磷酸酯盐型阴离子表面活性剂ppt课件
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表面活性剂的类型
本法不需要氯气，副产物少，可以简化纯化工艺， 降低成本。
▪ 2）烷基磺酸盐表面活性剂的性能
烷基磺酸盐的表面活性与烷基苯磺酸钠接近 在碱、弱酸及水中有良好的稳定性，耐硬水 在硬水中仍具有良好的润湿、乳化、分散、去污
等能力，生物降解性优于LAS，可作洗涤剂、乳 化剂等。
3）烷基磺酸盐表面活性剂的用途
① 用硫酸磺化是可逆反应，酸液利用率低、磺化效 率不高；
② 而SO3磺化是以化学计量与烷基芳烃反应，无废酸 生成，利用率高，加之SO3来源丰富成本较低。
（2）中和 R-ArSO3H + NaOH→R-ArSO3Na + H2O
除用NaOH。还可以根据不同的用途改用氨(或 胺)、或Ca(OH)2、Ba(OH)2中和生成相应的烷基芳 基磺酸盐。
➢重金属皂如铝皂可用泥浆消泡剂和W/O乳化剂。 ➢肪酸皂和环烷酸皂也曾用作原油破乳等方面。
2.疏水基通过中间键与羧基连接的表面活性剂
1）梅迪 兰通过脂肪酰氯与肌氨酸反应得到的表面活性剂，
商品名为“medialan”。
美国DOW公司以商品名“Hamposyl”生产;
德国Hoechat公司以商品名“medialan”生 产;
碱金属皂的泡沫性能较好。 其碳链短些的、泡沫易于形成，如C10～C12的脂肪
酸皂的泡沫粗大，但不稳定； 碳链较长的脂肪酸皂，形成的泡沫细小持久，但不
易生成； 不饱和酸皂如油酸钠起泡性能差，且泡沫不持久，
松香酸皂的起泡性也差，但加入碳酸钠后，起泡性大 为增加；
低分子环烷酸皂，泡沫大，而不持久；高分子环烷 酸皂泡沫小而持久。
▪ 用油酰氯与水解蛋白(多肽)缩合所得产品，其商 品名称1amepon A(雷米帮A，又名613洗涤剂
▪ 2）烷基磺酸盐表面活性剂的性能
烷基磺酸盐的表面活性与烷基苯磺酸钠接近 在碱、弱酸及水中有良好的稳定性，耐硬水 在硬水中仍具有良好的润湿、乳化、分散、去污
等能力，生物降解性优于LAS，可作洗涤剂、乳 化剂等。
3）烷基磺酸盐表面活性剂的用途
① 用硫酸磺化是可逆反应，酸液利用率低、磺化效 率不高；
② 而SO3磺化是以化学计量与烷基芳烃反应，无废酸 生成，利用率高，加之SO3来源丰富成本较低。
（2）中和 R-ArSO3H + NaOH→R-ArSO3Na + H2O
除用NaOH。还可以根据不同的用途改用氨(或 胺)、或Ca(OH)2、Ba(OH)2中和生成相应的烷基芳 基磺酸盐。
➢重金属皂如铝皂可用泥浆消泡剂和W/O乳化剂。 ➢肪酸皂和环烷酸皂也曾用作原油破乳等方面。
2.疏水基通过中间键与羧基连接的表面活性剂
1）梅迪 兰通过脂肪酰氯与肌氨酸反应得到的表面活性剂，
商品名为“medialan”。
美国DOW公司以商品名“Hamposyl”生产;
德国Hoechat公司以商品名“medialan”生 产;
碱金属皂的泡沫性能较好。 其碳链短些的、泡沫易于形成，如C10～C12的脂肪
酸皂的泡沫粗大，但不稳定； 碳链较长的脂肪酸皂，形成的泡沫细小持久，但不
易生成； 不饱和酸皂如油酸钠起泡性能差，且泡沫不持久，
松香酸皂的起泡性也差，但加入碳酸钠后，起泡性大 为增加；
低分子环烷酸皂，泡沫大，而不持久；高分子环烷 酸皂泡沫小而持久。
▪ 用油酰氯与水解蛋白(多肽)缩合所得产品，其商 品名称1amepon A(雷米帮A，又名613洗涤剂
药剂学10表面活性剂PPT课件
第18页/共74页
▪ 两性离子SAA在碱性溶液中呈阴离子SAA的性质，起泡、去污作用强； ▪ 两性离子SAA在酸性溶液中呈阳离子SAA的性质，杀菌能力强。Tego杀菌
强而毒性小于阳离子SAA，1% TegoMHG-甘氨酸盐（Dodecin HCl）的消 毒能力强于洗必泰、苯扎溴铵、70%乙醇。
