第二章 表面活性剂-1

R-O-SO3H + NaOH 酸（或强碱）中易水解。 →→ ROSO3Na
缺点： 由于-O-的存在，使其热稳定性差，在强
** 比较 ROSO3Na与RSO3Na的区别

B ∂--十二烯烃的硫酸酯盐： R-CH=CH2 + H2SO4 →→
+ NaOH
→→
C
硫酸酯化油：
（土耳其红油）
（二）阳离子表面活性剂
在低浓度下也能显著降低水的表面张力。
可见，当水中加入表面活性剂后，水的表面 张力即下降，开始随表面活性剂浓度增加而 急剧下降，以后则大体保持不变。
为 何？
当水中表面活性剂增加时，活性剂分子很快聚到
液面上，使溶液表面张力急剧下降，与此同时，
活性剂疏水基靠拢成小胶束。
当活性剂再增加，最终在水的表面形成单分子膜，
例： 1mol壬酚（M.W 220）加成9mol环氧乙烷
（ M.W 44）制成的壬基酚环氧乙烯醚，计算其
H.L.B值
HLB数值表示亲水性的相对大小
HLB值
1－3 3－6 13－15 12－16 8－18 15－18
消泡 W/O乳化 去污 润湿 O/W乳化 增溶
四 溶解性与温度
对于离子型sft：
某些化妆用皂是用氢氧化钾生产的,并使甘油留存在肥
皂中,称为钾皂或软皂。制皂时往往还要添加水玻璃、 磷酸钠、香料、色素等，最后成型为块皂、片皂。
（一）阴离子表面活性剂
1. 高级脂肪酸盐 ：RCOO－M＋,
如硬脂酸钠、钾等。
典型的代表品种是肥皂，它是脂肪酸的金属盐，碳
原子数以12～18为最好。
3. 由石蜡裂解或者乙烯齐聚得到∂--十二烯，作为烷基
化剂，可以制得直链烷基苯，最终产品 LAS 有足够的 生物降解性，可以安全使用。
A2 烷基苯的磺化

常用磺化剂


1. 硫酸 （浓硫酸，发烟硫酸） 2. 三氧化硫 制取，优缺点 3. 氯磺酸 ClSO3H
A3 烷基苯磺酸的中和 与一般的酸碱中和反应有所不同，是一个复杂
脂肪醇聚氧乙烯醚是近代非离子型表面活性剂中最 重要的一类产品。 须有足够数量的亲水基才能使整个分子具有水溶性 ，否则就属于油溶性，在水中呈乳化或分散状态。
B. 烷基酚聚氧乙烯醚，亦称乳化剂-OP型
由环氧乙烷与烷基酚缩合而成
2 .多元醇型
(1) 脱水山梨醇脂肪酸酯类（司盘型：Span） 由脂肪酸与山梨醇脱水而环合。其系列品种有： span 20，span 40 ；span 60；span 65；span 80 ； span 85 。 不溶于水
C11H23CON（CH2CH2OH）2· NH（CH2CH2OH）2
分子中结合一个多余的二乙醇胺，极易溶于水。 Ninol型洗涤剂，洗涤性能好，泡沫稳定性好，水溶液
粘度高。
（四）两性离子表面活性剂
1. 氨基酸型 RN＋H2CH2CH2COO－
分子中阴离子为羧基，阳离子为铵盐
随介质pH的变化而显示不同的表面活性 如：十二烷基氨基丙酸(C12H25N+H2CH2CH2COO-)
表面张力下降到最低，表面张力最小。
再增加活性剂浓度，表面张力不再下降，溶液中
活性剂形成胶束。
临界胶束浓度（CMC）
表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度，称
临界胶束浓度（CMC）。 Critical Micelle Concentration 是sft的一个重要参数，以CMC为界限， >或<此浓度
作用于液体表面单位长度上使表面收缩的
力，从而使液体表面积永远趋于最小—— 液体的内在性质。dyn/cm, N/cm （例子：露珠，水银球）
2. 显著的含义：
液体 与其接触气体 温度 表面张力 （10-5 N/cm）
水银
水 乙醇
空气
空气 空气
20
0 0
475
72.75 24.3
在水中加入乙醇，表面张力降低为 68.10 N/cm。 在水中加入LAS，表面张力降低为
3. 非离子型

