表面活性剂阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂 (2)
脂肪腈用金属镍作催化剂加氢还原,可得到伯胺、仲胺和叔胺 RCN + 2H2 → RCH2NH2 2RCN + 4H2 → <RCH2>2NH + NH3 3RCN + 6H2 → <RCH2>3N + 2NH3
如果需制取不饱和碳链的脂肪胺〔如十八烯胺〕,则氢化 反应可在有氢饱和的醇中进行.
C 1H 6 3 3
C3H
N +C3XC H-
石油醚溶剂
l
C3H
加压 80oC 1h
. C3H
C 1H 6 33 N+C3HX C3H
பைடு நூலகம்
表活剂 1631
5.2.2 含杂原子的季铵盐
5.2.2.1 含氧原子 5.2.2.2 含氮原子 5.2.2.3 含硫原子
含酰氨基的 5.2.2.1 含氧原子
含醚基的
吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环、喹啉环
缓蚀剂、纤维柔软剂、抗静电剂等
鎓盐型 鎓盐类阳离子表面活性性剂是指季铵盐阳离子表面活性剂中 的亲水基团N原子为其它可携带正电荷的元素 如：P、As、S、I 等时的表面活性剂.
杀虫剂、杀菌剂、阻燃剂
5.1.2 阳离子表面活性剂的性质
溶解性
R1 |
R2-N+-CH3 X- 季铵盐
胺盐型：长链烷基伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐型
高级伯、仲、叔胺与酸中和便成为胺盐 伯胺盐 R-NH2HCl 仲胺盐 R-NH<CH3>HCl 叔胺盐 R-N<CH3>2HCl 常用的酸有盐酸、甲酸、乙酸、氢溴酸、硫酸等
5.2.5.1 长链烷基伯胺盐酸盐
合成： RNH2+HCl→RNH2·HCl
表面活性剂应用导论阳离子表面活性剂
CH3
CH3
CH3 C CH2 C
CH3
CH3
CH3
+
OCH2CH2OCH2CH2 N
CH2
CH3
· Cl-
5、3 几种阳离子表面活性剂
(4)含杂环得季铵盐
季铵盐分子中所含得主要就是吗啉环、 吡啶环、 咪唑啉环、 哌嗪环、 喹啉环,等。
主要用作:
湿润剂、洗涤剂、杀菌剂、缓蚀剂、纤维柔软剂、 助染色剂、抗静电剂、分散剂、起泡剂,等。
Krafft 点＝ a + bn
a,b --常数;n --碳链所含碳原子得个数。 依此式:碳链越长,n值越大,则Krafft点越高,溶解度越
低。
5、2 阳离子表面活性剂得性质
(2)Krafft 温度点 ①Krafft点与疏水碳链长度得关系 同系物得碳氢链越长其Krafft点得温度越高。通过
Krafft点可以衡量表面活性剂得溶解性能。
5、3 几种阳离子表面活性剂
(4)含杂环得季铵盐 ①含有吗啉环得季铵盐
+ C16H33 N
O· HCl · (SO3OCH3)-
CH3
N-甲基-N-十六烷基吗啉甲基硫酸酯盐
5、3 几种阳离子表面活性剂
(4)含杂环得季铵盐
①含有吗啉环得季铵盐
+ RN
O· Cl-
R
吗啉季铵盐可作为润湿剂、洗净剂、杀菌剂以及润滑剂组分。
阳离子表面活性剂得Krafft点就是表征其在水溶液中 溶解性能得特征指标:
Krafft点越高,表面活性剂越难溶,溶解度越低;
Krafft点越低,表面活性剂越易溶,溶解度越高。
5、2 阳离子表面活性剂得性质
(2)Krafft 温度点 ①Krafft点与疏水碳链长度得关系
表面活性物质名词解释
表面活性物质名词解释
表面活性物质（Surface active agent）是指具有较高浓度时在
界面上降低表面张力的化学物质。
它们可在水与脂肪之间形成乳液、胶体等分散体系，促进液体的乳化、分散和稳定。
表面活性物质分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两亲性表面活性剂。
阴离子表面活性剂是含有负电荷的表面活性剂，具有较好的清洁、乳化和增湿性能。
常见的阴离子表面活性剂有硫酸盐、磺酸盐和羧酸盐等。
它们广泛应用于洗涤剂、洗发水、护发素等家庭和个人护理产品中。
阳离子表面活性剂是含有正电荷的表面活性剂，具有良好的杀菌、柔顺、防静电等性能。
常见的阳离子表面活性剂有季铵盐、季胺盐和高锰酸钾等。
它们在洗衣剂、洗涤剂、护发素、柔顺剂等产品中被广泛应用。
非离子表面活性剂是不带电荷的表面活性剂，具有优秀的分散性、乳化性和稳定性。
常见的非离子表面活性剂有醇类、脂肪醇聚氧乙烯醚和聚氧乙烯脂肪酸酯等。
它们在乳化剂、稳定剂、润滑剂等领域得到广泛应用。
两亲性表面活性剂既具有亲水性又具有亲油性，能够在油水界面形成稳定的乳液。
常见的两亲性表面活性剂有磷酸盐和胆酸盐等。
它们在制备乳液、凝胶和胶束等领域具有重要应用价值。
表面活性物质可通过改变液体表面的物理性质，使其润湿性增
强、虹吸力加大、粘附力减小等，从而实现润滑、清洁、乳化、分散、稳定等功能。
在家庭和工业领域，表面活性物质广泛应用于清洁剂、洗涤剂、日化产品、医药制剂、油墨、涂料等各个领域。
