表面活性剂解析

表面活性剂：是一种加入很少即能明显降低溶剂（通常为水）的表面（或界面张力），改变

物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、憎溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的精细化学品。在结构上至少存在亲水基和疏水基两种基团，一个分子中可以同时

存在多个亲水基，多个疏水基。

分类：（1）按离子类型分类：1）非离子型表面活性剂2）离子型表面活性剂：阴离子、阳离子、两性（2）按表面活性剂的特殊性分类：碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活

性剂、冠醚型表面活性剂。

常见阴离子、阳离子、两性表面活性剂的中英文名、简写及结构

（1）阴离子：十二烷基苯磺酸钠：Sodium dodecyl benzene sulfonate （SDBS 或LAS）

弧比一 3 Na

（2）阳离子：苄基三甲基氯化铵:Benzyltrimethylammonium Chloride （TMBAC ）

（3）非离子：脂肪醇聚氧乙烯醚：Primary Alcobol Ethoxylate （AE 或AEO）

R-O-（CH2CH2O） n-H

（4）两性：十二烷基甜菜碱：Dodecyl dimethyl betaine （BS-12）C12H25-N+（CH3）2CH2COO-

阴离子表面活性剂的合成：

（1）烷基苯磺酸盐——烷基芳烃的生产过程:

a•以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯: 反应历程：（质子酸做催化剂）

R—CH = CH2 + H+ = R- + CH —CH3

（以AlCl3作催化剂）

HCl + AICI3 = H S +—Cl S - • AICI3

RCh k CH2 + H S +—Cl S - • AlCl3 = R — + CH- CH V AICI4 —

之后反应：

R-CH-CH3 +

b. 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：

R a + AlCh R- 匸二 ft AICU

或 RCHCH 2CH 2SO 3Na

OH

RCH J CH^CH J

(3)氧磺化法生产烷基磺酸盐:

(4)氯磺化法制备烷基磺酸盐：

RH + SO2 + CI2 f RSO2CI + HCI T

RSO2CI + 2NaOH f RSO3Na + H2O + NaCI

RCH2CH^CH 2 I so 3

NaOh

l

RCH=CHCH 2SO^Ja

NaOH

RCHOH(CH 2h_3SO3Na

RCH2CH3 + SO 2 + 扌。2

SO 3H NaOH SO 3Na

RCHCH 3

RCHCH 3

AIC

圻

(2) a -烯烃磺酸盐

R +Aieh + HCI

SO 3

RCH 兀 H(CH 必gH

NaOH

CH 2

1

_R 恥

01"1

. RCHMHQH^SOsNa

(5) 琥珀酸酯磺酸盐:

P

CH^C-OR

I + NaHSOs CHTj>「ONa(R)

(6) Aerosol OT 的合成

?

CH2-C-OR

N3Q3S—CH - £ ~ONa(Rj

O

MA 严

2CH3(CH2hCHCH^OH H^SO卓H^COOCH2CH(CH2feCH3 ■HQ HCYOOCH 彳HQHM%

NaHSO 备CH^COOCH2CH(CH Z}/：H3

NaO3S^CH—COOCHsCHtCH^CHa

(7)硫酸酯盐型：

C12H25OH + H2SO4 C12H25OSO3H + H20

(8)磷酸酯盐型：

4ROH+ P2O5 —2 (RO)2PO(OH) + H2O

2ROH+ P2O5 + H2O —2ROPO(OH)2

3ROH+ P2O5 —(RO)2PO(OH) + ROPO(OH)2

(9)羧酸盐型:

RCOOpi-t

RCCX>pH +

F?COOCH2

3hhOH a 3RCOONa +

磺酸型阴离子表面活性剂的结构与性能关系：

(1 )烷基苯磺酸钠：

溶解度：1烷基取代基碳原子数越少，烷基链越短，疏水性越差；2•随烷基碳原子数的增加，

达相同溶解度所需温度(Krafft点)越高；3•随烷基链的增长，cmc呈下降趋势。

表面张力：烷基链中带有支链的表面活性剂的表面张力较低。随着C原子数增加，r下降, CMC下降。

润湿力：随着直链烷基苯环酸钠烷基碳原子的增加，润湿力下降趋势。起泡性：带有十四烷基的直链烷基苯磺酸钠发泡性能最好，泡沫度最高。洗净性：随着直链烷基碳的原子数增加，洗净力逐渐提高。(2) a -烯烃磺酸盐：

溶解性：疏水基碳链越长，溶解度越低。18个碳的产品溶解度最低。

表面张力：当碳氢链含有15-18个碳原子时，其溶液的表面张力较低。去污力：碳原子数16的活性剂去污力最高。在硬水中也较强。

起泡力：14-13个碳原子时起泡力较好。硬水中起泡力保持良好。 生物降解性：较强，比直连烷基苯磺酸盐快而且降解更完全，只需 5天而不污染环境。

毒性：比直连烷基苯磺酸盐低，刺激性较小。 （3） 琥珀酸脂磺酸盐： 临界胶束浓度：随碳原子数增加，其

cmc 降低；

润湿力：当烷基碳链所含碳原子数小于 7且不带分支链时，随正构烷基碳链的增长， 润湿力 提高，而且随支链数的增加，润湿力减弱。当碳原子数大于

7个时，随正构烷基碳链长度的

增加，润湿力下降，而且随支链数的增加，润湿力增加。 （4） 烷基磺酸盐：

溶解度和临界胶束浓度随烷基链碳原子数的增加而降低， 在硬水中也具有良好的润湿、 乳化、

分散和去污能力。

季铵盐、铵盐型阳离子表面活性剂的合成： （1）烷基季铵盐：

a •高级卤代烷与低级叔胺：

Ci6H 33Br + (CH/N

» [C 16H 33-N(CH3)£]小匸

150V, 口6大气压

RCN + 2II 2 ------------------------------- » RCH 2NH 2

莫尼篠催化加氢

RNH 2 十 2HCHO + 2HCOOH^™^R -N^ 加热

RCH 2NH 2 + HCHO

,

RCH 2N=CH 2

RX + :N —R

a

R-N —R 2^| -X

b.甲醛-甲酸法: