非离子表面活性剂

非离子表面活性剂特点：
1.离子型在水溶液中离解，离解后可能与 其它电离物质反应而沉淀。 非离子型在 水溶液中不会电离， 不受酸、碱影响， 稳定性高； 2.在各种溶剂中均有较好的溶解性； 3.亲水性是通过氧原子与水分子的氢键结 合（不强），温度升高到某值后，出现 浑浊； 4.通常是低熔点液体或蜡状物，很难复配 成粉状。
1)反应物结构及催化剂 在碱性条件下，活性氢化合物 加成环氧乙烷的速度次序如下： 醇基＞酚基＞羟基，即加合速度是 随酸度的增加而降低的。
作为碱性催化剂使用的有：金属钠、 甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钾、氢氧化钠、 碳酸钾、碳酸钠、醋酸钠等。当温度l 95—200℃时，前面五种催化剂有相同 活性，但后三种则甚低。当温度降为 135—140℃时，前面四种催化剂有相同 活性，氢氧化钠活性稍低，而后三种就 没有了活性。 碱性催化剂的碱性越大，则效率越 高。反应随催化剂浓度的增加而加快。
第二节 非离子表面活性剂的性质
1.HLB值：可以根据不同用途的要求 来适当调节非离子表面活性剂的聚 合度，即环氧乙烷的加成数，从而 改变其HLB值，达到比较好的应用 性能。 2.浊点及亲水性：浊点越高，表面活 性剂越不容易从水中析出，亲水性 越高。
3.临界胶束浓度：疏水基碳链长度增加， 亲水性下降，cmc降；聚氧乙烯聚合度 增加，亲水性增强，cmc提高。 4.润湿性：随着亲油基碳链长度的增加， 润湿性降低。 5.生物降解性和毒性：毒性较低，生物 降解性随着EO数的增加而变差。
关于产物组成的分布模型主要有三类：
Poisson(泊松)分布、weibull-Nyconder 分布和A1fonic窄分布。当各级反应速度 相同时，产物呈Poisson分布，当第一级 以外的各级反应速度相同时，则呈 weibull分布；若各级反应速度均不相同 时，其产物分布由Natta方程决定。
用途：目前它主要用来配制农药乳化剂， 纺织、印染和合成纤维的助剂与油剂， 原油脱水的破乳剂，民用及工业清洗 剂。 随着脂肪醇自给能力的提高和环 氧乙烷商品量的增加及其质量的提高 和 成本的下降，我国非离子表面活性 剂的生产将会得到更快的发展。
非离子表面活性剂的亲油基原料是具有
活泼氢原子的疏水化合物．如脂肪醇、 脂肪酸、脂肪胺和脂肪酸酯等。目前使 用量最大的是高级脂肪醇。亲水基原料 有环氧乙烷，多元醇和氨基醇等。非离 子表面活性剂可以根据亲水基种类的不 同分为聚乙二醇型和多元醇型。
第四节 非离子表面活性剂的合成
一、聚乙二醇型非离子表面活性剂 聚乙二醇型非离子表面活性剂品种多、 产量大，是非离子中的大类。凡有活性氢 的化合物均可与环氧乙烷缩合制成聚乙二 醇型非离子表面活性剂。这类表面活性剂 wk.baidu.com亲水性，是靠分子中的氧原于与水中的 氢形成氢键、产生水化物而具有的。
聚乙二醇链有两种状态，在无水状态时为锯 齿型,而在水中主要是曲折型。
图3-17 甲醇催化下，不同醇和6mol环氧乙烷 加成产物的分布
为Weibull分布
为泊松分布
乙醇 0.4%甲醇钠 已醇 1%甲醇钠 月桂醇 1.7%甲醇钠
2）用碱性较弱的碱或碱土氢氧化物作
催化剂，得到的产物分布窄得多。 3）酸性催化剂仅得到聚合度窄的产物 分布。例如，用SbCl5催化时，其产物 分布与Poisson分布吻合；但由于酸性 催化的副反应多，工业上很少应用。
1）酚类、羧酸类和环氧乙烷加成物的
分布在无位阻情况下与Poisson分布相 吻合。 醇类和环氧乙烷加成物的组成 分布受催化剂种类影响，一般用碱性 强的催化剂，产物分布较Poisson分布 宽，与weibull分布接近，见图。
0.20 0.15 0.10
0.05
0 6 8 11
1
2
3
4
5
7
9
10
第三节 合成聚氧乙烯表面活性剂的 基本反应-氧乙基化反应
1.乙氧基化反应的影响因素 环氧乙烷由于结构呈三节环而具有强 的开环反应能力。它与含有活泼氢的化 合物发生乙氧基化反应而生成各种聚乙 二醇型非离子表面活性剂。环氧乙烷与 含有活性氢的化合物在碱或酸存在下的 加合反应随催化剂的种类、活性氢化合 物的酸度而有差异的。影响反应的因素 主要有如下几条：
2)温度对反应的影响： 一般是温度升 高，反应加快，但不呈直线关系。 高温时加成速度比低温时更快。在 195—200℃时金属钠、甲醇钠和苛 性钾(钠)等的作用几乎一样。NaOH 与KOH在高温时均反应比较完全， 但易使色泽增深。
3)反应压力的影响： 环氧乙烷的压力直 接与系统中环氧乙烷的浓度成正比， 但在低压范围内(例如9.33~20kPa，表 压)这种现象并不显著。
当它一旦在水中成为曲折型时，亲水 性的氧原子即被置于链的外侧，憎水 性的-CH 2-基位于里面，因而链周围 就变得容易与水结合。此结构虽然很 大，但其整体恰似一个亲水基。因此 ，聚乙二醇链显示出较大的亲水性。 分子中环氧乙烷的聚合度越大，即醚 键-O-越多,亲水性越大。
2．环氧乙烷加成物的聚合度分布 环氧乙烷加成链的长短直接影 响产物的性质。由于环氧乙烷的加合 是逐级进行的，所得产物的聚合度不 可能一致，往往是各种加合数产物的 混合物。聚合度分布宽窄不同，导致 产品性能也有所不同。
例如，醇醚单一纯品的浊点要比具有
分布的产品高10~12℃，而去污力和渗 透力无明显差别。烷基酚醚单一纯品 的起泡性高，但稳泡性差。聚合度分 布宽的产品乳化力较好。家用洗涤剂、 香波中所用AES，聚合度分布窄，具 有去污力强、发泡良好、对皮肤作用 温和、润滑优点。
第七章 非离子表面活性剂
概述 非离子表面活性剂的性质 合成聚氧乙烯表面活性剂的基本反应氧乙基化反应 非离子表面活性剂的合成
第一节概述
非离子表面活性剂在 产量上是仅次于阴离子表 面活性剂的重要品种。 发展：非离子表面活性剂的应用起始于20世纪 30年代，开始只用作纺织助剂，40年代发展 为多种工业助剂，50年代进入民用市场。60 年代由于织物中合成纤维的比例上升，家用 洗衣机大量使用，表面活性剂要软性化，而 非离子表面活性剂性能优良，能适应这些变 化，因此其产品产量增长迅速。