但同时也需要注意合理使用，避免对环境和人体产生不良影响。
表面活性剂的分类方法
表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种：1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性；2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；3、按分子量分类，可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂，分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。
在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。
1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。
它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重，据统计，世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图所示，其亲水基一端是阳离子，故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。
阳离子表面活性剂水溶液，大多呈酸性。
而阴离子表面活性剂水溶液，一般为中性或碱性，与前者正好相反。
这是因为在中和时，各自的酸碱强度不同而造成的。
3、两性表面活性剂广义地说，所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。
然而，通常所说的两性表面活性剂，是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。
换言之，单就两性表面活性剂结构来讲，在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)，是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。
可看成是两性表面活性剂的代表。
甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。
即使在等电点也无沉淀，且在任何pH值时均可使用。
4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。
表面活性剂的分类方法
表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种：1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性；2 、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；3 、按分子量分类，可将分子量大于104 者称为高分子表面活性剂，分子量在103~104 者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03 者称为低分子量表面活性剂。
在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。
1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。
它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重，据统计，世界表面活性剂总产量的40% 属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图所示，其亲水基一端是阳离子，故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。
阳离子表面活性剂水溶液，大多呈酸性。
而阴离子表面活性剂水溶液，一般为中性或碱性，与前者正好相反。
这是因为在中和时，各自的酸碱强度不同而造成的。
3、两性表面活性剂广义地说，所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。
然而，通常所说的两性表面活性剂，是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。
换言之，单就两性表面活性剂结构来讲，在憎水基一端既有阳离子(+) 也有阴离子(-) ，是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。
可看成是两性表面活性剂的代表。
甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。
