表面活性剂ppt下载

S C10
C14
C12
C16
★当SAA的亲水基相同时， 随着C数的延长，其krafft 点逐渐升高。
T
7. 浊点： 使非离子表面活性剂溶液突然变浑浊的温度。 8.应用：起泡、消泡、乳化、分散、增溶、洗净、润湿、渗透等。
精细化工工艺
3.2 阴离子表面活性剂
根据亲水基不同分为四类：
-COO-、-OSO3-、-SO3-、-OPO3一、羧酸盐型SAA
RCH2NH2
H2O
O RCNH2
精细化工工艺
2. 伯胺的制备方法
二、胺盐型
（2）脂肪醇法 ROH + NH3
T、P Cat.
RNH2 + R2NH + R3N + H2O
控制反应物的浓度及反应T、P可分别制得伯胺、仲胺、叔胺。 3. 仲胺的制备
2RNH2
R2NH + NH3
仲胺盐型SAA产品种类少，使用价值低。
二、硫酸酯盐型SAA
（1） SO3的酸化工艺
燃硫法、液态SO3减压、加热发烟硫酸
（2） 氯磺酸的硫酸化工艺
ROH ClSO3H
反应釜 冷却器 烷基硫酸盐
脱气锅 中和釜
（3） 氨基磺酸的硫酸化工艺
精细化工工艺
二、硫酸酯盐型SAA
4. 性质 （1）具有良好的洗净力、乳化力，泡沫丰富，生物降解性好；
（2）水溶性和去污力均比肥皂好，在硬水中不产生沉淀；
二、硫酸酯盐型SAA
2. 高级醇的制备方法
（1）以天然油脂为原料
RCOOCH2 RCOOCH + CH3OH RCOOCH2
RCOOCH3 +
H2
CH2OH CHOH
CH2OH
RCH2OH + CH3OH
精细化工工艺
（2）齐格勒法
2. 高级醇的制备方法
Al(C2H5)3 + 3nC2H4
Al[(CH2CH2)nC2H5]3
苯
磺
酸
中和
精细化工工艺
（1）正构烷烃的提取 ①尿素络合法：
尿
素 正构烷烃
（四面体）
②分子筛提蜡法：
1. 工艺路线
尿素 （六方晶格）
尿素
加热
正构烷烃
加合物 纯加合物
选用高选择性的多孔吸附剂，通过吸附、 脱附过程，提纯正构烷烃。
精细化工工艺
（2）烷基苯的制备
1. 工艺路线
氯化法
正构烷烃
卤代烃
AlCl3
◆显然，HLB值越大，则亲水性越强。 ◆亲水性SAA：HLB>10 亲油性SAA：HLB<10
精细化工工艺
二、表面活性剂
5. SAA的分类
油溶性SAA 非离子型SAA
水溶性SAA 离子型SAA
阴离子型 阳离子型
两性离子型
溶解性不同 是否解离
离子类型不同
精细化工工艺
二、表面活性剂
6. 克拉夫特点(krafft点)：使离子型表面活性剂溶解度急剧增大时的 温度。
分离器1
NaCl
贮存器
NaOH
中和釜
分离器4
上层
SAS
蒸发器 分离器5
分离器3 油
水
下层 分离器2
未反应的石蜡
精细化工工艺
1. 磺氧化法
（二）烷基磺酸盐（SAS）
（1）合成方法
RH + SO2 + ½O2 RSO3H + NaOH （2）反应条件
RSO3H RSO3Na + H2O
①原料：正构烷烃>98%，芳烃<5×10-5
Al[O(CH2CH2)nC2H5]3
RC2H4OH + Al2(SO4)3
精细化工工艺
2. 高级醇的制备方法 （3）羰基合成法
RCH=CH2
H2、CO [Co(CO)4]2
RCHCH3 + RCH2CH2CHO H2
RCHCH3 + RCH2CH2CH2OH CH2OH
精细化工工艺
3. 硫酸化工艺
精细化工工艺
4. 叔胺的制备
二、胺盐型
①RNH2 + CH2-CH2 O
RN(CH2CH2OH)2
RN
(CH2CH2O)pH (CH2CH2O)qH
②RCOOH + N(CH2CH2OH)3
RCOOCH2CH2N(CH2CH2OH)2
精细化工工艺
二、胺盐型
4. 叔胺的制备
③RCl + NH(CH3)2 +NaOH
（3）溶液呈中性，不损织物，广泛用作家庭及工业洗涤剂； （4）分子中含酯键，热稳定性差，在强酸或强碱中易水解。
精细化工工艺
三、磺酸盐型SAA
（一）烷基苯磺酸盐（ABS）
1. 工艺路线
①煤油 分子筛法
尿素络合法
正构烷烃 正构烯烃 烷基化
②石蜡 ③乙烯 ④丙烯
α-烯烃 四聚丙烯
烷
烷 磺化剂 基 碱
基
苯
精细化工工艺
二、表面活性剂
3.1 概述
