两性表面活性剂

• 咪唑啉型
• 1、两性离子聚丙烯酰胺：两性离子聚丙烯酰胺因 分子内含阳离子基和阴离子基，水解共聚而成。 优点是具备了一般阳离子絮凝剂的使用特点，表 现了更优异的性能。此类絮凝剂可在大范围的PH 值内使用，具有更高的滤水量，较底的滤饼含水 率，也可用于强酸浸提矿石或从含金属的酸性催 化剂中回收有价值的金属。两性离子型绝非阴离 子型、阳离子型的混合。如果把阳离子聚丙烯酰 胺与阴离子聚丙烯酰胺配合使用则会发生反应产 生沉淀。所以两性离子产品最为理想。
18.5g（0.1mol）十二烷基胺和25ml95%乙醇， 搅拌溶解。在不高于30℃的温度下滴加26ml （0.58mol）85%甲酸。然后升温至40℃并保 持在该温度下滴加21ml（0.2mol）37%甲醛溶 液。滴加完毕，慢慢升温至回流温度，反应 至没有CO2气体释出为止。冷却，用10%氢氧 化钠溶液调节反应混合物至略偏碱性。加入 约20ml水，将物料移入分液漏斗，分层。有 几层用适量水洗涤一次，经无水硫酸钠干燥 后称重，得到浅黄色油状物17~18g，产率 80%~84%。
原料、；十二烷基胺（18.5g，0.1mol），乙醇 （95%，25ml），甲酸（≥85%，26ml，0.58mol） 甲醛（37%，21ml，0.2mol），氢氧化钠（3.2g， 0.08mol），无水硫酸钠，浓盐酸，乙醇-乙醚 （体积比为1:20）混合液，717型强碱性离子交换 树脂 实验操作 二甲基十二烷基胺的制备 向装置有电动搅拌、滴液漏斗和温度计的三 口瓶中加入
• 十二烷基甜菜碱的制备 • 放映装置同操作1.加入7.5g （0.08mol）氯乙酸，在冷却和搅拌下慢慢 滴入由3.2g（0.08mol）氢氧化钠和45ml水 配成的溶液，然后滴入以上制得的二甲基 十二烷基胺。升温至70~80℃搅拌反应3h， 得到浅黄色、黏稠的十二烷基甜菜碱溶液， 其中活性物含量约30%。
1 具有等电点 2 可以和所有其他类型的表面活性剂复配 3 毒性低、对皮肤眼睛刺激性小 4 耐水硬性和耐高浓度电解质性 5 良好的生物降解性
胶束
胶束：当水溶液内表面活性剂分子数目不断增 加时，依靠自身的范德华力相互聚集，形成亲 油基向内，亲水基向外的分子缔合体，称为胶 束。
临界胶束浓度
临界胶束浓度（ critical micell concentration, CMC）：表面活性剂分子 缔合形成胶束的最低浓度。
HLB值的概念
• 亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophile balance，HLB)是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。 • 数值范围：HLB值范围为0~40，其中非离 子表面活性剂HLB值范围为0~20。 • HLB 值愈大，亲水性愈强； HLB 值愈小， 亲油性愈强。
»HLB=3~8 可作为W/O型乳化剂 HLB=7~9 可作为润湿剂 HLB=8~18 可作为O/W型乳化剂 HLB=15以上 可作为增溶剂
• 甜菜碱型
• 1、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱：一种两性离子表 面活性剂，在酸性及碱性条件下均具有优良的稳 定性，分别呈现阳和阴离子性，常与阴、阳离子 和非离子表面活性剂并用，其配伍性能良好。无 毒，刺激性小，易溶于水，对酸碱稳定，泡沫多， 去污力强，具有优良的增稠性、柔软性、杀菌性、 抗静电性、抗硬水性。能显著提高洗涤类产品的 柔软、调理和低温稳定性。
两性型表面活性剂 主要分为氨基酸型、甜菜碱型、咪唑啉型和氧化 胺型
氨基酸型
十二烷基氨基丙酸钠：十二烷基氨基丙酸钠是由十 二伯胺与丙烯酸甲酯进行反应后经水解，再用氢氧 化钠中和后制得。 十二烷基氨基丙酸钠易溶于水，呈透明溶液，显碱 性具有良好的起泡性能和洗涤能力。
HLB值的应用范围
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谢谢
结
束
十二烷基甜菜碱
