂和脂肪酸或中性脂。
和传统的化学合成的表面活性剂相比, 生物表面活性剂有许多明显的优势:(1)更强的表面和界面活性;(2)对热的稳定性;(3)对离子强度的稳定性;(4)生物可降解性;(5) 破乳性。
由于这些显著特点, 使生物表面活性剂在一些方面可以逐渐代替化学合成的表面活性剂, 而且应用也越来越广泛。
1 生物表面活性剂的性质、分类及制备1. 1 生物表面活性剂的特性生物表面活性剂分子结构包含极性基团和非极性基团，是一种具有亲水、疏水两性特点的生物大分子化合物。
生物表面活性剂分子的亲水基和疏水基可以由不同的分子成分组成。
生物表面活性剂与其他表面活性剂比较，主要特性就是无毒性、稳定性好、耐酸耐盐性好、可以被生物降解、对环境无污染及抗菌性。
1. 2 生物表面活性剂的分类生物表面活性剂根据其化学结构的不同，可以分为酰基缩氨酸系、糖脂系、磷脂系、高分子聚合物和脂肪酸系表面活性剂五类，如表1 所示。
表面活性剂发展历史
表面活性剂发展历史①公元前2500年——1850年羊油和草木灰制造肥皂羊油——三羧酸酯简称三甘酯，经碱水解→羧酸盐+单甘酯+二甘酯+甘油19世纪中叶一方面肥皂开始实现工业化大生产，另一方面，也出现了化学合成的表面活性剂②土耳其红油的出现：土耳其红油即蓖麻油与硫酸反应的产物，蓖麻油为蓖麻油酸的三甘酯深度磺化，耐酸耐硬水③19世纪初，矿物原料制备洗涤剂石油工业的发展→石油硫酸（绿油）蜡和茶的磺化混合物，溶于酸中，呈绿黑色，用碱中和制得。
石油磺酸皂具有良好的水溶性，称绿钠（第一个矿物原料制得的洗涤剂）第一次世界大战期间，油脂出现煤炭产量→煤化工业发→短链烷基、奈磺酸盐类表面活性剂如丙基奈磺酸盐、丁基奈磺酸盐1920——1930 脂肪醇硫酸化→烷基硫酸盐20世纪30年代，长链烷基、苯基出现于美国第一次世界大战后，德国开发乙二醇衍生物，如聚乙二醇衍生物产品，聚乙二醇与各种有机化合物（包括醇、酸、酯、胺、酰胺）等结合，形成多种优良性能的非离子表面活性剂。
表面活性剂和合成洗涤剂形成一门工业得追溯到本世纪30年代，以石油化工原料衍生的合成表面活性剂和洗涤剂打破了肥皂一统天下的局面。
经过60余年的发展，1995年世界洗涤剂总产量达到4300万吨，其中肥皂900万吨。
据专家预测，全世界人口从2000年到2050年将翻一番，洗涤剂总量将从5000万吨增加到12000万吨，凈增1.4培，这是一个令人鼓舞的数字。
中国的表面活性剂和合成洗涤剂工业起始于50年代，尽管起步较晚，但发展较快。
1995年洗涤用品总量已达到310万吨，仅次于美国，排名世界第二位。
其中合成洗涤剂的生产量从1980年的40万吨上升到1995年的230万吨，凈增4.7倍，并以年平均增长率大于10%的速度增长。
据中国权威部门预测，2000年洗涤用品总量将达到360万吨，其中合成洗涤剂将达到65.5万吨。
其中产量超万吨的表面活性剂品种计有：直链烷基苯磺酸钠（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵（AESA）、月桂醇硫酸钠（K12或SDS）、壬基酚聚氧乙烯（10）醚（TX-10）、平平加O、二乙醇酰胺（6501）硬脂酸甘油单酯、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐（石油磺酸盐）、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基聚醚（PO-EO共聚物）、脂肪醇聚氧乙烯（3）醚（AEO-3）等。
两性表面活性剂的合成及性能表征
两性表面活性剂两性表面活性剂，是指同时具有阴、阳两种离子性质的表面活性剂。
从它的结构来看，与憎水基团相连接的既有阳离子，也有阴离子。
其结构可表示如下：它是一种温和性的表面活性剂。
两性表面活性剂分子与单一的阴离子型、阳离子型不同,在分子的一端同时存在有酸性基和碱性基。
酸性基大都是羧基、磺酸基或磷酸基,碱性基则为胺基或季铵基,能与阴离子、非离子型表面活性剂混配,能耐酸、碱、盐以及碱土金属盐。
蛋黄里的卵磷脂是天然的两性表面活性剂。
