金谷第二章表面活性剂的结构和性能课件.ppt

金谷第二章表面活性剂的结构和性能第1页，此课件共63页哦内容：内容：2.1 表面活性的分类表面活性的分类2.2 表面活性剂的特性表面活性剂的特性2.3 表面活性剂结构和性能的关系表面活性剂结构和性能的关系2.4 添加剂对表面活性剂性能的影响添加剂对表面活性剂性能的影响第2页，此课件共63页哦1.按亲水基类型按亲水基类型阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂非离子表面活性剂两性表面活性剂2.1 表面活性剂的分类表面活性剂的分类第3页，此课件共63页哦2.按疏水基类型按疏水基类型碳氢表面活性剂氟表面活性剂硅表面活性剂聚氧丙烯类表面活性剂2.1 表面活性剂的分类表面活性剂的分类第4页，此课件共63页哦3.其他分类方法其他分类方法从应用功能分类从溶解性分类从分子大小分类其他分类2.1 表面活性剂的分类表面活性剂的分类第5页，此课件共63页哦阴离子表面活性剂RCOONa羧酸盐R-OSO3Na硫酸酯盐R-SO3Na磺酸盐R-OPO3Na2磷酸酯盐2.1.1 阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂在水中离解出表面活性剂阴离子，是产量最大的一类。按在水中离解出表面活性剂阴离子，是产量最大的一类。按在水中离解出表面活性剂阴离子，是产量最大的一类。按在水中离解出表面活性剂阴离子，是产量最大的一类。按亲水基不同分为：磺酸盐型、硫酸酯盐型、羧酸盐型、磷亲水基不同分为：磺酸盐型、硫酸酯盐型、羧酸盐型、磷亲水基不同分为：磺酸盐型、硫酸酯盐型、羧酸盐型、磷亲水基不同分为：磺酸盐型、硫酸酯盐型、羧酸盐型、磷酸酯盐型。酸酯盐型。酸酯盐型。酸酯盐型。第6页，此课件共63页哦1.1.烷基苯磺酸盐表面活性剂烷基苯磺酸盐表面活性剂烷基苯磺酸盐表面活性剂烷基苯磺酸盐表面活性剂RCRC6 6HH4 4SOSO3 3MM（烷基上有分支（烷基上有分支（烷基上有分支（烷基上有分支-LAS-LAS、直、直、直、直链烷基链烷基链烷基链烷基-ABS-ABS）1 1）合成）合成）合成）合成以石油为原料，由烷基苯磺化生成烷基苯磺酸，碱中和制得。以石油为原料，由烷基苯磺化生成烷基苯磺酸，碱中和制得。磺化以三氧化硫利用率更高，成本更低。磺化以三氧化硫利用率更高，成本更低。2 2）结构与性能）结构与性能）结构与性能）结构与性能在一定程度上克服了皂盐的缺点，在酸、碱和硬水中不形成沉淀，去在一定程度上克服了皂盐的缺点，在酸、碱和硬水中不形成沉淀，去污力、泡沫力强，稳定性好。污力、泡沫力强，稳定性好。磺酸盐型磺酸盐型磺酸盐型磺酸盐型第7页，此课件共63页哦（1 1 1 1）烷基链长度）烷基链长度）烷基链长度）烷基链长度C6C6有活性，有活性，C18C18活性降低，活性降低，C10C10润湿好，润湿好，C14C14泡沫好，泡沫好，C12C12洗涤能力洗涤能力强强（2 2 2 2）烷基链分支）烷基链分支）烷基链分支）烷基链分支支链比直链具有更低表面张力支链比直链具有更低表面张力（3 3）烷基数目）烷基数目）烷基数目）烷基数目烷基数增加，润湿力增加，洗涤力下降烷基数增加，润湿力增加，洗涤力下降（4 4）苯环在烷基结合位置）苯环在烷基结合位置）苯环在烷基结合位置）苯环在烷基结合位置润湿性和泡沫性以苯环移向中心为好。润湿性和泡沫性以苯环移向中心为好。（5 5）磺酸基的位置和数目）磺酸基的位置和数目）磺酸基的位置和数目）磺酸基的位置和数目对位比邻位对位比邻位cmccmc低，去污力强生物降解性好低，去污力强生物降解性好第8页，此课件共63页哦3 3）用途）用途）用途）用途用于工业表面活性剂和家用高泡沫洗涤剂、化妆品、三采、乳用于工业表面活性剂和家用高泡沫洗涤剂、化妆品、三采、乳化、发泡剂和驱油剂。化、发泡剂和驱油剂。2.2.烷基磺酸盐表面活性剂烷基磺酸盐表面活性剂烷基磺酸盐表面活性剂烷基磺酸盐表面活性剂RSORSORSORSO3 3 3 3M M M M（R=C8-C20R=C8-C20R=C8-C20R=C8-C20）1 1）合成）合成）合成）合成磺氧化法：正构烷烃磺化后用碱中和制得。磺氧化法：正构烷烃磺化后用碱中和制得。磺氯化法：烷烃磺化氯化后用碱中和制得。磺氯化法：烷烃磺化氯化后用碱中和制得。2 2）性能）性能）性能）性能在碱性、弱酸中稳定，耐硬水，在硬水中具有良好的润湿、乳化、分散和去污力。