表面活性剂5精选课件.ppt

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1、关于表面活性剂5第一页，本课件共有37页 表面活性剂是一类具有双亲结构的有机表面活性剂是一类具有双亲结构的有机化合物，至少含有两种极性、亲液性迥然不化合物，至少含有两种极性、亲液性迥然不同的基团部分，它在加入量很少时即能大大同的基团部分，它在加入量很少时即能大大降低溶液表面张力，改变体系界面状态，从降低溶液表面张力，改变体系界面状态，从而产生润湿、乳化、起泡以及增溶等一系列而产生润湿、乳化、起泡以及增溶等一系列作用，有作用，有“工业味精工业味精”之美称。之美称。第二页，本课件共有37页第一节第一节 表面活性剂的特点及分类表面活性剂的特点及分类 在加入很少量时就能显著降低溶液表面张力、在加入很少

2、量时就能显著降低溶液表面张力、在加入很少量时就能显著降低溶液表面张力、在加入很少量时就能显著降低溶液表面张力、改变体系界面状态的物质，称为改变体系界面状态的物质，称为改变体系界面状态的物质，称为改变体系界面状态的物质，称为表面活性剂表面活性剂表面活性剂表面活性剂。一、表面活性剂的特点一、表面活性剂的特点一、表面活性剂的特点一、表面活性剂的特点 1 1 1 1、双亲性、双亲性 2 2 2 2、溶解性、溶解性、溶解性、溶解性 3 3 3 3、表面吸附性、表面吸附性、表面吸附性、表面吸附性 4 4 4 4、界面定向排列、界面定向排列 5 5 5 5、形成胶束、形成胶束亲油基亲油基亲水基亲水基第三页，

3、本课件共有37页 临界胶束浓度临界胶束浓度是指表面活性剂分子或是指表面活性剂分子或离子在溶液中开始形成胶束的最低浓度，简离子在溶液中开始形成胶束的最低浓度，简称称CMC。CMC越小，表面活性越高。越小，表面活性越高。6 6、多功能性、多功能性二、表面活性剂的分类二、表面活性剂的分类 表面活性剂的品种大约有表面活性剂的品种大约有6000多种，多种，其分类方法也不一致。其分类方法也不一致。第四页，本课件共有37页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离子型表面活性剂离子型表面活性剂非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表

4、面活性剂两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂按溶解性分类按溶解性分类按溶解性分类按溶解性分类 按是否离解分类按是否离解分类按是否离解分类按是否离解分类 按离子类型分类按离子类型分类按离子类型分类按离子类型分类第五页，本课件共有37页n阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂羧酸盐型羧酸盐型羧酸盐型羧酸盐型 R-COONaR-COONa磺酸盐型磺酸盐型 R-SO3 3NaNa硫酸酯盐型硫酸酯盐型硫酸酯盐型硫酸酯盐型 R-OSOR-OSO3 3Na磷酸酯型磷酸酯型磷酸酯型磷酸酯型 R-OPOR-OPO3NaNa第六页，本课件共有37页n阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂胺盐类胺盐类胺盐类胺盐类 伯胺

5、盐伯胺盐伯胺盐伯胺盐 R-NHR-NH2 2HClHCl 仲胺盐仲胺盐仲胺盐仲胺盐 R-NH(CHR-NH(CH3 3)HCl)HCl 叔胺盐叔胺盐叔胺盐叔胺盐 R-N(CH3 3)2 2ClCl季胺盐类季胺盐类季胺盐类季胺盐类 R-N(CH3 3)3 3ClCl第七页，本课件共有37页n两性离子型表面活性剂两性离子型表面活性剂氨基酸类氨基酸类氨基酸类氨基酸类 RNHCHRNHCH2 2CHCH2 2COONaCOONa甜菜碱类甜菜碱类甜菜碱类甜菜碱类 RNRN+(CH(CH3 3)2 2CHCH2 2COOCOO-咪唑啉类咪唑啉类咪唑啉类咪唑啉类氧化胺类氧化胺类氧化胺类氧化胺类NR1R2R3