即使在等电点也无沉淀，且在任何pH 值时均可使用。
4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。
常见的表面活性剂
其他一些常用的阴离子表面活性剂有仲烷基磺酸盐(SAS)、α—烯烃磺酸盐(AOS)、醇硫酸盐(FAS)、—磺基脂肪酸酯盐(MES)、脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)，虽然可以渭单独作为洗涤剂主成分，但通常是与直链烷基苯磺酸盐配合使用。
(1)阴离子表面活性剂 目前洗涤剂中仍大量使用阴离子表面活性剂，而非离子表面活性剂的用量正在日益增加，阳离子和两性离子表面活性剂则使用量较少。这主要是由表面活性剂的性能和经济成本决定的
最早使用的阴离子表面活性剂是肥皂，曲于它对硬水比较敏感，生成的钙、镁皂会沉积在织物和洗涤用具的器壁上影响清洗效果，因此已被其他表面活性剂所取代。目前肥皂主要在粉状洗涤剂做泡抹调节剂使用，由于它易于与碱土金属离子结合，所以在与其他表面活性剂结合使用时，可起到“牺牲剂”作用，以保证其他表面活性剂作用充分发挥。
（3）聚氧乙烯脂肪酸酯类 系由聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯类，如卖泽类表面活性剂。本类水溶性和乳化性很强，常用作O／W型乳剂的乳化剂。
（4）聚氧乙烯脂肪醇醚类 是由聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚类，商品名为苄泽。常作为乳化剂和增溶剂。因聚氧乙烯聚合度和脂肪醇的不同而有不同的品种，常用的品种有西土马哥（由聚乙二醇与十六醇缩合而成）、平平加O（由15单位氧乙烯与油醇形成的缩合物）及埃莫尔弗O（由20单位氧乙烯与油醇形成的缩合物）等。
3.两性离子型表面活性剂
本类表面活性剂的分子结构中，与疏水基相连的亲水基是电性相反的两个基团，即同时具有正、负电荷基团。在碱性溶液中呈阴离子型表面活性剂的性质，具有很好的起泡性、去污力；在酸性介质中呈阳离子型表面活性剂的性质，具有杀菌力。
表面活性剂选论阳离子
由相应的胺用盐酸、醋酸等中和而得。 其中R=C12－C18，R1、R2=－CH3、－CH2CH3、－CH2CH2OH等，X为无机酸或有机酸。 反之，Krafft 点越低，说明该表面活性剂越容易溶解，溶解性能越好 十二烷基二甲基苄基溴(氯)化铵(1227) 如2－烷基－N－甲基咪唑啉硫酸甲酯盐： XCG SD-2系列咪唑啉阳离子表面活性剂具有优良的抑制金属腐蚀、良好的软化纤维和消除静电性能，还有优良的乳化、分散、起泡 、杀菌和高生物降解等性能。 由高级烷基胺和低级卤代烷反应制得 [C14H29－N+(CH3)3]•Cl－ R为C8－C22饱和或不饱和烷烃。 叔胺与氯甲烷反应便可制得烷基季铵盐阳离子表面活性剂 性质：易溶于水，呈透明溶液状 1）防水性和柔软平滑性：
70 50～75 52 26.7 16.1 0.85 0.48 0.10 0.096
84
75
81 74.5 74 62 72 52.6 54
带有C15以下烷基链的活性剂易溶于水，而C15以上的则水溶性 较低，难溶于水 单长链烷基季铵盐能溶于极性溶剂，但不溶于非极性溶剂 双长链烷基季铵盐几乎不溶于水，而溶于非极性溶剂 季铵盐的烷基含不饱和基团时，能增加它们的水溶性。
I
28
45
表面活性
[甲C醛14－H2甲9－酸N法随+合(C成H着3的)3部]•烷C分l－烷基基季碳铵盐链长度的增加，表面张力逐渐下降
由高级烷基胺和低级卤代烷反应制得
在酸性条件下，形成可溶于水的胺盐，具有表面活性，而在碱性条件下游离出胺，失去表面活性。
双长链烷基季铵盐几乎不溶于水，而溶于非极性溶剂
十二烷基二甲基苄基溴(氯)化铵(1227)
性能：
. R1
阳离子表面活性剂的分类
这类表面活性剂具有较高的表面 活性和稳定性，因此广泛应用于 工业清洗、农药和石油开采等领
域。
然而，石油来源的阳离子表面活 性剂对环境的影响较大，且资源
有限。
合成阳离子表面活性剂
合成阳离子表面活性剂是通过化学合成方法制备的，如十二烷基二甲基苄基氯化铵 和十六烷基三甲基溴化铵等。
杀菌性
由于季铵盐具有杀菌作用，季铵盐型 阳离子表面活性剂通常具有一定的抗 菌性能。
刺激性
季铵盐型阳离子表面活性剂对皮肤的 刺激性相对较大，使用时需谨慎。
稳定性
季铵盐型阳离子表面活性剂具有较好 的热稳定性和化学稳定性。
04 应用领域
天然阳离子表面活性剂的应用领域
天然阳离子表面活性剂主要来源于动植物提取物，如胆汁酸 盐、蛋白质等。它们在食品、化妆品和制药等领域有广泛应 用，如乳化剂、发泡剂和润湿剂等。
按亲油基分类
烃基阳离子表面活性剂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
含氮阳离子表面活性剂
亲油基为烃基，如长链烷基季铵盐。
