表面活性剂 (3)精选PPT.ppt

关于表面活性剂(3)第1页，讲稿共60张，创作于星期三第2页，讲稿共60张，创作于星期三一、表面活性剂主要讨论问题一、表面活性剂主要讨论问题一、表面活性剂主要讨论问题一、表面活性剂主要讨论问题vv物质的基本性质（物质的基本性质（物质的基本性质（物质的基本性质（、cmccmc、HLBHLB等等等等）、类型、结构特点等）、类型、结构特点等）、类型、结构特点等）、类型、结构特点等vv表面活性剂的各种表面活性剂的各种表面活性剂的各种表面活性剂的各种界面性质、溶液性质、表面改性界面性质、溶液性质、表面改性界面性质、溶液性质、表面改性界面性质、溶液性质、表面改性等等等等vv表面活性剂应用（应用规律、各行业应用分析及胶体化学）表面活性剂应用（应用规律、各行业应用分析及胶体化学）表面活性剂应用（应用规律、各行业应用分析及胶体化学）表面活性剂应用（应用规律、各行业应用分析及胶体化学）理论与实践的紧密联系理论与实践的紧密联系特特特特 点点点点第3页，讲稿共60张，创作于星期三二、表面活性剂的发展历程二、表面活性剂的发展历程二、表面活性剂的发展历程二、表面活性剂的发展历程草木灰草木灰皂角树皂角皂角树皂角天然表面活性剂天然表面活性剂肥皂的发明及使用肥皂的发明及使用四大类型表面活性剂四大类型表面活性剂特殊类型表面活性剂特殊类型表面活性剂生物生物、绿色表面活性剂绿色表面活性剂阴、阳、非、两性阴、阳、非、两性特殊结构特殊结构星型、树枝性、星型、树枝性、梳型、双子梳型、双子元素结构元素结构微生物产生的具有界面活性的微生物产生的具有界面活性的微生物产生的具有界面活性的微生物产生的具有界面活性的微生物产生的具有界面活性的微生物产生的具有界面活性的两亲化合物两亲化合物两亲化合物两亲化合物两亲化合物两亲化合物 合成工艺、合成产品绿色化合成工艺、合成产品绿色化合成工艺、合成产品绿色化合成工艺、合成产品绿色化合成工艺、合成产品绿色化合成工艺、合成产品绿色化最早的阴离子表面活性剂最早的阴离子表面活性剂第4页，讲稿共60张，创作于星期三四、表面活性剂的发展趋势四、表面活性剂的发展趋势四、表面活性剂的发展趋势四、表面活性剂的发展趋势 总体发展趋势：总体发展趋势：经济、多功能、性能稳定、高效、环经济、多功能、性能稳定、高效、环保型表面活性剂一直是表面活性剂工业追求的目标。保型表面活性剂一直是表面活性剂工业追求的目标。v 对现有大量使用的表面活性剂生产工艺进行改进，进一步降低成本，提对现有大量使用的表面活性剂生产工艺进行改进，进一步降低成本，提对现有大量使用的表面活性剂生产工艺进行改进，进一步降低成本，提对现有大量使用的表面活性剂生产工艺进行改进，进一步降低成本，提高产品质量；高产品质量；高产品质量；高产品质量；v深入研究表面活性剂结构与性能关系，开发具有特殊结构的新型表面活深入研究表面活性剂结构与性能关系，开发具有特殊结构的新型表面活深入研究表面活性剂结构与性能关系，开发具有特殊结构的新型表面活深入研究表面活性剂结构与性能关系，开发具有特殊结构的新型表面活性剂或开拓现有表面活性剂的新领域；性剂或开拓现有表面活性剂的新领域；性剂或开拓现有表面活性剂的新领域；性剂或开拓现有表面活性剂的新领域；v研究表面活性剂之间复配规律，以降低成本、提高性能、优化使用目的。研究表面活性剂之间复配规律，以降低成本、提高性能、优化使用目的。研究表面活性剂之间复配规律，以降低成本、提高性能、优化使用目的。研究表面活性剂之间复配规律，以降低成本、提高性能、优化使用目的。第5页，讲稿共60张，创作于星期三五、表面活性剂的应用领域五、表面活性剂的应用领域五、表面活性剂的应用领域五、表面活性剂的应用领域1.日常生活中应用日常生活中应用衣、食、住、行衣、食、住、行衣、食、住、行衣、食、住、行石油天然气工业、煤工业、页岩气、可再生能源工业石油天然气工业、煤工业、页岩气、可再生能源工业石油天然气工业、煤工业、页岩气、可再生能源工业石油天然气工业、煤工业、页岩气、可再生能源工业3.能源工业领域应用能源工业领域应用2.化工行业领域应用化工行业领域应用 化工产品生产、加工、修饰等化工产品生产、加工、修饰等化工产品生产、加工、修饰等化工产品生产、加工、修饰等装饰涂料、油漆、特殊装饰涂料、油漆、特殊装饰涂料、油漆、特殊装饰涂料、油漆、特殊合成工艺、表面改性及表面修饰等。行业涉及造纸、制药、合成工艺、表面改性及表面修饰等。行业涉及造纸、制药、合成工艺、表面改性及表面修饰等。行业涉及造纸、制药、合成工艺、表面改性及表面修饰等。