第四章阴离子表面活性剂 (2)
药剂学第四章表面活性剂
产生固-气/固-液界面吸附
液体表面依靠吸附于体系的溶质以降低自由能活 表面张力
产生液-气/液-液界面吸附
2021/1/12
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液-液(气)吸附:
溶质分子在界面聚集或反聚集,导致溶液表面张 力的变化。
➢ 溶质浓度的增加导致表面张力的缓慢增加,如无 机电解质与水分子具有良好的亲和力。
➢ 20溶21/1质/12 浓度的增加导致表面张力的缓慢降低,如11低
脂肪 单月 单棕 单硬 三硬 单油 三油 酸 桂酸 榈酸 脂酸 脂酸 酸 酸
性质: Spans20-40有一定水溶性,用作 O/W型乳化剂,随着脂肪酸链长的增加和脂 肪酸基团数量的增多,疏水性变大,
2021S/1/p12ans60以上用作W/O乳剂的乳化剂。酸、36
2.多元醇型
(2) 聚山梨酯:吐温[Tweens] 即聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯
一、基本概念
界面表面分子收到的作用力和
内部分子受到的作用力和不同。
表面张力:微观上表面分子受到垂直指向液体 内部的合力,宏观上液体表面上任何部分单位 长度直线上的收缩力。
表面张力方向:表面张力的方向与液面相切, 并与液面的任何两部分分界线垂直。单位N/m。
2021/1/12
6
一、基本概念 表面自由能:在表面张力作用下,液面发生收缩,
产品有:泊洛沙姆(poloxamer),商品名普朗尼 克 (Pluronic),。
202性1/1/1质2 :为淡黄色液体或固体;分子量
34
2.多元醇型
该类表面活性剂为疏水性脂肪酸与亲水性多元 醇如甘油、季戊四醇、失水山梨醇作用生成的 酯。
1
失水
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4 5
山梨醇
人教版高中化学选修2 化学与技术 第四章 第二节 表面活性剂 精细化学品(第2课时)
2020/4/25
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
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精细化学品及其生产特点
2、 精细化工具有技术密集附加值的等特点
研究开发(R&D)投资高 工艺流程长 情报密集、信息快
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江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
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精细化学品及其生产特点
产品的更新换代快,市场寿命短,技术专利性强, 市场竞争激烈等。
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江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
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精细化学品及其生产特点
情报密集、信息快
由于精细化工产品是根据具体应用对象而设计的,它们的 要求经常会发生变化。
一旦有新的要求提出,就必须按照新要求来重新设计 结构,或对原有的化学结构进行改进,其结果就会 产生新产品。
大量的基础研究工作产生的新化学品也不断地需要寻 求新的用途。
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江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
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精细化学品及其生产特点
技术密集的特点反映在精细化工产 品的生产中是技术保密性、专利垄断性 强。
厂家通过自己拥有的技术开发得到 的技术进行生产,并以此为手段在国内 及国际市场上进行激烈竞争。
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江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
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精细化学品及其生产特点
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精细化学品及其生产特点
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江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
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精细化学品及其生产特点
单元反应多、原料复杂、中间过程控制要求严格。
如: 感光材料的成色剂合成单元反应多达十几步,最
后产率有时会低于20%。 在制药工业中,除采用合成原料外,还要采用天
然产物,或是用生化方法得到的半人工合成中间体。
第四章 表面活性剂
剂HLB值的计算
39
• HLB值与应用的关系
亲 油 性 表 面 活 性 剂 HLB 低 , 亲水性表面活性剂的HLB高; 亲油性或亲水性很大的表面活 性剂易溶于油或水。
• 3-6:W/O型乳化剂; • 8-18:O/W型乳化剂; • 13-18:增溶剂; • 7-9:润湿剂。
40
二、亲水亲油平衡值(HLB)
高亲油性越好,亲水性越差)
34
2.温度对溶解特性的影响
• 昙点:聚氧乙烯型非离子表面活性剂,升 温可导致聚氧乙烯链与水间氢键断裂,升 到一定温度时,聚氧乙烯链发生强烈脱水 和收缩,使增溶空间减小,增溶能力下降, 溶解度急剧下降并析出,溶液出现混浊的 现象。此温度为昙点或浊点
聚氧乙烯链相同时,碳氢链越长,浊点越
多价皂(铅、钙、铝皂);有机胺皂(三乙 醇胺皂) ③性质:具有良好的乳化能力,易被酸及 多价盐破坏,电解质使之盐析。 ④应用:具有一定刺激性,一般供外用。
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硫酸酯盐:
①通式:R·O·SO3¯M+ ②分类:硫酸化油(硫酸化蓖麻油);高级脂
肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠SDS) 。
③性质:与水混溶,为无刺激去污剂和润湿 剂;乳化性很强,稳定、耐酸和钙镁盐, 易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。
•性质:毒性低、溶血作用小,化学上不解 离,不易受电解质和pH值的影响;能与大 多数药物配伍,应用广泛(外用、内服、 注射)。
•分类:聚乙二醇型、多元醇型
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2.非离子表面活性剂 • 聚乙二醇型(聚氧乙烯型) 聚氧乙烯脂肪醇醚与聚氧乙烯烷基酚醚 ① 通 式 : RO(CH2OCH2)nH 与 R-
在等电点以下—呈阳离子型表面活性剂性质 (杀菌)
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• 两性离子表面活性剂 c.常用品种:卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱 型两性离子型表面活性剂。 d.最大优点:适用于任何pH溶液,甜菜碱 型等电点时也不沉淀。
物理药剂学第四章药物表面现象与表面活性剂
3. 磺酸化物 烷基磺酸盐通式:RSO3-M+ /RC6H5SO3-M+ e.g.:二己基琥珀酸磺酸钠,十二烷基苯磺 酸钠
有较好的保护胶体的性质,黏度低、去污力 强、起泡性和油脂分散能力强,为优良的洗 涤剂。
4. 胆盐 e.g.:甘胆酸钠、牛磺胆酸钠等 用途:胃肠道脂肪的乳化剂和单硬脂酸甘油 酯的增溶剂
(二)阳离子表面活性剂
季铵盐型 通式:[R1R2N+R3R4]X特点:水溶性大,对酸碱稳定,良好的表 面活性作用,具有很强的杀菌作用。 应用:杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械 的消毒。 e.g.:洁尔灭、新洁尔灭、度米芬等
(三)两性离子型表面活性剂
分子上同时具有正负电荷的表面活性剂,随介质的 pH可成阳或阴离子型。
物理药剂学第四章药物表面现象 与表面活性剂
§1 表面活性剂概述
一、表面活性剂的概念
表面张力的产生
物质处于聚集状态时,其相界面上所 发生的一切物理化学现象称为表面现 象。
其表面较其物质内部具有多余的能量 称为表面自由能,而单位面积上的自 由能又称为表面张力。
溶剂中加入溶质时,溶液的表面张力 因所加溶质的不同而发生变化
用做O/W型乳化剂、分散剂。一些高脂肪 酸含量的蔗糖酯也用做阻滞剂。
2. 聚氧乙烯型
(1)聚氧乙烯脂肪酸酯(酯型) 通式:RCOOCH2(CH2OCH2)nCH2OH e.g.:卖泽, Myrij;聚氧乙烯 40硬脂酸酯 (polyoxyl 40 stearate), O/W型乳化剂
(2)聚氧乙烯脂肪醇醚(醚型) 通式:RO(CH2CH2O)nH e.g.:苄泽, Brij;Brij 30与Brij 35是不同分 子量聚乙二醇与月桂醇的缩合物 西土马哥、平平加0、埃莫尔弗 这一类表面活性剂通常被用作O/W型乳化剂
第四章表面活性物质
6.4 表面活性剂聚集体的微观性质
表面活性剂在水中形成多样的聚集结构,但争论也较 多。
目前一般认为,当表面活性剂浓度小于CMC时,表面 活性剂已存在几个分子的聚集体,称为预胶束,其数 量较少,而且不稳定。
浓度超过CMC以后,表面活性剂自发形成胶束,如果 体系中不含添加剂,表面活性剂浓度大于CMC不多时, 形成的胶束一般为球形;浓度大于CMC10倍时,往往
原因:表面活性剂溶于水后首先在表面吸附并定向排列, 达到一定值时表面达到饱和吸附,表面张力不再降低,内 部分子开始聚集,形成胶束,用CMC表示。
•CMC(critical micelle concentration)由不同方法得到的 数值有所不同,通常以表面张力方法为准。
有如下规律:
(1)疏水基相同时,直链非离子型表面活性剂的CMC大 约比离子型表面活性剂小两个数量级; (2) 同系物中,不论离子型的还是非离子型的活性剂, 疏水基的碳原子数目越多,CMC就越低。可以看出, 对于直链的离子型表面活性剂,具有同一个亲水基团 的同系物,疏水基每增加两个碳原子,CMC约降低为 原来的1/4。对于直链非离子型活性剂,每增加两个碳 原子,其CMC值约降低到原来的1/10。根据经验总结,
其中,m代表侧链的亚甲基数,一般为8,10,12,s代表 两极性头之间的亚甲基数。
Bola型表面活性剂:双头单尾,由疏水链两端各连接一个 亲水基团构成
X(CH2)16N+Me3Br
具有高度的热稳定性,在生物膜模拟方面具有极好的应用 前景。
6.2 表面活性剂在溶液界面上的吸附---Gibbs吸附
非离子表面活性剂原料来源广泛,性质稳定,不受盐类及 溶液pH的影响,而且可与阴、阳离子型表面活性剂混合使 用,在水和有机溶剂中均可溶解,因而应用范围极为广泛。
胶体化学第四章第四节
§4.4 阴离子表面活性剂
4.羧酸盐
(2)羧酸盐的性能与应用 如钠皂最硬、钾皂次之、胺皂最软。脂肪酸的碳链越长, 饱和度越大,凝固点越高,用其制成的肥皂越硬。硬脂酸钠除 用作肥皂外,还常用作化妆品的的乳化剂。钾皂常用作化妆用 肥皂和化妆品的乳化剂。月桂酸钾是淡黄色浆状物,易溶于水 起泡作用大,主要用于液体皂和香波生产中,也常用作乳化剂 和起泡剂。 烷基醚羧酸盐亦称聚醚羧酸盐,其化学通式为 R(OCH2CH2)nOCH2COONa,它对硬水中金属离子稳定,对 皮肤的作用缓和,能防止酶的产生。主要用作化妆品的乳化 剂、分散剂、凝胶剂和钙皂的分散剂、润湿剂等。
§4.4 阴离子表面活性剂
1、磺酸盐与磺化反应
磺酸盐的化学通式为R-SO3Na,碳链中的碳原子
数在8—20之间。磺酸盐易溶于水,在酸性溶液中 不发生水解,有良好的发泡和洗涤作用。这类表 面活性剂主要用于生产洗涤剂。 磺化反应:有机化合物分子个引入-SO3基团的反 应称为磺化反应。得到的产物是磺酸化合物
§4.4 阴离子表面活性剂
2.硫酸酯盐与硫酸盐化反应
硫酸酯盐主要有两类,即脂肪醇硫酸盐和脂肪醇 醚硫酸盐,其化学通式分别为ROSO3Na和 RO(C2H4O)nSO3Na,烃基中的碳原于数通常为8~ 18。这类表面活性别具有良好的发泡能力和洗涤 能力,在硬水中稳定,其水溶液呈中性或微碱性。 硫酸酯盐主要用于洗涤剂中。
§4.4 阴离子表面活性剂
1、磺酸盐
(2)烷基磺酸盐 现在主要采用磺氧化生产。正构烷烃链上伯碳原子与 仲碳原子上氢原子的相对活泼性的比例为1:3,因此 磺氧化法产物大部分为仲位取代物,反应式如下:
本法不需用氯气,副产物少,可简化工艺降低成本
§4.4 阴离子表面活性剂
第四章表面活性剂(阴离子)
4 石油磺酸盐 制备方法: 用发烟硫酸、二氧化硫或硫酸处理高沸点的石油 馏分,随后中和得到混合物。混合物的主要成分 是高分子量的磺酸盐。 石油磺酸盐是将沸点超过260℃,通常含有5~30 %的芳烃和可磺化烃的石油原料经磺化而制得。 所有经过磺化处理的产品中,大部分是没有反应 的烃油。这种烃油称之为矿物油或白油。含有脂 肪烃或脂环烃,特别是环烷烃类石油磺酸盐是一 种在油中生成,并溶解油中的副产品,可以把它 们从矿物油中分离出来。
• 硫酸化反应:凡与硫酸作用而导入 亲水基的反应; • 硫(酸)化:凡与硫酸作用而生成 硫酸脂盐的反应; • 磺化:凡与硫酸作用而生成磺酸盐 的反应。
四、磷酸脂盐类 • 反应、制备与硫酸盐脂盐相似,不同的是有单酯和双酯 之分。单酯溶于水,而双酯难溶于水,在水中呈乳浊状。
O 2ROH + P2O5 + H2O 2R O 4ROH + P2O5 2R O P
CH2 CH CH3 C12H24 C12H25
H2SO4 + SO3 C12H25 + SO3
发烟硫酸 C12H25 SO3 H
三氧化硫液体
C12H25
SO3 H + NaOH
C12H25
SO3 Na
2、 烷基磺酸盐(AS-Alkyl Sulfonate) 结构通式:R-SO3Na 制备方法: (1)以石油为原料,与氯气、二氧化硫进行氯磺化, 再加碱中合而成:
第四章 表面活性剂(二) 阴离子型表面活性剂 离子型表面活性剂: 指表面活性剂溶于水时,凡电离生成离子的 叫离子型表面活性剂。 非离子型: 指表面活性剂溶于水时,不能电离生成离子 的叫非离子型表面活性剂。
一、羧酸盐类(R-COONa) • 制作方法: • 1 采用天然油脂、木炭、石灰共沸法制得肥皂; • 2 油脂与碱作用生成脂肪酸钠与甘油。
表面活性剂习题与答案
第一章概述1.表面活性剂的定义在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力,改变物系的界面状态,能够产生润湿、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用,从而达到实际应用的要求的一类物质。
2.表面活性剂的分类(按离子类型和亲水基的结构)离子类型:a.非离子型表面活性剂b.离子型表面活性剂(阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂)亲水基:羧酸盐型、磺酸酯盐型、磷酸酯盐型、胺盐型、季铵盐、鎓盐型、多羧基型、聚氧乙烯型第二章表面活性剂的作用原理表面活性、表面活性物质、表面活性剂?因溶质在表面发生吸附(正吸附)而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性,这类物质被称为表面活性物质。
表面活性剂:是一类表面活性物质,其在浓度极低时能明显降低溶液表面张力的物质。
表面活性如何表征?假如ψ。
是水或溶剂的表面张力,ψ为加入表面活性剂后溶液的表面张力,则表面(界面)张力降低值π可表现为π5ψ。
2ψ,在稀水溶液中可以用表面张力降低值与溶液浓度的比值π/c来衡量溶质的表面活性。
当物质的浓度c很小时,ψ-c略成直线,每增加一个–CH2,π/c增加为原来的3倍。
表面活性剂的两大性质是什么?如何解释?两大性质:降低表面张力和胶束的形成降低表面张力:是由亲水、亲油基团相互作用、共同决定的性质,表面活性剂分子吸附于液体表面,用表面自由能低的分子覆盖了表面自由能高的溶剂分子,因此溶液的表面张力降低胶束的形成:达到吸附饱和,表面活性剂的浓度再增加,其分子会在溶液内部采取另一种排列方式,即形成胶束。
什么是临界胶束浓度及其测定方法?开始形成胶束的最低浓度被称为临界胶束浓度(critical micelle concentration,简写为cmc)。
测量依据:表面张力、电导率等性质随着表面活性剂浓度的变化,上述性质发生突变的浓度。
1、表面张力法:表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度的增加急剧下降,到达一定浓度(即cmc)后变化缓慢或不再变化。
大学表面活性剂复习资料(考试用)
大学表面活性剂复习资料(考试用)表面活性剂化学复习资料名词解释题目第一章表面活性剂的概述1.表面:液体或固体和气体的接触面。
(物质和它产生的蒸汽或者真空接触的面)2. 界面:液体与液体,固体与固体或液体的接触面。
(物质相与相之间的分界面称之为界面)3. 表面张力:指垂直通过液面上任一单位长度、与液面相切的收缩表面的力(N/m)。
4. 表面自由能:指液体增加单位表面上所需做的可逆功,或恒温恒压下增加单位表面积时体系自由能的增值,或单位表面上的分子比体相内部同分子量所具有的自由能过剩值,称为表面自由能(J/m2)。
5. 表面活性:在液体中加入某种物质使液体表面张力降低的性质叫表面活性。
如肥皂中的脂肪酸钠,洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。
6. 表面活性剂:是指在某液体中加入少量某物质时就能使液体表面张力急剧降低,并且产生一系列应用功能,该物质即为表面活性剂。
第二章表面活性剂的作用原理1. 吸附:表面上活性剂这种从水内部迁至表面,在表面富集的过程叫吸附。
2. 低表面能固体:表面活性剂的表面能<100mJ/m2的物质3. 高表面能固体:表面活性剂的表面能>100mJ/m2的物质。
4. 胶束: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。
(2)反胶束:表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内,非极性头尾朝外的含有水分子内核的聚集体,称为反胶团。
(3)临界胶束浓度:表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低,但是当浓度增加到一定值后,表面张力随溶液浓度的增加而变化不大,此时表面活性剂从分子或离子分散状态缔合成稳定的胶束,从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发生明显的突变,这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。
(4)亲水-亲油平衡值(HLB):系表面活性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力,是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。
第4章阴离子表面活性剂
烷基苯磺酸钠的生产路线有多条,如 图所示:
分子筛
煤油
尿素络合
正构烷烃
脱
氯化再氢脱HCl来自正构烷烯烷基化
石蜡 乙烯
裂解 齐格勒聚合
a-烯烃
丙烯
四聚丙烯
烷
发烟硫酸
烷
磺化
基 NaOH 中
基
苯
和
苯 SO 3 磺化 磺
酸
烷基苯磺酸钠
烷基苯磺酸钠生产工艺路线
分子筛
煤油
正构烷烃
尿素络合
脱 氯化再 氢 脱HCl
正构烷烯 烷基化
R-OPO3Na
R-COO-
Na+
二、特点:阴离子型表面活性剂由于溶 于水后能够离解出具有表面活性的带 负电荷的基团而得名。
三、用途:是用量最大、品种最多的一 类表面活性剂产品,价格低廉、性能 优异、用途广泛。可用于洗涤剂、润 湿剂、发泡剂、乳化剂等。
四、发展:从草木灰到肥皂、合成红油、
进而出现了各类合成的阴离子型表面 活性剂。到2002年,我国的阴离子型 表面活性剂的产量是67.1万吨,占表 面活性剂总量的77.1%。是最早使用的 一类表面活性剂。
阴离子表面活性剂 (2)
阴离子表面活性剂1. 简介阴离子表面活性剂是一类常用的化学物质,具有优异的表面活性和界面活性特性。
它们能够在溶液中形成胶束结构,降低液体的表面张力,增加液体与固体表面的接触面积,并具有乳化、分散、增稠等多种功能。
本文将介绍阴离子表面活性剂的基本性质、应用领域以及研究进展。
2. 基本性质2.1 化学结构阴离子表面活性剂由两部分组成:亲水基团和亲油基团。
亲水基团通常是含有羧酸、磺酸、羟基等官能团的化合物,而亲油基团则是由长链烷基或芳基结构组成。
这两部分结构的不对称性赋予了阴离子表面活性剂独特的界面活性。
2.2 溶解性和溶解度阴离子表面活性剂在水中具有良好的溶解性,但其溶解度受到温度、pH值和其他物质的影响。
通常情况下,阴离子表面活性剂的溶解度随温度的升高而增加,但在一定温度范围内会达到饱和。
另外,当溶液中存在其他电解质时,阴离子表面活性剂的溶解度会受到抑制。
2.3 表面活性和界面活性阴离子表面活性剂具有显著的表面活性和界面活性特性。
在水溶液中,阴离子表面活性剂分子会自发地聚集形成胶束结构,其中亲水基团朝向水相,亲油基团朝向内部,形成疏水核心。
这种形成胶束的能力使得阴离子表面活性剂能够改变溶液的流变性质、界面张力和液体-固体、液体-气体之间的相互作用。
3. 应用领域阴离子表面活性剂在众多领域中都有广泛的应用,下面介绍几个主要的应用领域:3.1 清洁剂和洗涤剂阴离子表面活性剂是清洁剂和洗涤剂的重要成分。
其具有良好的乳化和分散性能,能够有效去除污渍和油脂,并在水中形成稳定的乳状液体。
3.2 纺织工业阴离子表面活性剂在纺织工业中被广泛应用于染料的上染过程,可以提高染料的亲水性,增强染料与纤维的结合力,并改善染色效果。
3.3 农业领域阴离子表面活性剂在农业领域中被用作农药和植物营养剂的辅助剂。
它们可以促进农药的吸附和渗透,提高农药的效果;同时,还能改善土壤性质,增强植物的养分吸收。
4. 研究进展阴离子表面活性剂的研究近年来在新材料开发、环境污染治理等方面取得了一定的进展。
表面活性剂
(1)卵磷脂(lecithin) (2)氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂
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表面活性剂
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(1)卵磷脂(lecithin)
是天然的两性离子表面活性剂 主要来源是大豆和蛋黄,根据来源不同, 也可称豆磷脂或蛋磷脂
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表面活性剂
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(1)卵磷脂(lecithin)
其特点是水溶性大、 在酸性与碱性溶液中较稳定、 具有良好的表面活性作用和杀菌作用
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(二)阳离子表面活性剂
医药中的应用:
阳离子型表面活性剂具有良好的表面活性,还具有 强大的杀菌作用,但毒性较大,临床一般作为皮肤、黏 膜和手术器材的消毒。
用于手术前皮肤消 毒,粘膜和伤口消 毒,手术器械消毒。
第四章 表面活性剂
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表面活性剂
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叶面上的水珠为什么成椭圆型?装有稍微过量的水杯 ,水为什么没有溢出?
水是具有表面张力的。
表面张力,是液体表面层由于分子引力不均衡而产生 的沿表面作用于任一界线上的张力。通常,处于液体 表面层的分子较为稀薄,其分子间距较大,液体分子 之间的引力大于斥力,合力表现为平行与液体界面的 引力。简而言之,促使液体表面收缩的力叫做表面张 力。
➢ 其中后者是目前广泛应用的洗涤剂
洗洁精主要成分: 直链烷基苯磺酸钠、烷基醇酰胺、烷基
糖苷、烷基甜菜碱等。
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(二)阳离子表面活性剂
(cationic surfactants)
阴离子表面活性剂化学简写
阴离子表面活性剂化学简写名称:阴离子洗涤剂(LAS);阴离子表面活性剂;Linear Alklybezene Sulfonates 分子式C16H29SO3X;CH3(CH2)9CH(CH3)C6H4SO3X 分子量344.4(平均) 1.主要用途:用作洗涤 2.对环境的影响阴离子表面活性剂是一种混合物,主要成分是烷基苯磺酸钠,还有一些增净剂、漂白剂、荧光增白剂、抗腐蚀剂、泡沫调节剂、酶等辅助成分。
LAS不是单一的化合物,可能包括具有不同链长和异构体的几个或全部有关的26个化合物。
一、健康危害慢性毒性:LAS有持久作用,动物摄入后表现为血液中胆固醇增高。
摄入量为0.25~50mg/kg时,血液中胆固醇平均提高22~48%,据认为是由于LAS的存在有利于小肠对对食物中胆固醇的吸收率、提高血浆阻留胆固醇的能力和加快肝脏合成胆固醇的速度。
有报道表明,LAS能刺激体重增加,可引起血红蛋白、红细胞和白细胞数量的变化。
阴离子洗涤剂对人体皮肤也有损害,一些从事洗涤剂职业的人员,手背、前臂等裸露部位常有皮炎,进一步发展成湿疹。
LAS对肝脏的损伤作用也是存在的。
擗调查,一引起生产洗涤剂的女工,脸部和眼圈周围可见到对称的色素沉着“肝斑”。
原因为LAS由皮肤或口腔进入体内后,肝脏的线粒体受到影响,血清中钙离子浓度下降,氧化酶活化受抑制,机体出现酸中毒,皮肤中的黑色素受过氧化酶作用由无色变成黑褐色而沉积于脸部。
一量中止接触LAS,肝斑会在短时间内消失。
二、毒理学资料及环境行为毒性:LAS虽属低毒物质,但近年来其使用量直线上升,它对人体,动植物,特别是水生生物的毒害作用已不容忽视。
急性毒性:LD50404mg/kg,1次,(大鼠经口);LD501575mg/kg,1次,(小鼠经口) 水生生物毒性:水中的LAS会破坏鱼的味蕾组织,使其味觉迟钝,丧失觅食与避开毒物的能力。
0.5mg/L,24天,鱼,感觉器官多种变化;大于10mg/L,鱼类难以生存;LC50 0.5mg/L,72小时,鱼;LC503mg/L,96小时,甲壳动物幼体;LC50 3.4mg/L,24小时,微生物;LC50 5mg/L,96小时,软体动物。
表面活性剂 第四章 阴离子表面活性剂
4.4.3 油脂的硫酸盐
主要成分: 浓硫酸和油脂的反应产物,活性成分: 含羟基的饱和(不饱和)脂肪酸的硫酸单酯盐 制备: 第一种方法:不饱和油脂的双键和硫酸加成; 第二种方法:羟基脂肪酸和硫酸酯化反应。 应用:
乳化剂、润湿剂、增塑剂、粉末分散剂
举例
1. 硫酸化油 : 天然不饱和油脂或不饱和蜡经硫酸 化、中和得到的物质总称。 2.硫酸化脂肪酸酯:不饱和脂肪酸的低碳酸酯和 油酸丁酯、蓖麻油酸丁酯经硫酸化、中和后制 得的产品
(3)两性表面活性剂,伯、仲、叔脂肪胺 + 丙烷 磺内酯
RNRR+CH2CH2CH2SO2 RN(R R )CH 2CH 2CH 2SO3
R、R--H or CH3
两性表面活性剂作LSDA的优点: 对洗涤剂配方中的硫酸钠有适用性
LDSA的应用
(1)工业洗涤剂
组分 牛脂皂 LSDA Na2SiO3 羧甲基纤维素 增白剂和其他
NaOH
以氨基磺酸(NH2SO3H )为硫酸化试剂
RO(CH2CH 2O) nH+H 2NSO 3H RO(CH 2CH 2O) nSO 3NH 4
以氯磺酸(ClSO3H)为硫酸化试剂
RO(CH2CH2O)n H+HSO3Cl RO(CH2CH2O)nSO3H+HCl
烷基硫酸酯和醇醚硫酸酯的应用
4.4.1 烷基硫酸酯盐
一、通式
R-OSO3M
(R碳原子数≤14)
二、制备及反应机理
R-OH+SO3 R-OSO3H
(1) 硫酸化试剂
使脂肪醇和醇醚等硫酸化生成硫酸(半、单)
酯盐的试剂
工业硫酸化试剂: 三氧化硫、硫酸、发烟硫酸(H2SO4 · SO3)、 氯磺酸(ClSO3H=HCl · SO3)、氨基磺酸 (NH2SO3H=NH3 · SO3 ); 实验室硫酸化试剂: 氯磺酸
阴离子表面活性剂(2)
多的碳原子上,该过程符合马尔柯夫尼柯夫规
则:质子总是加成到与双键中含氢原子较多的
碳原子上,双键中的另一个碳原子转化成为碳
正离子。所以用烯烃作烷基化试剂的反应主要
得到带有支链的烷基芳烃。
H3C CH CH2 + H +
+
H3C CH CH3
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烯烃转化为亲电质点后,进攻苯环形成 σ-配合物,然后脱去质子得到最终产物。
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2)一般情况下与阳离子表面活性剂配伍性 差,容易生成沉淀或使溶液变得浑浊, 但在一些特定条件下与阳离子表面活性 剂复配可极大地提高表面活性。
3)抗硬水性能差,对硬水的敏感性表现出 羧酸盐> 磷酸盐>硫酸盐 >磺酸盐的 变化顺序。
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4)在疏水链和阴离子头基之间引入短的聚 氧乙烯链可极大地改善其耐盐性能。
so1so4231烷基芳烃磺化的主要影响因素1磺化试剂的用量三氧化硫作磺化剂时反应几乎是定量进行反应过程中不生成水不产生废酸磺化能力强反应速率快产品的质但由于放热集中因此常将三氧化硫用空气稀释到浓度为35后使用以硫酸作磺化剂时磺化反应可逆且有水生成不同磺化剂对反应的影响项目磺化剂沸点29031746磺化速度较快瞬间完成磺化转化率达到平衡不完全较完全定量转化磺化热效应需加热一般放热量大需冷却磺化物粘度一般十分粘稠副反应多有时很高产生废酸量一般很小2温度的影响温度对磺化反应有双重影响
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通常工业上生产的以及人们使用的烷基苯 磺酸钠并不是单一的组分,因为: 1)原料的合成工艺不同,使得烷基取代
基的链长以及所含支链的情况不同。 2)磺酸基和烷基链相连的位置不同 3)磺酸基进入苯环的个数不同,例如多
磺化
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产业概状况 我国合成SAA始于20世纪50年代。目前以磺化
阴离子表面活性剂
工作
曲线
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 含量(µg )0.00 10.00 30.00 50.00 90.00 130.00 150.00
减空白后吸光
度值(A)
0.000 0.040 0.132 0.207 0.400 0.574 0.659
回归方程y=0.0044x-0.0035
相关系数r2= 0.9996
计算公式
C=m/V
C--------试样亚甲蓝活性物的质量浓度,mg/L m-----从校准曲线上读取的表现LAS质量,µg V -------试样取样体积,mL
实验步骤1、取适量试样置于分液漏斗中,以酚酞为指示剂,用1mol/L氢氧化钠溶液和0.5mol/L 硫酸溶液调节试样pH为中性;2、加入25.0mL亚甲蓝溶液,摇匀后加入10.0mL三氯甲烷,激烈震荡30S,注意放气;3、按步骤2重复萃取试样三次,每次消耗10.0mL三氯甲烷,萃取的氯仿层放入预先装有50.0mL洗涤液的第二套分液漏斗中;4、将氯仿层通过脱脂棉,放入50.0mL容量瓶中,再用三氯甲烷萃取洗涤液两次,每次用5.0mL三氯甲烷,此氯仿层也放入容量瓶中,加三氯甲烷至刻线,以三氯甲烷为参比,在652nm处,用1cm比色皿,测吸光度。
5、用蒸馏水代替试样做空白试验。
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§4.2.1.3 润湿力 随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的
增加,亲水性减弱,表面活性剂的润湿力 呈下降趋势。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.1.4 起泡力 随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的
增加,表面张力降低,表面活性剂的起泡 力增加,起泡所需能量越小。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
烷基苯磺酸钠类表面活性剂主要有两类产品: 1)烷基上带有分支,用ABS表示,这类表面活
性剂不易生物降解,环境污染较为严重,目前 很多品种已被禁止使用和生产。 2)直链烷基苯磺酸盐,用LAS表示。我国目前 基本上生产和使用的都是直链烷基苯磺酸盐。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
通常工业上生产的以及人们使用的烷基苯 磺酸钠并不是单一的组分,是复杂体系,
第四章 阴离子表面活性剂
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1 阴离子表面活性剂概述 §4.2 烷基苯磺酸盐 §4.3 a-烯烃磺酸盐 §4.4 烷基磺酸盐 §4.5 琥珀酸酯磺酸盐 §4.6 高级脂肪酰胺磺酸盐 §4.7 其他类型阴离子表面活性剂
第四章阴离子表面活性剂 (2)
本章重点 1、掌握阴离子表面活性剂的基本性质 2、掌握各类阴离子表面活性剂的性质
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.1.1 溶解度 对于直链烷基苯磺酸钠,烷基链越短, 疏水性越差,在室温下越容易溶解在水 中,溶解度越大。 反之,烷基链越长,疏水性越强,越难 溶解。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.1.2 表面张力 随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的
增加,疏水性增强,表面张力下降。
(1)反应历程:烯烃在酸性催化剂的作用下发生
极化,并转变为亲电质点,该过程可由下式表示:
以质子酸作催化剂:
H 3 C CC H 2+ H H +
+
H 3 C CC H 3H
以三氯化铝作催化剂:
H C (气 )l+ A l3 (l固 ) C H δ +C δ - (lA 3 ) ( 溶 l液 C ) l
第四章阴离子表面活性剂 (2)
2)一般情况下与阳离子表面活性剂配伍性 差,容易生成沉淀或使溶液变得浑浊。
3)抗硬水性能差。 4)在疏水链和阴离子基之间引入短的聚氧乙
烯链可极大地改善其耐盐性能。 5)在疏水链和阴离子基之间引入短的聚氧丙
烯链可改善其在有机溶剂中的溶解性,但 同时也降低了其生物降解性。
及生产方法 3、了解各类阴离子表面活性剂的应用
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1 阴离子表面活性剂概述 §4.0 阴离子表面活性剂的特性 §4.1 阴离子表面活性剂的分类 §4.2 磺酸基引入方法
第四章阴离子表面活性剂 (2)
阴离子表面活性剂的特性
1)溶解度随温度的变化存在明显的转折点 克拉夫点,生成胶束。 克拉夫点(Krafft point):即在较低 的一段温度范围内溶解度随温度上升非 常缓慢,当温度上升到某一定值时溶解 度随温度上升而迅速增大,这个温度。
因为: 1)原料的合成工艺不同,使得烷基取代
基的链长以及所含支链的情况不同。 2)磺酸基和烷基链在苯环上的位置不同 3)磺酸基进入苯环的个数不同,例如多
磺化
第四章阴离子表Байду номын сангаас活性剂 (2)
§4.2.1 烷基苯磺酸钠结构与性能的关系 §4.2.1.1 溶解度 §4.2.1.2 表面张力 §4.2.1.3 润湿力 §4.2.1.4 起泡性 §4.2.1.5 洗净力
R
H2SO4
R
SO3H
第四章阴离子表面活性剂 (2)
间接法:使用带有磺酸基的原料,通过 磺化反应以外的其他反应引入 磺酸基。
C17H33COCl
NHCH2CH2SO3Na CH3
C17H33CONCH2CH2SO3Na CH3
第四章阴离子表面活性剂 (2)
R
§4.2 烷基苯磺酸盐
SO3Na
§4.2.1 烷基苯磺酸钠结构与性能的关系 §4.2.2 烷基芳烃的生产过程 §4.2.3 烷基芳烃的磺化 §4.2.4 烷基苯磺酸的后处理
第四章阴离子表面活性剂 (2)
烷基苯磺酸钠性能与用途: 黄色油状体,经纯化可以形成六角形或斜方形
薄片状结晶,具有微毒性; 对水硬度较敏感; 不易氧化; 起泡力强,去污力高,
烷基苯磺酸钠易与各种助剂复配,成本 较低,合成工艺成熟,应用领域广泛,是非常 出色的表面活性剂。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
第四章阴离子表面活性剂 (2)
6)羧酸盐在酸中易析出自由羧酸,硫酸盐 在酸中可发生自催化作用迅速分解,其 他类型阴离子表面活性剂在一般条件下 是稳定的。
7)阴离子表面活性剂主要用于洗涤剂、润 湿剂、发泡剂和乳化剂。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1.1 阴离子表面活性剂的分类
亲水结构的不同:
羧酸盐 RCOO- :羧酸钠为主,在水中能够电离 出羧酸负离子,代表品种如硬脂酸钠。
磺酸盐 RSO3-:最重要的品种,烷基磺酸盐, 烷基苯磺酸盐
硫酸酯盐 ROSO3-: ROSO3Na 磷酸酯盐 ROPO3-:有单酯和双酯两种类型;
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1.2 磺酸基引入方法 直接法:通过磺化反应直接引入磺酸基;
§4.2.1.5 洗净力 随着直链烷基中碳原子数增多,表面张 力降低,表面活性剂的洗净力逐渐提高。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.2 烷基芳烃的生产
傅氏烷基化反应 反应历程:亲电取代反应 烷基化试剂:烯烃和卤代烷等
以烯烃作为烷基化试剂合成的是带有支链的烷 基苯,用于生产带有分支结构的烷基苯磺酸钠, 即ABS。 以氯代烷等卤代烷烃作为烷基化试剂合成的是 直链烷基苯,用于生产生物降解性较好的直链 烷基苯磺酸钠,即LAS。
H 2 C C 2 + H δ H + C δ - (A 3 ) l ( 溶 液 ) lC + H 2 C lC 3 A l H 3 (液 溶 l) C
第四章阴离子表面活性剂 (2)
酸性催化剂主要有两种 质子酸:
常用的有:硫酸、磷酸和氢氟酸等, 路易斯酸:
常用的有:三氯化铝、三氟化硼、氯化锌和四 氯化钡等。
在两类催化剂中使用最多的是硫酸、氢氟酸 和三氯化铝。催化剂的作用是产生烷基正离子。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.2.1 以烯烃为烷基化试剂合成长链 烷基苯