6、O第八页，本课件共有37页n非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂聚乙二醇（聚氧乙烯醚）类聚乙二醇（聚氧乙烯醚）类多元醇酯类多元醇酯类多元醇酯类多元醇酯类醚酯类醚酯类醇酰胺类醇酰胺类醇酰胺类醇酰胺类n特殊类型表面活性剂特殊类型表面活性剂第九页，本课件共有37页第二节第二节 化学结构与性能化学结构与性能u表面张力的降低表面张力的降低 由于表面分子所处的状况与内部分子由于表面分子所处的状况与内部分子不同，因而表现出很多特殊现象，成为不同，因而表现出很多特殊现象，成为表表面现象面现象，例如，荷叶上的水珠、水中的油，例如，荷叶上的水珠、水中的油滴、毛细管的虹吸等。滴、毛细管的虹吸等。表面张力是指作用于液

7、体表面单位长度表面张力是指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力上使表面收缩的力（mN/m)。第十页，本课件共有37页 在溶液中，表面活性剂使溶剂（一般为在溶液中，表面活性剂使溶剂（一般为水）的表面张力降低是表面活性的标志，也水）的表面张力降低是表面活性的标志，也是其最重要的性质之一。是其最重要的性质之一。这个量度可分为两种：一是降低溶剂表这个量度可分为两种：一是降低溶剂表面张力至一定值时所需要表面活性剂的浓度，面张力至一定值时所需要表面活性剂的浓度，称为表面活性剂表面张力降低的效率；二是称为表面活性剂表面张力降低的效率；二是表面张力降低能达到的最大程度，称为表面表面张力降低能达到的最大程度，

8、称为表面活性剂表面张力降低的能力。活性剂表面张力降低的能力。第十一页，本课件共有37页表面活性剂浓度变化和其活动情况的关系（扫表面活性剂浓度变化和其活动情况的关系（扫描黄皮描黄皮3131）第十二页，本课件共有37页u表面活性剂亲水亲油平衡值及其实用意义表面活性剂亲水亲油平衡值及其实用意义 亲水亲油平衡常值亲水亲油平衡常值亲水亲油平衡常值亲水亲油平衡常值(hydrophil lipophile balance,简简简简称称称称HLB)HLB)是表示表面活性剂的亲水性、亲油性好坏的指是表示表面活性剂的亲水性、亲油性好坏的指是表示表面活性剂的亲水性、亲油性好坏的指是表示表面活性剂的亲水性、亲油性好坏

9、的指标。标。标。标。HLB值越大，该表面活性剂的亲油性越强。根据其值越大，该表面活性剂的亲油性越强。根据其值越大，该表面活性剂的亲油性越强。根据其值越大，该表面活性剂的亲油性越强。根据其数值大小，就可以知道表面活性剂的适宜用途。例如，数值大小，就可以知道表面活性剂的适宜用途。例如，数值大小，就可以知道表面活性剂的适宜用途。例如，数值大小，就可以知道表面活性剂的适宜用途。例如，HLBHLB值在值在26范围，可作为水分散在油中的乳化剂，用范围，可作为水分散在油中的乳化剂，用范围，可作为水分散在油中的乳化剂，用范围，可作为水分散在油中的乳化剂，用符号符号符号符号W/OW/O，表示油包水型；，表示油包

10、水型；，表示油包水型；，表示油包水型；HLBHLB值在值在值在值在810范围，可作范围，可作为润湿剂、渗透剂；为润湿剂、渗透剂；HLBHLB值在值在值在值在1618范围，可作为增范围，可作为增范围，可作为增范围，可作为增容剂；容剂；容剂；容剂；HLBHLB值在值在值在值在12181218范围，可作为水包油型范围，可作为水包油型范围，可作为水包油型范围，可作为水包油型O/WO/W的乳的乳的乳的乳化剂。化剂。化剂。化剂。第十三页，本课件共有37页u表面活性剂亲水基的相对位置与性能表面活性剂亲水基的相对位置与性能 亲水基在分子中间即在亲油基链的中间者，比亲水基在分子中间即在亲油基链的中间者，比在末端