1. 定义：在低浓度时能使液体表面张力急剧下降的物质。
σ ①
② ③
①无机盐、酸、碱等
②短链极性有机物（有机酸、 醇、醛等） ③长链极性有机物（肥皂等）
c
Surface Active Agent （SAA）
精细化工工艺
2. 结构特点： 具有双亲结构
二、表面活性剂
2. 带点情况：
+NH3
H+
NH2
OH-
RCH2COOH
RCH2COOM
NH2 RCH2COO-
精细化工工艺
二、氨基酸型
3. 合成方法： 产品多为α-乙酸型和β-丙酸型
（1）丙烯酸甲酯法
C12H25NH2 + CH2=CHCOOCH3
（2）丙烯腈法
C12H25NH2 + CH2=CHCN
C12H25NHCH2CH2COOCH3
性好，生物降解性优于ABS。
4. 用途
具有较高的润湿、起泡和乳化能力，去污力强。 制成合成洗涤剂，性质与ABS相似，但其毒性更低， 对皮肤刺激性更小，生物降解率高。还可用于石油、 纺织、合成橡胶等领域。
精细化工工艺
1. 合成方法
四、磷酸酯盐型SAA
3ROH + P2O5
H3PO4 PCl3 POCl3
三、季铵盐型SAA
3.3 阳离子SAA
2. 性质 （1）在任意pH值都可使用。
（2）通常用作杀菌消毒剂。
（3）还具有良好的吸附性、乳化和增稠效果。广泛用作 织物调理剂、衣料柔软剂、杀虫剂、植物生长促进剂。
精细化工工艺
四、杂环盐型 1. 吡啶盐型 2.咪唑盐型
五、鎓盐型
3.3 阳离子SAA
精细化工工艺
一、定义及分类
3.4 两性离子SAA
1. 定义： 溶解在水中，在不同pH时，能解离出 活性阴离子或活性阳离子的SAA。
2. 分类
（1）据阴阳离子强度不同
（2）据亲水基不同：
氨基酸型、甜菜碱型、咪唑啉型、卵磷脂型等
精细化工工艺
二、氨基酸型
3.4 两性离子SAA
1. 氨基酸： 含有氨基的羧酸。
构成蛋白质的结构单元，构成人体蛋白质的氨基 酸基本都为L-α-型氨基酸
精细化工工艺
（2）皂类性质
2. 皂类
去污性：
①饱和皂的最佳去污温度为80-90℃
②不饱和皂的最佳去污温度为20-30℃
③在硬水中去污性下降（形成难溶的钙 镁盐，使有效-COO-浓度降低。）
精细化工工艺
（2）皂类性质
2. 皂类
起泡性：
①C10-C12饱和皂泡沫粗大，容易生成，但不稳定； ②碳链越长，泡沫越细小持久，但不容易生成；
O
O
RO-P-OH + RO-P-OR
OH
OH
精细化工工艺
四、磷酸酯盐型SAA
2. 性质
单酯盐
溶解性
>
去污性 抗静电性 生物降解性 3. 应用
< > 类似
双酯盐
干洗剂（洗涤业）、容器防堵剂（化妆品业）、 乳化剂（化工行业）、浮选剂（矿物加工）等。
精细化工工艺
3.3 阳离子SAA
一、定义及分类
1. 定义：溶解在水中，能解离出活性阳离子的表面活性剂。
③不饱和皂起泡性差，且不持久；
④高分子环烷酸皂泡沫小、持久、易生成。
精细化工工艺
2. 皂类
（3）皂类的生产工艺（传统工艺）
油脂 皂化釜 加热煮沸 碱液
皂化
上层：肥皂 下层：甘油
盐析池 盐析
特点：设备简单，制备容易；但生产周期长。
改进工艺：采用ZnO、石灰作为催化剂，高压水 解油脂后，再与碱中和，提高反应速率。
NaOH
C12H25NHCH2CH2COONa
NaOH
C12H25NHCH2CH2CN
（3）氯乙酸钠法
C12H25NH2 + ClCH2COONa + NaOH
C12H25NHCH2COONa + NaCl + H2O
精细化工工艺
二、氨基酸型
②温度：30-40℃左右 ③加水量：一般为磺酸产率的2-2.5倍。
精细化工工艺
2. 磺氧化法
（3）工艺路线 石蜡
SO2+O2
SO2+O2
反应器
水相
分离器1
分离器2
下层
蒸发器2
中和釜
上层
分离器4
上层
SAS
NaOH
油 分离器5
水
蒸发器1 分离器3
精细化工工艺
（二）烷基磺酸盐（SAS）
3. 性能 与烷基苯磺酸钠性质相似，在OH-、H+及硬水中稳定
R-(OC2H4)nOCH2COONa
精细化工工艺
1.合成路线
二、硫酸酯盐型SAA
H2SO4 ①ROH + SO3
H2SO4·nSO3
ROSO3H
②ROH +ClSO3H
ROSO3H+HCl