第19页/共74页
石油醚等 ▪ 制备注射用乳剂、脂质微粒剂主要辅料
第16页/共74页
卵磷脂结构
CH2-O-OCR1
CH-O-OCR2 CH2-O-P-O-CH2-CH2-N+-CH3
CH3
O
CH3
第17页/共74页
2、氨基酸型、甜菜碱型 ▪ 氨基酸型：R·+N H2·CH2C H2·C OO-，在 等 电 点 时 亲水 性 减 弱 ， 可能 沉 淀 ▪ 甜菜碱型：R·+N ·（C H3）2CH2·COO-，易溶于酸、碱、中性溶液，不沉淀
第10页/共74页
2、硫酸化物 ▪ 硫酸化油、高级脂肪醇硫酸酯类 ▪ R ·O ·S O 3- M +， C 12 ～ C 18间 ▪ 硫酸化油：代表是硫酸化蓖麻油（土耳其红油），无刺激性，为去污剂和润
湿剂，可用于挥发油或不溶性杀菌剂的增溶。
第11页/共74页
▪ 高级脂肪醇硫酸酯类：十二烷基硫酸钠（SDS，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）。乳化 性强，较肥皂类稳定，较耐酸、钙、镁盐，与一些高分子阳离子药物作用而 沉淀，对粘膜有刺激性。主要用于外用软膏的乳化剂、片剂等润湿剂或增溶 剂。
易溶于丙二醇、乙醇等 ▪ 作O/W型乳化剂、分散剂。
第22页/共74页
2、脂肪酸山梨坦（司盘，span） ▪ 山梨糖醇（单酐、二酐）+ 脂肪酸→山梨醇脂肪酸酯→失水（司盘）
▪ 两性离子SAA在碱性溶液中呈阴离子SAA的性质，起泡、去污作用强； ▪ 两性离子SAA在酸性溶液中呈阳离子SAA的性质，杀菌能力强。Tego杀菌
强而毒性小于阳离子SAA，1% TegoMHG-甘氨酸盐（Dodecin HCl）的消 毒能力强于洗必泰、苯扎溴铵、70%乙醇。
第19页/共74页
石油醚等 ▪ 制备注射用乳剂、脂质微粒剂主要辅料
第16页/共74页
卵磷脂结构
CH2-O-OCR1
CH-O-OCR2 CH2-O-P-O-CH2-CH2-N+-CH3
CH3
O
CH3
第17页/共74页
2、氨基酸型、甜菜碱型 ▪ 氨基酸型：R·+N H2·CH2C H2·C OO-，在 等 电 点 时 亲水 性 减 弱 ， 可能 沉 淀 ▪ 甜菜碱型：R·+N ·（C H3）2CH2·COO-，易溶于酸、碱、中性溶液，不沉淀
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2、硫酸化物 ▪ 硫酸化油、高级脂肪醇硫酸酯类 ▪ R ·O ·S O 3- M +， C 12 ～ C 18间 ▪ 硫酸化油：代表是硫酸化蓖麻油（土耳其红油），无刺激性，为去污剂和润
湿剂，可用于挥发油或不溶性杀菌剂的增溶。
第11页/共74页
▪ 高级脂肪醇硫酸酯类：十二烷基硫酸钠（SDS，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）。乳化 性强，较肥皂类稳定，较耐酸、钙、镁盐，与一些高分子阳离子药物作用而 沉淀，对粘膜有刺激性。主要用于外用软膏的乳化剂、片剂等润湿剂或增溶 剂。
易溶于丙二醇、乙醇等 ▪ 作O/W型乳化剂、分散剂。
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2、脂肪酸山梨坦（司盘，span） ▪ 山梨糖醇（单酐、二酐）+ 脂肪酸→山梨醇脂肪酸酯→失水（司盘）
3.3阴离子型表面活性剂
O
②原理:皂化反应
CH2OH
CH2OC
O CHOC CH2OC O R
R
30% NaOH or KOH
CHOH CH2OH
+
RCOONa 钠 皂 RCOOK 钾皂
R
③工序:在皂化锅内进行,加入油脂,当皂化趋于完成时,加入食盐进行盐析,使肥皂与 甘油分离,再加发泡剂, 酸中和,再加模子里成皂.