11、的润湿性强；亲水基在末端的，则比在中间在末端的润湿性强；亲水基在末端的，则比在中间的去污力好。的去污力好。u亲油基结构中分支的影响亲油基结构中分支的影响 如果表面活性剂的种类相同，相对分子质量也相同，如果表面活性剂的种类相同，相对分子质量也相同，如果表面活性剂的种类相同，相对分子质量也相同，如果表面活性剂的种类相同，相对分子质量也相同，则一般有分支结构的表面活性剂具有较好的润湿、渗透则一般有分支结构的表面活性剂具有较好的润湿、渗透则一般有分支结构的表面活性剂具有较好的润湿、渗透则一般有分支结构的表面活性剂具有较好的润湿、渗透性能。性能。性能。性能。第十四页，本课件共有37页u亲油基种类与性质的

12、关系亲油基种类与性质的关系u分子大小的影响分子大小的影响u表面活性剂的生物活性表面活性剂的生物活性u表面活性剂的生物降解表面活性剂的生物降解第十五页，本课件共有37页第三节第三节 表面活性剂的亲油基原料表面活性剂的亲油基原料脂肪醇脂肪醇脂肪醇脂肪醇脂肪胺脂肪胺脂肪胺脂肪胺脂肪酸甲脂脂肪酸甲脂脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸直链烷基苯直链烷基苯直链烷基苯直链烷基苯烷基苯酚烷基苯酚环氧乙烷环氧乙烷环氧乙烷环氧乙烷环氧丙烷环氧丙烷环氧丙烷环氧丙烷第十六页，本课件共有37页第十七页，本课件共有37页第四节第四节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂第十八页，本课件共有37页一、磺酸盐型阴离子表面活性剂一、磺酸盐型

13、阴离子表面活性剂 磺酸盐由于磺基硫原子与碳原子直接相磺酸盐由于磺基硫原子与碳原子直接相连，较硫酸酯盐更稳定，在酸性溶液中不发连，较硫酸酯盐更稳定，在酸性溶液中不发生水解，加热时也不易分解。广泛应用于洗生水解，加热时也不易分解。广泛应用于洗涤、染色、纺织行业，也常用作渗透剂、润涤、染色、纺织行业，也常用作渗透剂、润滑剂、防锈剂等工业助剂。滑剂、防锈剂等工业助剂。第十九页，本课件共有37页磺化反应磺化反应 向有机化合物分子中的碳原子上引入磺基向有机化合物分子中的碳原子上引入磺基向有机化合物分子中的碳原子上引入磺基向有机化合物分子中的碳原子上引入磺基(-SO(-SO3 3H)H)的的的的反应称作反应

14、称作反应称作反应称作磺化磺化磺化磺化，生成的产物磺酸，生成的产物磺酸，生成的产物磺酸，生成的产物磺酸（R-SOR-SO3HH）、磺酸盐、磺酸盐、磺酸盐、磺酸盐（R-SOR-SO3 3MM）或磺酰氯或磺酰氯或磺酰氯或磺酰氯（R-SOR-SO2 2Cl）。）。磺化剂磺化剂 工业生产中常用的磺化剂是硫酸、发烟硫酸、三工业生产中常用的磺化剂是硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸和氨基磺酸，有时也用到亚硫酸盐等。氧化硫、氯磺酸和氨基磺酸，有时也用到亚硫酸盐等。第二十页，本课件共有37页 烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸盐扫描黄皮41图3-5第二十一页，本课件共有37页-烯烃磺酸盐烯烃磺酸盐（AOS）1，3-磺内酯1，