现在常用的人工合成两性表面活性剂，其阴离子部分大多是羧酸基，也有少数是磺酸基。
其阳离子部分大多是胺盐或季胺盐。
由胺盐构成阳离子部分的叫氨基酸型；由季胺盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型。
氨基酸型两性表面活性剂的水溶液呈碱性。
如果在搅拌下，慢慢加入盐酸，变为中性时仍无变化。
至微酸性时则生成沉淀。
如果再加入盐酸至强酸性时，沉淀又溶解。
这就说明，呈碱性时表现为阴离子表面活性剂，呈酸性时，表现为阳离子表面活性剂。
但是，当阳离子性和阴离子性正好在平衡的等电点时，亲水性变小，就生成沉淀。
甜菜碱型两性表面活性剂，最大的特点是无论在酸性、中性或碱性的水溶液中都能溶解。
即使在等电点时也无沉淀。
此外，渗透力、去污力及抗静电等性能也较好。
因此，是较好的乳化剂、柔软剂。
等电点是指两性电解质在溶液中电离时，酸和碱的电离度相等时的状态。
其分子溶于水发生电离后，与亲油基相连的亲水基是同时带有阴阳两种电荷的表面活性剂。
亲油基一般是长碳链烃基，亲水基中的阳离子都是由基或季铵基组成的，阴离子可以由羧基、磺酸基或磷酸基组成。
实际应用的品种主要是氨基酸型和甜菜碱型两性表面活性剂，产量是表面活性剂中最小的。
两性表面活性剂通常具有良好的洗涤、分散、乳化、杀菌、柔软纤维和抗静电等性能，可用作织物整理助剂、染色助剂、钙皂分散剂、干洗表面活性剂和金属缓蚀剂等。
但是，这类表面活性剂的价格较贵，实际应用范围较其他类型的表面活性剂小。
分子中的阴离子为羧基，阳离子为铵盐。
精细化工工艺学2-表面活性剂
表面活性剂的性能与作用
稀的水溶液中的性能 加溶作用 润湿与渗透作用 乳化作用 发泡与消泡作用 洗涤与去污作用 匀染与固色作用 其它作用
2.３表面活性剂的功能（作用）
一. 表面活性剂的润湿功能 1.基本概念 润湿：固体表面上的气体（或液体）被液体(或 另一种液体)取代的现象。
包括：沾湿、浸湿、铺展三种类型。
例：烷基磺酸钠：C=14～18，洗涤剂； C<12时，润湿剂。
聚氧乙烯醚：渗透剂JFC： C8～C13 乳化剂平平加：C12～C20
规律
②直链的烃基：较好的洗涤、乳化、分散性能； （正十二烷基苯磺酸钠）
带支链的烃基：较好的润湿与渗透性能。 （四聚丙烯苯磺酸钠）
③亲水基在亲油基一端：好的乳化、洗涤性能； 亲水基在亲油基中间：润湿、渗透性能好。
1.离子型 2.非离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
常用表面活性剂类型
阴离子表面活性剂
RCOONa 羧酸盐
R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-SO3Na 磺酸盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐
常用表面活性剂类型
阳离子表面活性剂
R-NH2·HCl 伯胺盐
CH3 | R-N-HCl
仲胺盐
|
H
CH3 | R-N-HCl
HLB值大的表面活性剂可做O/W乳状液的 乳化剂；
HLB值小的表面活性剂可做W/O乳状液的 乳化剂。
4.影响乳状液稳定性的因素
•界面张力：界面张力的降低及界面膜的形成 与强度是乳状液稳定性的主要影响因素。
•油-水界面膜：界面膜中分子排列越紧密，界 面膜的强度越强，乳状液的稳定性越好。脂肪 醇、脂肪酸及脂肪胺等极性有机物可增加界面 膜的紧密度强度。
述
表面活性剂是20世纪40年代初开发研制、 50年代迅速发展起来的一种新型化学品。
表面活性剂的制备
③ 烷基咪唑啉盐 脂肪酸与羟乙基乙二胺缩合
制得叔胺，再用烷基化试剂季铵化而制得。 l
C 2 NH 2 CH 2 C 2 H O H R HC H H C H O O H
2
+ C C
N
R C O N
C 2 HC 2 H
C 2R N 2 HC - HO 2 H N H H
2 O
R C
C H
N C 2 H N C 2 C 2H C 2 H H O H
③脂肪酸聚氧乙烯酯 脂肪酸聚氧乙烯酯