肥皂:70%脂肪酸钠. 30%水,NaCl,发泡剂.
– 1）反应过程属于气液非均相反应，属于扩散控制 – 2）主反应之外还存在很多的副反应 – 3）反应后期有机相粘度急剧增加，尤其是当转化率在 70％以上时，因烷基苯磺酸分子彼此间可通过氢键缔合 成为大分子，导致粘度急增(与反应初期的有机相粘度相 比，增加100倍)，使反应后期的传质、传热更为困难， 副反应易于发生。 – 4）强放热反应，反应速度快，尤其是初始阶段
结束
• 阴离子表面活性剂常见类型
RCOONa 阴离子表面活性剂 R-SO3Na
羧酸盐 磺酸盐
R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐
结束
一、亲水基团的引入方式
• 阴离子表面活性剂中亲水基的引入方法有两种：直接连接法 和间接连接法。 • 直接连接就是用亲油基物料与无机试剂直接反应，按引入亲 水基不同，又可分为皂化、磺化、硫酸酯化和磷酸酯化等。 • 间接连接就是利用两个以上的多功能、高反应性化合物使亲 油基与亲水基相连接，如以含活性基的不饱和物、卤素、环 状化合物、多元醇和二胺等作为主要连接剂所合成的表面活 性剂。如下：
RO(CH2CH2O) n RO(CH2CH2O) n
(单酯盐)
( 双酯盐)
结束
• 1. 合成路线：两步反应
②原理:皂化反应
CH2OH
CH2OC
O CHOC CH2OC O R
R
30% NaOH or KOH
CHOH CH2OH
+
RCOONa 钠 皂 RCOOK 钾皂
R
③工序:在皂化锅内进行,加入油脂,当皂化趋于完成时,加入食盐进行盐析,使肥皂与 甘油分离,再加发泡剂, 酸中和,再加模子里成皂.
肥皂:70%脂肪酸钠. 30%水,NaCl,发泡剂.
– 1）反应过程属于气液非均相反应，属于扩散控制 – 2）主反应之外还存在很多的副反应 – 3）反应后期有机相粘度急剧增加，尤其是当转化率在 70％以上时，因烷基苯磺酸分子彼此间可通过氢键缔合 成为大分子，导致粘度急增(与反应初期的有机相粘度相 比，增加100倍)，使反应后期的传质、传热更为困难， 副反应易于发生。 – 4）强放热反应，反应速度快，尤其是初始阶段
结束
• 阴离子表面活性剂常见类型
RCOONa 阴离子表面活性剂 R-SO3Na
羧酸盐 磺酸盐
R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐
结束
一、亲水基团的引入方式
• 阴离子表面活性剂中亲水基的引入方法有两种：直接连接法 和间接连接法。 • 直接连接就是用亲油基物料与无机试剂直接反应，按引入亲 水基不同，又可分为皂化、磺化、硫酸酯化和磷酸酯化等。 • 间接连接就是利用两个以上的多功能、高反应性化合物使亲 油基与亲水基相连接，如以含活性基的不饱和物、卤素、环 状化合物、多元醇和二胺等作为主要连接剂所合成的表面活 性剂。如下：
RO(CH2CH2O) n RO(CH2CH2O) n
(单酯盐)
( 双酯盐)
结束
• 1. 合成路线：两步反应
化妆品的主要成分——表面活性剂
化妆品的主要成分——表面活性剂表面活性剂在化妆品中应用广泛，具有良好的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、发泡、去污等作用。
可以说没有表面活性剂，就不可能存在现代化的化妆品。
一、常见的表面活性剂1.阴离子型表面活性剂：磺酸盐类（硫酸钠、硫酸钾、氢氧化钠等）、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）、硫醇类（硫醇钠、硫醇钾、磷酸硫醇、硫酸硫醇等）、氯化物类（氯化钠、氯化钾等）、脂肪醇类（甘油、乙基己基醇、硬脂醇等）、葡萄糖醇类（玉米醇、葡萄糖醇、甘露醇等）、脂肪酸类（棕榈酸、肉豆蔻酸钠等）、醚类（苯乙醇、异丁基羟基苯醚、异戊二基羟基苯醚等）。
2.阳离子型表面活性剂：烷基氧基醚类（芳香族烷基氧基醚、烷基氧基醚磺酰脲等）、羧基化合物类（氯化月桂基醇、苯甲酸钠、氯化磺酰胺等）、叠氮化合物类（氯化二苯基硫磺酸酯、氯化硫酰胺等）、其他类(聚乙二醇偶联剂、乙二胺四乙酸、氨基磺酸类等）。