行业涉及造纸、制药、农业、环保等农业、环保等农业、环保等农业、环保等4.其他行业应用（环境、医疗、农业军事、航空等）其他行业应用（环境、医疗、农业军事、航空等）第6页，讲稿共60张，创作于星期三1.1.表面活性剂概念表面活性剂概念表面活性剂概念表面活性剂概念 对于对于对于对于纯液体纯液体纯液体纯液体而言，由而言，由而言，由而言，由于只有一种分子，故在固于只有一种分子，故在固于只有一种分子，故在固于只有一种分子，故在固定温度和压力，其表面张定温度和压力，其表面张定温度和压力，其表面张定温度和压力，其表面张力是一定的，如纯水力是一定的，如纯水力是一定的，如纯水力是一定的，如纯水（2525、1atm1atm）表面张力）表面张力）表面张力）表面张力为为为为72.8mN/m72.8mN/m。对于。对于。对于。对于溶液溶液溶液溶液其其其其表面张力是否还具有如此表面张力是否还具有如此表面张力是否还具有如此表面张力是否还具有如此规律？规律？规律？规律？看如下图形分析。看如下图形分析。看如下图形分析。看如下图形分析。第7页，讲稿共60张，创作于星期三含有含有8个碳以上的有机酸个碳以上的有机酸盐、有机胺盐等盐、有机胺盐等第8页，讲稿共60张，创作于星期三能够降低表面张力的物质能够降低表面张力的物质能够降低表面张力的物质能够降低表面张力的物质加入浓度加入浓度加入浓度加入浓度极稀极稀极稀极稀时，就能够时，就能够时，就能够时，就能够大大降低大大降低大大降低大大降低体系表面张力的物质体系表面张力的物质体系表面张力的物质体系表面张力的物质 相当一部分物质，其相当一部分物质，其相当一部分物质，其相当一部分物质，其降低表面张力能力较差降低表面张力能力较差降低表面张力能力较差降低表面张力能力较差，但是，但是，但是，但是非常容易进入到界面上非常容易进入到界面上非常容易进入到界面上非常容易进入到界面上，其，其，其，其用量很用量很用量很用量很小小小小时也能时也能时也能时也能显著改变界面显著改变界面显著改变界面显著改变界面的物理化学性质（如水溶性高分子）。的物理化学性质（如水溶性高分子）。的物理化学性质（如水溶性高分子）。的物理化学性质（如水溶性高分子）。因此也称这类物质为因此也称这类物质为因此也称这类物质为因此也称这类物质为表面表面表面表面活性剂活性剂活性剂活性剂。表面活性剂定义表面活性剂定义表面活性剂定义表面活性剂定义(广义广义广义广义)：能：能：能：能容易吸附容易吸附容易吸附容易吸附在表（界）面上，在加入很少量既可在表（界）面上，在加入很少量既可在表（界）面上，在加入很少量既可在表（界）面上，在加入很少量既可以显著改变表（界）面的物理化学性质，而在表（界）面上以显著改变表（界）面的物理化学性质，而在表（界）面上以显著改变表（界）面的物理化学性质，而在表（界）面上以显著改变表（界）面的物理化学性质，而在表（界）面上产生特殊应用产生特殊应用产生特殊应用产生特殊应用性能性能性能性能的物质的物质的物质的物质第9页，讲稿共60张，创作于星期三2.表面活性剂的分子结构特点及分类表面活性剂的分子结构特点及分类2.1 分子结构特点分子结构特点2.2 分子结构双亲性的特性分子结构双亲性的特性v能够使表面活性剂分子在其水溶液中容易被吸附于气液界面上形成独特的定向排列能够使表面活性剂分子在其水溶液中容易被吸附于气液界面上形成独特的定向排列的单分子膜；的单分子膜；v当表面活性剂在溶液中超过某一特定浓度时，可在溶液中形成胶团从而使原来不溶当表面活性剂在溶液中超过某一特定浓度时，可在溶液中形成胶团从而使原来不溶于水或微溶于水的有机物被加溶。于水或微溶于水的有机物被加溶。十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠【CHCH33(CH(CH22)1111SOSO44NaNa】，其非极性部分为：，其非极性部分为：，其非极性部分为：，其非极性部分为：CHCH33(CH(CH22)1111，极性部分为：，极性部分为：，极性部分为：，极性部分为：SOSO44NaNa。在水溶液中其主要作用的是。在水溶液中其主要作用的是。在水溶液中其主要作用的是。在水溶液中其主要作用的是CHCH33(CH(CH22)1111SOSO44-，称为表面活性离子。，称为表面活性离子。，称为表面活性离子。，称为表面活性离子。