离子型表面活性剂
两性离子型表面活性剂
1双性离子型表面活性剂双性离子型表面活性剂（即zwitterionic surfactants）是一种具有特殊结构、既有正电聚合，又有负电复制物的表面活性剂。
在液态状态下，双性离子型表面活性剂可以将形式为离子的阴离子和阳离子的离子交互作用，由此形成具有双重结构的双链表面活性剂。
它不仅具有极好的表面活性特性，而且具有良好的稳定性、环境友好性和降解特性。
2双性离子型表面活性剂的结构双性离子型表面活性剂是由离子性末端基团、非离子性核心基团和中间基团三部分构成的X-Y(X:离子性末端基团，Y：非离子性核心基团)及X-Z(X离子性末端基团，Z：中间非离子性基团)的衍生物，它的结构形式有很多，其中X可以表示含有羧基、磷酸配体或硝基基团，Y可以表示经了高级氧加成和脱水重构等各种微分反应后形成的各种基团，还可以表示未经高级氧化过程和脱水重构过程所构成的各种基团，Z可以表示H、底物或含有羧基的杂环基团等。
3双性离子型表面活性剂的分类双性离子型表面活性剂分为：有机磷型表面活性剂、有机硫型表面活性剂和有机氯型表面活性剂。
（1）有机磷型表面活性剂主要以磷及其衍生物为活性基团，如乙基磷酸（PEG）、化磷酸酯类表面活性剂，以及各种醚醚醚酰磷类表面活性剂等。
（2）有机硫型表面活性剂主要以含有硫基类通过加强环系表面活性剂，如醚硫酸酯表面活性剂、萘硫酸酯表面活性剂、双甲氧基硫醚表面活性剂等。
（3）有机氯型表面活性剂主要以含有氯或三氟乙酸酯位结构、以氨基酸衍生物组成的双链结构以及具有穿孔性双链氯烃类等构成，如氯化烷基磺酸钠表面活性剂、氯烷基氯化基磺酸钠表面活性剂等。
4双性离子型表面活性剂的特点双性离子型表面活性剂具有很高的表面活性能力，具有很好的水溶性能，对于水和油的分离效果很好，运用极广泛。
而且，它极易在水溶液中被氧化水解，无毒易降解，节省能源，清洁环境。
此外，双性离子型表面活性剂具有良好的稳定性和安全性，在稳定高原温度处理也能持续稳定使用，不易爆破或燃烧、不会凝结成固体。
常用表面活性剂
常用表面活性剂种类有哪些1.阴离子型表面活性剂本类起表面活性作用的部分是阴离子。
主要包括肥皂类、硫酸化物、磺酸化物。
1肥皂类表面活性剂为高级脂肪酸盐分子结构通式为RCOO-nMn+。
常用脂肪酸的烃链通常在C11~C18之间以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常用。
根据其金属离子Mn+的不同有碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂等。
本类表面活性剂具有良好的乳化能力但容易被酸破坏碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏电解质可使之盐析有一定的刺激性一般只用于外用制剂。
2硫酸化物主要是硫酸化油和高级脂肪醇的硫酸酯类分子结构通式为ROSO3-M+其中高级醇烃链R在C12~C18之间。
硫酸化油的代表品种是硫酸化蓖麻油俗称土耳其红油为黄色或橘黄色黏稠液体微臭可与水混合为无刺激性的去污剂和润湿剂可代替肥皂洗涤皮肤也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。
高级脂肪醇硫酸酯类常用的有十二烷基硫酸钠又名“月桂醇硫酸钠”、十六烷基硫酸钠又名“鲸蜡醇硫酸钠”、十八烷基硫酸钠又名“硬脂醇硫酸钠”等其乳化能力强并较肥皂类稳定主要用作外用软膏的乳化剂。
3磺酸化物表面活性剂主要有脂肪族磺医`学敎育网搜`集整理酸化物、磺基芳基磺酸化物、磺基萘磺酸化物等分子结构通式为ROSO3-M+。
其水溶性和耐钙、镁盐的能力虽比硫酸化物稍差但不易水解在酸性水溶液中较稳定。
常用的有①脂肪族磺酸化物如二辛基琥珀酸磺酸钠商品名“阿洛索-OT”②磺基芳基磺酸化物如十二烷基苯磺酸钠广泛用于洗涤剂中。
2.阳离子型表面活性剂本类起表面活性作用的部分是阳离子其分子结构中含有一个五价的氮原子又称季铵化物。
其水溶性大在酸性或碱性溶液中均较稳定除具有良好的表面活性外还具有很强的杀菌作用因此主要用于杀菌和防腐。
如苯扎医`学敎育网搜`集整理氯铵商品名“洁尔灭”、苯扎溴铵商品名“新洁尔灭”、氯化溴化十六烷基吡啶商品名“西白林”等。
3.两性离子型表面活性剂本类表面活性剂的分子结构中与疏水基相连的亲水基是电性相反的两个基团即同时具有正、负电荷基团。
表面活性剂的分类及性质
表面活性剂的分类及性质一、表面活性剂概念：能使水的表面张力下降的物质称为水的表面活性剂（surfactant）。
结构特征：具有极性的亲水基和非极性的疏水基，且两部分分别处于表面活性剂分子的两端。
表面活性剂称之为两性分子（亲水亲油分子），但两性分子不一定是表面活性剂。
二、表面活性剂的类型（一）阴离子型（二）阳离子型表面活性剂（三）两性离子型表面活性剂分子中同时具有正电荷基团和负电荷基团的表面活性剂称之为两性离子型表面活性剂。
（四）非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂的两亲性常以其分子亲水和疏水的平衡值(HLB值)表示。
HLB值越低，亲酯越强。
（五）高分子型表面活性剂特点：相对分子量数千以上，有时达数十万，分子内有极性和非极性部分。