脂肪酸与环氧乙烷或与聚乙二醇的加成物。 N
R C O O H +
2
H
O C
2
a O C H
n H
R O
O (
2
C H
2
O )n H
R C O H
O
这类表面活性剂分子结构中含酯键，在酸、碱溶 C C 液中易水解。
+n H C O H (
2 H 4 O
H +
RC O
⑷ 氧化胺 二甲基氧化胺、烷基二羟乙基 二甲基氧化胺、 氧化胺、烷酰胺丙基二甲基氧化胺： 氧化胺、烷酰胺丙基二甲基氧化胺：
O R H - C N H 3 C 3 C 2 C 2 HO R H - C 2 C 2 N H H O H H ( C H N O H R C
2
C1 H3 7 5 - O C O C C H
)
CH O (
2
H 4 O )n H
④聚氧乙烯烷基胺 烷基胺与环氧乙烷的加成物： ( 2 H 4 O x H R o C( H 4 )O y H 2 N r C )
R
子型表面活性剂的特性）。
R
2
表面活性剂
三. 表面活性剂的增溶作用 简述形成克拉夫特点和浊点的原因 离子型表面活性剂在Tk点以下，表面活性剂仅与水 以水合晶体平衡存在，升高温度达到Tk点后，离子 型表面活性剂形成胶束，大大增加其溶解性。 非离子型表面活性剂的溶解是靠分子内亲水基与水 分子通过氢键结合而实现，形成氢键是一个放热过 程，因此升高温度，氢键结合力减弱甚至消失，当 超过某一温度时，非离子表面活性剂从溶液中析出。
亲水的基团数 亲油的基团数 亲水的基团数 亲油的基团数
SO4Na 38.7 COOK 21.1 COONa 19.1 SO3Na 11 -N（叔胺） 9.4 酯（失水山梨醇 环） 6.8
-CH-CH2-CH3 =CH-
-C3H6O酯（自由） 2.4 COOH 2.1 -OH 1.9 -CF20.475 -O1.3 -OH（失水山梨醇环） -CF30.5 -(C2H4O)0.33
三. 表面活性剂的增溶作用 3.增溶
表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有能使不溶 或微溶于水的有机物的溶解度显著增大的能力， 且溶液呈透明状，这种作用称为增溶。
表面活性剂的乳化和增溶的功能都可实现油与水的 混合,两种作用的区别何在?
三. 表面活性剂的增溶作用 区别为： 乳化是将水或油以微小珠滴形式分散到另一种物质 中，得到热力学不稳定体系，时间延长会出现两相 分离。乳化过程中表面活性剂的作用是吸附在油 水界面上，通过降低界面张力，帮助液滴分散并形 成牢固的界面膜，防止分散液滴聚结。
二. 表面活性剂的乳化和破乳作用 2. 破乳作用 (1) 概念：又称反乳化作用，消除乳状液稳定化条 件，使乳状液发生破坏，常用方法有物理机械法 和物理化学法。物理化学法主要是改变乳状液的 类型或界面性质而破乳，如加入破乳剂。
(2) 破乳剂的作用原理：
实验报告-表面活性剂
Hebei Normal University of Science & Technology综合化学实验实验报告实验名称：表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细化学产品中的应用姓名：路璞学号：1011080312专业：应用化学班级：0803班同组人：刘慧刘晓蕾刘国普指导教师：赵永光张建平赵莹完成时间：2011.12.01河北科技师范学院理化学院综合化学实验室目录摘要 (3)1 绪论 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。
2 实验原理 (4)3 仪器、药品 (5)3.1 实验仪器 (5)3.2 实验药品 (5)4 实验过程 (5)4.1 十二烷基硫酸钠的制备 (5)4.2 十二烷基硫酸钠的纯化 (5)4.3 十二烷基硫酸钠表面张力及CMC的测定 (5)4.4 十二烷基硫酸钠在精细化工工业中的应用 (6)4.4.1 餐具洗涤剂的工业制备及性能测定 (6)4.4.2 牙膏的制备及检验 (6)4.4.3 水基涂料的制备及检验 (7)5 结果与讨论 (7)6 结论 (8)参考文献 (9)摘要十二烷基硫酸钠是阴离子硫酸醋类表面活性剂的典型代表，具有广泛的用途。