在碱性、弱酸中稳定，耐硬水，在硬水中具有良好的润湿、乳化、分散和去污力。生物降解性优于生物降解性优于LASLAS。3 3）用途）用途）用途）用途合成洗涤剂，毒性低，刺激小，生物降解率高。合成洗涤剂，毒性低，刺激小，生物降解率高。第9页，此课件共63页哦1 1合成合成合成合成C8-C18C8-C18醇与三氧化硫（硫酸）或氯磺酸反应生成烷基硫醇与三氧化硫（硫酸）或氯磺酸反应生成烷基硫酸酯，用碱中和制得烷基硫酸盐表面活性剂。酸酯，用碱中和制得烷基硫酸盐表面活性剂。2 2性质和用途性质和用途性质和用途性质和用途具有良好的发泡力、洗涤力。在硬水中稳定具有良好的发泡力、洗涤力。在硬水中稳定发泡剂，洗涤剂，香波，乳化剂发泡剂，洗涤剂，香波，乳化剂 硫酸酯盐类表面活性剂硫酸酯盐类表面活性剂硫酸酯盐类表面活性剂硫酸酯盐类表面活性剂ROSOROSOROSOROSO3 3 3 3M M M M（R=C8-C18R=C8-C18R=C8-C18R=C8-C18）（）（）（）（ASASASAS）第10页，此课件共63页哦1.1.皂类表面活性剂皂类表面活性剂皂类表面活性剂皂类表面活性剂分为：碱金属、碱土金属、高价金属、有机碱皂。分为：碱金属、碱土金属、高价金属、有机碱皂。分为：碱金属、碱土金属、高价金属、有机碱皂。分为：碱金属、碱土金属、高价金属、有机碱皂。1 1）合成）合成）合成）合成（1 1）天然动植物油脂为原料）天然动植物油脂为原料）天然动植物油脂为原料）天然动植物油脂为原料 油脂与碱皂化反应制得。油脂与碱皂化反应制得。油脂与碱皂化反应制得。油脂与碱皂化反应制得。（2 2）石油为原料）石油为原料）石油为原料）石油为原料 烷烃经过高温催化直接获得羧酸，再用碱中和制得。烷烃经过高温催化直接获得羧酸，再用碱中和制得。烷烃经过高温催化直接获得羧酸，再用碱中和制得。烷烃经过高温催化直接获得羧酸，再用碱中和制得。羧酸盐型羧酸盐型羧酸盐型羧酸盐型分为：亲油基与羧基直接相连的脂肪酸盐（皂类）分为：亲油基与羧基直接相连的脂肪酸盐（皂类）分为：亲油基与羧基直接相连的脂肪酸盐（皂类）分为：亲油基与羧基直接相连的脂肪酸盐（皂类）RCOOMRCOOMRCOOMRCOOM；亲油基通过中间键与羧基连接亲油基通过中间键与羧基连接亲油基通过中间键与羧基连接亲油基通过中间键与羧基连接RCONH(CHRCONH(CHRCONH(CHRCONH(CH2 2 2 2)n n n nCOONaCOONaCOONaCOONa。第11页，此课件共63页哦2 2）性质）性质）性质）性质（1 1）水溶性）水溶性）水溶性）水溶性碱金属溶于水和热酒精，不溶于有机溶剂及电解质水溶液中。碱金属溶于水和热酒精，不溶于有机溶剂及电解质水溶液中。不饱和酸皂比饱和酸皂易溶解；低分子皂类较高分子皂类易溶于水；不饱和酸皂比饱和酸皂易溶解；低分子皂类较高分子皂类易溶于水；重金属皂和碱土金属皂不溶于水。重金属皂和碱土金属皂不溶于水。（2 2）降低表面张力的能力）降低表面张力的能力）降低表面张力的能力）降低表面张力的能力碱金属表面活性始于碱金属表面活性始于C8C8，随着碳链增长，降低表面张力的能力增加，随着碳链增长，降低表面张力的能力增加，但是超过但是超过C18C18表面活性降低。表面活性降低。不饱和酸皂比饱和酸皂更易于降低表面张力。不饱和酸皂比饱和酸皂更易于降低表面张力。cmccmc随碳链增长而下降。随碳链增长而下降。第12页，此课件共63页哦2 2）性质）性质）性质）性质（3 3）发泡性能和乳化性能）发泡性能和乳化性能）发泡性能和乳化性能）发泡性能和乳化性能碱金属泡沫性能好，碳链短泡沫易于形成，但是不稳定；碳链长，泡沫碱金属泡沫性能好，碳链短泡沫易于形成，但是不稳定；碳链长，泡沫细小而持久。不饱和皂起泡差不持久。细小而持久。不饱和皂起泡差不持久。重金属皂作为消泡剂；碱金属皂易于形成重金属皂作为消泡剂；碱金属皂易于形成O/WO/W乳液，碱土金属皂易于乳液，碱土金属皂易于形成形成W/OW/O乳液。乳液。（4 4）去污力）去污力）去污力）去污力C16-C18C16-C18饱和酸皂在饱和酸皂在80-9080-90度去污性能最好；度去污性能最好；不饱和酸皂（油酸皂）不饱和酸皂（油酸皂）20-5020-50度去污最好；度去污最好；水的硬度大则去污力差；水的硬度大则去污力差；肥皂适用于碱性、中性中使用，在酸性中易游离出脂肪酸，生肥皂适用于碱性、中性中使用，在酸性中易游离出脂肪酸，生物降解性好。物降解性好。