• 实验原理：烷基甜菜碱，即N-烷基-N，N-二甲基 甜菜碱，是一种羧酸盐型两性离子表面活性剂， 其结构式为: • CH3 • | • R—N+ —CH2COO— • | • CH3 • 从十二烷基胺开始，与甲醛和甲酸发生还 原胺基化反应（
Leuckart反应），生成二甲基十二烷基按， 后者再与氯乙酸那进行季铵化反应，生成产 物十二烷基甜菜碱。 n-C12H25NH2+2CH2O+2HCOOHnC12H25N(CH3)2+2CO2+2H2O n-C12H25N(CH3)2+ClCH2COONanC12H25N+(CH3)2CHCOO—+NaCl
临界胶束浓度的测定
• 当处于CMC时，溶液表面张力基本达到最 低值，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。 • 温度、浓度、电解质、pH值等因素对测定 结果也会产生影响。
2、十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱：因结 构中同时带有羟基的阴离子和阳离子基团， 不仅具有两性表面活性剂的所有优点，还具 有耐高浓度酸、碱盐，良好的乳化性、分散 性和抗静电性，以及具有杀菌、抑霉性和粘 弹性等，是恶性循环能优异的表面活性剂。 已可以广泛应用于日用化工、油田驱油、压 裂、酸化等多个领域。
精化3121
李慕09 李中涛 13
两性表面活性剂概述
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(-)。
两性表面活性剂的特性
十二烷基甜菜碱的提纯 将所得碱溶液（混合液）用过量的浓盐 酸处理，过滤，滤饼在乙醇-乙醚（体积比为 1:20）的混合液中重结晶得烷基甜菜碱的盐酸 盐。将其溶于蒸馏水中，通过717型强碱性离 子交换树脂。蒸馏脱去水，，再在乙醇-乙醚中 重结晶3次后，真空干燥，，得纯的十二烷基 甜菜碱。
注意事项 1、所用玻璃仪器必须干燥； 2、滴加甲酸时，通过控制滴加速度来控制反应温度， 高温会促使氨氧化，必要时可在瓶外用冷水冷却； 3、滴加甲醛时，应控制滴加速度，避免突然产生大量 气体，使物料冲出； 4、加减时应边加边搅拌，避免碱局部浓度过大，导致 副反应的发生； 5、氯乙酸具有强腐蚀性，且容易吸湿潮解； 6、滴加浓盐酸不要太多，至乳状液不再消失即可； 7、洗涤滤饼时，溶剂按规定量加，不能太多；
氧化胺型
1、十八烷基二羟乙基氧化胺：一种两性表面 活性剂，易溶于水和极性有机溶剂，水溶 液在酸性条件下呈阳离子性，在碱性条件 下呈非离子性。具有良好的增稠、抗静电、 柔软、增泡、稳泡和去污性能；刺激性低， 可有效地降低洗涤剂中的阴离子表面活性 剂的刺激性，还具有杀菌、钙皂分散、易 生物降解等特点。
• 实验改良 • 用NaHCO3代替NaOH来中和，收率有所提 高。这可能由于生成的氯乙酸盐，在强碱NaOH 的作用下，继续发生水解的副反应，生成羟乙 酸பைடு நூலகம்： • CICH2COONa+NaOHHOCH2COONa+NaCl • 而生成的羟乙酸盐不能与叔胺起季胺化 反应，从而影响了烷基
甜菜碱的收率。而弱碱 NaHCO3可以避免上述 缺点，因而提高了烷基甜菜碱的收率。 在反应中预先添加了少量的烷基甜菜碱， 烷基甜菜碱的收率有所提高。这是因为添加的烷 基甜菜碱，是两性表面活性剂，在反应开始时起 分散作用，使不大溶于水的叔胺能很好地分散在 溶剂中，提高了反应的速度，因而在一定的时间 里提高了烷基甜菜碱的收率，也即可以缩短反应 的时间。
2、十四烷基二羟乙基氧化胺：该品是一种两 性表面活性剂，易溶于水和极性有机溶剂， 水溶液在酸性条件下呈阳离子性，在碱性条 件下呈非离子性。具有良好的增稠、抗静电、 柔软、增泡、稳泡和去污性能；刺激性低， 可有效地降低洗涤剂中的阴离子表面活性剂 的刺激性，还具有杀菌、钙皂分散、易生物 降解等特点。
3、月桂酰胺丙基氧化胺：该品是一种两性表 面活性剂，易溶于水和极性有机溶剂，水溶 液在酸性条件下呈阳离子性，在碱性条件下 呈非离子性。具有良好的增稠、抗静电、柔 软、增泡、稳泡和去污性能；刺激性低，可 有效地降低洗涤剂中的阴离子表面活性剂的 刺激性，还具有杀菌、钙皂分散、易生物降 解等特点。