聚乙二醇型 RO（OC2H4）n H ，
多元醇型
RC6H5O（OC2H4）n H RCOOCH2C(CH2OH)3
2. 两性型 氨基酸型 甜菜碱型 RNHCH2CH2 COOH R（CH3）2N+ CH2COO-
2.2 表面活性剂的物性
一 最大特性：
表面活性剂的最大特性之一就是即使
十二烷基二甲基苄基溴化铵（新洁而灭）
3 氧化铵型
在酸性介质中显阳离子表面活性。
注意：阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活 性剂不能混用
（三）非离子型表面活性剂
亲水基为一定数量的含氧基团（-O-或-OH）
1. 聚乙二醇型： A . 脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO），亦称平平加 由环氧乙烷与脂肪醇缩合而成
増溶作用
A 现象： 在CMC浓度以上的表面活性剂溶液中加入难溶 于水的有机物质时， 就得到溶解的透明水溶液。 B 原因： 在CMC浓度以上时形成胶束，其内部结构与 液体烃近似，有机物进入与其本身性质相同的 内部，变成各向同性的溶液。
三 亲水亲油平衡值HLB
（Hydrophile Lipophile Balance）
1. 将煤油先经分离得到正构烷烃，再经氯化制成仲氯
十二烷，作为烷基化剂与苯合成烷基苯。
2. 丙烯的四聚，得到高度支链化烷烃，作为烷基化剂，
使苯经烷基化制得十二烷基苯。最终产品虽有良好的 表面活性，经济效果也好，但由于丙烯四聚体有支链 结构，生物降解性(指洗涤剂活性物被微生物分解程度 的大小)很差，因此会污染江湖水源。
(2) 聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯类（吐温型：
Tween） 其系列品种有Tween 20，Tween 40，Tween 60， Tween 80，Tween 85。 水溶性好。
原料：山梨醇
(3) 含酰胺键的多元醇型 -NHCO- 比-COOH-耐水解
C11H23COOH + NH（CH2CH2OH）2 →→
30.4 N/cm。
二 结构
极性的、不对称的特点：
分子中同时有亲水基、亲油基（疏水基、憎水基） -----双亲媒介性
三 分类
根据在水中的电离情况分类。 Sft 溶于水时，能电离生成离子的叫离子型表面活
性剂；不能电离生成离子的叫非离子型表面活性剂。
对于离子型表面活性剂，根据其活性部分的亲水基
能力差？
2.3 sft 的合成
（一）阴离子表面活性剂
1. 高级脂肪酸盐 ：RCOO－M＋,
如硬脂酸钠、钾等。
典型的代表品种是肥皂，它是脂肪酸的金属盐，碳
原子数以12～18为最好。 事实上所有肥皂都含10％～30％的水分,含水肥皂 容易溶解,使用方便。
高级脂肪酸盐（RCOOM）C=8~22 M=Na、K
的胶体化学反应。
由于烷基苯磺酸粘度很大，在强烈的搅拌下，
磺酸被粉碎成微粒，反应是在粒子界面上进行 的。
中和产物，工业上俗称单体。是由烷基苯磺酸
钠（活性物）、无机盐（NaSO4等）、不皂化 物和大量水组成。

B 烷基磺酸盐：RSO3－M＋
合成：氯磺化法 原料 直链烷烃RH，C14~18
RH + SO2 + Cl2 （光照）RSO2Cl + HCl →→
RSO2Cl + NaOH
→→ RSO3Na
C 其他常见的磺酸盐
C1
∂--十二烯烃 磺酸盐（AOS）
C2 渗透剂OT C3 拉开粉BX C4 扩散剂MF
3. 硫酸（酯）盐
A 高级醇 硫酸酯盐：ROSO3－M＋（FAS），
仅次于LAS的第二大品种
R-OH + H2SO4 →→ R-O-SO3H
主要用作用作织物柔软剂、抗静电剂、杀菌剂等
1.胺盐型 [RNH3+]X-，[R2NH2+]X-， ，[R3NH+]X2.季铵盐型 [R1R2N+R3R4]X二者的区别：a 制法， b 水溶性 c 稳定性 d 杀菌性
主要品种： 1. 胺盐型 A 索罗明A型 B 柔软剂 IS 2.季铵盐型
十二烷基二甲基苄基氯化铵（洁而灭）
C12H25N+H2CH2CH2COO-的制备 C12H25NH2 + CH2 = CHCOOCH3 + NaOH
→→ C12H25NHCH2CH2COONa
a 在氢氧化钠介质中可转变成钠盐 (C12H25 NHCH2CH2COO-Na+),表现为能溶于水的阴 离子sft。
b 在盐酸介质中可以转变成盐酸盐
表面活性剂分子的憎水基相互靠近，以尽量减 少与水的接触面积-----形成胶束。 胶束起到储存库的作用。

CMC愈小：
形成胶束所需要的浓度愈低；
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达到表面饱和吸附的浓度愈低； 使表面张力降到最低值所需浓度愈低；
表面活性剂表面活性愈高。 使用表面活性剂时，浓度一般比CMC稍大，
以利于表面活性充分发挥。
事实上所有肥皂都含10％～30％的水分,含水肥皂
容易溶解,使用方便。
2.
A
磺酸盐
烷基苯基磺酸盐：RC6H5SO3－M＋， 洗衣粉的主要成分 典型的代表：十二烷基苯磺酸钠，其合成路线：
H+ C12H25
SO3 C12H25 SO3H
NaOH
C12H25
SO3Na
A1 烷基苯的制备
(C12H25N+H2CH2CH2COOH)Cl-,表现为能溶于水的 阳离子sft。
等电点的概念：