阴离子表面活性剂综述作业
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阴离子表面活性剂综述
【摘要】本文主要描述阴离子表面活性剂,将在水中电离后起表面活性作用的部分带负电荷的表面活性剂称为阴离子表面活性剂。具有澄清净化、沉降促进等作用。大量应用于清洗,化妆品等日常生活用品中,是我们生活中必不可少的表面活性剂。
【关键词】阴离子表面活性剂澄清净化生活用品
一.概述
阴离子表面活性剂的数量相较于阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂在数量上是最高的,从结构上把阴离子表面活性剂分为羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐四大类。下图为阴离子表面活性剂通式
表面活性剂的结构特点
表面活性剂降低表面张力的有效形式是表面活性剂分子中的。两亲性质”结构,即分子中既有可溶于有机相的亲油部分(或疏水部分),又有不溶于有机相的疏油部分(或亲水部分)如图1.1,造成在界面的选择吸附—亲水基受到水分子的吸引,而亲油基受到水分子的排斥,只有占据到溶液的表面,将亲油基伸向气相,亲水基伸入水里,从而达到稳定结构。表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
图1-1表面活性剂的结构
FigureI-1 The structure ofsurfaean
按结构分类在水溶性体系中,表面活性剂最有用的化学分类是建立在亲水基性质基础上的,疏水基团一般含有长链烃基。按离解或不离解分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂;离子型表面活性剂又可按产生电荷的性质分为阴离子型、阳离子型和两性型表面活性剂
阴离子表面活性剂英文化学术语:An-ionic surfactant. 表面活性剂的一类。在水中解离后,生成憎水性阴离子。如脂肪醇硫酸钠在水分子的包围下,即解离为ROSO2-O-和Na+两部分,带负电荷的ROSO2-O-,具有表面活性。阴离子表面活性剂分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类,具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。产量占表面活性剂的首位。不可与阳离子表面活性剂一同使用,在水溶液中生成沉淀而失去效力。
物理化学性质
阴离子表面活性剂有良好的生物降解性,有利于环境保护,使用安全,且具有许多优良的使用性能。
1、澄清净化作用;
2、沉降促进作用;
3、过滤促进作用;
4、增稠作用及其它作用。
在废液处理、污泥浓缩脱水、选矿、洗煤、造纸等方面,能够充分满足各种领域的要求。
应用性能
在清洗领域中,阴离子表面活性剂是发展最早、产量最大、品种最多及工业化最成熟的一类,虽然阴离子型表面活性剂在净洗能力普遍差于非离子表面活性剂,但是具有非离子所不具备的耐酸、耐碱、耐硬水、低温流动性好等优点,特别是是价格上相比非离子品更加低廉,所以阴离子表面活性剂也是表面活性剂家族中品种最多,用量最大一个品种
阴离子表面活性剂通常分为磺酸盐型、羧酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型等【1】。2010年,欧洲洗涤剂协会(AISE)对在欧盟27个国家在清洗领域的阴离子表面活性剂使用做了统计数据,下图列出了2010年,几种阴离子表面活性剂在清洗领域的消耗总量比例【2】
阴离子型表面活性剂在各种清洗配方中应用广泛,通过复配各种阴离子成分,从而起到降低产品成本,提高产品的浊点、耐酸碱性以及低温流动性。
下表为各种阴离子表面活性剂的应用性能【7】
二.现有生产方法
举例AES
产品:脂肪醇聚氧乙烯醚无色或微黄色白色膏体
液碱透明液体(含量>=42%,硫酸盐<=0.1%,铁<=10%)
硫磺黄色粉末、黄色液体
磷酸无色透明液体,纯度>=75%
双氧水含量>=27.5
产品:(AES)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠纯度70%+-2 无色、白色或淡黄色粘稠液体
用途:广泛应用与洗涤剂、洗发香波、复合皂等洗涤化妆用品,另外还广泛应用于农业、纺织、医药、石油等。
生产工艺:液体硫磺经氮气雾化后,与经过压缩、冷却、硅胶吸附的露点可达到-60o C左右的空气,燃烧生产SO2,高温下,在钒触媒的催化作用下SO2转化成SO3,经稀释空气调节SO3浓度后进入磺化反应器。应用醇醚车间提供的AEO经过硫酸化得到AES。【3】
三.国内外研究、生产、应用现状对比
国外研究、生产
表面活性剂的生产,最初是以动、植物油脂做为原料制成肥皂,在公元前600年,腓尼基人就已制造肥皂,并把它作为与高卢人进行交换的商品。英匡人用脂肪和木灰生产肥皂,并给其命名为。“Saipo”,现今肥皂(Soap)一词即由那时得名。1917年德国化学家刚什尔成功地由煤焦油合成了表面活性剂烷基萘磺酸盐,它具有很高的发泡性和润湿性。虽然它的洗涤能力不高,但它却为以后新表面活性剂的开发奠定了基础。第二次世界大战后,随着石油化工的崛起,为合2新型含氟表面活性剂的合成、性能及应用研究成表面活性剂工业提供了大量的廉价原料,促进了这一工业的迅猛发展,进一步扩大了它在各个领域中的应用。另一方面,因为合成表面活性剂的大规模生产和应用,对于消除表面活性剂所引起的环境污染的呼声也日趋强烈。许多国家对烷基支化度很高而难以生物降解的表面活性剂品种采取限制和停止生产的严厉措施。如在1964年用性能优异的直链烷基苯磺酸钠取代难以生物降解造成环境污染的TPS;同时,50年代后石油化工的发展促进了醇系表面活性剂的大力发展,其中醇醚非离子表面活性剂因其优良的低温洗涤性、低泡性、可生物降解性等,加之脂肪醇和环氧乙烷原料的充足供应而获得迅猛发展。90年代以后,表面活性剂向无毒、无公害、高效等发展,氟表面活性剂等成为很具有潜力的表面活性剂。据有关业内人士分析,未来表面活性剂工业的发展趋势是:
其一,环保和安全将成为行业发展的主要推动力;其二,醇系表面活性剂在家用洗涤剂中的用量将持续增长;其三,功能性和有效性将成为表面活性剂的开发方向;其四,重大开发研究课题将集中在高技术领域,主要是能源、煤炭、石油采掘和加工技术中的表面活性剂的应用【4】
国内发展现状
总体看国内市场,金桐、南烷.抚顺以磺酸产品为主,中轻物产浙江化工、吉化,湖南丽臣、浙江赞成等企业以AES为主,AES利润空间相比磺酸大,而胺盐、K12的利润空间就更大些。不难看出烷基苯生产厂的重点是将烷基苯加工成磺酸.以产量。规模取胜,抚顺、吉化、中轻物产浙江化工将发挥自身生产脂肪醇的优势.大力发展下游产品AES。另外随着国内市场国际化、原料来源多样化以及Ⅱ一烯烃的价格走低,国内AOS的产量还将会增加.AOS的增加为促进无磷洗衣粉及改进肥皂的品质据供了方便。目前新型、使用量大的磺化产品暂时还没有.磺化企业的产能都在扩大。石油原料价格没有下降迹象。民用洗涤剂、个人清洁用品的价格竞争也是十分激烈.限制了磺化产品价格的上调,因此,对大型磺化企业来说,相互间的竞争仍然会十分激烈。【9】
应用现状
阴离子活性剂