表面活性剂参考答案(最新整理)

RCH2CH2CHO + R - CH - CHO
CH3 ¡÷ H£½£- 117.2kJ/mol~£- 146kJ/mol
产物进一步加氢还原即可得到相应的醇。其主要反应如下：
RCH2CH2CHO
H2
RCH2CH2CH2OH
2
5）磺酸基的位置和数目的影响 磺酸基主要接在烷基的对位与邻位上，以对位异构体居多，间位异构体很少。对位烷 基苯磺酸钠的cmc低，去污力强和生物降解性好，作为洗涤剂而言，希望得到对位烷基苯磺 酸钠。从磺酸基团的数目来讲，烷基苯二磺酸钠和烷基二苯磺酸钠，由于磺酸基数目增加， 亲水性大大增加，破坏了原有的亲水亲油平衡，去污力显著下降，所以生产上尽量避免生成． 综上所述，烷基苯磺酸钠的结构以C11－C13的直链烷基，苯环接在第3、4碳原子上，磺 酸基为对位其洗涤性能最好。
表面活性剂作业题答案
第一章 绪论 1. 表面活性剂的结构特点及分类方法。 答：表面活性剂的分子结构包括长链疏水基团和亲水性离子基团或极性基团两个部分。 由于它的分子中既有亲油基又有亲水基，所以，也称双亲化合物 表面活性剂一般按离子的类型分类，即表面活性剂溶于水时，凡能离解成离子的叫做离 子型表面活性剂，凡不能离解成离子的叫做非离子型表面活性剂。而离子型表面活性剂按其 在水中生成的表面活性离子种类，又可分为阴离子、阳离子和两性离子表面活性剂三大类。 此外还有一些特殊类型的表面活性剂，如元素表面活性剂、高分子表面活性剂和生物表面活 性剂等。
来，获得较纯净的皂胶。废液送甘油回收装置。 （3） 碱析 在皂胶中加入一定量的碱液，加热使未完全皂化的油脂皂化，并降低皂胶中无
机盐及其它杂质的含量，进一步析出甘油，同时进一步净化皂胶。 （4） 整理 调整碱析后皂胶那水分、脂肪酸及电介质含量，并最后排出皂胶中的杂质，以
获得质量纯净、合乎规格的皂基。
3. LAS 的主要生产工艺路线。 烷基苯磺酸钠（LAS）的主要生产工艺路线如下：
3
AOS 有第四代洗涤剂之称（ABS，LAS，AS，AOS），相同碳数的 AOS，其去污力、 起泡性和润湿性能均优于 LAS 和 AS，表面张力较低，且对皮肤刺激性小，生物降解率高， 毒性小，在高硬度水中仍有较高的去污力。
不足：粉（粒）状产品易吸潮结块；AOS 有自动氧化作用，需使用抗氧化剂。
8. 水－光磺氧化法合成 SAS 的机理，该类产品的主要优缺点。 正构烷烃在引发剂的作用下，可以和SO2、O2反应，生成烷基磺酸：
1
第二章 阴离子表面活性剂 1. 阴离子表面活性剂的定义及分类。 定义：在水中能够离解出具有表面活性的阴离子的一类表面活性剂叫做阴离子表面活性 剂。阴离子表面活性剂按亲水基不同可分为：羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸（酯）盐型和磷酸（酯） 盐型等。
2. 盐析沸煮法生产 RCOONa 的生产工艺过程。 盐析沸煮法生产脂肪酸钠盐的工艺主要分皂化、盐析、碱析和整理四个步骤： （1） 皂化 在皂化釜中加入油脂和稍过量的碱液，用水蒸气加热进行皂化反应得皂胶。 （2） 盐析 在皂胶中加入食盐或浓盐水，使皂胶中的水、甘油和色素‘磷脂等杂质分离出
4
