磷酸酯盐型阴离子表面活性剂ppt课件
相关主题
- 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)。
13
14
(4)磷酸酯的溶解度与憎水基性质、烷基链长短、取代 基数量(单、双烷基)和中和剂等有密切关系。一般未 中和的酸性酯的溶解度很小,成盐后溶解度大大增加, 溶解度随烷基的增加而逐渐降低。单烷基磷酸酯钠盐 溶解度比双烷基磷酸酯钠盐大。采用的中和剂中三乙 醇胺盐溶解度最好,其次是钾、钠盐。
性表面活性剂,例如:
该类型磷酸酯两性表面活性剂可由无机 磷酸盐、环氧氯丙烷、咪唑啉或长链烷基二 甲胺为原料合成,它具有优良的乳化性、润 湿性、发泡性、净洗性和抗静电性。
7
5、高分子聚磷酸酯表面活性剂
近年来高分子聚磷酸酯的研究十分活跃。它们具有 良好的抗氧化性、生物相容性、柔软性、抗静电性和耐 火阻燃等特征,作为特种表面活性材料将有重要应 用。 例如开发的硬脂酰胺聚氧乙烯醚磷酸酯其合成方 法为:第一步在反应釜中加入计量的硬脂酰胺和催化剂, 在无水、无氧条件下,控制一定反应温度和压力,用N2将 定量环氧乙烷持续压入反应釜,控制环氧乙烷加入量,可 制得不同n数聚氧乙烯硬脂酰胺醚产品。
8
第二步是将上面中间产品加入反应器中,在一定温度下, 将P2O5 加入,在搅拌下进行磷酸化反应。由于在聚氧乙烯 硬脂酰胺醚中有活泼氢,反应性很强,易和亲电试剂P2O5酯 化,一般酰胺醚和P2O5投料的摩尔比为2.3∶1.0～ 2.0∶1.0 。反应式如下:
9
Y为C17H35CO-NH(CH2CH2O-)n。 聚酯水解反应:
5
3、烷基醇酰胺磷酸酯表面活性剂
在脂肪醇(烷基酚) 聚氧乙烯醚磷酸酯的基础上,人 们又开发出烷基醇酰胺磷酸酯,这是一类重要的阴离子 表面活性剂,具有优良的乳化、分散、润湿、柔软和抗 静电等性能,在纺织、食品、医药及化妆品等行业中得 到广泛应用。
6
4、咪唑啉类和含羟基类磷酸酯表面活性剂 咪唑啉类磷酸酯和含羟基类磷酸酯是两
M= K或Na+或二乙醇胺、三乙醇胺等。
4
2、脂肪醇(烷基酚) 聚氧乙烯醚磷酸酯表面活性剂
脂肪醇或烷基酚经乙氧基化后再磷酸化,中和得到脂肪 醇(或烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯盐型表面活性剂,其化学通 式为: R ( OC2H4 ) nOPO ( OM ) 2、 (R(OC2H4) n) 2OPO(OM) ,其中R为烷基或烷基苯基,n = 1～ 10 ,尤以n = 3 用量最多; M= K或Na+或二乙醇胺、三乙醇 胺等。 聚氧乙烯醚类磷酸酯在磷酸酯类表面活性剂中占有重要 位置,它兼有非离子和阴离子的特征。该磷酸酯在其疏水基 和亲水基之间嵌入了聚氧乙烯基,结构改变使其性能和应用 也不同。聚氧乙烯链越长其水溶性越强, 但热稳定性下 降, 受热后残渣多。在非极性溶剂中的溶解度随聚氧乙烯链 增加而降低。
磷酸酯盐性阴离子表面活性剂
温晓芳
1