第13页，此课件共63页哦3 3）用途）用途）用途）用途钠皂和钾皂可以作为洗涤剂、乳化剂、起泡剂、钠皂和钾皂可以作为洗涤剂、乳化剂、起泡剂、钠皂和钾皂可以作为洗涤剂、乳化剂、起泡剂、钠皂和钾皂可以作为洗涤剂、乳化剂、起泡剂、驱油剂、油井封堵剂、消泡剂、破乳剂。驱油剂、油井封堵剂、消泡剂、破乳剂。驱油剂、油井封堵剂、消泡剂、破乳剂。驱油剂、油井封堵剂、消泡剂、破乳剂。第14页，此课件共63页哦2.2.疏水基通过中间键与羧基连接的表面活性剂疏水基通过中间键与羧基连接的表面活性剂疏水基通过中间键与羧基连接的表面活性剂疏水基通过中间键与羧基连接的表面活性剂这种表面活性剂增加了这种表面活性剂增加了皂类分子中的亲水基总数皂类分子中的亲水基总数，从而可以提高，从而可以提高其抗硬水性能。其抗硬水性能。1 1）梅迪兰）梅迪兰）梅迪兰）梅迪兰（1 1）合成）合成）合成）合成N-N-月桂酰肌氨酸钠是由月桂酰氯与肌氨酸钠在氢氧化钠做缚酸剂的月桂酰肌氨酸钠是由月桂酰氯与肌氨酸钠在氢氧化钠做缚酸剂的条件下制得。条件下制得。（2 2）性质和用途）性质和用途）性质和用途）性质和用途洗涤、分散、乳化、渗透、增溶、发泡性能好、杀菌、抗菌、洗涤、分散、乳化、渗透、增溶、发泡性能好、杀菌、抗菌、抗蚀、抗静电。具有低毒、低刺激，生物降解性好。抗蚀、抗静电。具有低毒、低刺激，生物降解性好。可以应用于洗涤剂、化妆品、食品饮料、金属加工、石油开采、生可以应用于洗涤剂、化妆品、食品饮料、金属加工、石油开采、生物医药、矿物浮选等行业。物医药、矿物浮选等行业。第15页，此课件共63页哦2 2）雷米帮）雷米帮）雷米帮）雷米帮（1 1）合成）合成）合成）合成由油酰氯与多缩氨基酸纳在由油酰氯与多缩氨基酸纳在6060度的碱性条件下制得。反应的第度的碱性条件下制得。反应的第一步是合成油酰氯，第二部氨基酸盐与油酰氯缩合完成制备。一步是合成油酰氯，第二部氨基酸盐与油酰氯缩合完成制备。（2 2）性质和用途）性质和用途）性质和用途）性质和用途在碱性、中性溶液中稳定，在碱性、中性溶液中稳定，PHPH小于小于5 5有沉淀析出，乳化能力强，有沉淀析出，乳化能力强，在碱性介质中有优良的去污力，吸湿性强。在碱性介质中有优良的去污力，吸湿性强。应用于毛纺、丝绸、合成纤维印染工业；可以作为洗涤剂、应用于毛纺、丝绸、合成纤维印染工业；可以作为洗涤剂、乳化剂、乳化剂、扩散剂。扩散剂。第16页，此课件共63页哦阳离子表面活性剂R-NH2HCl伯胺盐 CH3|R-N-HCl仲胺盐|H CH3|R-N-HCl叔胺盐|CH3 CH3|R-N+-CH3Cl-季胺盐|CH32.1.2 阳离子型阳离子型表面活性剂表面活性剂第17页，此课件共63页哦1 1）胺盐类）胺盐类）胺盐类）胺盐类（1 1）合成）合成）合成）合成：脂肪酸或脂肪酸酯与氨共热生成脂肪腈，加氢还原得高级脂肪脂肪酸或脂肪酸酯与氨共热生成脂肪腈，加氢还原得高级脂肪胺，与盐酸中和制得。胺，与盐酸中和制得。（2 2）性质和用途）性质和用途）性质和用途）性质和用途乳化剂，分散剂，润湿剂乳化剂，分散剂，润湿剂在水中离解出表面活性剂阳离子，在水中离解出表面活性剂阳离子，阳阳性皂。不适合做洗涤剂，性皂。不适合做洗涤剂，用于杀菌、破乳、缓蚀和矿物浮选。用于杀菌、破乳、缓蚀和矿物浮选。阳离子表面活性剂的分类阳离子表面活性剂的分类阳离子表面活性剂的分类阳离子表面活性剂的分类分为：开链、杂环、中间键连接的阳离子表面活性剂。分为：开链、杂环、中间键连接的阳离子表面活性剂。1.1.开链的阳离子表面活性剂开链的阳离子表面活性剂开链的阳离子表面活性剂开链的阳离子表面活性剂第18页，此课件共63页哦2 2）季铵盐类）季铵盐类）季铵盐类）季铵盐类（1 1）合成）合成）合成）合成：烷基季铵盐：烷基季铵盐：卤代烃、甲醇或氯化苄对叔胺进行烷基化。卤代烃、甲醇或氯化苄对叔胺进行烷基化。聚氧乙烯基季铵盐：在强酸条件下叔胺和环氧乙烷反应制得。聚氧乙烯基季铵盐：在强酸条件下叔胺和环氧乙烷反应制得。（2 2）性质和用途）性质和用途）性质和用途）性质和用途不受不受PHPH影响，影响，不论在酸碱或盐性介质中，都无变化，不论在酸碱或盐性介质中，都无变化，杀菌力强杀菌力强。织物调理剂，柔软剂，杀虫剂织物调理剂，柔软剂，杀虫剂第19页，此课件共63页哦2.2.杂环季铵盐阳离子表面活性剂杂环季铵盐阳离子表面活性剂杂环季铵盐阳离子表面活性剂杂环季铵盐阳离子表面活性剂1 1）吡啶盐）吡啶盐）吡啶盐）吡啶盐合成：合成：合成：合成：卤代烷与吡啶或烷基吡啶反应。卤代烷与吡啶或烷基吡啶反应。