表面活性剂

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）

；

（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 ＋ AlCl3 ＝ Hδ+－Clδ-·AlCl3

RCH＝CH2 ＋ Hδ+－Clδ-·AlCl3 ＝ R－＋CH－CH3…AlCl4－

之后反应：

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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：

c. 烷基芳烃的磺化：

（2）α-烯烃磺酸盐

（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 ＋ Cl2 → RSO2Cl ＋ HCl↑RSO2Cl ＋ 2NaOH → RSO3Na ＋ H2O ＋ NaCl

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（5）琥珀酸酯磺酸盐：

（6）Aerosol OT的合成

（7）硫酸酯盐型：

C12H25OH + H2SO4 → C12H25OSO3H + H2O

(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：

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）α-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。

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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：

b.甲醛-甲酸法：

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2）含杂原子的季铵盐：（a.含氧原子：

b.含醚基的季铵盐：

c.含氮原子：

d.含硫原子：

（3）含有苯环的季铵盐：例子——洁尔灭：

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（4）含杂环的季铵盐：

例子——N-甲基-N-十六烷基吗啉甲基硫酸酯盐：

（5）胺盐型：

a.长链烷基伯胺盐酸盐：

→RNH2·HCl HCl RNH2 ＋b.仲胺盐：

c.叔胺盐：

（6）咪唑啉盐：

阳离子表面活性剂的性质特点及应用：

（1）溶解性:一般情况下阳离子表面活性剂的水溶性很好，但随着烷基碳链长度的增加，水溶性呈下降趋势；

（2）krafft点：C原子数越多，krafft点温度越高;；

（3）表面活性：1.随着烷基碳链长度的增加，表面活性剂的张力逐渐下降；2.分子结构相同时，其大小与溶液的浓度有关。通常情况下，在一定范围内，表面张力随表面活性剂溶液的升高而降低，降到一定数值又随浓度升高而增加；

（4）临界胶束浓度：随C的增加，其浓度降低。

应用：a.消毒杀菌剂：阳离子SA 最突出的作用是消毒杀菌作用。常用于医药、原油开采等的消毒杀菌。

b.腈纶匀染剂.

c.抗静电剂：阳离子SA可以将其分子的非极性部分吸附于高分子材料上，极性基团朝向空气一侧，形成离子导电层，从而使电荷得以传导起到抗静电的作用。

d.矿物浮选剂：阳离子表面活性剂一般用作捕集剂，其特点是与矿物反应迅速，有时不需要搅拌槽，在短时间内可浮选完毕。

e.相转移催化剂：相转移催化剂是指用少量试剂作为一种反应物的载体，将次反应物通过界面转移至另一相，使非均相反应顺利进行。

f.织物柔软剂：向织物中加入柔软剂后，柔软剂通过化学作用和物理作用吸附在织物上，能够降低织物表面的静电积累，改善纤维-纤维的相互作用，使得纤维躺倒与纤维束平行消除“倒钩”，并通过覆盖和润滑纤维束，减少了纤维间的摩擦，得到更柔软，易弯曲的纤维。

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氧乙基化反应的机理及影响反应的主要因素：

反应机理：

（1）采用LiOH、NaOH、KOH等碱作催化剂的氧乙基化反应：