15、4-磺内酯2-烯烃磺酸3-烯烃磺酸AOS 生物降解性好，比较温和，pH应用范围广，是各种液体洗涤剂的重要成分。40%40%第二十二页，本课件共有37页烷基磺酸盐（烷基磺酸盐（SASSAS）1、磺氧化法、磺氧化法2、磺氯酰化法、磺氯酰化法第二十三页，本课件共有37页琥珀酸酯磺酸盐（渗透剂琥珀酸酯磺酸盐（渗透剂T）第二十四页，本课件共有37页 渗透剂渗透剂T为淡黄至棕黄色粘稠液体，可为淡黄至棕黄色粘稠液体，可溶于水。由于分子内有酯键故不耐强酸、强溶于水。由于分子内有酯键故不耐强酸、强碱。它的渗透性快速均匀，润湿性、乳化性、碱。它的渗透性快速均匀，润湿性、乳化性、起泡性均良好。起泡性均良好。渗透剂渗

16、透剂T主要应用于织物的主要应用于织物的快速渗透，另外也可以做为农药的乳化剂。快速渗透，另外也可以做为农药的乳化剂。第二十五页，本课件共有37页脂肪酰胺磺酸盐脂肪酰胺磺酸盐（胰加漂（胰加漂T）脂肪酰胺磺酸盐的代表性产品为脂肪酰胺磺酸盐的代表性产品为脂肪酰胺磺酸盐的代表性产品为脂肪酰胺磺酸盐的代表性产品为N-N-油酰基油酰基油酰基油酰基-N-N-N-N-甲基甲基牛磺酸钠，商品名为牛磺酸钠，商品名为胰加漂胰加漂胰加漂胰加漂T T T T。第二十六页，本课件共有37页二、硫酸酯盐型阴离子表面活性剂二、硫酸酯盐型阴离子表面活性剂 在有机分子中的氧原子上引入在有机分子中的氧原子上引入-SO-SO3HH或在

17、碳原或在碳原或在碳原或在碳原子上引入子上引入子上引入子上引入-OSO-OSO3H的反应叫的反应叫“硫酸化硫酸化硫酸化硫酸化”。高级醇及其。高级醇及其。高级醇及其。高级醇及其他还有他还有他还有他还有-OH-OH的化合物均可硫酸化生成硫酸酯，含双的化合物均可硫酸化生成硫酸酯，含双键的烯烃也可硫酸化生成硫酸酯，以上两种酯经过键的烯烃也可硫酸化生成硫酸酯，以上两种酯经过中和后即得到各种硫酸酯盐型表面活性剂。中和后即得到各种硫酸酯盐型表面活性剂。第二十七页，本课件共有37页高级脂肪醇硫酸酯盐高级脂肪醇硫酸酯盐 （ASAS）高级脂肪醇硫酸酯盐高级脂肪醇硫酸酯盐也称为伯烷基硫酸酯也称为伯烷基硫酸酯盐。它有良

18、好的去污、乳化、分散、润湿、盐。它有良好的去污、乳化、分散、润湿、泡沫性能，易于生物降解。泡沫性能，易于生物降解。第二十八页，本课件共有37页脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐 （AESAES）AES AES泡沫丰实，对水硬度不敏感，有良好的生物泡沫丰实，对水硬度不敏感，有良好的生物降解性，不刺激皮肤，与非离子表面活性剂有良好的降解性，不刺激皮肤，与非离子表面活性剂有良好的复配性能，是家用洗涤剂中最重要的表面活性剂之一，复配性能，是家用洗涤剂中最重要的表面活性剂之一，可广泛地用来配制香波、餐具洗涤剂、洗衣粉等。可广泛地用来配制香波、餐具洗涤剂、洗衣粉等。第二十九页，本课件共有37

19、页第五节第五节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂uu亲水基是阳离子的表面活性剂。亲水基是阳离子的表面活性剂。亲水基是阳离子的表面活性剂。亲水基是阳离子的表面活性剂。u阳离子表面活性剂的最大特征是其表面吸附力阳离子表面活性剂的最大特征是其表面吸附力在表面活性剂中最强。在表面活性剂中最强。uu几乎没有洗涤作用。几乎没有洗涤作用。几乎没有洗涤作用。几乎没有洗涤作用。uu可用作天然或合成纤维的柔软剂，抗静电及剂和纺可用作天然或合成纤维的柔软剂，抗静电及剂和纺可用作天然或合成纤维的柔软剂，抗静电及剂和纺可用作天然或合成纤维的柔软剂，抗静电及剂和纺织助染剂，肥料的抗结块剂，农作物除莠剂，沥青织助染剂，肥料