用途：用途：用途：用途：溴代或氯代十六烷基吡啶为染料固色剂。溴代或氯代十六烷基吡啶为染料固色剂。溴代十二烷基吡啶为杀菌剂。溴代十二烷基吡啶为杀菌剂。第20页，此课件共63页哦2 2）吗啉吗啉吗啉吗啉盐盐盐盐合成：合成：合成：合成：长链伯胺和双长链伯胺和双(2-(2-氯乙基氯乙基)醚反应生成醚反应生成N-N-烷基吗啉，继续与氯代烷烷基吗啉，继续与氯代烷进行烷基化得到烷基吗啉氯化物。进行烷基化得到烷基吗啉氯化物。N-N-烷基吗啉也可以与硫酸二甲酯反应得到相应的阳离子表面活烷基吗啉也可以与硫酸二甲酯反应得到相应的阳离子表面活性剂。性剂。第21页，此课件共63页哦3 3）咪唑啉型咪唑啉型咪唑啉型咪唑啉型合成：合成：合成：合成：脂肪酸及其酯和多元胺脱水缩合、闭环合成。脂肪酸及其酯和多元胺脱水缩合、闭环合成。用途：用途：用途：用途：主要用于纤维柔软剂、抗静电剂、防锈剂。主要用于纤维柔软剂、抗静电剂、防锈剂。第22页，此课件共63页哦3.3.通过中间键连接的阳离子表面活性剂通过中间键连接的阳离子表面活性剂通过中间键连接的阳离子表面活性剂通过中间键连接的阳离子表面活性剂1 1）萨帕明型表面活性剂）萨帕明型表面活性剂）萨帕明型表面活性剂）萨帕明型表面活性剂合成：合成：2-2-（二乙基胺基）乙胺用脂肪酰氯酰基化得到（二乙基胺基）乙胺用脂肪酰氯酰基化得到N N，N-N-二二乙基乙基-2-2脂肪酰胺基乙胺。脂肪酰胺基乙胺。用途：用途：用作染料固色剂、柔软剂、纤维助剂。用作染料固色剂、柔软剂、纤维助剂。主要是通过酰胺或酯键连接的阳离子表面活性剂。主要是通过酰胺或酯键连接的阳离子表面活性剂。第23页，此课件共63页哦2 2）威兰、泽兰型阳离子威兰、泽兰型阳离子威兰、泽兰型阳离子威兰、泽兰型阳离子表面活性剂表面活性剂表面活性剂表面活性剂合成：合成：威兰型：高级脂肪醇氯甲基化反应制得。威兰型：高级脂肪醇氯甲基化反应制得。泽兰型：脂肪酰胺经甲基化合成。泽兰型：脂肪酰胺经甲基化合成。用途：用途：用作植物纤维永久性柔软防水剂。用作植物纤维永久性柔软防水剂。3 3）阿柯维尔型阳离子阿柯维尔型阳离子阿柯维尔型阳离子阿柯维尔型阳离子表面活性剂表面活性剂表面活性剂表面活性剂合成：合成：高级酸与多亚甲基多胺衍生物反应。高级酸与多亚甲基多胺衍生物反应。4 4）索罗明型阳离子索罗明型阳离子索罗明型阳离子索罗明型阳离子表面活性剂表面活性剂表面活性剂表面活性剂第24页，此课件共63页哦2.1.3 两性离子型两性离子型表面活性剂表面活性剂甜菜碱型、咪唑啉型和氨基酸型甜菜碱型、咪唑啉型和氨基酸型甜菜碱型、咪唑啉型和氨基酸型甜菜碱型、咪唑啉型和氨基酸型1.1.1.1.两性离子型表面活性剂的特点两性离子型表面活性剂的特点两性离子型表面活性剂的特点两性离子型表面活性剂的特点表面活性的基团中同时包含正、负离子部分的表面活性剂。阳离子表面活性的基团中同时包含正、负离子部分的表面活性剂。阳离子为铵盐和季铵盐，阴离子为羧酸盐、磺酸盐、磷酸酯盐等。为铵盐和季铵盐，阴离子为羧酸盐、磺酸盐、磷酸酯盐等。两性表面活性剂通常毒性低、生物降解性好，具有优良的洗涤、乳化、缓两性表面活性剂通常毒性低、生物降解性好，具有优良的洗涤、乳化、缓蚀、杀菌和抗静电作用。蚀、杀菌和抗静电作用。两性表面活性剂在水中离解后随两性表面活性剂在水中离解后随PHPH值的变化，在高于等电点时，表值的变化，在高于等电点时，表现为阴离子特性，反之，为阳离子特性；在等电点时为非离子特性。现为阴离子特性，反之，为阳离子特性；在等电点时为非离子特性。2.2.2.2.两性表面活性剂的分类两性表面活性剂的分类两性表面活性剂的分类两性表面活性剂的分类第25页，此课件共63页哦甜菜碱型两性表面活性剂甜菜碱型两性表面活性剂甜菜碱型两性表面活性剂甜菜碱型两性表面活性剂1 1）合成）合成）合成）合成羧酸基甜菜碱：烷基二甲基叔胺与卤代乙酸盐反应。羧酸基甜菜碱：烷基二甲基叔胺与卤代乙酸盐反应。磺酸基甜菜碱：叔胺与磺化内酯合成，或叔胺与氯化丙烯反应，磺酸基甜菜碱：叔胺与磺化内酯合成，或叔胺与氯化丙烯反应，再由亚硫酸氢钠引入磺酸基制得。再由亚硫酸氢钠引入磺酸基制得。硫酸基甜菜碱：叔胺与氯醇化合，引入羟基再酯化制得。硫酸基甜菜碱：叔胺与氯醇化合，引入羟基再酯化制得。