3.非离子型表面活性剂：脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦（司盘）、聚山梨酯（吐温）等。
4.两性离子表面活性剂：卵磷脂、氨基酸型、甜菜碱型等。
二、不同的表面活性剂具有不同的功效1.阴离子表面活性剂：具有较好的乳化、洗涤和发泡作用，常见于香皂、肥皂、洗面奶等产品中，但可能存在刺激性。
2.阳离子表面活性剂：具有杀菌、抗静电、缓释等能力，常见于洗发水、洗手液等产品中。
3.两性离子表面活性剂：具有较好的去污性、起泡与乳化性能以及耐硬水性能，同时较少刺激皮肤，常见于洗发水、沐浴露等产品中。
4.非离子表面活性剂：具有较高的表面活性，胶束和临界胶束的浓度低于离子型表面活性剂，具有较强的加溶性能，常见于乳化剂、洗涤剂、匀染剂等产品中。
需要注意的是，不同的表面活性剂的化学性质和作用机制可能存在差异，因此在使用时需要根据具体的产品需求和肤质选择合适的表面活性剂。
同时，在使用过程中也需要注意避免过量使用或使用不当导致皮肤刺激等问题。
两性表面活性剂【共65张PPT】
表面活性剂结构对钙皂分散力的影响
钙皂分散力 (lime soap disporsing rate , LSDR) 钙皂分散分散指数
100g油酸钠 在 硬度333mg/L的硬水中维持分散，
恰好无钙皂沉淀发生的分散剂的质量（g）
LSDR数值越低，表面活性剂对钙皂的分 散能力越高。
1、两性表面活性剂的烷基R的碳链增 长，或氮原子与羧基间的碳原子数n由1 增加至3时，活性剂的钙皂分散力有所提 高，LSDR值降低。 2、当表面活性剂分子上引入酰氨基或将 羧基转换成磺酸基或硫酸基时，会使钙 皂分散力大大提高，LSDR数值降低。
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。
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， 在亲水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)。
整个表面活性剂中开发较晚的一类：
1937年 专利开始报道；
1940年 杜邦公司首次报道了甜菜碱系两性表面活性 剂；
甜菜碱是由Sheihler早期从甜菜中提取 出来的天然含氮化合物，其化学名为三甲 基乙酸铵。
目前“甜菜碱(Betaines)”一词已冠于 所有类似此结构的化合物，并已扩展到含 硫及含磷的类似化合物。
天然甜菜碱不具有表面活性，只有 当其中一个CH3被长链烷基取代后才具 有表面活性，人们称该类物质为甜菜 碱型表面活性剂。
1、两性表面活性剂具有等电点 两性表面活性剂通常总含有酸性基团和碱
性基团，因此，在溶液中表现出最大的特征
是有着两性化合物物共同具有的等电点性质。
它与两性表面活性剂的许多性质，如吸附、 溶解等密切相关。
以氨基丙酸为例
PH﹥4
阴离子表面活性剂
阴离子表面活性剂
内容
1、阴离子表面活性剂概述 2、烷基苯磺酸盐 3、α烯烃磺酸盐型 4、烷基磺酸盐 5.琥珀酸酯磺酸盐 6.高级脂肪酰胺磺酸盐 7.其它类型阴离子表面活性剂
4.1 阴离子表面活性剂概述
一、分类 羧酸盐型 硫酸酯盐型 磺酸盐型 磷酸酯盐型
R-COO-
R-COONa R-OSO3Na R-SO3Na R-OPO3Na
表3-5 5A和10X分子筛性质
分子筛 孔 径 名 称 nm 内表面积 机械强度 m2/g kg/mm2 吸附正构烷烃 mg/g 不小于0.15 / 吸苯量 mg/g / 不小于180
5A 0.5～0.55 750～800 不小于0.2 10X 小于１ 约1030 不小于0.15
烷基苯的制备： 由上述方法得到的正构烷烃可经两条途经制得烷基苯： 一为氯化法，一为脱氢法。
(1)尿素络合法 尿素络合法是利用尿素能和直链烷烃及其衍 生物形成结晶络合物的特性而将正构烷与支链异构物分离 的方法。
步骤:结晶-过滤-沉降
尿素 直链正构烷烃
加热分解
工艺分为:干法(用固体尿素)和湿法(用尿素水溶液)
1)干法:
原料油 甲醇(溶剂) 固体尿素 反应槽 浆状络合物
长期以来，烷基苯的磺化一直采用发烟 硫酸作为磺化剂。当硫酸浓度降至一 定数值时，磺化反应就终止，因而其 用量必须大大过量。它的有效利用率 仅为32％，且产生废酸。但其工艺成熟， 产品质量较为稳定，工艺操作易于控 制，所以至今仍有采用。
近年来，三氧化硫磺化在我国已逐步采 用，而国外20世纪60年代就已发展。这 是因为三氧化硫磺化得到的单体含盐量 低，可用于多种产品的配制(用于配制液 体洗涤剂、乳化剂、纺织助剂等)；又能 以化学计量与烷基苯反应，无废酸生成， 节约烧碱，降低成本，三氧化硫来源丰 富等优点。因此，三氧化硫替代发烟硫 酸作为磺化剂已成趋势。
内容
1、阴离子表面活性剂概述 2、烷基苯磺酸盐 3、α烯烃磺酸盐型 4、烷基磺酸盐 5.琥珀酸酯磺酸盐 6.高级脂肪酰胺磺酸盐 7.其它类型阴离子表面活性剂
4.1 阴离子表面活性剂概述
一、分类 羧酸盐型 硫酸酯盐型 磺酸盐型 磷酸酯盐型
R-COO-
R-COONa R-OSO3Na R-SO3Na R-OPO3Na
表3-5 5A和10X分子筛性质
分子筛 孔 径 名 称 nm 内表面积 机械强度 m2/g kg/mm2 吸附正构烷烃 mg/g 不小于0.15 / 吸苯量 mg/g / 不小于180
5A 0.5～0.55 750～800 不小于0.2 10X 小于１ 约1030 不小于0.15
烷基苯的制备： 由上述方法得到的正构烷烃可经两条途经制得烷基苯： 一为氯化法，一为脱氢法。
(1)尿素络合法 尿素络合法是利用尿素能和直链烷烃及其衍 生物形成结晶络合物的特性而将正构烷与支链异构物分离 的方法。
步骤:结晶-过滤-沉降
尿素 直链正构烷烃
加热分解
工艺分为:干法(用固体尿素)和湿法(用尿素水溶液)
1)干法:
原料油 甲醇(溶剂) 固体尿素 反应槽 浆状络合物
长期以来，烷基苯的磺化一直采用发烟 硫酸作为磺化剂。当硫酸浓度降至一 定数值时，磺化反应就终止，因而其 用量必须大大过量。它的有效利用率 仅为32％，且产生废酸。但其工艺成熟， 产品质量较为稳定，工艺操作易于控 制，所以至今仍有采用。
近年来，三氧化硫磺化在我国已逐步采 用，而国外20世纪60年代就已发展。这 是因为三氧化硫磺化得到的单体含盐量 低，可用于多种产品的配制(用于配制液 体洗涤剂、乳化剂、纺织助剂等)；又能 以化学计量与烷基苯反应，无废酸生成， 节约烧碱，降低成本，三氧化硫来源丰 富等优点。因此，三氧化硫替代发烟硫 酸作为磺化剂已成趋势。
磷酸酯盐型表面活性剂—“别样的亲和力”
磷酸酯盐型表面活性剂—“别样的亲和力”（本文版权归好磷网所有，仅作交流共享之用，转载请注明出处）俗话说“要想聚会不冷场，定要有个搅局王”，是的，我们发现在聚会上经常会有这样一类人，在“搅局王”的“搅和下”，即使平时互相不说话的两个人也会开始愉快地玩耍。
其实，在工业生产中也存在这样的例子，当两种不同类型的物质需要溶解在一起时，比如油和水，就可以在“搅局王”—表面活性剂的作用下很好地互相溶解分散。
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。
1.磷酸酯表面活性剂的品种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。
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。
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，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。
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，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。
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性表面活性剂。