亲油基含有氮原子，如咪唑啉季铵盐。
含氧阳离子表面活性剂
亲油基含有氧原子，如醚基季铵盐。
按阳离子类型分类
单链阳离子表面活性剂
分子中只有一个阳离子基团，如氯化胆碱。
双链阳离子表面活性剂
分子中含有两个阳离子基团，如二甲基二烯丙基氯化铵。
阳离子表面活性剂的分 类
目录
Contents
• 分类依据 • 具体分类 • 各类阳离子表面活性剂的特点 • 应用领域 • 发展趋势与展望
01 分类依据
按来源分类
天然阳离子表面活性剂
来源于自然界，如植物、动物或矿物 中的天然成分，如胆汁酸盐、皂角苷 等。
化学反应中的表面活性物质分类
化学反应中的表面活性物质分类表面活性物质是指一类具有分子结构对称性和亲疏水性的化学物质，在水等液体表面形成具有物理、化学特性的薄膜（称为界面）。
它们分子分布不均、表面活泼，具有良好的表面张力活性，能够影响表面和分子间的相互作用，常常用于制药、日用品、涂料、环保、生物化学等领域。
在化学反应过程中，表面活性物质扮演着重要的角色。
在这个过程中，根据各种不同的分子特性，表面活性物质可以分为五大类，包括阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂，离子形块聚物和非离子形块聚物。
下面将对这五大类表面活性物质进行详细介绍。
一、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂又称为季铵盐表面活性剂，是一种正离子表面活性剂，它们的分子中含有烃基、氧原子和氮原子等元素。
常见的阳离子表面活性剂例如八卡兹胺、丁基苄基二甲酰胺，物理化学性质上具有很高的荷电量和极性强，能够与水中的阴离子分子结合在一起，使基质表面产生剩余荷电。
在医药、化妆品等领域广泛应用，起到增稠、增溶和杀菌、杀毒的作用。
二、阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂属于负离子表面活性剂，也是广为使用的一种表面活性剂，其分子一般是由烷基链和苯酚、硫酸酯基等构成，如十二烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠等。
阴离子表面活性剂化学性质是带负电荷，具有高表面张力，与阳离子表面活性剂相比较，阴离子表面活性剂的表面张力更低，在洁净、去污、悬浮和乳化等方面都拥有很好的用途。
三、非离子表面活性剂非离子表面活性剂一般具有羟基和葡萄糖环等官能基，是含有疏水性和亲水性的分子。
常见的非离子表面活性剂有十二醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯聚氧乙烯醚等，这些表面活性剂官能基的不同可以控制其在不同条件下的水溶性、亲水性和疏水性，广泛应用于日用品、医药、纺织化学和精细化学等领域。
四、离子形块聚物离子性块聚物一般是由水溶性的大分子结构组成，具有疏水性和亲水性两种特性。
由于其独特的结构和性质，离子形块聚物广泛应用于纳米颗粒制备、先进的电子学和电子测量领域，具有重要的科学意义和应用价值。
物理化学中的表面活性剂
物理化学中的表面活性剂表面活性剂是物理化学领域中的一类重要化合物，它们在许多领域中发挥着关键作用。
本文将介绍表面活性剂的定义、分类、性质以及在实际应用中的重要性。
一、表面活性剂的定义和分类表面活性剂是一类具有降低液体表面张力的化合物。
它们通常由两部分组成：亲水基团和疏水基团。
亲水基团能与水分子形成氢键，而疏水基团则对水不具有亲和力。
根据亲水基团的性质，表面活性剂可分为阴离子、阳离子、非离子和两性离子四类。
阴离子表面活性剂是最常见的一类，其亲水基团通常是负离子，如硫酸根、磺酸根等。
阳离子表面活性剂的亲水基团是正离子，如胺基、季铵盐等。
非离子表面活性剂则没有离子基团，通常是由多个氧原子组成的聚氧乙烯链。
两性离子表面活性剂则同时具有正离子和负离子基团。
二、表面活性剂的性质表面活性剂具有许多独特的性质，这使得它们在各种应用中发挥重要作用。
1. 降低表面张力：表面活性剂能够在液体表面形成单分子膜，降低液体的表面张力。
这使得液体能够更容易湿润固体表面，提高液体在固体上的润湿性。
2. 分散和乳化作用：表面活性剂在液体中形成胶束结构，能够有效地分散固体颗粒或液滴。
这使得表面活性剂在洗涤剂、乳化剂等领域有广泛应用。
3. 胶束形成：表面活性剂在适当浓度下能够形成胶束结构。
胶束是由表面活性剂分子组成的微小球形结构，疏水基团朝向内部，亲水基团朝向外部。
胶束的形成使得表面活性剂在溶液中具有良好的分散性和乳化性。
4. 表面吸附：表面活性剂能够在固体表面吸附形成单分子层，这对于改善固体表面性质、调节固体颗粒的分散性和稳定性具有重要作用。
三、表面活性剂的应用表面活性剂在许多领域中都有广泛的应用。
1. 日用化学品：表面活性剂是洗涤剂、肥皂、洗发水等产品的重要成分。
它们能够有效地去除油污和污渍，并提供良好的润湿性。