2 2）性质和应用）性质和应用）性质和应用）性质和应用在强电解质中具有良好的溶解性，对硬水不敏感；在强电解质中具有良好的溶解性，对硬水不敏感；用作抗静电剂、柔软剂、钙皂分散剂、洗发香波等用作抗静电剂、柔软剂、钙皂分散剂、洗发香波等第26页，此课件共63页哦咪唑啉型两性表面活性剂咪唑啉型两性表面活性剂咪唑啉型两性表面活性剂咪唑啉型两性表面活性剂1 1）合成）合成）合成）合成脂肪酸与多胺缩合脱水形成环状咪唑啉，经过季铵烷基化引脂肪酸与多胺缩合脱水形成环状咪唑啉，经过季铵烷基化引入阴离子，生成两性咪唑啉。入阴离子，生成两性咪唑啉。羧酸基咪唑啉：采用氯乙酸纳作为烷基化剂。羧酸基咪唑啉：采用氯乙酸纳作为烷基化剂。磺酸基咪唑啉：与磺酸基咪唑啉：与3-3-氯氯-2-2-羟基丙磺酸反应。羟基丙磺酸反应。2 2）用途）用途）用途）用途生物降解性好、刺激小、泡沫稳定。生物降解性好、刺激小、泡沫稳定。应用于香波、化妆品助剂、洗涤剂、纺织助剂。应用于香波、化妆品助剂、洗涤剂、纺织助剂。第27页，此课件共63页哦氨基酸类两性表面活性剂氨基酸类两性表面活性剂氨基酸类两性表面活性剂氨基酸类两性表面活性剂分子中同时带有氨基和羧基，阳离子通过氨基携带；阴离子通过羧分子中同时带有氨基和羧基，阳离子通过氨基携带；阴离子通过羧基、磺酸基、硫酸基携带。基、磺酸基、硫酸基携带。1 1）合成）合成）合成）合成*氨基氨基羧羧酸型酸型丙烯酸甲酯法：十二烷胺和丙烯酸甲酯反应，氢氧化钠水解丙烯酸甲酯法：十二烷胺和丙烯酸甲酯反应，氢氧化钠水解制得制得N-N-十二烷基十二烷基-氨基丙酸氨基丙酸钠钠。丙烯腈法：十二烷胺和丙烯腈反应，氢氧化钠水解制得丙烯腈法：十二烷胺和丙烯腈反应，氢氧化钠水解制得N-N-十二十二烷基烷基-氨基丙酸氨基丙酸钠钠。丙内酯法：脂肪胺与丙内酯反应。丙内酯法：脂肪胺与丙内酯反应。第28页，此课件共63页哦*氨基磺酸型氨基磺酸型伯胺与溴乙基磺酸钠反应。伯胺与溴乙基磺酸钠反应。伯胺与伯胺与1,3-1,3-亚丙基亚磺酸内酯反应。亚丙基亚磺酸内酯反应。3 3）氨基酸类两性表面活性剂的性质与应用）氨基酸类两性表面活性剂的性质与应用）氨基酸类两性表面活性剂的性质与应用）氨基酸类两性表面活性剂的性质与应用刺激性小，生物降解性好，防腐、防蚀好。刺激性小，生物降解性好，防腐、防蚀好。应用于杀菌剂、干洗剂、润湿剂、抗静电剂等。应用于杀菌剂、干洗剂、润湿剂、抗静电剂等。第29页，此课件共63页哦2.1.4 非离子型非离子型表面活性剂表面活性剂在水溶液中不离解，以分子状态存在。在水溶液中不离解，以分子状态存在。亲油基一般是烃基链或聚氧丙烯链；亲水基大部分是聚氧乙烯、亲油基一般是烃基链或聚氧丙烯链；亲水基大部分是聚氧乙烯、羟基、醚基、酰胺基，多为液态或浆状。羟基、醚基、酰胺基，多为液态或浆状。按亲水基结构分为：聚氧乙烯型、多元醇型、烷基醇酰胺型、按亲水基结构分为：聚氧乙烯型、多元醇型、烷基醇酰胺型、聚醚型、氧化胺型。聚醚型、氧化胺型。脂肪醇聚氧乙烯醚是非离子表面活性剂中品种最多，产量最大的一脂肪醇聚氧乙烯醚是非离子表面活性剂中品种最多，产量最大的一类，其性能与疏水基和聚氧乙烯链长度有关。类，其性能与疏水基和聚氧乙烯链长度有关。第30页，此课件共63页哦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是由氧乙烯基（是由氧乙烯基（EOEO）与含有活泼氢原子的疏水化合物结合得到。）与含有活泼氢原子的疏水化合物结合得到。1 1 脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚 RO-(CRO-(CRO-(CRO-(C2 2 2 2H H H H4 4 4 4O)O)O)O)n n n n-H(R=C-H(R=C-H(R=C-H(R=C8 8 8 8-C-C-C-C18181818，n=1-45)n=1-45)n=1-45)n=1-45)在碱性条件下由长链脂肪醇与环氧乙烷加成反应制得。在碱性条件下由长链脂肪醇与环氧乙烷加成反应制得。性质：稳定性高，生物降解性、水溶性好，有良好的润湿性。性质：稳定性高，生物降解性、水溶性好，有良好的润湿性。长链脂肪醇主要有椰子油还原醇（长链脂肪醇主要有椰子油还原醇（C C1212）、月桂醇、十六醇、油醇）、月桂醇、十六醇、油醇等。等。第31页，此课件共63页哦2 2 烷基苯酚聚氧乙烯醚烷基苯酚聚氧乙烯醚烷基苯酚聚氧乙烯醚烷基苯酚聚氧乙烯醚 -OP-OP型表面活性剂型表面活性剂型表面活性剂型表面活性剂 RC RC RC RC6 6 6 6H H H H4 4 4 4O-(CO-(CO-(CO-(C2 2 2 2H H H H4 4 4 4O)O)O)O)n n n n-H(R=C-H(R=C-H(R=C-H(R=C8 8 8 8-C-C-C-C12121212，n=1-15)n=1-15)n=1-15)n=1-15)在碱性条件下由长链苯酚与环氧乙烷加成反应制得。