ROSO3H + NaOH ③ROH +H2NSO3H
ROSO3Na + H2O ROSO3NH4
精细化工工艺
（2）侧链碳数>6才具有表面活性，>18时，表面活性下 降，直链洗净力大于支链。
（3）多烷基苯去污力下降，润湿性增强。
（4）磺酸基主要有邻、对位产物，对位去污力强，生物 降解性好。
精细化工工艺
（二）烷基磺酸盐（SAS）
1. 磺氯化法
（1）合成方法
RH + SO2 + Cl2
RSO2Cl + HCl
RSO2Cl + 2NaOH RSO3Na + H2O + NaCl
（2）反应条件 ①原料：正构烷烃>98%，芳烃<0.06%，O2<0.2%(避免 空气漏入)，V SO2：Cl2 =1.1:1 ②温度：30℃左右
精细化工工艺
（3）工艺路线 石蜡
SO2+Cl2
1. 磺氯化法
SO2+Cl2
反应器
HCl
2. 分类：据分子结构不同分为： 胺盐型：伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐
开链型 季铵盐型
杂环型：吡啶盐型、咪唑啉型
鎓盐型
精细化工工艺
二、胺盐型
3.3 阳离子SAA
1. 合成方法 胺 + 酸
胺盐
2. 伯胺的制备方法 （1）脂肪酸法 RCOOH
O
△
RCONH4
O RCNH2
次溴酸，OH- RNH2
脱水剂
RCN H2，Ni
RN(CH3)2 + NaCl + H2O
④RCH=CH2 + HBr
RCH2CH2Br
EX： 以α-正构烯烃（C12H24）、NH(CH3)2为原料，无机试
剂任选，合成一种胺盐型阳离子SAA。写出合成反应。
精细化工工艺
二、胺盐型
5. 胺盐型SAA的性质与用途 （1）适合在中性、酸性环境中使用。 （2）通常作为纤维柔软剂、整理剂等
1. 分类： 根据亲水基与亲油基的连接方式不同
直接连接：R-COO- （皂类）
间接连接：R- -COO-
精细化工工艺
2. 皂类 （1）合成反应
一、羧酸盐型SAA
RCOOCH2 RCOOCH
RCOOCH2
+ 3NaOH
CH2OH 3RCOONa + CHOH
CH2OH
天然油脂：高级脂肪酸甘油酯（室温下为液体者称 为油，室温下为固态者称为脂）
烷基苯
HF
正构烯烃
脱氢法
精细化工工艺
1. 工艺路线
（3）烷基苯磺酸的制备 常用磺化剂：SO3、浓硫酸、发烟硫酸
（4）烷基苯磺酸的中和
2. 合成路线 EX：以正十二烷、苯为原料，无机试剂任选，合成一种 烷基苯磺酸盐SAA。
精细化工工艺
（一）烷基苯磺酸盐
3. 性质
（1）在硬水中不会产生沉淀，对酸、碱和某些氧化物溶 液稳定，易喷雾成型，去污力强，泡沫稳定性好。
亲水基：-OH、-SO3H、 -COOH、聚氧 乙烯链等
亲油基： -R
3. 临界胶束浓度（cmc） 表面活性剂分子或离子在溶液中形成胶束的最低浓度。
精细化工工艺
二、表面活性剂
4. HLB值：表面活性剂的亲水亲油平衡值
规定：通常以石蜡的HLB=0，油酸的HLB=10，油酸钾 的HLB=20，十二烷基磺酸钠的HLB=40为基准，其他 SAA的HLB通过实验直接或间接测知。
精细化工工艺
（4）其他皂类
2. 皂类
多羧酸皂、松香皂
（5）适用 游离出-COOH，使有效-COO-浓度下降。）
精细化工工艺
一、羧酸盐型SAA
3. R-与-COO-间接相连的产品
（1）N-酰基氨基羧酸盐： RCON(CONR2)nCOONa R1
（2）聚醚羧酸盐
精细化工工艺
第三章 表面活性剂
3.1 概述 3.2 阴离子表面活性剂 3.3 阳离子表面活性剂 3.4 两性离子表面活性剂 3.5 非离子表面活性剂
精细化工工艺
一、表面张力
3.1 概述
1. 界面： 相与相之间的分界面。
2. 表面： 有一相为气相的界面。
3. 表面张力：作用在液体表面单位长度上使表面 收缩的力。（通常以“σ”表示）
（3）叔胺盐多作为柔软剂、纤维整理剂，也可作杀菌 剂、皮革增色剂、印染助剂等。
精细化工工艺
三、季铵盐型SAA
3.3 阳离子SAA
1.制备方法： 叔胺 + 卤代烃 C12H25N(CH3)2 + CH3Cl
C12H25Cl+ CH3N(CH3)2
季铵盐 C12H25N+(CH3)3Cl-
精细化工工艺