2. 医药领域：表面活性剂在药物制剂中常用作乳化剂、分散剂和溶剂。
它们能够改善药物的稳定性和生物利用度。
3. 石油工业：表面活性剂在石油开采中被广泛应用。
常见的17种表面活性剂
常见的17种表面活性剂
一、阴离子型表面活性剂
1. 磺酸盐类：硫酸钠、硫酸钾、氢氧化钠等；
2. 聚氧化乙烯类：聚乙二醇醚（PEG）、聚乙二醇硫酸酯（PES）、聚氧乙烯乙基醚（POE）等；
3. 硫醇类：硫醇钠、硫醇钾、磷酸硫醇、硫酸硫醇等；
4. 氯化物类：氯化钠、氯化钾等；
5. 脂肪醇类：甘油、乙基己基醇、硬脂醇等；
6. 葡萄糖醇类：玉米醇、葡萄糖醇、甘露醇等；
7. 脂肪酸类：棕榈酸、肉豆蔻酸钠等；
8. 醚类：苯乙醇、异丁基羟基苯醚、异戊二基羟基苯醚等；
9. 芳香族表面活性剂：苯甲醚树脂、羟基乙基苯乙醚等。
二、阳离子型表面活性剂
1. 烷基氧基醚类：芳香族烷基氧基醚、烷基氧基醚磺酰脲等；
2. 羧基化合物类：氯化月桂基醇、苯甲酸钠、氯化磺酰胺等；
3. 叠氮化合物类：氯化二苯基硫磺酸酯、氯化硫酰胺等；
4. 其他类：聚乙二醇偶联剂、乙二胺四乙酸、氨基磺酸类等。
;。
表面活性剂化学第五章阳离子表面活性剂
CH3
C18H37 N CH2
Cl
CH3
（3）杂环型
主要有吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环、 喹啉环等。
P111 表5-2 （4）鎓盐型
包括鏻盐、锍盐、碘盐和鉮盐等。大多具有杀 菌、抑菌性能，可广泛用作杀菌剂。
5.1.2 阳离子表面活性剂的性质 1.溶解性
一般水溶性较好，但随烷基链长度的增加，水 溶性呈下降趋势。P112 表5-3 疏水烷基的个数和链上的取代基对SA的溶解性 也有影响。
5-6 c) 临界胶束浓度
随着烷基碳链的增加，临界胶束浓度降低。表5-7
5.2 阳离子表面活性剂的合成 合成阳离子表面活性剂的主要反应是N-烷基 化反应。叔胺与烷基化试剂作用，生成季铵盐 的反应也叫季胺化反应。 5.2.1烷基季铵盐 烷基季铵盐的合成方法主要有三种。 ① 高级卤代烷与低级叔胺反应
② 高级烷基胺和低级卤代烷反应 ③ 甲醛-甲酸法制得
八胺为主的牛脂胺，可由松香酸制取廉价的松香胺。
(2)脂肪醇法
脂肪醇和氨在380～400℃和12.16～17.23MPa下反应， 可制得伯胺。
ROH + NH3 → RNH2 + H2O 高碳醇与氨在氢气和催化剂存在下，也能发生上述反应， 使用催化剂，可将反应温度和压力降至150℃和10.13Mpa。 伯胺大量用于浮游选矿剂和纤维柔软剂。如C8～C18伯胺， 椰子油、棉子油，牛脂等制得的混合胺以及它们的醋酸盐均 为优良的浮选剂。用作纤维柔软剂的伯胺结构复杂一些，多 为含酰胺键的亚乙基多胺化合物。
2020/3/18
靳有才
R1
X-
R2 N
R4
R3
5.1 阳离子表面活性剂概述
阳离子表面活性剂在水溶液中呈现正电性，形 成携带正电荷的表面活性离子。阳离子SA的亲 水基由带正电荷的基团构成。常称为阳性皂和逆 性肥皂。
表面活性剂的分类
表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离性质，将表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
根据离子表面活性剂所带电荷，又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
一些表现出较强的表面活性同时具有一定的起泡、乳化、增溶等应用性能的水溶性高分子，称为高分子表面活性剂，如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等，但与低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小，增溶力、渗透力弱，乳化力较强，常用做保护胶体。
一、离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。
1．高级脂肪酸盐系肥皂类，通式为（RCOO-）nMn+。
脂肪酸烃链R一般在C11～C17之间，以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。
根据M的不同，又可分碱金属皂（一价皂）、碱土金属皂（二价皂）和有机胺皂（三乙醇胺皂）等。
它们均具有良好的乳化性能和分散油的能力，但易被酸破坏，碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏，电解质可使之盐析。
一般只用于外用制剂。
2．硫酸化物主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，通式为R·O·SO3－M+，其中脂肪烃链Ｒ在C12～C18范围。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油，为黄色或桔黄色粘稠液，有微臭，约含48.5％的总脂肪油，可与水混合，为无刺激性的去污剂和润湿剂，可代替肥皂洗涤皮肤，也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。