常用：蛋白质、阿拉伯胶、树脂、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺。
三、表面活性剂溶液的表面性质液体表面存在表面张力，使液体表面有收缩的趋势。
收缩的液体表面处于最低的能量状态。
两亲性分子在水溶液中趋于表面聚集，疏水基远离水相而获得最低自由能。
由于水分子与非极性基团分子间相互吸引力小于水分子与水分子间的相互吸引力，所以表面收缩力减少。
四、表面活性剂在溶液中形成胶束理论在临界胶束浓度时，溶液的性质如渗透压、密度、界面张力、摩尔电导都存在突变现象。
胶束的种类：（一）离子型表面活性剂（二）非离子型表面活性剂常温下，聚氧乙烯基的聚合度较大时，胶束呈网状；升温时，聚氧乙烯基与水分子之间的氢键被破环，发生失水，胶束则变为球状。
（三）高分子型表面活性剂一些高分子型表面活性剂，分子很长，在溶液中卷曲形成聚氧乙烯基为表面，聚氧丙烯基为内核的胶束，一个或几个分子就可以形成胶束。
几种常见阴离子表面活性剂使用指南
几种常见阴离子表面活性剂使用指南1，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐AES优点：抗硬水能力好，产品本身是由AEO-2,3获得，因此有较好的除油性能。
AES做出的产品较粘稠，具有一定的增稠作用。
缺点：水溶性差，天气寒冷季节使用不方便，尤其在北方。
产品渗透性能较差。
AES分散性能较差，容易导致污垢反沾污。
生产：基本国内生产，如：台湾和桐、浙江赞宇、湖南丽臣等。
2，十二烷基苯磺酸及其钠盐ABS优点：渗透性能好，价格便宜，具有一定的除油性能，是我国产量最大的表面活性剂。
具有生产工艺简单，原料易得等优点。
缺点：泡沫极高。
不耐硬水，需要搭配使用软水作用的产品。
分散性能差，容易导致污垢反沾污。
生产：台湾和桐、南京佳佳、天津三智等产能较大。
生产工艺简单，在国内也有非常多的小型厂家生产苯磺酸，很多贸易商在销售苯磺酸。
市场上的产品也可谓鱼龙混杂。
有的颜色深，有的颜色浅，有的含量不及90%，有的氨味特别大。
3，仲烷基磺酸钠SAS-60优点：渗透性能好，并且环保。
如果想提高产品的渗透性，SAS是最佳选择。
缺点：不耐碱，净洗力一般，也很贵（只有60%的含量，性价比不高）。
本身泡沫很高，跟非离子复配后泡沫会变得更高。
只可做渗透剂用，不适合净洗用，SAS的净洗性能是比不过LAS。
水溶性差，使用不方便。
生产：国内现在没有生产，在上世纪九十年代河北轻化工厂曾经生产该产品，遗憾的是，1998年4月28日发生爆炸事故，厂毁人亡。
目前只有沙索与科莱恩生产该产品。
SAS由于生产工艺复杂，产品价格较贵，性价比不及其它阴离子净洗剂，九十年代以后SAS逐渐受到冷落，产品已经开始减产，目前沙索和科莱恩已经将产能降到最低，沙索甚至关停了生产SAS的装置。
其它的化工企业诸如三井、巴斯夫、陶氏等并不看好SAS的前景，始终没有在SAS领域投资。
仲烷基磺酸钠SAS在净洗中的使用已经很少。
4,脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐FMES优点：脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐FMES是表面活性剂里面性能比较均匀的产品。
表面活性剂的分类方法
表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种：1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性；2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；3、按分子量分类，可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂，分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。
在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。
1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。
它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重，据统计，世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图所示，其亲水基一端是阳离子，故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。
阳离子表面活性剂水溶液，大多呈酸性。
而阴离子表面活性剂水溶液，一般为中性或碱性，与前者正好相反。
这是因为在中和时，各自的酸碱强度不同而造成的。
3、两性表面活性剂广义地说，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。
然而，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，在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)，是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。
可看成是两性表面活性剂的代表。
甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。
即使在等电点也无沉淀，且在任何pH值时均可使用。
4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。
两性离子型表面活性剂
两性离子型表面活性剂表面活性剂（Surfactants）是一类丰富多样的物质，可以影响液体、气体、固体和液体固体接触界面和相互作用。
表面活性剂可以起到很多作用，例如分解油脂、溶解有机物、改变液体的粘度和表面张力、增加液体的湿润性和乳液的密度、改变乳化的稳定性、增强洗涤性和抗衣物污染力等。
表面活性剂可以按照多种不同的类别划分。
其中，两性离子型表面活性剂是一类有机化合物，其分子中有一个极性基团（一般为芳环基团或羧基基团）以及一个非极性基团（一般为烷基基团或芳香族基团）。
它们是通过氢键和电解质离子来进行侧链的连接，具有良好的亲水性和亲油性，并且有较强的稳定性、制剂性能和耐热性。
而其最大的特点，就是能够形成各种不同的体系，如液晶体、乳状液、膜等，使其有更广泛的应用前景。
由于两性离子型表面活性剂的独特的结构和性质，它们在农药、医药、洗涤剂、农膜材料、油墨、香料、染料和橡胶等行业得到了广泛的应用，特别是在制剂中发挥着重要作用。
两性离子型表面活性剂可以增加液体的粘度，从而提高液体的附着力，增强液体的凝结效果和活性物质的有效剂量，以及提高洗涤剂的清洁能力。
此外，两性离子型表面活性剂还具有使液滴微粒悬浮的能力，可以促进物质的转移，从而改善物质的分散性。
除此之外，由于两性离子型表面活性剂具有抗氧化作用，经常被用于食品中以抗氧化保护食品，同时也可以用于医药、染料和纺织品中，以有效防止这些物质的氧化反应，如UV反应。
综上所述，两性离子型表面活性剂的独特的结构和性质，在各行各业的应用中发挥了多方面的作用，且具有良好的热稳定性、耐久性和耐受性，是众多表面活性剂中最重要的一类。
未来，随着技术的发展，希望能够研发新的两性离子型表面活性剂，以满足各种不同应用需求，实现更多的价值。
化妆品常用表面活性剂
化妆品中常用的表面活性剂表面活性剂的各种功能主要表现在改变液体的表面、液一液界面和液一固界面的性质，而其中液体的表(界)面性能是最主要的。
将物质加到溶剂中会大大降低溶剂的表面张力，能够使体系的表面状态发生明显的变化，这些物质都称之为表面活性剂。
按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型表面活性剂。
1)阴离子表面活性剂化妆品中常用的阴离子表面活性剂包括：脂肪酸皂、十二烷基硫酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基聚氧乙烯醚磷酸钠和大豆磷脂(卵磷脂)等，其特点是洗净、去污能力强，在化妆品中主要起清洁、润湿、乳化和发泡的作用。
2)阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂主要为高碳烷基的伯、仲、叔胺和季铵盐，如十八烷基三甲基氯化铵、C12～14烷基二甲基苄基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化钠等，其特点是具有较好的杀菌性与抗静电性，在化妆品中起柔软、抗静电、防水和固色的作用。
3)两性离子表面活性剂化妆品中常用的两性表面活性剂包括：椰油酰胺基丙基甜菜碱、咪唑啉等，两性表面活性剂的特点是具有良好的洗涤性能，且比较温和，低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性，以及良好的生物降解性。
两性表面活性剂常与阴离子或阳离子表面活性剂复配使用，有良好的配伍性，在一般情况下会产生协同增效效应。
在化妆品中起柔软、抗静电、乳化、分散和杀菌的作用。
4)非离子表面活性剂化妆品中常用的非离子表面活性剂主要有：失水山梨醇单月桂酸酯(司盘一20、司盘一40、司盘一6 0和司盘一80)、环氧乙烷加成物(吐温一20、吐温一40、吐温一60和吐温一80)、月桂醇聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、油酸单甘油酯、聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯羊毛脂等，其特点是安全，对皮肤温和、无刺激性，具有良好的乳化、增溶以及稳定性高，与其他类型表面活性剂相容性好等特点，在化妆品中应用最广。
除了上面几种表面活性剂外，最近迅速发展起来的还有天然表面活性剂(如羊毛脂和卵磷脂)、生物表面活性剂以及有机硅表面活性剂。
3.3阴离子型表面活性剂
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
表面活性剂的作用原理
疏水基团
疏水基团是表面活性剂分子中 与水分子排斥的部分，通常为 非极性烃基，如烷基、芳基等。
疏水基团的作用是与油污、油 脂等有机物结合，形成胶束或 乳浊液，从而将油污、油脂等 从表面分离。
疏水基团的性质决定了表面活 性剂的油溶性、去污能力和乳 化性能。
亲水亲油平衡值（HLB）
HLB值是衡量表面活性剂分子中亲水基团和疏水 基团平衡程度的数值。
04
表面活性剂的实际应用
洗涤剂
总结词
表面活性剂在洗涤剂中起到关键作用，能够降低水的表面张力，使污渍与织物 分离，从而达到清洁效果。
详细描述
洗涤剂中的表面活性剂能够降低水的表面张力，使水能够更好地渗透到纤维中， 将污渍从织物上彻底清洁掉。此外，表面活性剂还能包裹污渍，使其在洗涤过 程中容易随水流走，从而达到清洁效果。
的特性，两性离子型表面活性剂具有较好的适应性，应用范围广泛。
02
表面活性剂的分子结构与性质
亲水基团
亲水基团是表面活性剂分子中能 够与水分子结合的部分，通常为 极性基团，如羟基、羧基、氨基
等。
亲水基团通过与水分子结合，使 表面活性剂分子在水中溶解并分 散，形成单分子膜，降低水的表
面张力。
亲水基团的数量和性质决定了表 面活性剂的亲水性、溶解度和稳
详细描述
在制药领域中，表面活性剂可以作为药物载体，将药 物包裹在稳定的胶束中或形成脂质体，从而提高药物 的稳定性和生物利用度。在生物技术领域中，表面活 性剂可以作为生物传感器的敏感膜材料，检测生物分 子或细胞的存在和活性。此外，表面活性剂还可以用 于制备纳米材料和自组装膜等先进材料。
THANKS感谢观看 Nhomakorabea表面活性剂的作用原理
• 表面活性剂的定义与分类 • 表面活性剂的分子结构与性质 • 表面活性剂的作用原理 • 表面活性剂的实际应用
3 阳离子表面活性剂-4 (1)
2 + 2 H2
Ni Ni Ni
RCH2NH2 (RCH2)2NH
+
RCN + 4 H2
NH3
3 RCN + 6 H2
(RCH2)3N + 2 NH3
加氢还原的工业上的工艺条件：压力2.94-6.87 MPa，温度120-150℃。如果碱用量达0.5%， 反应压力可在1.22-1.42 MPa下进行。
2、防腐杀菌剂
如洁尔灭，十二烷基二甲基苄基氯化苄。用于医药等行业的消 毒杀菌。原理；强力吸附
3、匀染剂 季铵盐型阳离子表面活性剂匀染作用的大小随烷基链长度 的增加而上升。
4、抗静电剂：(电性的中和作用) 还可用作防水剂、固色剂等。
5、矿物浮选剂 阳离子表面活性剂常用作矿物捕集剂。 作捕集剂的有：脂肪胺及其盐、松香胺、季铵盐、二元胺 及多元胺等。 如正十四胺、十六胺等；十六烷基三甲基溴化铵、十八 烷基三甲基溴化铵。 6、织物柔软剂 由于阳离子吸附在基质的表面，其憎水基伸向外部，使织物 产生一定的柔软性。 7、相转移催化剂（PTC）-实验
CH2CH2NHCOR 长碳链季铵盐 R= C8~C26 咪唑啉季铵盐 吡啶季铵盐
X=Cl 或 CH3OSO3
长链季铵盐
含有一个以上长链烷基，在阳离子表面活性剂中产量最大。
不受pH影响，在酸、碱及中性介质中均稳定。 （双十八烷基双甲基氯化铵）
C18H37 [ C18H37 N
CH3 CH3
]
+
Cl
HCOOH
C17H35COOCH2CH2N(CH2CH2OH)2.HCOOH
用硬脂酸和氨基乙醇胺或二亚乙基三胺加热 缩合后再与尿素作用，经醋酸中和后，可制 得优良的纤维柔软剂阿科维尔（Ancovel）。
表面活性剂的分类
表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离性质，将表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
根据离子表面活性剂所带电荷，又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
一些表现出较强的表面活性同时具有一定的起泡、乳化、增溶等应用性能的水溶性高分子，称为高分子表面活性剂，如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等，但与低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小，增溶力、渗透力弱，乳化力较强，常用做保护胶体。
一、离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。
1．高级脂肪酸盐系肥皂类，通式为（RCOO-）nMn+。
脂肪酸烃链R一般在C11～C17之间，以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。
根据M的不同，又可分碱金属皂（一价皂）、碱土金属皂（二价皂）和有机胺皂（三乙醇胺皂）等。
它们均具有良好的乳化性能和分散油的能力，但易被酸破坏，碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏，电解质可使之盐析。
一般只用于外用制剂。
2．硫酸化物主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，通式为R·O·SO3－M+，其中脂肪烃链Ｒ在C12～C18范围。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油，为黄色或桔黄色粘稠液，有微臭，约含48.5％的总脂肪油，可与水混合，为无刺激性的去污剂和润湿剂，可代替肥皂洗涤皮肤，也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。
高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(SDS，又称月桂醇硫酸钠、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）等。
它们的乳化性也很强，并较肥皂类稳定，较耐酸和钙、镁盐，但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀，对粘膜有一定的刺激性，主要用做外用软膏的乳化剂，有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
3．磺酸化物系指脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等。
通式分别为R·SO3-M＋和RC6H5·SO3-M＋。
实验二十六表面活性剂
实验二十六表面活性剂离子型的鉴定一. 实验目的学习鉴定表面活性剂离子类型的方法。
二.实验原理离子表面活性剂可利用它们的离子反应来鉴别，非离子表面活性剂则利用其与金属离子形成络合物的颜色来鉴别。
亚甲基蓝属阳离子型有色物，在容量分析中可作指示剂使用，当它遇到阴离子表面活性剂时，生成不溶于水而溶于氯仿的产物，使氯仿层色泽变深；如果试验液中含有阳离子表面活性剂，由于阴、阳离子表面活性剂的结合，使亚甲基蓝脱离阴离子表面活性剂而从氯仿中重新回到水中，使氯仿层色泽变浅。
三.仪器和试剂3.1浓硫酸（AR）、无水硫酸钠（AR）、氯仿（CP）、渗透剂（磺酸盐或硫酸酯盐型阴离子表面活性剂）；3.2亚甲基兰溶液：称取0.03g亚甲基兰，用水调匀，加入12g浓硫酸和50g无水硫酸钠，用蒸馏水溶解并稀释至1000mL;3.3 0.05%阴离子表面活性剂溶液（渗透剂OT），若无渗透剂OT，可用其他磺酸盐或硫酸酯盐型阴离子表面活性剂代替，但需水溶性的；3.4 0.1%待测试样溶液。
3.5具塞试管：25mL；电子天平；烧杯：150Ml；量筒：100mL。
四.实验步骤4.1 阴、阳、非离子型的表面活性剂鉴定准确吸取5mL亚甲基蓝溶液和3mL氯仿与25mL具塞试管中，逐滴加入1mL0.1%阴离子表面活性剂溶液直至上下两层呈现同一色调（一般约需加10—12滴）[注：每加一滴，应盖上塞子并剧烈摇动使之分层，观察水层和氯仿层的色泽]然后加入2mL0.1%待测试样溶液，再次摇动2—3秒，静止使其分层，观察上下两层颜色的相对强度。
4.2 两性表面活性剂（烷基甜菜碱型）的鉴定这一类化合物含有阳离子和羧酸根离子，因而用通过两步骤进行检测。
4.2-1 酸性溴酚蓝法（检验阳离子表面活性剂的存在）：配制5%（按纯组分换算）的试样水溶液，将溶液1滴置于试管中，加入5mL氯仿、5mL0.1%溴酚蓝-稀乙醇溶液和1mL6moL.L-1盐酸激烈振荡混合，氯仿层呈现黄色。
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。
两性离子表面活性剂
3.纤维柔软剂：可用于天然纤维也可用 于合成纤维，不影响纤维的色光、不 易使之泛黄，不产生污染。 4.缩绒剂：羊毛织成呢后，需要进行缩 绒以使织物在长度和亮度上达到一定 程度的收缩，同时使其增加厚度及保 暖性。 还可以作为抗静电剂、金属防锈剂、 电镀助剂等。
一、两性表面活性剂的特性 1.能给出和接收质子，当PH低于等电点 时，多呈阳离子性；当PH高于等电点时， 多呈阴离子性。 2.几乎可以同其他所有类型的表面活性剂 进行复配，且一般都会产生加和增效作 用。 3.毒性和刺激性非常小，可用于化妆品及 洗发香波中。
4.具有极好的耐硬水性和内高浓度电解质， 甚至在海水中也可以有效地使用。 5.对植物油有益的柔软平滑性和抗静电性。 6.具有良好的乳化性和分散性。
碱中的甲基被长链烷基取代后的产物， 即:
式中R为C12~18。这类化合物是由季铵盐型阳离子部分和羧酸 盐型阴离子部分构成的。
甜菜碱（最初从植物甜菜中分离而得） 结构：
甜菜碱型两性离子表面活性剂：甜菜碱 中甲基被长链烷基取代后的产物。
特点
在任何PH值下多能溶于水，既使在等电点 下也不会发生沉淀； 不会因温度升高而混浊； 水溶液的渗透性好、泡沫性强、去污力好 分散性好 成本高
按酸性基和碱性基分类
等电点区
等电点：又称等电区或等电带，在静电场中， 由于电荷作用，阴离子形式存在的两性表面活 性剂离子将向阳极移动，以阳离子形式存在的 离子将向阴极移动。在一个狭窄的PH值范围内， 两性表面活性剂以内盐的形式存在，此时将该 表面活性剂的溶液放在静电场中时，溶液中的 双离子将不向任何方向移动，即分子内的静电 荷为零。此时溶液的PH值被称为该表面活性剂 的等电点。
4.在基质上的吸附量及杀菌性与PH值的 关系 在PH值低于等电点时，显示阳离子 特性，在羊毛和毛发上的吸附量最大， 亲和力强，杀菌力也比较强。在PH值 高于等电点时，显示阴离子性，上述 性能不理想。
阳离子型表面活性剂
阳离子型表面活性剂
阳离子型表面活性剂是一种重要的表面活性剂，它以有机离子为依托，具有良好的溶剂能力、多种应用、易于制备、低毒性等特点，用于洗涤、
助剂、乳化剂等。
阳离子型表面活性剂一般由有机离子和非离子构成，根据其离子类型
可分为甘氨酸酯类、丙二酸酯类、芳基磺酸酯类、磺基脂类、磷酸酯类、
聚氧乙烯醚类、含氯醇类等几大类。
甘氨酸酯类是最常用的表面活性剂，它们具有较强的乳化性能，用于
制备各种洗涤剂、化妆品、护肤品和肥皂等。
丙二酸酯类表面活性剂具有
良好的渗透性、抗烧蚀和乳化作用，可用于各类洗涤剂。
芳基磺酸酯类表
面活性剂具有优异的抗烧蚀性，用于制备金属表面处理剂、洗涤剂和织物
家纺处理剂。
磺基脂类表面活性剂具有良好的抗菌、抗污染、抗烧蚀和渗
透性，用于制备抗污染的洗涤剂和乳化剂。
磷酸酯类表面活性剂具有良好
的渗透性和抗烧蚀性，应用于洗涤剂、护发素、化妆品和护肤品等领域。
聚氧乙烯醚类表面活性剂具有优异的乳化性和防腐性，可用于乳化剂、印
染助剂、针织助剂等领域。
含氯醇类表面活性剂有良好的抗菌性，用于抗
菌洗涤。
两性离子型表面活性剂
在等电点时，表面活性剂在水中的溶解度最低，它的发泡、润湿及洗 涤能力也最低
两性离子型表面活性剂
2、几乎可以同所有其他类型的表面活性剂进行复配， 而且在一般情况下都产生加和增效作用。
两性离子型表面活性剂
甜菜碱型; 甜菜碱型两性离子型表面活性剂的最大优点是无论在酸性、中性或碱性水溶
液中均易溶，在等电点时也无沉淀，适用于任何pH环境。 例如、
烷基二甲基甜菜碱〔RN+(CH3)2CH2COO-〕
两性离子型表面活性剂
两性表面活性剂的特性 • 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。
两性离子型表面活性剂
合 表 面 活 性 剂 成 的 两 性 离 子
型
构成其阳离子部分的 是铵盐或季铵盐，阴离 子部分主要有羧酸盐、 硫酸酯、磷酸酯、磺酸 盐等。
羧酸盐型又分为氨 基酸型和甜菜碱型两类
两性离子型表面活性剂
氨基酸型：
氨基酸型两 性离子型表面活 性剂在等电点 （一般为微酸性） 时亲水性减弱， 可能产生沉淀。
3、具有较低的毒性和对皮肤、眼睛刺激性，可以用 在化妆品和洗发香波中。
4、具有极好的耐硬水性和耐高浓度电解性，甚至在 海水中也可以有效地使用。
两性离子型表面活性剂
以氨基丙酸为例
PH<4 PH>4
PH≈4
两性离子型表面活性剂
• 在PH﹥4，呈现阴离子型表面活性剂特征； • 在PH﹤4，呈现阳离子型表面活性剂特征； • 在PH ≈ 4附近，以内盐的形式存在，这种内盐一般称为“两性离子”。 • 两性表活剂在溶液中表现出最大的特征:等电点
表面活性剂的分类方法
表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种：1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性；2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；3、按分子量分类，可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂，分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。
在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。
1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。
它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重，据统计，世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图所示，其亲水基一端是阳离子，故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。
阳离子表面活性剂水溶液，大多呈酸性。
而阴离子表面活性剂水溶液，一般为中性或碱性，与前者正好相反。
这是因为在中和时，各自的酸碱强度不同而造成的。
3、两性表面活性剂广义地说，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。
然而，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，在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)，是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。
可看成是两性表面活性剂的代表。
甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。
即使在等电点也无沉淀，且在任何pH值时均可使用。
4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。
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最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。
液体内部分子所受的力可 以彼此抵销，但表面分子受到 液相分子的拉力大，受到气相 分子的拉力小（因为气相密度 低），所以表面分子受到被拉 入液相的作用力。
这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势，并 使表面层显示出一些独特性质，如表面张力、表面吸 附、毛细现象、过饱和状态等。
界面产生同性电荷使分散质间产生排 斥力；
形成机械膜。吸附膜的厚度、分子排 列紧密程度直接影响到吸附膜的机械强 度。
• 乳化剂的筛选原则
1.乳化剂的HLB值与被乳化体系的HLB值匹配 2.乳化剂的分子结构与被乳化体系分子结构匹配
相似匹配----特征基团相似 互补匹配 ----特征基团互补
高 分 子
特 种
型
型
型
型
型
离子型表面活性剂
（1）.阴离子表面活性剂 羧酸盐 RCOO－
例如： 肥皂中的表面活性成分硬脂酸钠等 磺酸盐 R-SO3－
例如： 洗衣粉中的十二烷基苯磺酸钠(ABS)等 硫酸酯盐 R-OSO3－
磷酸酯盐 R-OPO32－
离子型表面活性剂
（2）.阳离子表面活性剂 具有易吸附于一般固体表面及杀菌性两个特点
根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂。例 如：HLB值在2～6之间，可作油包水型的乳化剂；8～10之 间作润湿剂；12～18之间作为水包油型乳化剂。
HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | |———| |——| |——| |——| |
石蜡 W/O乳化剂 润湿剂 洗涤剂 增溶剂 | |————| 聚乙二醇
界面现象的本质
表面层分子与内部分子相比所处的环境不同 体相内部分子所受四周邻近相同分子的作用力 是对称的，各个方向的力彼此抵销；
但是处在界面层的分子，一方面受到体相内相 同物质分子的作用，另一方面受到性质不同的另一 相中物质分子的作用，其作用力未必能相互抵销， 因此，界面层会显示出一些独特的性质。
增效磷
杰效利 三硅氧烷助剂
CH3 O CH3 Si
CH3
CH3 O
Si CH2 CH2
CH3
Si CH3 CH3
CH2 O
CH2
CH2
On R
R = H, CH3
二、表面活性剂
表面活性剂是指能显著降低水的表面张力的一类物质
表面活性剂从结构上看均为两亲分子，即同时具有亲 水的极性基团和憎水的非极性基团。
洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂
(2)甜菜碱型 CH3
R-N+-CH2COOCH3
去污力强，对纤维有保护作用
(3) 卵磷脂类 属天然表面活性剂，常用作食品添加剂
非离子型表面活性剂
非离子表面活性剂
亲水基多为聚氧乙烯基构成，由所含氧乙烯基数目控制其亲水性。 稳定性高，与其他类型表面活性剂相容性好，可混合使用
2.表面张力（surface tension）
液体表面的最基本的特性是趋向于收缩 。 由于表面层分子的受力不均衡，液滴趋向于 呈球形，水银珠和荷叶上的水珠也收缩为球形。 从液膜自动收缩的实验，可以更好地认识这 一现象。 将一含有一个活动边框的金属线框架放在 肥皂液中，然后取出悬挂，活动边在下面。
由于金属框上的肥皂膜的表面张力作用， 可滑动的边会被向上拉，直至顶部。
水、含普通助剂和有机硅助剂的液滴在滴落到叶片上 时的表现。含有机硅的液滴很快展开。
3、乳化剂（emulsifiers)
不相混溶的两相液体的其中一相液体以极小的 液珠稳定分散在另一相液体中，形成不透明或 半透明乳浊液即乳化作用。起这种作用的助剂 称为乳化剂，如烷基苯磺酸钙，聚氧乙基脂肪 酸酯等。
R-CONH(C2H4O)nH
OH
OH
常用作起泡剂、增粘剂
O(C2H4O)yH
(4)多元醇OH 型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物
Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类 具有低毒的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验
混合型表面活性剂
某一品种乳化剂单剂对乳油中的原药及有 机溶剂有适用性的选择，即不具有广泛的适应 性，往往仅适合配制一定种类农药的乳油。若 采用混合型乳化剂，往往可扩大对原药及有机 溶剂的适应性范围，降低乳化剂用量和提高乳 油质量。混合型乳化剂多为非离子型乳化剂与 阴离子型乳化剂中的混配。
三、表面活性剂的应用
表面活性剂的用途极广，主要有五个方面：
1.润湿作用 2.起泡作用 3.乳化作用 4.增溶作用 5.洗涤作用
三、表面活性剂的应用
• 表面活性剂在农药中主要用作乳化剂、润湿剂、
分散剂、稳定剂、增效剂等
• 乳化作用和润湿作用是应用最多的领域 • 促进药剂对植物的渗透作用
对药剂具有增溶作用
1、填料（fillers, carriers)
农药加工时，为调节成品含量和改善物理 状态而配加的固态物质。使原药便于机械粉碎 ，增加原药的分散性，是制造粉剂或可湿性粉 剂的填充物质，如粘土、陶土、高岭土、硅藻 土、叶蜡石、滑石粉等。
类别
硅
矿
酸
物
盐
性
类
惰
碳酸盐
性
硫酸盐
物
磷酸盐
质
氧化物
植物性物质
合成惰性物
工业惰性物
名称
陶土 凹凸棒土 高岭土 活性白土
石灰石 石膏 磷灰石 硅藻土 河沙 玉米芯
白炭黑 硅胶
矿渣
WP
√ √ √ √
√
√
√ √
Powder
G
√
√
√
√
√
√
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√
√
√ √
√
√
√
√
√
2、润湿剂（wetting agents）
又称湿展剂，可以降低水的表面张力，使水 易于在固体表面润湿与展布的助剂，如茶枯、 纸浆废液、洗衣粉、拉开粉等。 润湿作用：液-固界面取代气-固界面的过程。
亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量
×20
石蜡无亲水基，所以HLB=0 聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20。 其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0～20之间。
HLB值的计算公式
• HLB=E/5
聚氧乙烯基分子量 E 乳化剂分子量 100
• ※ 仅用于聚乙二醇型非离子表面活性剂的计算
HLB值
混合型表面活性剂原理
被乳化系统的有机性强，酯溶性强； 非离子性乳化剂有机性强，亲水性强； 阴离子性乳化剂有机性弱，酯溶性强； 故两者混合可同时满足被乳化体系有机性和酯 溶性的要求。
天然物质表面活性剂
(1).含皂素的茶子饼、皂荚等 (2).亚硫酸纸浆废液等 (3).动物废料水解物（动物蛋白、 胶类）
O/W乳化剂
5.表面活性剂的特性：临界胶束浓度 ( Critical Micelle Concentration)
在表面张力对浓度绘制的 曲线 上会出现转折。继续增 加活性剂浓度，表面张力不再 降低，
CMC
表面活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度称为 临界胶束浓度。
临界胶束浓度 (critical micelle concentration)
极性头
8－18C 长链烷基等非极性基团
1.表面和界面 (surface and interface) 界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，
若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。
严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间 的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为 液体或固体的表面。
常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液 界面，液-固界面，固-固界面。
使用较多的品种有木质素磺酸盐、NNO（奈 磺酸甲醛缩合物）、纸浆废液和茶枯粉等。
6、粘着剂（stickers)
能增加农药对固体表面粘着性能的助剂。因 药剂粘着性提高而耐雨水冲洗，提高持效性。 如在粉剂中加入适量粘度较大的矿物油，在液 剂农药中加入适量的淀粉糊、明胶等。
7、稳定剂（stabilizers）
(1) 脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH
俗称平平加系列，具良好湿润性能
(2)烷基酚聚氧乙烯醚 RT-w(Ce6eHn 4)-O(CO2H4O)nH O
Sp俗an称 OP系列，化学性质稳定，抗氧化性能强O C R
O
(3)聚氧乙烯烷基酰胺 O
O
CR
H(OC2H4)x O
O(C2H4O)zH
可抑制或减缓农药有效成分分解；有的具有抗 凝作用，又称抗凝剂，能防止农药制剂在贮藏 过程中物理性能变坏，如粉状制剂结块、乳剂 分层等。
8、增效剂（synergists)
本身无生物活性，但能抑制生物体内解毒 酶，与某些农药混用时，能大幅度提高农药毒 力和药效的助剂，对防治抗性害虫及延缓抗药 性等具有重要意义。
表面活性剂浓度变大
C < CMC
分子在溶液表面 定向排列，表面 张力迅速降低
C ＝ CMC
溶液表面定向排 列已经饱和，表 面张力达到最小 值。开始形成小 胶束
C > CMC
溶液中的分子的憎水 基相互吸引，分子自 发聚集，形成球状、 层状胶束，将憎水基 埋在胶束内部
胶束(micelle)
两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分 会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使 憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接 触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。
从洗涤作用理解表面活性作用
洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加 对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡、增白、 占领清洁表面不被再次污染等功能。
其中占主要成分的表面活性剂的去污 过程可用示意图说明。
A.水的表面张力大，对 油污润湿性能差，不容 易把油污洗掉。