在碱性条件下由长链苯酚与环氧乙烷加成反应制得。n=8-10n=8-10，水溶液表面张力最低，润湿力最强。，水溶液表面张力最低，润湿力最强。性质：化学性质稳定，高温下不易被强酸、强碱破坏，生物降解性质：化学性质稳定，高温下不易被强酸、强碱破坏，生物降解性差。性差。第32页，此课件共63页哦3 3 脂肪酸聚氧乙烯醚脂肪酸聚氧乙烯醚脂肪酸聚氧乙烯醚脂肪酸聚氧乙烯醚 R-COO-(C R-COO-(C R-COO-(C R-COO-(C2 2 2 2H H H H4 4 4 4O)O)O)O)n n n n-H(R=C-H(R=C-H(R=C-H(R=C12121212-C-C-C-C18181818)在碱性条件下由长链羧酸与环氧乙烷加成反应制得。在碱性条件下由长链羧酸与环氧乙烷加成反应制得。性质：在酸、碱的热溶液中易水解，主要用作乳化剂、分散剂。性质：在酸、碱的热溶液中易水解，主要用作乳化剂、分散剂。4 4 脂肪胺聚氧乙烯醚脂肪胺聚氧乙烯醚脂肪胺聚氧乙烯醚脂肪胺聚氧乙烯醚 R-NH-CH R-NH-CH R-NH-CH R-NH-CH2 2 2 2CHCHCHCH2 2 2 2-(C-(C-(C-(C2 2 2 2H H H H4 4 4 4O)O)O)O)n-2n-2n-2n-2-OCH-OCH-OCH-OCH2 2 2 2CHCHCHCH2 2 2 2OHOHOHOH由长链烷基胺与环氧乙烷加成反应制得。由长链烷基胺与环氧乙烷加成反应制得。性质：耐酸但不耐碱，有杀菌性能，用作染色助剂。性质：耐酸但不耐碱，有杀菌性能，用作染色助剂。第33页，此课件共63页哦多元醇表面活性剂多元醇表面活性剂多元醇表面活性剂多元醇表面活性剂亲水基主要是羟基，是脂肪酸与多元醇生成的多元醇部分酯。亲水基主要是羟基，是脂肪酸与多元醇生成的多元醇部分酯。亲水性是部分未酯化的游离羟基提供，所以亲水性较差，亲油性亲水性是部分未酯化的游离羟基提供，所以亲水性较差，亲油性较好。较好。无毒，表面活性高，用于食品工业、化妆品、医药工业。无毒，表面活性高，用于食品工业、化妆品、医药工业。第34页，此课件共63页哦1 1 司潘型（司潘型（司潘型（司潘型（SpanSpan）Span20Span20、Span40Span40、Span80Span80分别为失水山梨醇与月桂酸、棕分别为失水山梨醇与月桂酸、棕分别为失水山梨醇与月桂酸、棕分别为失水山梨醇与月桂酸、棕榈酸和油酸生成的酯。三者均为油溶性表面活性剂。榈酸和油酸生成的酯。三者均为油溶性表面活性剂。榈酸和油酸生成的酯。三者均为油溶性表面活性剂。榈酸和油酸生成的酯。三者均为油溶性表面活性剂。2 2 吐温型吐温型吐温型吐温型司班型表面活性剂在未酯化的羟基上接聚氧乙烯基，形成吐温型司班型表面活性剂在未酯化的羟基上接聚氧乙烯基，形成吐温型司班型表面活性剂在未酯化的羟基上接聚氧乙烯基，形成吐温型司班型表面活性剂在未酯化的羟基上接聚氧乙烯基，形成吐温型表面活性剂。表面活性剂。表面活性剂。表面活性剂。Tween80Tween80无毒，用于食品和医药工业。无毒，用于食品和医药工业。无毒，用于食品和医药工业。无毒，用于食品和医药工业。第35页，此课件共63页哦非离子表面活性剂的性质与应用非离子表面活性剂的性质与应用非离子表面活性剂的性质与应用非离子表面活性剂的性质与应用*含有醚键和酯键的非离子表面活性剂的溶解度随温度升高含有醚键和酯键的非离子表面活性剂的溶解度随温度升高而降低。低温透明，升温变浑浊，此温度点称为浊点。而降低。低温透明，升温变浑浊，此温度点称为浊点。*cmccmc低于离子型表面活性剂，其胶团聚集数大，增溶作用强。低于离子型表面活性剂，其胶团聚集数大，增溶作用强。*稳定性高，酸、碱、离子和硬水对其影响小。稳定性高，酸、碱、离子和硬水对其影响小。*非离子表面活性剂具有良好的乳化、润湿、渗透性、起泡、非离子表面活性剂具有良好的乳化、润湿、渗透性、起泡、洗涤、稳泡、抗静电性能。无毒性。洗涤、稳泡、抗静电性能。无毒性。*用于纺织业、化妆品、食品、医药等的乳化剂、消泡剂、用于纺织业、化妆品、食品、医药等的乳化剂、消泡剂、增稠剂、杀菌剂、洗涤剂、润湿剂等。增稠剂、杀菌剂、洗涤剂、润湿剂等。