第10页，讲稿共60张，创作于星期三亲亲油油基基亲亲油油基基亲亲油油基基亲亲油油基基亲亲油油基基亲亲油油基基亲亲油油基基2.3 表面活性剂双亲结构的表示形式表面活性剂双亲结构的表示形式第11页，讲稿共60张，创作于星期三2.4构成表面活性剂的亲油基团和亲水基团构成表面活性剂的亲油基团和亲水基团 第12页，讲稿共60张，创作于星期三2.5表面活性剂的分类表面活性剂的分类 A A 按按按按离离离离子子子子型型型型分分分分类类类类 第13页，讲稿共60张，创作于星期三B B B B 按溶解性分类按溶解性分类按溶解性分类按溶解性分类 水溶性表面活性剂水溶性表面活性剂油溶性表面活性剂油溶性表面活性剂C C C C 按分子量分类按分子量分类按分子量分类按分子量分类 高分子表活性剂高分子表活性剂中分子表活性剂中分子表活性剂低分子表活性剂低分子表活性剂分子量大于分子量大于1000010000分子量分子量100010001000010000分子量分子量10010010001000D D 按用途分类按用途分类按用途分类按用途分类 渗透剂、润湿剂、乳化剂、增溶剂、分散剂、絮凝剂、起泡剂、消泡剂、杀菌渗透剂、润湿剂、乳化剂、增溶剂、分散剂、絮凝剂、起泡剂、消泡剂、杀菌剂、抗静电剂、缓蚀剂、柔软剂、防水剂、织物整理剂、匀染剂等类。剂、抗静电剂、缓蚀剂、柔软剂、防水剂、织物整理剂、匀染剂等类。有机金属表面活性剂、含硅表面活性剂、含氟表面活性剂和反应性特殊表面活性剂少等。有机金属表面活性剂、含硅表面活性剂、含氟表面活性剂和反应性特殊表面活性剂少等。E E 特殊表面活性剂特殊表面活性剂特殊表面活性剂特殊表面活性剂 第14页，讲稿共60张，创作于星期三vv在表面或界面上吸附，形成在表面或界面上吸附，形成在表面或界面上吸附，形成在表面或界面上吸附，形成吸附膜吸附膜吸附膜吸附膜（一般是单分子膜）；（一般是单分子膜）；（一般是单分子膜）；（一般是单分子膜）；vv在溶液内部自聚，形成多种类型分子在溶液内部自聚，形成多种类型分子在溶液内部自聚，形成多种类型分子在溶液内部自聚，形成多种类型分子有序组合体。有序组合体。有序组合体。有序组合体。结果结果降低了表面或界面张力降低了表面或界面张力，改变体系的表面或界面化，改变体系的表面或界面化学性质。从而学性质。从而使表面活性剂具有普遍及特殊的使表面活性剂具有普遍及特殊的应用功能。应用功能。3.3.表面活性剂的基本功能表面活性剂的基本功能 有序组合体表现出多种功能。最基本有序组合体表现出多种功能。最基本的是胶团的的是胶团的增溶、胶团催化、形成微乳液、增溶、胶团催化、形成微乳液、洗涤、微反应器、药物载体洗涤、微反应器、药物载体等等第15页，讲稿共60张，创作于星期三判断下列物质哪些物质能够降低水的表面张力，哪些物质是表判断下列物质哪些物质能够降低水的表面张力，哪些物质是表面活性剂，是表面活性剂的指出其清水基团和清油基团。面活性剂，是表面活性剂的指出其清水基团和清油基团。CH3CH2OH、HCl、NaOH、CH3(CH2)11N+（CH3）3、C12H25SO4H、C12H25SO4Na、C7H15COONa、CH3CH2COOH、PAM、CMC、CH3(CH2)11NH2课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习第16页，讲稿共60张，创作于星期三1 1.阴离子表面活性剂概述阴离子表面活性剂概述阴离子表面活性剂概述阴离子表面活性剂概述1.1 1.1 1.1 1.1 定义定义定义定义 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂指在水溶液中电离时，生成的指在水溶液中电离时，生成的表面活性离子表面活性离子带负电荷带负电荷的表面活性剂。的表面活性剂。1.2 1.2 分类分类分类分类阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂RCOONaR-OSO3NaR-SO3NaR-OPO3Na2羧酸盐型羧酸盐型硫酸酯盐型硫酸酯盐型磺酸盐型磺酸盐型磷酸酯盐型磷酸酯盐型表面活性剂工业中发展最早、产量最大、品种最多、工业化最成表面活性剂工业中发展最早、产量最大、品种最多、工业化最成表面活性剂工业中发展最早、产量最大、品种最多、工业化最成表面活性剂工业中发展最早、产量最大、品种最多、工业化最成熟的一类。产量最大、应用最广是磺酸盐型，其次是硫酸盐型。熟的一类。产量最大、应用最广是磺酸盐型，其次是硫酸盐型。熟的一类。产量最大、应用最广是磺酸盐型，其次是硫酸盐型。熟的一类。产量最大、应用最广是磺酸盐型，其次是硫酸盐型。