它具有优良的乳化性、润湿性、发泡性、净洗性和抗静电性。
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。
磷酸酯盐型阴离子表面活性剂
(2)结构中的不同EO 数和表面特性有相关关系。不同 加成数( n)的硬脂酰胺磷酸酯钾盐(PSP)的表面特性见 表4 。
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。
三、磷酸酯表面活性剂的应用
磷酸酯是一类重要的表面活性剂,以磷酸酯系为代表的含磷 表面活性剂具有优良的特性,主要有:①低毒性,例如壬基酚聚氧 乙烯醚磷酸酯对白鼠的LD50为7.0 g/kg～ 8.0 g/kg,明显高于其 他类型的表面活性剂; ②低刺激性,对皮肤比较温和; ③生物降 解性好; ④有良好的配伍性,可与多种原料配合而发挥作用; ⑤ 具有良好的水溶性; ⑥具有良好的稳定性,耐酸碱、耐热、耐电 解质; ⑦对织物具有抗静电性和阻燃性; ⑧具有较低的表面张力, 润湿性好,乳化性好。广泛应用于化纤、纺织、皮革塑料、造纸 及化妆品等工业领域,还在金属润滑剂、合成树脂、纸浆、农药 和洗净剂等领域得到广泛应用。 (1)在日用化学工业中的应用:磷酸酯表面活性剂从结构上 分为单、双、三酯,其单、双酯及其盐(K+、Na+、NH4+)属于阴离 子表面活性剂,三酯为非离子表面活性剂。磷酸酯表面活性剂可 作为工业清洗剂、织物抗静电剂、液体透明洗涤剂、干洗型洗涤 剂和染整助剂。
(2)引入卤原子。随着各国对织物、塑料制品及室内涂 料等行业的阻燃要求的提高,不仅要求磷酸酯有表面性 质,而且要具有一定的阻燃特性。马华宪等报道了美国 Stanfter公司、日本大八化学公司都在磷酸酯结构中引 入卤元素,如三氯氧磷和环氧氯丙烷合成磷酸三(2,3-二 氯丙基)酯,不仅具有抗静电、防潮性且具有优良的阻燃 特性。
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)响磷酸酯表面活性剂性能的重要因素。 M= K或Na+或二乙醇胺、三乙醇胺等。
阴离子表面活性剂(概论)ppt课件
合成路线：油脂与碱的水溶液加热起皂化反应制 得肥皂。
肥皂的生产是表面活性剂最古老的生产工艺之一，设备 简单，制备容易。工业制皂有盐析法、中和法和直接法。 从原理上讲，盐析法和直接法都是油脂皂化法。目前比 较先进的工艺是中和法和连续皂化法。国内制皂工厂大 多采用盐析法。
18
盐析法的主要工艺过程为： ①皂化 将油脂与碱液放入皂化釜，加热煮沸。
Krafft点（克拉夫特点）
对于离子型表面活性剂，例如十二烷基硫酸钠在水中的 溶解度随温度变化曲线AKB
13
图 十二烷基硫酸钠在水中的溶解度与温度关系
14
Krafft点是离子型表面活性剂的特征值，Krafft点也是表 面活性剂应用温度的下限，或者说，只有在温度高于 Krafft点表面活性剂才能更好的发挥作用。
总之，制皂中最重要的一步是皂化，盐析、碱析、整 理都是为除去杂质，减少水分，提高脂肪酸含量得到符合 工艺要求的纯净皂基。皂基经调和加入肥皂配方的复料即 可成型。
22
此法生产周期至少一天有时甚至需几天时间。这是传统 工艺的主要缺点。为了缩短皂化时间可采用催化剂如：氧 化锌、石灰石等。先将油脂高压水解，再加碱中和。先进 的连续化皂化法是利用油脂在高温高压（200℃，20～ 30MPa）下快速皂化的原理，4分钟就可得到40～80%的肥 皂，产品质优价廉。具体生产方法可查阅有关资料。
结在构2类00型℃：下此直系接列加产成品为一烷般基是琥利珀用酸C酐3~C而24制的得烯。烃其与中顺较丁常烯二见酸的酐是共十热二烷， 基琥珀酸（D表面活性剂）。
(3)松香皂 松香皂是一种天然植物树脂酸用碱中和的产物。 良的结乳构化类力型和：起分泡子力式。为C19H29COOH。它本身没有洗涤作用，但却有优 合成路线： RCOOH + MOH → RCOOM M：K+、Na+ 等
肥皂的生产是表面活性剂最古老的生产工艺之一，设备 简单，制备容易。工业制皂有盐析法、中和法和直接法。 从原理上讲，盐析法和直接法都是油脂皂化法。目前比 较先进的工艺是中和法和连续皂化法。国内制皂工厂大 多采用盐析法。