第36页，此课件共63页哦2.2 表面活性剂的特性表面活性剂的特性2.2.1 2.2.1 不同类型表面活性剂的性质不同类型表面活性剂的性质不同类型表面活性剂的性质不同类型表面活性剂的性质1 1 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂特性：特性：特性：特性：与阳离子表面活性剂复配会发生沉降或提高表面活性。与阳离子表面活性剂复配会发生沉降或提高表面活性。与阳离子表面活性剂复配会发生沉降或提高表面活性。与阳离子表面活性剂复配会发生沉降或提高表面活性。抗硬水性差。抗硬水性差。抗硬水性差。抗硬水性差。在酸性条件下表面活性降低。在酸性条件下表面活性降低。在酸性条件下表面活性降低。在酸性条件下表面活性降低。在水中的溶解度随温度升高而增大。存在克拉夫特点。在水中的溶解度随温度升高而增大。存在克拉夫特点。在水中的溶解度随温度升高而增大。存在克拉夫特点。在水中的溶解度随温度升高而增大。存在克拉夫特点。温度达到克拉夫特点时，溶解度急剧增加，有明显的突变点。温度达到克拉夫特点时，溶解度急剧增加，有明显的突变点。温度达到克拉夫特点时，溶解度急剧增加，有明显的突变点。温度达到克拉夫特点时，溶解度急剧增加，有明显的突变点。KrafftKrafftKrafftKrafft点高则亲油性好，亲水性差；反之亦然。在同系物中，碳原点高则亲油性好，亲水性差；反之亦然。在同系物中，碳原点高则亲油性好，亲水性差；反之亦然。在同系物中，碳原点高则亲油性好，亲水性差；反之亦然。在同系物中，碳原子越多，子越多，子越多，子越多，KrafftKrafftKrafftKrafft点越高，即其溶解度较低。点越高，即其溶解度较低。点越高，即其溶解度较低。点越高，即其溶解度较低。第37页，此课件共63页哦2 2 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂特性：特性：特性：特性：优异的杀菌性。优异的杀菌性。容易吸附于一般的固体表面。容易吸附于一般的固体表面。3 3 非离子表面活性剂非离子表面活性剂非离子表面活性剂非离子表面活性剂特性：特性：特性：特性：不解离，不受酸、碱、盐影响，耐硬水性好，稳定性高。不解离，不受酸、碱、盐影响，耐硬水性好，稳定性高。与其他表面活性剂相容性好。与其他表面活性剂相容性好。在一般固体表面上不易发生强烈吸附。在一般固体表面上不易发生强烈吸附。具有高表面活性，其水溶液的表面张力低，具有高表面活性，其水溶液的表面张力低，cmccmc小，胶团聚集数较小，胶团聚集数较大，增溶作用强，具有良好的乳化力和去污力。大，增溶作用强，具有良好的乳化力和去污力。第38页，此课件共63页哦3 3 非离子表面活性剂非离子表面活性剂非离子表面活性剂非离子表面活性剂特性：特性：特性：特性：不带电，不与蛋白质结合，毒性低，对皮肤刺激小。不带电，不与蛋白质结合，毒性低，对皮肤刺激小。在室温下，溶解度大，随温度升高，透明溶液变为浑浊，溶质甚在室温下，溶解度大，随温度升高，透明溶液变为浑浊，溶质甚至析出，聚氧乙烯型非离子表面活性剂存在浊点。至析出，聚氧乙烯型非离子表面活性剂存在浊点。第39页，此课件共63页哦影响浊点的因素：影响浊点的因素：疏水基相同，聚氧乙烯醚非离子表面活性剂的浊点随其聚氧乙疏水基相同，聚氧乙烯醚非离子表面活性剂的浊点随其聚氧乙烯中环氧乙烷加成数的增加而升高。烯中环氧乙烷加成数的增加而升高。具有同样摩尔数的具有同样摩尔数的EOEO而亲油基不同的，浊点相差较大。而亲油基不同的，浊点相差较大。亲油性大的亲油基活性剂浊点低，反之则高。亲油性大的亲油基活性剂浊点低，反之则高。无机电解质对浊点的影响比较复杂。无机电解质对浊点的影响比较复杂。醇、有机酸等助表面活性剂对浊点的影响。醇、有机酸等助表面活性剂对浊点的影响。聚合物的加入使浊点降低。聚合物的加入使浊点降低。第40页，此课件共63页哦4 4 两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂特性：特性：特性：特性：耐酸、碱性好。耐酸、碱性好。杀菌、抑制霉变。杀菌、抑制霉变。乳化、分散性。乳化、分散性。与其他类型表面活性剂配伍性、协同增效性好。与其他类型表面活性剂配伍性、协同增效性好。润湿性、发泡性好。润湿性、发泡性好。低毒性、低刺激性。低毒性、低刺激性。耐硬水性、耐盐性好。耐硬水性、耐盐性好。生物降解性好，可以应用在生物分析中。生物降解性好，可以应用在生物分析中。