第17页，讲稿共60张，创作于星期三溶解度溶解度温度关系。即存在温度关系。即存在Krafft温度点；温度点；阴、阳离子表面活性阴、阳离子表面活性剂剂配伍性配伍性较较差差；抗抗硬水能力硬水能力较较差差，抗硬水性能抗硬水性能强强弱弱顺顺序序为为：-SO3Na-OSO3Na-OPO3Na2-COONa；疏水疏水链链与阴离子基与阴离子基团团中中间间引入引入EO，提高抗温性能提高抗温性能；引入；引入PO，可以，可以提高其疏水性提高其疏水性；酸中酸中稳稳定性不同定性不同：-COONa在酸中不在酸中不稳稳定，析出自由酸。定，析出自由酸。-OSO3Na在酸中可在酸中可发发生水解而分解。生水解而分解。特性特性特性特性第18页，讲稿共60张，创作于星期三2.2.羧酸盐类羧酸盐类（R-COOMR-COOM）突出缺点突出缺点突出缺点突出缺点 抗硬水能力较差抗硬水能力较差其高其高价金属盐不溶于水，在酸价金属盐不溶于水，在酸性条件下易析出羧酸而不性条件下易析出羧酸而不稳定稳定，失去表面活性剂。，失去表面活性剂。引入其它引入其它亲水基团亲水基团增增加加羧羧基基的的 数数 量量钻钻井井过过程中使用程中使用CMC时时，若，若钻钻遇含遇含盐盐量量较较高高层层位，会出位，会出现现什么什么问题问题？如何解决？如何解决？第19页，讲稿共60张，创作于星期三3.硫酸酯盐类（R-OSO3M）3.13.13.13.1合成原料来源不同分类合成原料来源不同分类合成原料来源不同分类合成原料来源不同分类 以天然以天然不饱和醇酸酯不饱和醇酸酯为原料为原料 土耳其红油土耳其红油 (太古油太古油)是最常用的润湿是最常用的润湿剂，它是剂，它是蓖麻油硫酸化制备蓖麻油硫酸化制备。磺化油磺化油AHAH硫酸酯基硫酸酯基在分子链中间。不在分子链中间。不饱和脂肪酸酯是饱和脂肪酸酯是低泡低泡表面活表面活性剂，可用作润湿、渗透、性剂，可用作润湿、渗透、分散、乳化和净洗剂。分散、乳化和净洗剂。第20页，讲稿共60张，创作于星期三以高级脂肪醇原料以高级脂肪醇原料 脂肪伯醇硫酸酯以脂肪伯醇硫酸酯以天然饱和醇天然饱和醇制备为脂肪制备为脂肪伯醇硫酸酯伯醇硫酸酯。硫酸硫酸酯盐酯盐位于分子的一端，位于分子的一端，此类表面活性剂具有良好的乳化、此类表面活性剂具有良好的乳化、发泡性能，去污能力比肥皂好。发泡性能，去污能力比肥皂好。其中以月桂酸酯的溶解性最好。其中以月桂酸酯的溶解性最好。第21页，讲稿共60张，创作于星期三以以烯烃烯烃为原料硫酸化后得到脂肪为原料硫酸化后得到脂肪仲醇仲醇硫酸酯硫酸酯 烯烃硫酸化后可成性能良好烯烃硫酸化后可成性能良好的硫酸酯型表面活性剂的硫酸酯型表面活性剂 脂肪仲醇硫酸酯盐脂肪仲醇硫酸酯盐与脂肪伯与脂肪伯醇硫酸酯盐相同，随碳链增醇硫酸酯盐相同，随碳链增加，净洗能力增加，水溶性加，净洗能力增加，水溶性降低。一般在降低。一般在C8C14之间。之间。常用硫酸化试剂浓硫酸、发常用硫酸化试剂浓硫酸、发烟浓硫酸、三氧化硫、氯磺烟浓硫酸、三氧化硫、氯磺酸、氨基磺酸、亚硫酸氢盐酸、氨基磺酸、亚硫酸氢盐第22页，讲稿共60张，创作于星期三3.23.23.23.2硫酸酯盐型阴离子表面活性剂性能及用途硫酸酯盐型阴离子表面活性剂性能及用途硫酸酯盐型阴离子表面活性剂性能及用途硫酸酯盐型阴离子表面活性剂性能及用途在在酸、碱酸、碱条件下易水解，特别在酸性介质中，硫酸酯条件下易水解，特别在酸性介质中，硫酸酯将水解为硫酸而加速水解。（将水解为硫酸而加速水解。（自催化反应自催化反应）水解性水解性溶解度溶解度规规律律A.一价阳离子一价阳离子烷烷基硫酸基硫酸酯盐酯盐溶解度溶解度递递减减顺顺序：序：有机胺离子有机胺离子NH4+Na+K+B.二价阳离子硫酸二价阳离子硫酸酯盐酯盐溶解度溶解度递递减减顺顺序：序：Mn2+Cu2+Co2+Mg2+Ca2+Pb2+Sr2+Ba2+第23页，讲稿共60张，创作于星期三 C.脂肪酸硫酸盐（脂肪酸硫酸盐（FAS），是不同碳链长度的混合物，其水溶性比其平均碳数相应的单化合物高；），是不同碳链长度的混合物，其水溶性比其平均碳数相应的单化合物高；溶解好的较低碳链增溶了高碳数的溶解好的较低碳链增溶了高碳数的FAS D.不饱和的不饱和的FAS或分子结构中或分子结构中含有环氧乙烷或支化度高含有环氧乙烷或支化度高的的FAS，其溶解性较同碳的，其溶解性较同碳的FAS好，且抗好，且抗盐能力较强。盐能力较强。第24页，讲稿共60张，创作于星期三4.