第四章第四章 表面活性剂表面活性剂一些基本的概念一些基本的概念1 1、界面：物质的、界面：物质的相与相相与相之间的交界面。之间的交界面。2 2、表面：两相中、表面：两相中有一相是气体有一相是气体的界面。的界面。3 3、界面现象：物质在界面上发生的物理化学现象。、界面现象：物质在界面上发生的物理化学现象。4 4、表面现象：物质在表面上发生的物理化学现象。、表面现象：物质在表面上发生的物理化学现象。5 5、表面张力：由于表面分子受力不平衡而产生的张力。是、表面张力：由于表面分子受力不平衡而产生的张力。是指一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩指一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。一滴至最小面积的力。一滴单一成分单一成分的液体在恒温、恒压条件下的液体在恒温、恒压条件下达平衡时，则总呈球状。达平衡时，则总呈球状。6 6、表面自由能：由于表面分子有向内运动的趋势，因此必、表面自由能：由于表面分子有向内运动的趋势，因此必须克服分子间的引力，才能将内部分子转移到表面而须克服分子间的引力，才能将内部分子转移到表面而增加表增加表面积面积, ,这个过程中外界所消耗的功则转化为表面层分子的这个过程中外界所消耗的功则转化为表面层分子的位位能能, ,这种能量即称为表面能或表面自由能。这种能量即称为表面能或表面自由能。第一节第一节 表面活性剂表面活性剂1、定义：、定义：是指是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，表面能定向排列，具有很强表面活性、具有很强表面活性、并能使表并能使表面张力显著下降的物质。面张力显著下降的物质。2、表面活性剂的特点、表面活性剂的特点1）双亲性）双亲性2）溶解性）溶解性3）生成）生成胶束胶束4）界面吸附）界面吸附5）界面定性）界面定性6）多功能性）多功能性3、表面活性剂的分类、表面活性剂的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4 4、表面活性剂的结构、表面活性剂的结构亲油基亲油基亲水基亲水基两亲结构两亲结构亲油基亲水基亲水基亲油基亲油基亲水基亲水基亲水基亲油基亲油基亲油基亲油基亲水基亲水基5 5、表面活性剂的亲水、表面活性剂的亲水- -亲油平衡值（亲油平衡值（HLBHLB）1 1）亲水）亲水- -亲油平衡值：是表面活性剂分子中亲水和亲油基团亲油平衡值：是表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力。对油或水的综合亲合力。2 2）计算：）计算： HLB=(HLB=(亲水基团亲水基团HLBHLB数数)-()-(亲油基团亲油基团HLBHLB数数)+7 )+7 3 3）数值范围：离子型表面活性剂）数值范围：离子型表面活性剂HLBHLB值范围为值范围为0-400-40，非离子，非离子表面活性剂表面活性剂HLBHLB值范围为值范围为0-200-20。4 4）HLBHLB值愈大，亲水性愈强；值愈大，亲水性愈强； HLBHLB值愈小，亲油性愈强。值愈小，亲油性愈强。5)5)非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLBHLB值具有加和性。值具有加和性。HLB值的应用范围值的应用范围HLB=38 可作为可作为W/O型乳化剂型乳化剂HLB=79 可作为润湿剂可作为润湿剂HLB=818 可作为可作为O/W型乳化剂型乳化剂HLB=15以上以上 可作为增溶剂可作为增溶剂181512 9 6 3 0 增溶剂增溶剂 去污剂去污剂O/W乳化剂乳化剂 润湿剂润湿剂W/O乳化剂乳化剂消泡剂消泡剂不同不同HLB表面活性剂适用范围表面活性剂适用范围第二节第二节 表面活性剂的基本作用表面活性剂的基本作用表面活表面活性剂的性剂的应用应用用途极广用途极广润湿作用润湿作用起泡作用起泡作用 增溶作用增溶作用 乳化作用乳化作用洗涤作用洗涤作用 消毒和杀菌作用消毒和杀菌作用一、润湿一、润湿1 1、定义：固体表面与液体接触时，原来的固体和气、定义：固体表面与液体接触时，原来的固体和气体的界面消失，形成新的固体和液体的界面。体的界面消失，形成新的固体和液体的界面。2 2、接触角：在气、液、固三相交界点，气、接触角：在气、液、固三相交界点，气- -液与液液与液- -固界面张固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用力之间的夹角称为接触角，通常用表示。表示。接触角的计算公式接触角的计算公式润湿方程：润湿方程：3 3、铺展：、铺展：平衡接触角等于零或不存在。平衡接触角等于零或不存在。铺展系数：铺展系数： 等温、等压条件下，单位面积的液固界面取代了单位面等温、等压条件下，单位面积的液固界面取代了单位面积的气固界面并产生了单位面积的气液界面，这过程表面自积的气固界面并产生了单位面积的气液界面，这过程表面自由能变化值的负值称为铺展系数，用由能变化值的负值称为铺展系数，用S S表示。若表示。若S S00，说明，说明液体可以在固体表面自动铺展。液体可以在固体表面自动铺展。