磷酸酯类表面活性剂是含磷表面活性剂的代 表,是一种性能优良、应用广泛的表面活性剂。 具有优良的润湿、洗净、增溶、乳化、抗静电和 缓蚀防锈等特性,且易生物降解,刺激性比较低, 热稳定性、耐碱、耐电解质和抗静电性均优于一 般阴离子表面活性剂,广泛用于化纤、纺织、塑 料、造纸、皮革和日用化学品等领域。
3
1、烷基(芳基) 磷酸酯表面活性剂
烷基(芳基) 磷酸酯是阴离子表面活性剂的重要品 种之一,在日用化学品中作为表面活性剂使用的是将酸 性磷酸酯用适当的碱中和得到的磷酸酯盐类。由于磷酸 是三元酸,所以其工业产品包括烷基(芳基)磷酸单酯 (MAP)、双酯(DAP) 和三酯3 种类型及其混合物,它们的 化学通式可表示为:磷酸单酯盐ROPO(OM) 2;磷酸双酯盐 ( RO) 2PO (OM) 磷酸三酯( RO) 3PO。其中R= C8～C18 烷基,它是影响磷酸酯表面活性剂性能的重要因素。
目前,磷酸酯表面活性剂的研究方向基本分为 两大类:①合成研究;②新功能的开发和应用。
2
一、磷酸酯表面活性剂的品种及合成
磷酸酯类表面活性剂的主要品种有烷基(芳基)磷酸 酯(盐) 、脂肪醇(烷基酚) 聚氧乙烯醚磷酸酯盐、烷基 醇酰胺磷酸酯(盐) 、咪唑啉类磷酸酯(盐) 、高分子聚 磷酸酯(盐) 以及硅氧烷磷酸酯等。它们的性质不同,应 用范围各有侧重。
Leabharlann Baidu1、烷基磷酸酯
（1）同烷基硫酸盐相比烷基磷酸酯有较高的表面活性、 润滑性,且对棉的净洗性好,且净洗性也优于烷基磺酸盐 (表1) 。
12
(2)生物降解性和烷基硫酸盐相近, 并且在光催化下 分解成CO2和磷酸根离子, 毒性见表2。
由表2可知,其盐属低毒物(LD50值1 000 mg/ kg以上 时通常认为毒性非常小)。 (3) 一般单烷基磷酸酯的抗静电性优于双烷基磷酸 酯,见表3。
10
6、硅氧烷磷酸酯表面活性剂
首先开发和商品化的一类硅氧烷表面活性剂是二甲基硅氧烷 醇醚共聚物,这类物质是乙氧基化和 丙氧基化的聚二甲基硅氧烷, 它们是为制造聚氨酯泡沫塑料开发的。
20 世纪60 年代中期以来,它们用于个人护理用品也受到欢 迎。新的二甲基硅氧烷醇醚共聚物磷酸酯在工业上是采用二甲基 硅氧烷醇醚与聚磷酸(PPA) 或P2O5 反应来合成的。无论使用聚 磷酸还是用P2O5 ,磷酸酯化反应都生成单酯和二酯的混合物。使 用的磷酸酯化剂对生成的混合物的单酯二酯比和最终制品的功能 特性有很大影响。
硅氧烷磷酸酯呈酸性, 它们可用碱性物质中和到任何所需要 的pH 值。用三乙醇胺中和的硅氧烷磷酸酯溶解度极低;用二乙醇 胺中和得到的溶解度低于用单乙醇胺中和的;用KOH 中和生成钾 盐的溶解度高于用胺中和的; 用NaOH 中和生成的钠盐具有最佳 的水溶性。
11
二、磷酸酯表面活性剂的性能
作为表面活性剂品种, 磷酸酯由于结构不同,其使用性能 也各有差异。下面概括比较了烷基磷酸酯、聚氧乙烯基磷 酸酯的不同性能。
合成磷酸酯表面活性剂需要亲油、亲水两部分原料。 亲油性原料主要有:脂肪醇( ROH) 、脂肪醇聚氧乙烯醚 ( RO (C2H4O) nH)、烷醇酰胺( RCONHCH2CH2OH)、烷醇 酰胺聚氧乙烯醚( RCONH(C2H4O) nH)、脂肪胺聚氧乙烯 醚、油脂和脂肪酸酯类等6大类;磷酸化试剂有:五氧化 二磷( P2O5)、焦磷酸(H3P2O7)、三氯化磷(PCl3)、三 氯氧磷(POCl3)和磷酸(H3PO4)等。