磺酸盐类（R-SO3M）4.14.14.14.1特点特点特点特点 稳定较好，不发生水解，能够在酸性介质中使用，热稳定性较好稳定较好，不发生水解，能够在酸性介质中使用，热稳定性较好4.24.2不同类型的磺酸盐不同类型的磺酸盐 烷基磺酸盐烷基磺酸盐（AS）A.A.制备：石油制备：石油+Cl+Cl2 2B.B.结构通式：结构通式：C Cn nH H2n+12n+1SOSO3 3M (n=15M (n=1520)20)；C.C.优点：毒性小，易于降解，具有良好的润湿性能，耐酸碱性强；优点：毒性小，易于降解，具有良好的润湿性能，耐酸碱性强；D.D.缺点：价格高，溶解性较低，耐硬水性较差；缺点：价格高，溶解性较低，耐硬水性较差；E.E.典型产品（典型产品（烷基磺酸钠烷基磺酸钠磺化石油磺化石油）磺酰氯磺酰氯RSORSO3 3M MSO2 2水解水解ASAS与羧酸盐和与羧酸盐和与羧酸盐和与羧酸盐和硫酸盐相比较硫酸盐相比较硫酸盐相比较硫酸盐相比较AS,KrafftAS,Krafft点高，水溶性差，但其抗硬水性能优于羧酸盐和硫酸点高，水溶性差，但其抗硬水性能优于羧酸盐和硫酸盐。当盐。当与阳离子表面活性剂复配时与阳离子表面活性剂复配时，混合体系的水溶性次序相反，混合体系的水溶性次序相反，即即烷基磺酸盐烷基磺酸盐-烷基季铵的水溶性高于烷基硫酸盐烷基季铵的水溶性高于烷基硫酸盐季铵盐季铵盐第25页，讲稿共60张，创作于星期三 其中其中R R为烷基，其碳原子数约为为烷基，其碳原子数约为1212；R R1 1为为H H或烷基。或烷基。烷基苯磺酸盐是阴离子表面活性剂中最重要的一种，也是合成洗烷基苯磺酸盐是阴离子表面活性剂中最重要的一种，也是合成洗涤剂活性物质的主要品种。其在一定的程度上克服了肥皂的缺点，涤剂活性物质的主要品种。其在一定的程度上克服了肥皂的缺点，在在硬水中不会产生沉淀。去污能力强，泡沫力和泡沫稳定性好，在酸、硬水中不会产生沉淀。去污能力强，泡沫力和泡沫稳定性好，在酸、碱和某些氧化物（碱和某些氧化物（H H2 2O O2 2、NaClONaClO等）溶液中稳定性好等）溶液中稳定性好。A.A.制备：烷基苯制备：烷基苯B.B.特点：耐硬水、酸、碱，但制备时要选择直链烷基苯为原料，以便造成环境特点：耐硬水、酸、碱，但制备时要选择直链烷基苯为原料，以便造成环境污染（污染（由于烷基中支链多者不易生物降解由于烷基中支链多者不易生物降解）C.C.典型产品（典型产品（十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠）ABSABS磺化剂磺化剂水解水解烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸盐（ABS）烷基碳原子数、支化度、苯环的位置、磺烷基碳原子数、支化度、苯环的位置、磺酸基的位置及数目和磺酸盐反离子种酸基的位置及数目和磺酸盐反离子种类等类等对其性能均有影响。对其性能均有影响。第26页，讲稿共60张，创作于星期三烷基萘磺酸盐烷基萘磺酸盐代表性物质代表性物质“拉开粉拉开粉”即为一种烷基即为一种烷基(二丁基或二异丙基二丁基或二异丙基)萘磺酸盐。主要用作润湿剂、萘磺酸盐。主要用作润湿剂、分散剂、乳液聚合的乳化剂等，分散剂、乳液聚合的乳化剂等，它能耐酸、耐碱、耐硬水和无机盐，发泡性差，泡沫不够稳定它能耐酸、耐碱、耐硬水和无机盐，发泡性差，泡沫不够稳定。萘和丁醇在浓硫酸作用下即生成二丁基萘磺酸，以碱中和即得萘磺酸盐。萘和丁醇在浓硫酸作用下即生成二丁基萘磺酸，以碱中和即得萘磺酸盐。由低碳烷基萘磺酸盐与亚甲基连接两个或多由低碳烷基萘磺酸盐与亚甲基连接两个或多个萘环的一元或二元磺化物，个萘环的一元或二元磺化物，常用作固体在溶液常用作固体在溶液中的分散剂中的分散剂。由萘磺酸盐与甲醛的缩合物。由萘磺酸盐与甲醛的缩合物。能耐能耐酸、耐碱、耐硬水和无机盐类酸、耐碱、耐硬水和无机盐类，用于还原染料和，用于还原染料和分散染料染色，在水泥材料工业和胶片工业中作分散染料染色，在水泥材料工业和胶片工业中作分散剂分散剂 第27页，讲稿共60张，创作于星期三石油磺酸盐石油磺酸盐 石油磺酸盐的石油磺酸盐的主要成分主要成分是复杂的烷基苯磺酸或烷基萘磺酸盐，其余则为脂肪烃及环烃的磺化是复杂的烷基苯磺酸或烷基萘磺酸盐，其余则为脂肪烃及环烃的磺化物及氧化物。实际应用的石油磺酸盐物及氧化物。实际应用的石油磺酸盐大部分是油溶性的大部分是油溶性的，其平均分子量大约在，其平均分子量大约在400400与与580580之间之间(石石油磺酸钠油磺酸钠)。