18
盐析法的主要工艺过程为： ①皂化 将油脂与碱液放入皂化釜，加热煮沸。
Krafft点（克拉夫特点）
对于离子型表面活性剂，例如十二烷基硫酸钠在水中的 溶解度随温度变化曲线AKB
13
图 十二烷基硫酸钠在水中的溶解度与温度关系
14
Krafft点是离子型表面活性剂的特征值，Krafft点也是表 面活性剂应用温度的下限，或者说，只有在温度高于 Krafft点表面活性剂才能更好的发挥作用。
总之，制皂中最重要的一步是皂化，盐析、碱析、整 理都是为除去杂质，减少水分，提高脂肪酸含量得到符合 工艺要求的纯净皂基。皂基经调和加入肥皂配方的复料即 可成型。
22
此法生产周期至少一天有时甚至需几天时间。这是传统 工艺的主要缺点。为了缩短皂化时间可采用催化剂如：氧 化锌、石灰石等。先将油脂高压水解，再加碱中和。先进 的连续化皂化法是利用油脂在高温高压（200℃，20～ 30MPa）下快速皂化的原理，4分钟就可得到40～80%的肥 皂，产品质优价廉。具体生产方法可查阅有关资料。
结在构2类00型℃：下此直系接列加产成品为一烷般基是琥利珀用酸C酐3~C而24制的得烯。烃其与中顺较丁常烯二见酸的酐是共十热二烷， 基琥珀酸（D表面活性剂）。
(3)松香皂 松香皂是一种天然植物树脂酸用碱中和的产物。 良的结乳构化类力型和：起分泡子力式。为C19H29COOH。它本身没有洗涤作用，但却有优 合成路线： RCOOH + MOH → RCOOM M：K+、Na+ 等
典型表面活性剂的生产技术—阴离子表面活性剂的生产
肥皂的制作
1.肥皂制取原理
油脂碱性条件下水解:（皂化反应）
甘油是制皂工业的重要副产
O C17H35 C O CH2
品，甘油在国防、医药、食 品、纺织等方面，都有很大的 用途。
O C17H35 C O CH
O
＋ 3NaOH
C17H35 C O CH2
硬脂酸甘油酯（脂肪）
△
3C17H35COONa ＋
基苯。
2、烷基苯的磺化
各种常见的磺化剂
主反应：
R + H2SO4
R
SO3H + H2O
R
+ H2SO4 . SO3
R
R + SO3
Rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
SO3H + H2SO4 SO3H
SO3是一种极强的磺化剂，反应剧烈，放热量很大， 且SO3在磺化中易氧化分解，故需用惰性气体对SO3进行稀 释，且需有专门措施移走反应热。
O、双键、金属、卤素、芳烃等杂质。
B、分子筛提蜡 利用5A分子筛吸附提取出正构烷烃。
C、烷烃脱氢 烷烃脱氢制取烯烃。
D、烷基化 采用HF为催化剂进行烷基化，特点：HF对烃类有
一定的溶解度，它既是催化剂又是溶剂，不易引起副反应， 缺点：HF价贵，腐蚀性强。
E、精馏 回收未反应的苯和烷烃循环使用，得到高纯度的烷
R (O C H2C H2)nO C H2C H2C O O N a
二、硫酸酯盐型（－OSO3Na）
高级醇及其它含-OH的化合物均可硫酸化生成硫酸 酯盐。含双键的烯烃也可硫酸化生成硫酸酯盐，经中 和后得到各种硫酸酯盐型表面活性剂。
R-OSO3Na 脂肪醇硫酸钠
RO（CH2CH2O）nSO3Na 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠
第三章_阴离子表面活性剂
以三氯化铝作催化剂：
HCl + AlCl3
Hδ+ Clδ- AlCl3
RCH CH2 + Hδ+ Clδ- AlCl3
R +CH CH3 ... AlCl3
1.1 长链烷基苯的合成
烯烃转化为亲电质点后，进攻苯环形成σ配合物， 然后脱去质子，得到最终产物。
以质子酸作催化剂：
+ R CH2 CH3 +
投料比：苯：烯烃：氢氟酸 = 1：10：有机相体积的2倍 苯：烯烃：AlCl3 = 1：7：0.045
反应温度：30 — 40℃
1.1 长链烷基苯的合成
（2）以氯代烷为烷基化试剂合成长链烷基苯
总反应式
三氯化铝做催化剂的反应历程：
R-Cl + AlCl3
+ R
...