14
(4)磷酸酯的溶解度与憎水基性质、烷基链长短、取代 基数量(单、双烷基)和中和剂等有密切关系。一般未 中和的酸性酯的溶解度很小,成盐后溶解度大大增加, 溶解度随烷基的增加而逐渐降低。单烷基磷酸酯钠盐 溶解度比双烷基磷酸酯钠盐大。采用的中和剂中三乙 醇胺盐溶解度最好,其次是钾、钠盐。
性表面活性剂,例如:
该类型磷酸酯两性表面活性剂可由无机 磷酸盐、环氧氯丙烷、咪唑啉或长链烷基二 甲胺为原料合成,它具有优良的乳化性、润 湿性、发泡性、净洗性和抗静电性。
7
5、高分子聚磷酸酯表面活性剂
近年来高分子聚磷酸酯的研究十分活跃。它们具有 良好的抗氧化性、生物相容性、柔软性、抗静电性和耐 火阻燃等特征,作为特种表面活性材料将有重要应 用。 例如开发的硬脂酰胺聚氧乙烯醚磷酸酯其合成方 法为:第一步在反应釜中加入计量的硬脂酰胺和催化剂, 在无水、无氧条件下,控制一定反应温度和压力,用N2将 定量环氧乙烷持续压入反应釜,控制环氧乙烷加入量,可 制得不同n数聚氧乙烯硬脂酰胺醚产品。
8
第二步是将上面中间产品加入反应器中,在一定温度下, 将P2O5 加入,在搅拌下进行磷酸化反应。由于在聚氧乙烯 硬脂酰胺醚中有活泼氢,反应性很强,易和亲电试剂P2O5酯 化,一般酰胺醚和P2O5投料的摩尔比为2.3∶1.0～ 2.0∶1.0 。反应式如下:
9
Y为C17H35CO-NH(CH2CH2O-)n。 聚酯水解反应:
5
3、烷基醇酰胺磷酸酯表面活性剂
在脂肪醇(烷基酚) 聚氧乙烯醚磷酸酯的基础上,人 们又开发出烷基醇酰胺磷酸酯,这是一类重要的阴离子 表面活性剂,具有优良的乳化、分散、润湿、柔软和抗 静电等性能,在纺织、食品、医药及化妆品等行业中得 到广泛应用。
6
4、咪唑啉类和含羟基类磷酸酯表面活性剂 咪唑啉类磷酸酯和含羟基类磷酸酯是两
M= K或Na+或二乙醇胺、三乙醇胺等。
4
2、脂肪醇(烷基酚) 聚氧乙烯醚磷酸酯表面活性剂
脂肪醇或烷基酚经乙氧基化后再磷酸化,中和得到脂肪 醇(或烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯盐型表面活性剂,其化学通 式为: R ( OC2H4 ) nOPO ( OM ) 2、 (R(OC2H4) n) 2OPO(OM) ,其中R为烷基或烷基苯基,n = 1～ 10 ,尤以n = 3 用量最多; M= K或Na+或二乙醇胺、三乙醇 胺等。 聚氧乙烯醚类磷酸酯在磷酸酯类表面活性剂中占有重要 位置,它兼有非离子和阴离子的特征。该磷酸酯在其疏水基 和亲水基之间嵌入了聚氧乙烯基,结构改变使其性能和应用 也不同。聚氧乙烯链越长其水溶性越强, 但热稳定性下 降, 受热后残渣多。在非极性溶剂中的溶解度随聚氧乙烯链 增加而降低。
磷酸酯盐性阴离子表面活性剂
温晓芳
1
磷酸酯类表面活性剂是含磷表面活性剂的代 表,是一种性能优良、应用广泛的表面活性剂。 具有优良的润湿、洗净、增溶、乳化、抗静电和 缓蚀防锈等特性,且易生物降解,刺激性比较低, 热稳定性、耐碱、耐电解质和抗静电性均优于一 般阴离子表面活性剂,广泛用于化纤、纺织、塑 料、造纸、皮革和日用化学品等领域。