v常作为乳化剂应用于切削油及农药常作为乳化剂应用于切削油及农药(可溶性可溶性)中；中；v在矿物浮选中作为起泡剂；在矿物浮选中作为起泡剂；v在燃料油中作为分散剂；在燃料油中作为分散剂；v高分子量的，则常用作防锈油中的防蚀剂；高分子量的，则常用作防锈油中的防蚀剂；v大量的石油磺酸盐被应用用于大量的石油磺酸盐被应用用于“三次采油三次采油”中中,钻井泥浆添加剂，原油破乳剂等。钻井泥浆添加剂，原油破乳剂等。应应 用用第28页，讲稿共60张，创作于星期三木质素磺酸盐木质素磺酸盐v作为固体分散剂；作为固体分散剂；vO/W型乳状液的乳化剂；型乳状液的乳化剂；v纯度较好的木用于石油钻井泥浆中，能有效地控制钻井液的流动性，防止泥浆絮凝。纯度较好的木用于石油钻井泥浆中，能有效地控制钻井液的流动性，防止泥浆絮凝。v精制木质素磺酸盐可以作为矿石浮选剂、矿泥分散剂，可以作为管道输送矿物或输送煤炭精制木质素磺酸盐可以作为矿石浮选剂、矿泥分散剂，可以作为管道输送矿物或输送煤炭的流体助剂。的流体助剂。v部分脱硫磺基的木质素磺酸盐可作为水处理剂。部分脱硫磺基的木质素磺酸盐可作为水处理剂。应用应用应用应用原料来源广，价格低廉（原木在造纸工业亚硫酸制浆过程中废水的主要成分），低泡沫性能。原料来源广，价格低廉（原木在造纸工业亚硫酸制浆过程中废水的主要成分），低泡沫性能。特点特点特点特点第29页，讲稿共60张，创作于星期三烷基二苯醚二磺酸盐烷基二苯醚二磺酸盐（其中（其中R为为C6C16的直链或支链烷基）的直链或支链烷基）v很好的抗硬水性能，其钙、镁盐能溶于水，具有表面活性；很好的抗硬水性能，其钙、镁盐能溶于水，具有表面活性；v能溶于酸、碱和盐的浓水溶液中；能溶于酸、碱和盐的浓水溶液中；v在强氧化剂溶液中稳定性好，在空气中加热到在强氧化剂溶液中稳定性好，在空气中加热到180不发生变化；不发生变化；v泡沫适中，具有良好的泡沫稳定性；泡沫适中，具有良好的泡沫稳定性；v能增容有机物和一些阴离子表面活性剂；能增容有机物和一些阴离子表面活性剂；v易生物降解，环境相容性好。易生物降解，环境相容性好。烷基二苯醚二烷基二苯醚二磺酸盐的特性磺酸盐的特性第30页，讲稿共60张，创作于星期三5.磷酸酯盐类5.15.15.15.1结构结构结构结构 单酯易溶于水，双酯难溶于水，表面活性更高，单酯易溶于水，双酯难溶于水，表面活性更高，cmccmc低，去污能力更好，在水中呈乳状液，一般是混合物，低，去污能力更好，在水中呈乳状液，一般是混合物，单酯应保持在单酯应保持在50%50%以上。以上。ROPOROPO3 3M M单酯单酯(RO)(RO)2 2POPO2 2M M 双酯双酯v抗电解质及抗硬水性较强；抗电解质及抗硬水性较强；v净洗能力好，净洗能力好，低泡性表面活性剂低泡性表面活性剂；v表面活性比硫酸酯、磺酸盐高；表面活性比硫酸酯、磺酸盐高；v可用作净洗、润湿、乳化、抗静电和抗蚀蚀剂。可用作净洗、润湿、乳化、抗静电和抗蚀蚀剂。第31页，讲稿共60张，创作于星期三1.1.1.1.阳离子表面活性剂定义阳离子表面活性剂定义阳离子表面活性剂定义阳离子表面活性剂定义 在水溶液中离解在水溶液中离解时时生成的生成的表面活性离子表面活性离子带带正正电电荷的表面活性荷的表面活性剂剂，其，其亲亲水水基基主要是主要是N、P、S、I等原子。其中等原子。其中N原子是最常用的表面活性原子是最常用的表面活性剂剂。亲亲水基与水基与疏水基可以直接相疏水基可以直接相连连，也可以通，也可以通过过酯酯、醚醚和和酰酰胺胺键键相相连连。第32页，讲稿共60张，创作于星期三 一般常用的阳离子表面活性剂为一般常用的阳离子表面活性剂为季铵盐季铵盐，即，即NHNH4 4+的四个氢原子被有机基团所取代，的四个氢原子被有机基团所取代，R R1 1R R2 2N N+R R3 3R R4 4称为季铵离子称为季铵离子。胺胺盐盐A.A.制备：伯、仲、叔胺与酸反应而得到胺盐制备：伯、仲、叔胺与酸反应而得到胺盐B.B.通式：通式：RNHRNH3 3X(X=ClX(X=Cl、BrBr、I I、CHCH3 3COOCOO、NONO3 3、CHCH3 3SOSO4 4等等)C.C.特特点点是是弱碱盐弱碱盐，在，在酸性酸性条件下有表面活性，在条件下有表面活性，在碱性碱性条件下，胺游条件下，胺游离出来而失去活性。离出来而失去活性。在在酸性介质酸性介质中简单的胺盐常作为乳化剂、分散剂、润湿剂等中简单的胺盐常作为乳化剂、分散剂、润湿剂等季季铵铵盐盐A.A.烷基季铵盐：烷基季铵盐：RNRRNR1 1R R2 2R R3 3X XB.B.双烷基季铵盐：双烷基季铵盐：RRNRRRNR1 1R R2 2X XC.C.