20、的抗结块剂，农作物除莠剂，沥青织助染剂，肥料的抗结块剂，农作物除莠剂，沥青织助染剂，肥料的抗结块剂，农作物除莠剂，沥青和石子的黏结促进剂，金属防腐剂，颜料分散剂，和石子的黏结促进剂，金属防腐剂，颜料分散剂，和石子的黏结促进剂，金属防腐剂，颜料分散剂，和石子的黏结促进剂，金属防腐剂，颜料分散剂，头发调理剂，化妆品用乳化剂，矿石浮选剂和杀菌头发调理剂，化妆品用乳化剂，矿石浮选剂和杀菌头发调理剂，化妆品用乳化剂，矿石浮选剂和杀菌头发调理剂，化妆品用乳化剂，矿石浮选剂和杀菌剂等。剂等。剂等。剂等。第三十页，本课件共有37页胺盐型阳离子表面活性剂胺盐型阳离子表面活性剂 脂肪伯胺可以由脂肪腈加氢得到，反应

21、是伯仲脂肪伯胺可以由脂肪腈加氢得到，反应是伯仲叔胺的混合物。叔胺的混合物。反应过程中为什么要有氨气才存在？反应过程中为什么要有氨气才存在？反应过程中为什么要有氨气才存在？反应过程中为什么要有氨气才存在？第三十一页，本课件共有37页 脂肪伯胺也可以从脂肪酸，氨，氢直接在催化剂上反脂肪伯胺也可以从脂肪酸，氨，氢直接在催化剂上反脂肪伯胺也可以从脂肪酸，氨，氢直接在催化剂上反脂肪伯胺也可以从脂肪酸，氨，氢直接在催化剂上反应得到。应得到。应得到。应得到。第三十二页，本课件共有37页季铵盐型阳离子表面活性剂季铵盐型阳离子表面活性剂l l亲水基为季铵阳离子的表面活性剂亲水基为季铵阳离子的表面活性剂亲水基为季

22、铵阳离子的表面活性剂亲水基为季铵阳离子的表面活性剂l l季铵盐是由叔胺和烷基化试剂反应而成，常见的烷基季铵盐是由叔胺和烷基化试剂反应而成，常见的烷基季铵盐是由叔胺和烷基化试剂反应而成，常见的烷基季铵盐是由叔胺和烷基化试剂反应而成，常见的烷基化试剂有卤代烷化试剂有卤代烷化试剂有卤代烷化试剂有卤代烷 硫酸二甲酯硫酸二甲酯硫酸二甲酯硫酸二甲酯 环氧乙烷等。环氧乙烷等。环氧乙烷等。环氧乙烷等。第三十三页，本课件共有37页l从伯、仲、叔胺制取季铵盐从伯、仲、叔胺制取季铵盐第三十四页，本课件共有37页RBr+NCH3CH3CH3RN+CH3CH3CH3Br-6080加压十二烷基三甲基氯化铵（防黏剂十二烷基三甲基氯化铵（防黏剂DTDTDTDT）第三十五页，本课件共有37页当当R R为十二烷基，为十二烷基，为十二烷基，为十二烷基，X X X X为为为为ClCl时，商品名为时，商品名为“洁尔灭洁尔灭洁尔灭洁尔灭”；当当当当R R为十二烷基，为十二烷基，为十二烷基，为十二烷基，X X X X为为为为BrBrBrBr时，商品名为时，商品名为时，商品名为时，商品名为“新洁尔新洁尔灭灭”；它们都是杀菌剂。它们都是杀菌剂。它们都是杀菌剂。它们都是杀菌剂。第三十六页，本课件共有37页感感谢谢大大家家观观看看第三十七页，本课件共有37页