高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(SDS，又称月桂醇硫酸钠、SLS)、十六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）、十八烷基硫酸钠（硬脂醇硫酸钠）等。
它们的乳化性也很强，并较肥皂类稳定，较耐酸和钙、镁盐，但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀，对粘膜有一定的刺激性，主要用做外用软膏的乳化剂，有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
3．磺酸化物系指脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等。
通式分别为R·SO3-M＋和RC6H5·SO3-M＋。
阳离子表面活性剂
（一）阴离子表面活性剂
3、磺酸化物： ①通式：R·SO3-M+ ②分类：脂肪族磺酸化物，如二辛玻珀酸脂磺的钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸钠，
常用洗涤剂；烷基苯磺酸化物；胆酸盐，如牛磺胆酸钠。 ③性质：水溶性, 耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差, 不易水解。 ④应用： 用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增溶剂；较好的洗涤剂。
HLB=∑(亲水基团HLB)+∑(亲油基团HLB)+7
三、表面活性剂的增溶作用
（一）胶束增溶 表面活性剂在水溶液中达到CMC后，一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度
可显著增加，形成透明胶体溶液，这种作用称为增溶(solubilization)。 一些挥发油、脂溶性维生素、甾体激素等许多难溶性药物常借此增溶，形成澄明溶液及提
二、亲水亲油平衡值
（一）HLB值的概念 亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophile balance，HLB)系表面活性剂分子中亲水和亲油基团对
油或水的综合亲合力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。 数值范围：HLB 0~40，其中非离子表面活性剂HLB 0~20，即石蜡为0，聚氧乙烯为20。
分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂，随介质的pH可成阳或阴离子型。 常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。 最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也无沉淀。 性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、去污力亦强； 酸性水溶液中呈阳离
子性质，杀菌力很强，毒性小。
（二）胶束的结构
（三）临界胶束浓度的测定
CMC时，溶液表面张力基本达到最低值，而且溶液的多种物理性质如摩尔电导、粘度、渗 透压、密度、光散射等多种物理性质发生急剧变化。利用这些性质与表面活性剂浓度之间 的关系，可推测出表面活性剂的临界胶束浓度。
阳离子型表面活性剂
阳离子型表面活性剂
阳离子型表面活性剂是一种重要的表面活性剂，它以有机离子为依托，具有良好的溶剂能力、多种应用、易于制备、低毒性等特点，用于洗涤、
助剂、乳化剂等。
阳离子型表面活性剂一般由有机离子和非离子构成，根据其离子类型
可分为甘氨酸酯类、丙二酸酯类、芳基磺酸酯类、磺基脂类、磷酸酯类、
聚氧乙烯醚类、含氯醇类等几大类。
甘氨酸酯类是最常用的表面活性剂，它们具有较强的乳化性能，用于
制备各种洗涤剂、化妆品、护肤品和肥皂等。
丙二酸酯类表面活性剂具有
良好的渗透性、抗烧蚀和乳化作用，可用于各类洗涤剂。
芳基磺酸酯类表
面活性剂具有优异的抗烧蚀性，用于制备金属表面处理剂、洗涤剂和织物
家纺处理剂。
磺基脂类表面活性剂具有良好的抗菌、抗污染、抗烧蚀和渗
透性，用于制备抗污染的洗涤剂和乳化剂。
磷酸酯类表面活性剂具有良好
的渗透性和抗烧蚀性，应用于洗涤剂、护发素、化妆品和护肤品等领域。
聚氧乙烯醚类表面活性剂具有优异的乳化性和防腐性，可用于乳化剂、印
染助剂、针织助剂等领域。
含氯醇类表面活性剂有良好的抗菌性，用于抗