亲水基于亲油基之间引入其它基团的季铵盐亲水基于亲油基之间引入其它基团的季铵盐2.2.2.2.阳离子表面活性剂种类阳离子表面活性剂种类阳离子表面活性剂种类阳离子表面活性剂种类 第33页，讲稿共60张，创作于星期三3.3.特性及作用特性及作用 优异的杀菌性能：杀菌能力取决于对细胞的渗透性和对蛋白质的沉淀能力；优异的杀菌性能：杀菌能力取决于对细胞的渗透性和对蛋白质的沉淀能力；良好的吸附性能良好的吸附性能：容易吸附于一般固体表面。由于一般固体表面带的是负电荷，带正电：容易吸附于一般固体表面。由于一般固体表面带的是负电荷，带正电的表面活性离子容易强烈地吸附其上。此特性有如下用途：的表面活性离子容易强烈地吸附其上。此特性有如下用途：A.A.矿物浮选剂；矿物浮选剂；B B.乳化剂。主要作为沥青状乳状液制备时的乳化剂；乳化剂。主要作为沥青状乳状液制备时的乳化剂；C C.植物柔软剂；植物柔软剂；D D.抗静电剂。在固体表面形成吸附膜而起抗静电作用；抗静电剂。在固体表面形成吸附膜而起抗静电作用；E E.增强剂。吸附在带负电荷的纸张表面；增强剂。吸附在带负电荷的纸张表面；F F.缓蚀剂、防腐剂等。缓蚀剂、防腐剂等。第34页，讲稿共60张，创作于星期三4.典型的阳离子表面活性剂 十六烷基三甲基溴化铵十六烷基三甲基溴化铵十二烷基二甲基苄基（氯）溴化铵十二烷基二甲基苄基（氯）溴化铵双十八烷基季铵盐双十八烷基季铵盐二甲基二二甲基二烯烯丙基丙基氯氯化化铵铵DMDAAC第35页，讲稿共60张，创作于星期三三甲基烯丙基氯化铵三甲基烯丙基氯化铵咪唑啉型季铵盐咪唑啉型季铵盐第36页，讲稿共60张，创作于星期三1.1.1.1.定义定义定义定义 同一分子中同时存在阴、阳、非离子或存在其中两种离子性质的表面活性剂。同一分子中同时存在阴、阳、非离子或存在其中两种离子性质的表面活性剂。2.2.2.2.两性离子表面活性剂具有的特性两性离子表面活性剂具有的特性两性离子表面活性剂具有的特性两性离子表面活性剂具有的特性 v耐硬水，钙皂分散力强，能与电解质共存，甚至在海水中也可以有效使用；耐硬水，钙皂分散力强，能与电解质共存，甚至在海水中也可以有效使用；v与阴、阳、非离子表面活性剂有良好的的配伍性；与阴、阳、非离子表面活性剂有良好的的配伍性；v在酸、碱溶液中一般较稳定，特别是甜菜碱类两性表面活性剂在强碱溶液中也稳定；在酸、碱溶液中一般较稳定，特别是甜菜碱类两性表面活性剂在强碱溶液中也稳定；v大多数两性表面活性剂具有低刺激性，因此可以用于保健、护理品；大多数两性表面活性剂具有低刺激性，因此可以用于保健、护理品；v两性表面活性剂价格较高，因此在应用中主要进行与其它表面活性剂进行复配，以提高其两性表面活性剂价格较高，因此在应用中主要进行与其它表面活性剂进行复配，以提高其它表面活性剂的性能。它表面活性剂的性能。3.3.3.3.类型类型类型类型 主要有咪唑啉型、甜菜碱型、氨基酸型、磷脂、淀粉、蛋白质衍生物主要有咪唑啉型、甜菜碱型、氨基酸型、磷脂、淀粉、蛋白质衍生物等。本章主要讲解前三种类型两性离子表面活性剂。等。本章主要讲解前三种类型两性离子表面活性剂。第37页，讲稿共60张，创作于星期三4.4.甜菜碱型两性离子表面活性剂甜菜碱型两性离子表面活性剂 特特性性A.pH值影响小；值影响小；B.在在pH7不具有阴离子性；不具有阴离子性；C.C.磺基甜菜碱具有较强的钙皂分散能力，尤其分子结构中有磺基甜菜碱具有较强的钙皂分散能力，尤其分子结构中有-CONH-CONH键更好键更好定义定义：阳离子由：阳离子由季铵盐季铵盐构成的两性表面活性剂。构成的两性表面活性剂。甜菜碱是天然甜菜碱是天然含氮化合物含氮化合物，其化学名称为，其化学名称为“三甲基三甲基乙酸乙酸铵铵”。现在已扩展到。现在已扩展到含硫及含磷含硫及含磷的类似的类似化合物。化合物。天然甜菜碱本身不具有表面活性天然甜菜碱本身不具有表面活性，只有当，只有当其中一个其中一个CH3被长链烷基取代后被长链烷基取代后才具有表面活性。才具有表面活性。第38页，讲稿共60张，创作于星期三5.5.氨基酸型两性离子表面活性剂氨基酸型两性离子表面活性剂 特特性性A.A.pH值的变化氨基酸两性离子表面活性剂变为阴值的变化氨基酸两性离子表面活性剂变为阴/阳离子型阳离子型B.B.在等电点时，阴阳离子同时存在于同一分子内，此时溶解度最小，润湿能力最小，在等电点时，阴阳离子同时存在于同一分子内，此时溶解度最小，润湿能力最小，泡沫最低。泡沫最低。定义定义：阳离子由：阳离子由氨基酸氨基酸构成的两性表面活性剂。