第41页，此课件共63页哦2.2.22.2.22.2.22.2.2 影响表面活性剂特性的因素影响表面活性剂特性的因素影响表面活性剂特性的因素影响表面活性剂特性的因素*自身自身结构决定性质：表面活性剂疏水链的种类、链长、结构决定性质：表面活性剂疏水链的种类、链长、分支结构、头基种类及数目、位置等。分支结构、头基种类及数目、位置等。*其他因素：温度、浓度、其他因素：温度、浓度、PHPH、电解质、溶剂、其他表面活、电解质、溶剂、其他表面活性剂、添加物等。性剂、添加物等。第42页，此课件共63页哦2.32.32.32.3 表面活性剂结构和性能的关系表面活性剂结构和性能的关系表面活性剂结构和性能的关系表面活性剂结构和性能的关系具有两种基本性具有两种基本性具有两种基本性具有两种基本性质质：*表面活性表面活性剂剂溶解度，特溶解度，特别别是分子分散状是分子分散状态态的的浓浓度度较较低，低，主要以胶束形式存在主要以胶束形式存在。*与溶液相接的界面上，基于官能团作用而产生选择性定向与溶液相接的界面上，基于官能团作用而产生选择性定向吸附，使界面性质或状态显著变化。吸附，使界面性质或状态显著变化。第43页，此课件共63页哦2.3.1 2.3.1 表面活性剂降低表面张力的效率和有效值表面活性剂降低表面张力的效率和有效值表面活性剂降低表面张力的效率和有效值表面活性剂降低表面张力的效率和有效值*表面活性表面活性剂剂的效率，是使水的表面的效率，是使水的表面张张力力显显著下降至某著下降至某一一值值所需所需浓浓度来度量度来度量。*表面活性剂有效值，能使溶液的表面张力降低到可能达表面活性剂有效值，能使溶液的表面张力降低到可能达到的最低值。到的最低值。两者评价可能不一致。两者评价可能不一致。第44页，此课件共63页哦2.3.2 疏水基与结构对性能的影响疏水基与结构对性能的影响 1、疏水基类型的影响、疏水基类型的影响表面活性剂的疏水基一般为长的碳氢链，碳原子数大都在表面活性剂的疏水基一般为长的碳氢链，碳原子数大都在8-188-18。疏水。疏水基可以是直链、支链、环状等。大致分为以下几种：基可以是直链、支链、环状等。大致分为以下几种：脂肪族烃基脂肪族烃基芳香族烃基芳香族烃基脂肪烃芳香烃基脂肪烃芳香烃基亲油基中含有弱亲水基亲油基中含有弱亲水基环烃基环烃基其他特殊亲油基其他特殊亲油基第45页，此课件共63页哦2 2、疏水基分支结构对性质的影响、疏水基分支结构对性质的影响表面活性剂的种类相同，分子大小相同，有分支的不易形成胶团，表面活性剂的种类相同，分子大小相同，有分支的不易形成胶团，cmccmc较高。带分支的降低表面张力的能力强，具有好的润湿、渗较高。带分支的降低表面张力的能力强，具有好的润湿、渗透能力，但去污力差。透能力，但去污力差。第46页，此课件共63页哦3、端基结构的影响、端基结构的影响全氟烷烃硅氧烷烃脂肪烷烃全氟烷烃硅氧烷烃脂肪烷烃（烷烃（烷烃环烷烃环烷烃烯烯烃）连有脂肪基芳烃烃）连有脂肪基芳烃芳烃弱亲水基的烃芳烃弱亲水基的烃4、疏水基长度的影响疏水基长度的影响许多单链型表面活性剂的效率与碳原子数成直线关系。许多单链型表面活性剂的效率与碳原子数成直线关系。在同一品种的表面活性剂中，在同一品种的表面活性剂中，随疏水基碳链增长，随疏水基碳链增长，其溶解度、其溶解度、cmccmc减小，降低表面张力的能力增大。减小，降低表面张力的能力增大。第47页，此课件共63页哦5、疏水基的长度对称性的影响、疏水基的长度对称性的影响正、负离子表面活性剂混合体系，在疏水链总长度一定的情况正、负离子表面活性剂混合体系，在疏水链总长度一定的情况下，疏水链下，疏水链对称性差的，混合体系的溶解性好、表面活性差对称性差的，混合体系的溶解性好、表面活性差；碳氢碳氢链长相差越大，链长相差越大，cmccmc越大越大。疏水链中不饱和烃基，包括脂肪族和芳香族、双键和叁疏水链中不饱和烃基，包括脂肪族和芳香族、双键和叁键，有弱亲水基作用，键，有弱亲水基作用，有助于降低分子的结晶性有助于降低分子的结晶性，对于胶，对于胶团的形成与饱和烃的烃链中减少团的形成与饱和烃的烃链中减少1-1.51-1.5个个CHCH2 2的效果相同。的效果相同。增加不饱和烷烃，增大发泡和去污力，提高溶解性。增加不饱和烷烃，增大发泡和去污力，提高溶解性。6、疏水链中其他基团的影响、疏水链中其他基团的影响第48页，此课件共63页哦2.3.3 亲水基结构对性能的影响亲水基结构对性能的影响表面活性剂分子亲水基的种类很多，亲水基可以位于疏水基链的表面活性剂分子亲水基的种类很多，亲水基可以位于疏水