菌洗涤。
表面活性剂名词解释
表面活性剂名词解释表面活性剂是一类能降低液体表面张力和增强液体潮湿性能的化学物质。
它们由亲水和疏水基团组成，具有独特的分子结构，能在接触两种不相溶的物质界面时，减少液体之间的张力，使液体能够更好地湿润和扩展到固体表面上。
表面活性剂常用于各种日常生活和工业应用中，如洗涤剂、乳化剂、润滑剂和护肤品等。
表面活性剂分为阳离子、阴离子、非离子和两性离子四类，根据其在溶液中的离解行为来进行分类。
阳离子表面活性剂的分子结构中含有正电荷基团，通常具有良好的抗静电性能和蓄电荷功能，常用于柔顺剂和防静电剂中。
阴离子表面活性剂的分子结构中含有负电荷基团，能够在水中形成胶束结构，具有优异的洗净和乳化性能，广泛应用于洗涤剂和乳化剂等领域。
非离子表面活性剂的分子结构不带电荷，其亲水性和疏水性取决于分子结构中的羟基、醚键和酯键等官能团，常用于油水乳化和清洁剂中。
两性离子表面活性剂既具有阴离子又具有阳离子性质，对溶液中的离子敏感，广泛应用于石油开采和水处理等行业。
表面活性剂的主要功能是改善液体界面性能，包括降低液体表面张力、提高液体和固体之间的接触性能、增强液体的渗透性和扩散性、使液体能够在纳米尺度上进行稳定分散等。
在洗涤剂中，表面活性剂能够将污垢和油脂分散到溶液中，并使其悬浮、分散和乳化，从而实现洗涤和去污的功能。
在乳化剂中，表面活性剂能够将油脂和水相分散到溶液中，并形成稳定的乳液系统。
在润滑剂中，表面活性剂能够减少摩擦和磨损，提高润滑效果。
在护肤品中，表面活性剂能够改善产品的外观和质感，提高产品的渗透性和吸收性。
然而，表面活性剂虽然具有广泛的应用价值，但也存在一些潜在的问题。
首先，表面活性剂对环境和生态系统具有一定的毒性和污染性，特别是某些高效表面活性剂，它们具有较强的生物降解性能，但在制备过程中会释放大量的有机溶剂，对环境造成较大的负担。
其次，表面活性剂在生活中的过度使用也会对健康造成一定的影响，可能导致皮肤过敏或刺激等问题。
表面活性物质
表面活性物质表面活性物质是一类具有特殊化学结构的物质，具有在界面附近改变表面或界面特性的能力。
它们在各种领域都有着重要的应用，从日常生活中的洗涤剂到工业生产中的乳化剂和分散剂。
表面活性物质的分类根据其分子结构和亲水疏水性质，表面活性物质可以分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和缓冲表面活性剂等几种类型。
•阴离子表面活性剂：在表面活性物质中占据主要地位，通常以羧酸和磺酸为基础，具有优良的去污油性能。
•阳离子表面活性剂：相对较少见，具有良好的杀菌、杀真菌和蚊虫驱避作用。
•非离子表面活性剂：由疏水性和亲水性基团组成，常用于乳化、分散和增稠。
•缓冲表面活性剂：由两种不同类型的表面活性剂分子结合而成，具有双重功能。
表面活性物质的应用日常生活中的应用在日常洗涤中，洗衣粉、洗涤液等清洁剂中含有表面活性剂，能够有效降低水的表面张力，使洗涤剂更容易渗入污垢中，实现更好的清洁效果。
工业领域中的应用在油田开采中，表面活性物质被广泛应用于减少原油和井壁之间的粘附力，改善原油开采效率；在颜料工业中，它们被用作分散剂，使颜料分散均匀、稳定；在农业领域，它们可作为农药的增效剂和湿润剂。
表面活性物质在环境中的影响尽管表面活性物质在许多方面都有着重要的应用，但如果不适当使用或排放，它们也可能对环境造成负面影响。
过量使用或非法排放表面活性物质，可能导致水体污染，影响水生生物的健康，甚至破坏生态平衡。
结语综上所述，表面活性物质作为一类具有独特特性的化学物质，在各个领域都扮演着重要的角色。
正确使用和处理表面活性物质，不仅可以带来便利，同时也需要我们对其环境影响进行重视，才能实现可持续发展的目标。
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➢脂肪醇直接胺化法
这是80年代发展起来的一种工业生产方法。反应式 如下：
反应机理：
副反应：
为提高产率，需选择脱氢、加氢性能好，且能抑制 副反应发生的催化剂。胺化中使用的催化剂有Cu－Cr， Cu－Ni等复合型催化剂。其中Cu－Ni在低温时活性和选 择性都很好，Cu：Ni＝4：1时活性最高。
于金属离子的萃取剂和相转移催化剂。
一、脂肪腈与仲胺在催化剂存在下加氢：
RCN + （RCH2）2NH + 2H2 Ni （RCH2）3N + NH3
二、脂肪腈与脂肪醇在催化剂存在下加氢：
2RCN + RCH2OH + 4H2 Ni （RCH2）3N + NH3 +H2O
三、仲胺与脂肪醇在催化剂存在下加氢：
C17H35COOCH2CH2NH2·HX
▪ 胺盐的合成 R3N + HX 中和 胺盐 R至少有一个是长链，也可以是氢。 胺 ＋ 酸 胺盐
关键是原料脂肪胺的合成。同时脂肪胺本身 具有一定的表面活性。
高级脂肪胺的制备
▪ 高级伯胺的制备
• 脂肪酸法
300℃～320℃
铝土矿，高温
RCOOH + NH3
• 其他类型
改性胺盐、 杂环型胺盐、双季铵盐、鎓盐型等。
▪ 常见的阳离子表面活性剂
胺盐型阳离子表面活性剂
▪ 胺盐型阳离子表面活性剂的结构
胺盐：RNH2·HX 或 RN＋H3X－ HX可以是有机酸，也可以是无机酸：
HCl、H2SO4、HBr、HCOOH、CH3COOH等。 通式：R3N·HX
其中R至少有一个是长链，也可以是氢，如： R2NH·HX，同时R也不仅仅是烷基长链，也可以是其他 基团，称为改性胺盐如：
➢脂肪腈与二甲胺的催化加氢脱胺法
前两种都以伯胺为原料，伯胺又由脂肪腈制取，此 法是在此基础上开发的直接以脂肪腈与二甲胺反应的新 工艺。
RCN + (CH3)2NH + H2 Cat RN(CH3)2 + NH3 工艺路线一：
Ni为催化剂的低压间歇操作。Ni的用量0.4％，氢 压0.5MPa，反应温度200℃，二甲胺每小时加入20％，
搅拌式间歇反应工艺流程：
固定床反应工艺流程：
▪ 乙醇胺
• 卤代烃与单乙醇胺和二乙醇胺反应
• 脂肪胺与氯乙醇反应 • 脂肪胺与环氧化物反应
▪ 烷基二胺
烷基乙二胺： RNHCH2CH2NH2 烷基丙二胺： RNHCH2CH2CH2NH2 脂肪胺与乙撑亚胺反应可得到烷基乙二胺：
RNH2 + + 2CO2
2HCHO
+
2HCOOH
50~80℃ RN(CH3)2
+
2H2O
叔胺产率低，又污染环境，早期使用，现逐渐被
淘汰。
➢甲醛催化加氢法
甲醛催பைடு நூலகம்加氢制取叔胺的反应式如下：
RNH2 + 2HCHO + 2H2
Ni 加压
其反应过程为：
RN(CH3)2 + 2H2O
反应过程的副反应：
目前工业上用的较多的方法，催化剂Ni，用量0.4％，氢压3.0MPa 反应温度100℃，产用间歇反应，收率95％以上。
不饱和腈可制得不饱和仲胺 和饱和仲胺。
• 脂肪醇法
高碳醇和氨在Ni、Co等催化剂存在下生成仲胺。 2ROH + NH3 Ni R2NH + 2H2O
• 卤代烷法
卤代烷和氨在密闭容器中反应，主要产物为仲胺。
仲胺盐的价值相对于伯胺和叔胺而言，明显低，品 种较少。
▪ 高级叔胺的制备
• R3N叔胺的制备 此类叔胺，三个烷基R相同，称对称性叔胺，可用
ROH + NH3
RNH2 + H2O
此法中使用脂肪醇为原料，比较贵；同时反应在高
温、高压下进行，工业上使用较少。
伯胺本身可大量用于浮游选矿剂和纤维柔软剂。
▪ 高级仲胺的制备
• 脂肪腈法 分两步：首先脂肪腈低温下， 转化为伯胺，然后在Cu～Cr 催化剂下脱氨，制得仲胺。 第一步：160～180℃，氢压 2.0～2.5MPa 第二步：200 ℃，氢压0.5MPa
然后，氯代烷与二甲胺反应得到叔胺：
反应可在4h内完成，本工艺流程长，产品质量低， 用HCl腐蚀设备，生产成本高，所以被脂肪醇直接胺化 取代。
➢α－烯烃制取叔胺
α－烯烃在过氧化物存在下与溴化氢进行反应 ，生 成溴代烷，溴代烷再与二甲胺反应生成二甲基叔胺的溴 酸盐，再在碱性条件下中和酸而得到目的产物叔胺。
3.4阳离子表面活性剂
▪ 阳离子表面活性剂（Cationic S.）的性质和应用
• 性质
• 应用
洗涤性能差 抗静电性能强 杀菌性能好
抗静电剂 杀菌、防腐、防锈
匀染剂、柔软剂
▪ 阳离子表面活性剂的分类
• 胺盐型阳离子表面活性剂 伯胺、仲胺、叔胺、乙醇胺、烷基多胺等。
• 季铵盐型阳离子表面活性剂 各类胺与烷基化剂反应制备各类季铵盐。
叔胺收率可达90％以上。
工艺路线二：
高压、固定床连续流程。催化剂为Cu～Cr，压力 为20MPa，胺：腈＝3：1混合预热至150℃后进入反应器， 叔胺收率可达92％。
➢醇氯化法
这是以脂肪醇为原料制取叔胺的一种方法。脂肪 醇先与HCl反应生成氯代烷和水。反应10～16小时后， 醇的转化率可达99％。
RCONH2
RCN
Ni 加氢还原
RCH2NH2
RCN ：H2 ＝ 1 ：2 Ni RCH2NH2
＝ 2 ：4 Ni （RCH2）2NH + NH3
＝ 3 ：6 Ni （RCH2）3N + NH3
还原时加入碱可抑制仲、叔胺的生成。反应在高压下进行。
脂肪酸、氨和氢在催化剂上一步制取伯胺：
RCOOH + NH3 + 2H2
（RCH2）2NH + RCH2OH
H2 Cat
（RCH2）3N
+
H2O
• RN（CH3）2叔胺的制备
此类叔胺，只有一个长链烷基，属于非对称性叔胺。
它是制取阳离子、两性离子和非离子表面活性剂的
一种重要原料。（合成季胺盐的中间体）制备方法较多， 介绍如下：
➢ 甲醛甲酸法 甲酸甲醛法是伯胺在常压下与甲酸、甲醛的反应：
RCH2NH2 + 2H2O
脂肪伯胺生产工艺流程：
Ni的用量0.4％ ～0.8％，压力1.5 ～6MPa，温度120 ～150℃，NaOH用量 0.18％，转化率可 接近100％，选择性 94％～97％。液氨 也可抑制仲、叔胺 的生成。不饱和腈 用雷诺钴作催化剂。
• 脂肪醇法
脂肪醇和氨在380～400℃和12.16～17.23MPa下 反应，可制得伯氨。