即当氨构成的两性表面活性剂。即当氨基上的氢原子被基上的氢原子被长链烷基长链烷基取代后的表面活性剂取代后的表面活性剂RNH(CHRNH(CH2 2)n)n-COOH-COOH-SO-SO3 3H H第39页，讲稿共60张，创作于星期三OHOH-H H+OHOH-H H+RNHRNH2 2CHCH2 2CHCH2 2COOHCOOH酸性呈阳离子型酸性呈阳离子型RNHRNH2 2CHCH2 2CHCH2 2COOCOO-M M+碱性呈阴离子型碱性呈阴离子型RNHRNH2 2CHCH2 2CHCH2 2COOCOO-等电点等电点第40页，讲稿共60张，创作于星期三6.6.咪唑啉型两性离子表面活性剂咪唑啉型两性离子表面活性剂 v主要是含脂肪烃咪唑啉的羧基两性表面活性剂，用量较大；主要是含脂肪烃咪唑啉的羧基两性表面活性剂，用量较大；v无毒，性能柔和、无刺激作用；无毒，性能柔和、无刺激作用；v羧基咪唑啉两性表面活性剂由于相容性好，羧基咪唑啉两性表面活性剂由于相容性好，pHpH值使用范围广。值使用范围广。特性特性常见结构常见结构B。双羧酸盐结构。双羧酸盐结构A。单羧酸盐结构。单羧酸盐结构C。无盐产物（丙烯酸化）结构。无盐产物（丙烯酸化）结构第41页，讲稿共60张，创作于星期三1.定义 在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团(一般为醚基和一般为醚基和羟基羟基)构成的表面活性剂。构成的表面活性剂。亲水基亲水基主要有主要有：、醚键（醚键（OO）、羟基（）、羟基（-OH-OH）酰胺基（酰胺基（-CONH-CONH2 2）2.特性 稳定性高，不受酸、碱、盐的影响，耐硬水性强；稳定性高，不受酸、碱、盐的影响，耐硬水性强；与其它表面活性剂的配伍性好；与其它表面活性剂的配伍性好；在一般固体上不易发生强烈吸附；在一般固体上不易发生强烈吸附；第42页，讲稿共60张，创作于星期三溶解度大小与温度有关，存在溶解度大小与温度有关，存在浊点效应浊点效应，随温度升高大多数非离子表面活性剂不溶于水；，随温度升高大多数非离子表面活性剂不溶于水；具有具有高表面活性高表面活性，其水溶液的表面张力、，其水溶液的表面张力、cmccmc较低，增溶作用强；较低，增溶作用强；泡沫性能较差；泡沫性能较差；毒性小，对皮肤刺激性小。毒性小，对皮肤刺激性小。浊点指浊点指聚氧乙烯型非离子表面活性剂水溶液随温度升高，溶聚氧乙烯型非离子表面活性剂水溶液随温度升高，溶液变浑浊，但当温度下降时，溶液重新变为澄清透明，把温度液变浑浊，但当温度下降时，溶液重新变为澄清透明，把温度升高使溶液浑浊时温度点称为升高使溶液浑浊时温度点称为浊点浊点。3.非离子表面活性剂种类 3.13.1聚氧乙烯型非离子表面活性剂聚氧乙烯型非离子表面活性剂 定义定义定义定义 由环氧乙烷与含有活泼由环氧乙烷与含有活泼H H的化合物加成反应而成的表面活性剂。随的化合物加成反应而成的表面活性剂。随 加成数增加，亲水性越强。加成数增加，亲水性越强。第43页，讲稿共60张，创作于星期三结构类型结构类型结构类型结构类型脂肪醇与环氧乙烷的加成物脂肪醇与环氧乙烷的加成物A.脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加型平平加型AEO)结构通式结构通式制备制备v稳定性较高稳定性较高(因在其结构中，醇的烃基与聚氧乙烯之间是较稳定的醚键因在其结构中，醇的烃基与聚氧乙烯之间是较稳定的醚键)；v与烷基苯酚聚氧乙烯醚相比，较容易生物降解；与烷基苯酚聚氧乙烯醚相比，较容易生物降解；v比脂肪酸聚氧乙烯酯的水溶性好，并且有好的润湿性能。比脂肪酸聚氧乙烯酯的水溶性好，并且有好的润湿性能。特点特点B.脂肪酸聚氧乙烯酯脂肪酸聚氧乙烯酯 由脂肪酸在催化下和环氧乙烷加成而制成由脂肪酸在催化下和环氧乙烷加成而制成制备制备结构通式结构通式RCOO(CRCOO(C2 2H H4 4O)O)n nH H第44页，讲稿共60张，创作于星期三 由于分子中含有由于分子中含有酯基酯基(COOR)，所以在酸，碱性热溶液中皆，所以在酸，碱性热溶液中皆易水解易水解，不如亲油基与亲，不如亲油基与亲水基与醚键结合的表面活性剂稳定。此种表面活性剂水基与醚键结合的表面活性剂稳定。此种表面活性剂起泡性较差起泡性较差，但具有，但具有较好较好的乳化性能。的乳化性能。特点特点C.烷基苯酚聚氧乙烯醚烷基苯酚聚氧乙烯醚(OP)结构通式结构通式R R的碳原子数要少些，的碳原子数要少些，一般是八碳或九碳烷