10. 齐格勒法合成醇的基本原理及工艺流程。 齐格勒法合成醇，是在齐格勒法制α－烯烃基础上，在制得高级烷基铝后，不交换成高 碳烯烃，而直接进行氧化反应，三烷基铝被氧化成三烷氧基铝化合物，经水解生成偶碳直链 的醇，称为 Alfol 醇。反应过程如下： 齐格勒法（Ziegle）合成脂肪醇由以下四个步骤组成： ①两步法制取三乙基铝。 铝粉、氢气首先在三乙基铝存在下生成二乙基铝化合物：
Al + 3/2 H2 + 2Al(C2H5)3
3Al(C2H5)2H
二乙基铝与乙烯反应生成三乙基铝：
Al(C2H5)2H + C2H4
Al(C2H5)3
用一步法也可合成三乙基铝，但副产物太多。 ②链增长反应生成三烷基铝。
Al(C2H5)3 + nC2H4
③氧化反应得到醇化铝。
C2H4R1 Al ¡ª C2H4R2
5. 液相分子筛提取正构烷烃的基本原理。 应用分子筛吸附和脱附的原理，将煤油中正构烷烃和其它非正构烷烃分离提纯的方法， 称为分子筛提蜡法。分子筛是一种高效能、高选择性的吸附剂，用于筛分洗涤剂用烷烃的分 子筛有 5A 和 10A 两种，前者用于分离正构烷烃和杂烃，后者则用来分离正构烷烃中的极性 物。煤油馏分中，正构烷烃分子的横向直径小于 4.9Å，而其它非正构烷烃的分子直径大于 5.6Å，5A 分子筛孔径为 4.9－5.6Å，因此采用 5A 分子筛可将正构烷烃吸附在分子筛内，而 不被吸附的杂烃排斥在分子筛外。然后通过脱附，回收被分子筛吸附的正构烷烃，作为生产 烷基苯的原料正构烷烃。利用 10A 分子筛是利用它对极性不同的有机物的吸附能力不同而 进行分离的。10A 分子筛孔径为 9－10Å，正构烷烃及杂质都可进入筛孔内，但大部分杂质， 如有机酸、胶质、氮和硫的化合物以及芳烃等物质的极性均比正构烷烃强，所以利用 10A 分子筛可选择地将这些物质吸附在分子筛上，从而达到进一步分离精制正构烷烃的目的。
RH£« O2 £« 2SO2 £«H2O hv RSO3H £«H2SO4
反应的引发剂有紫外线、γ射线、O3等．以紫外线作引发剂，在反应器中加水分解烷 基过氧磺酸．生成烷基磺酸的工艺称为水－光法磺氧化工艺．水－光磺氧化法工艺的优点： 1）无苯无氯；2）动力消耗低；3）设备简单，产品质量好。
在直链正构烷烃的磺氧化反应中，仲碳原子比伯碳原子更易发生反应，其活性比例为30： 1，因此磺氧化产物中绝大部分为仲烷基磺酸盐（约98％），中和后得到的产品主要是仲烷基 磺酸盐。
7. AOS 的合成机理，该类产品的主要优缺点。 α－烯烃与SO3之间的反应属亲电加成反应，其反应历程符合马尔柯夫尼柯夫规则，即 SO3分子中带正电性的S原子加成到α－烯烃分子中显负电性的含氢较多的双键碳原子上， 生成末端磺化物。 α－烯烃的磺化首先生成两性离子中间体，两性离子中间体可以发生正碳离子的转移， 消除质子后，异钩化成烷基键内部双键位置不同的烯基磺酸；随着正碳离子的转移处于合适 的位置时，两性离子中间体环化，形成相应的磺内醋，如β－磺内酯、γ－磺内酯、δ－磺内酯 等。β－磺内酯因环的张力大，不稳定，很快便消失，转变为两性离子中间体，因此β－磺内醋 几乎不存在。六元以上的环因不稳定亦很少存在。主要以五元环的γ－磺内酯和六元环的δ －磺内酯的形式存在。依据上述磺化机理，得到一系列的磺化产物。用反应式表示如下：
C2H4R3
C2H4R1 Al ¡ª C2H4R2
C2H4R3
£« 3/2 O2
OR4 Al ¡ª OR5
OR6
④醇化铝水解得到醇。
OR4 2Al ¡ª OR5
OR6
+ 3H2SO4
R4OH Al2(SO4)3 &#醇的工艺过程包括三乙基铝的制备、聚合增链、氧化、水解、中和、净化 处理、分馏等。
11、工业上表面活性剂用脂肪醇的主要生产方法有哪几种？请分别写出合成反应式。
工业上表面活性剂用脂肪醇已达到大吨位生产的工艺路线主要有四条：
a) 羰基合成醇（OXO 醇），所用原料为单烯烃；
烯烃与合成气（H2/CO）在催化剂存在下加成制醛的反应称羰基合成：
´ß »¯¼Á
RCH=CH2 + CO + H2
烷基磺酸盐的表面活性与烷基苯磺酸钠接近。它在碱性、中性和弱酸性溶液中较为稳 定，在硬水中具有良好的润湿、乳化、分散和去污能力，易于生物降解。
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。
9. 羰基合成醇的主要生产工艺有哪几条？比较它们的优缺点。 工业上表面活性剂用脂肪醇已达到大吨位生产的工艺路线主要有四条： ①羰基合成醇（OXO 醇）：所用原料为单烯烃，该法具有原料来源丰富，工艺技术成熟， 生产适应性强，产品质量好．成本较低等优点，是目前合成表面活性剂醇的主要方法。 ②齐格勒合成醇：原料为乙烯； ③液蜡氧化制仲醇：原料为正构烷烃（石蜡），石蜡氧化法制得的主要是仲醇，虽然由仲 醇制得的表面活性剂不如由伯醇制得的产品性能好，但由于原料便宜，工艺比较简单，仍然 受到一定的重视。 ④油脂或脂肪酸加氢还原制醇：所用原料为天然油脂或合成脂肪酸。
3. 表面活性剂有哪些基本作用？请分别作出解释。 1） 润湿作用：表面活性剂能够降低界面张力，使接触角变小，增大液体对固体表面的
润湿的这种作用。 2） 乳化作用：表面活性剂能使互不相溶的两种液体形成具有一定稳定性的乳状液的这
种作用。 3）分散作用：表面活性剂能使固体粒子分割成极细的微粒而分散悬浮在溶液中的这种作用， 叫作分散作用。 4）起泡作用：含表面活性剂的水溶液在搅拌时会产生许多气泡，由于气体比液体的密 度小，液体中的气泡会很快上升到液面，形成气泡聚集物（即泡沫），而纯水不会产生 此种现象，表面活性剂的这种作用叫发泡作用。 5）增溶作用：表面活性剂在溶液中形成胶束后，能使不溶或微溶于水的有机化合物溶 解度显著增加的这种作用称作表面活性剂的增溶作用。 6）洗涤去污作用：洗涤去污作用实际上是由于表面活性剂能够吸附在固液界面上，降 低表面张力并在水溶液中形成胶团，从而产生的润湿、渗透、乳化、分散等各种作用的 综合效果。
2. 请解释表面张力、表面活性剂、临界胶束浓度、浊点、Krafft 点等概念。 表面张力是指垂直通过液体表面上任一单位长度、与液体面相切的，收缩表面的力。 表面活性剂是指在加入很少量时就能显著降低溶液的表面张力，改变体系界面状态，从 而产生润湿、乳化、起泡、增溶等一系列作用，以达到实际应用要求的物质 。
表面活性剂在水溶液中形成胶团的最低浓度，称为临界胶团浓度或临界胶束 浓度。
浊点（C. P 值）：非离子表面活性剂的溶解度随温度升高而降低，溶液由澄清变混浊 时的温度即浊点。
临界溶解温度（krafft 点）：离子型表面活性剂的溶解度随温度的升高而增加，当温度 增加到一定值时，溶液突然由浑浊变澄清，此时所对应的温度成为离子型表面活性剂的临界 溶解温度。