3
1、烷基(芳基) 磷酸酯表面活性剂
烷基(芳基) 磷酸酯是阴离子表面活性剂的重要品 种之一,在日用化学品中作为表面活性剂使用的是将酸 性磷酸酯用适当的碱中和得到的磷酸酯盐类。由于磷酸 是三元酸,所以其工业产品包括烷基(芳基)磷酸单酯 (MAP)、双酯(DAP) 和三酯3 种类型及其混合物,它们的 化学通式可表示为:磷酸单酯盐ROPO(OM) 2;磷酸双酯盐 ( RO) 2PO (OM) 磷酸三酯( RO) 3PO。其中R= C8～C18 烷基,它是影响磷酸酯表面活性剂性能的重要因素。
目前,磷酸酯表面活性剂的研究方向基本分为 两大类:①合成研究;②新功能的开发和应用。
2
一、磷酸酯表面活性剂的品种及合成
磷酸酯类表面活性剂的主要品种有烷基(芳基)磷酸 酯(盐) 、脂肪醇(烷基酚) 聚氧乙烯醚磷酸酯盐、烷基 醇酰胺磷酸酯(盐) 、咪唑啉类磷酸酯(盐) 、高分子聚 磷酸酯(盐) 以及硅氧烷磷酸酯等。它们的性质不同,应 用范围各有侧重。
Leabharlann Baidu1、烷基磷酸酯
（1）同烷基硫酸盐相比烷基磷酸酯有较高的表面活性、 润滑性,且对棉的净洗性好,且净洗性也优于烷基磺酸盐 (表1) 。
12
(2)生物降解性和烷基硫酸盐相近, 并且在光催化下 分解成CO2和磷酸根离子, 毒性见表2。
由表2可知,其盐属低毒物(LD50值1 000 mg/ kg以上 时通常认为毒性非常小)。 (3) 一般单烷基磷酸酯的抗静电性优于双烷基磷酸 酯,见表3。
10
6、硅氧烷磷酸酯表面活性剂
首先开发和商品化的一类硅氧烷表面活性剂是二甲基硅氧烷 醇醚共聚物,这类物质是乙氧基化和 丙氧基化的聚二甲基硅氧烷, 它们是为制造聚氨酯泡沫塑料开发的。
20 世纪60 年代中期以来,它们用于个人护理用品也受到欢 迎。新的二甲基硅氧烷醇醚共聚物磷酸酯在工业上是采用二甲基 硅氧烷醇醚与聚磷酸(PPA) 或P2O5 反应来合成的。无论使用聚 磷酸还是用P2O5 ,磷酸酯化反应都生成单酯和二酯的混合物。使 用的磷酸酯化剂对生成的混合物的单酯二酯比和最终制品的功能 特性有很大影响。
硅氧烷磷酸酯呈酸性, 它们可用碱性物质中和到任何所需要 的pH 值。用三乙醇胺中和的硅氧烷磷酸酯溶解度极低;用二乙醇 胺中和得到的溶解度低于用单乙醇胺中和的;用KOH 中和生成钾 盐的溶解度高于用胺中和的; 用NaOH 中和生成的钠盐具有最佳 的水溶性。
11
二、磷酸酯表面活性剂的性能
作为表面活性剂品种, 磷酸酯由于结构不同,其使用性能 也各有差异。下面概括比较了烷基磷酸酯、聚氧乙烯基磷 酸酯的不同性能。
合成磷酸酯表面活性剂需要亲油、亲水两部分原料。 亲油性原料主要有:脂肪醇( ROH) 、脂肪醇聚氧乙烯醚 ( RO (C2H4O) nH)、烷醇酰胺( RCONHCH2CH2OH)、烷醇 酰胺聚氧乙烯醚( RCONH(C2H4O) nH)、脂肪胺聚氧乙烯 醚、油脂和脂肪酸酯类等6大类;磷酸化试剂有:五氧化 二磷( P2O5)、焦磷酸(H3P2O7)、三氯化磷(PCl3)、三 氯氧磷(POCl3)和磷酸(H3PO4)等。