本文采用氨基磺酸法制备十二氨基硫酸钠，并对粗产品进行纯化，测定其表面张力。
在此基础上研究十二烷基硫酸钠在精细化工中的应用，制备餐具洗涤剂、牙膏和水基涂料，并对其性能进行研究。
结论：该方法能够很好的制备出十二烷基硫酸钠，制备出的精细化工产品符合要求。
关键词：氨基磺酸法；十二烷基硫酸钠；餐具洗涤剂；牙膏；水基涂料1 绪论具有明显“两亲” 性质的分子，即含有亲油的足够长的(大于10-12个碳原子)烃基，又含有亲水的极性基团(通常是离子化的)。
由这一类分子组成的物质称为表面活性剂，如肥皂和各种合成洗涤剂等，表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的，若按离子的类型分类，可分为三大类：①阴离子型表面活性剂，如羧酸盐(肥皂)，烷基硫酸盐(十二烷基硫酸钠)，烷基磺酸盐(十二烷基苯磺酸钠)等；②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基氯化胺；③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
表面活性剂的制备
惠宇2013070101064 1表面活性剂的概论
具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。
分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。
2羧酸盐类表面活性剂概论
亲水基为羧基的阴离子表面活性剂
包括高级脂肪酸的钾、钠、铵盐以及三乙醇铵盐。
在水中电离后起表面活性作用的部分是脂肪酸根阴离子。
如：电离
脂肪醇醚羧酸盐是脂肪醇醚的深加工产品，属于一类新的“绿色表面活性剂”。
3醇醚羧酸盐表面活性剂优点
具有非离子和阴离子表面活性剂的特性：抗电解质、温和、易生物降解。
与阴离子、非离子、两性离子表面活性剂进行复配
同阳离子表面活性剂或聚合物进行复配。
这是一般阴离子表面活性剂所不具备的特点。
可广泛应用于功能性洗液、温和型化妆品等个人保护用品和工业清洗、石油工业等领域。
4 羧甲基化法
定义：
在碱性条件下，醇醚类的物质与氯乙酸钠作用脱去氯化氢，引入羧甲基基团，得到醇醚类羧酸盐的方法。
合成原理：
十二烷基缩水甘油醚的环氧基在酸性催化剂条件下水解开环，产物醇醚与氯乙酸钠在氢氧化钠作用下脱氯化氢生成十二烷基甘油醚羧酸盐。
4.1合成方法
第一步：十二烷基缩水甘油醚的水解
在三口烧瓶里加入十二烷基缩水甘油醚(AGE)和8%的对甲苯磺酸水溶液，再加入溶剂1，4-2-二氧六环，使其均相，65 ℃水浴搅拌，水解5 h。
反应结束后，调pH值至中性，减压蒸馏除去溶剂，再用乙醇萃取水解产物，过滤除去盐，减压蒸馏除去乙醇。
第二步：十二烷基甘油醚羧酸盐的合成
在四口烧瓶中加入十二烷基甘油醚和氯乙酸钠，环己烷，油浴搅拌加热到100 ℃，同时缓慢滴加质量分数为50%的氢氧化钠溶液，滴加结束后继续搅拌反应6 h，中和，再用无水乙醇洗涤，过滤除去未反应的氯乙酸钠和生成的氯化钠，减压蒸馏除去乙醇，得到淡黄色粘稠膏状物。
5 表面活性结构表征
润湿性：
采用帆布沉降法，活性物质量分数为0.1%，温室检测。
时间越短，润湿性越好。
乳化性：
将液体石蜡（沸程~300℃）和活性物质量分数为0.1%的表面活性剂溶液按体积比1:1加入到具塞量筒中，充分振荡至形成乳状液，记录析相（分层）时间。
时间越长，乳化性能越好。
增溶性能：
取活性物质量分数为0.5%的表面活性剂溶液20ml于锥形瓶中，用微量滴定管将甲苯滴入锥形瓶中，至混浊出现，摇动10s，如果溶液仍透明则继续滴加，直到摇动后混浊不再消失为终点，记录消耗甲苯的体积（mL）。
消耗甲苯体积越多，则增溶性能越好。
发泡性和稳泡性：
取活性物质量分数为0.1%的表面活性剂溶液20mL于带塞量筒中，用力摇动10次，立即记录泡沫体积（h0）。
再等10min，记录体积（h t）。
h0越大，发泡性越好；h t越大，则稳泡性能好。