AlCl4-
+
Rδ+ Clδ- AlCl3
RO ONa P
NaO O
单酯
RO ONa P
RO O
双酯
1. 烷基苯磺酸盐
合成过程：
制备长链烷基苯 成盐
烷基苯的磺化
长链烷基苯 （傅克烷
基化）
以烯烃为烷基化试剂 以卤代烷为烷基化试剂
1.1 长链烷基苯的合成
（1）以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯
以质子酸作催化剂：
R CH CH2 + H+
R +CH CH3
第三章 阴离子表面活性剂
概述
阴离子表面活性剂溶于水后能解离出具有 表面活性的带负电基团。它是表面活性剂中 发展历史最悠久、产量最大、品种最多的一 类产品，占表面活性剂总量的40%。
阴离子表面活性剂主要包括：磺酸盐、羧 酸盐、烷基硫酸盐和磷酸酯盐等。
磷酸酯盐型阴离子表面活性剂PPT
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。
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。
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。
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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。
M= K或Na+或二乙醇胺、三乙醇胺等。
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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。
阴离子表面活性剂.pptx
4.2.2.2 以氯代烷为烷基化试剂、三氯化铝为催化 剂合成长链烷基苯
1. 反应历程
• 氯化烷烃在三氯化铝的作用下发生极化，形成离子络 合物
R＋…AlCl4－，该亲电质点进攻苯环形成σ-络合物，
脱去R氢Cl质+ A子lC后l3 得到烷R+基Cl苯- A产lCl物3
R AlCl4
R AlCl4 +
R
第23页/共88页
2. 芳烃的磺化反应历程和动力学
• 三氧化硫:纯液态时大部分为三聚物,当使用四氯化碳、 三氯甲烷等对质子呈惰性的无水溶剂时，主要以单体 形式存在
反应速率υ ＝ k[ArH][SO3] • 发烟硫酸:磺化质点主要是SO3
反应速率υ ＝ k[ArH][SO3][H+] • 浓硫酸或浓度为85～95%的硫酸:亲电质点主要是
第2页/共88页
4.1.1 阴离子表面活性剂的分类
• 按照亲水基结构的不同，阴离子表面活性剂主要分为羧 酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型等四类
1. 羧酸盐型（－COOM）
CH3
C17H35COONa
RCONCH2COONa
硬脂酸钠
N-甲基酰胺羧酸盐
RR
RCON(CON)nCOONa
雷米邦A
H2S2O7 反应速率υ ＝ k[ArH][H2S2O7]
• 浓度低于85%的硫酸:磺化质点主要是H3SO4+ 第24页/共88页
• 反应历程:经过σ-络合物的两步历程
• 第一步，磺化亲电质点进攻苯环，与其结合生成σ-络合物
H SO3
+ SO3
+
+ H2S2O7
H SO3
+
+ H2SO4
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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。
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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。
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(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。
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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。
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。
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。
M= K或Na+或二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。
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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。
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。
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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
1、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。
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。
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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:
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Y为C17H35CO-NH(CH2CH2O-)n。 聚酯水解反应:
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。
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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。
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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。
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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。
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。
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。
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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。
M= K或Na+或二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。
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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。
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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。
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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
1、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。
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。
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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:
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Y为C17H35CO-NH(CH2CH2O-)n。 聚酯水解反应:
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。