计算公式：计算公式： 表面活性剂表面活性剂HLB=7-9HLB=7-9，可作为润湿剂，它可以降低液体表，可作为润湿剂，它可以降低液体表面张力，从而达到润湿的目的。面张力，从而达到润湿的目的。二、乳化和破乳二、乳化和破乳1 1、乳化、乳化乳浊液：乳浊液：一种或几种液体以大于一种或几种液体以大于1010-7-7m m直径的直径的液珠液珠分散在另分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗一不相混溶的液体之中形成的粗分散体系分散体系称为乳状液。称为乳状液。2 2、乳浊液的分散情况、乳浊液的分散情况1 1）水包油）水包油O/WO/W， HLB=8HLB=8- -1616 Tween Tween2) 2) 油包水油包水W/OW/O， HLB=3HLB=3- -8 8 Span Span 检验水包油乳状液加入水溶性染料如亚甲基蓝，说明水是连续相。加入油溶性的染料红色苏丹，说明油是不连续相。3 3、破乳：反乳化、破乳：反乳化4 4、破乳方法：、破乳方法：物理机械法物理机械法物理化学法物理化学法 能有效地使乳状液破坏的能有效地使乳状液破坏的试剂试剂称为称为破乳剂破乳剂。它们通常是。它们通常是在油水界面上有强烈吸附倾向，但又不能形成牢固的在油水界面上有强烈吸附倾向，但又不能形成牢固的界面膜界面膜的一类表面活性剂。的一类表面活性剂。阴离子型破乳剂（如脂肪酸盐、阴离子型破乳剂（如脂肪酸盐、磺酸盐磺酸盐类、烷基苯磺酸盐、类、烷基苯磺酸盐、聚氧乙烯脂肪醇磷酸盐等）；聚氧乙烯脂肪醇磷酸盐等）；阳离子型破乳剂（如氯化十四烷基三甲基铵等）；阳离子型破乳剂（如氯化十四烷基三甲基铵等）；非离子型破乳剂（如聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇（或苯酚）醚、非离子型破乳剂（如聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇（或苯酚）醚、聚氧乙烯聚氧丙烯多乙烯多胺醚）。聚氧乙烯聚氧丙烯多乙烯多胺醚）。 三、增溶作用三、增溶作用1、增溶：、增溶：表面活性剂在水溶液中达到表面活性剂在水溶液中达到CMC后，难溶性物质后，难溶性物质的溶解度显著增加，形成透明胶体溶液，这种作用称为增溶。的溶解度显著增加，形成透明胶体溶液，这种作用称为增溶。增溶在热力学上是稳定的！增溶在热力学上是稳定的！2、克拉夫特点、克拉夫特点 离子型表面活性剂离子型表面活性剂的溶解度随温度增加而急剧增大，这的溶解度随温度增加而急剧增大，这一温度称为克拉夫特点，克拉夫特点越高，其一温度称为克拉夫特点，克拉夫特点越高，其CMC越小。越小。2 2、昙点（浊点）、昙点（浊点） 非离子表面活性剂，温度升高至某一温度时，其溶解度非离子表面活性剂，温度升高至某一温度时，其溶解度急剧下降并析出，溶液出现混浊，此现象称为起昙，此时温急剧下降并析出，溶液出现混浊，此现象称为起昙，此时温度称为昙点度称为昙点( (或浊点）。或浊点）。四、起泡和消泡作用四、起泡和消泡作用1 1、“泡泡”就是由液体薄膜包围着气体。就是由液体薄膜包围着气体。2 2、起泡剂：和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而、起泡剂：和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫的表面活性剂，称为起泡剂。反之称为消泡剂。起形成泡沫的表面活性剂，称为起泡剂。反之称为消泡剂。起泡剂通常具有较强的亲水性和较高的泡剂通常具有较强的亲水性和较高的HLBHLB值。值。3 3、溶液的黏度对起泡有利。、溶液的黏度对起泡有利。4 4、破泡剂、抑泡剂、脱泡剂总称为消泡剂。、破泡剂、抑泡剂、脱泡剂总称为消泡剂。 选矿：选矿： 选择合适的捕集剂，使它的选择合适的捕集剂，使它的亲水基团只吸在矿砂的表面，憎亲水基团只吸在矿砂的表面，憎水基朝向水。水基朝向水。 当矿砂表面有当矿砂表面有5%5%被捕集剂被捕集剂覆盖时，就使表面产生憎水性，覆盖时，就使表面产生憎水性，它会附在气泡上一起升到液面，它会附在气泡上一起升到液面，便于收集。便于收集。五、洗涤五、洗涤1 1、洗涤剂最适、洗涤剂最适HLBHLB值一般在值一般在13-1613-16，非离子表面活性剂去污最强，其次为非离子表面活性剂去污最强，其次为阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂。2 2、去污过程、去污过程六、杀菌功能六、杀菌功能阳离子表面活性剂和两性表面活性剂阳离子表面活性剂和两性表面活性剂A.A.水的表面张力大，对油污润水的表面张力大，对油污润湿性能差，不容易把油污洗掉。湿性能差，不容易把油污洗掉。B.B.加入表面活性剂后，憎水基加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面和吸附在污垢团朝向织物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脱离表面。上，使污垢逐步脱离表面。C.C.污垢悬在水中或随泡沫浮到污垢悬在水中或随泡沫浮到水面后被去除，洁净表面被活水面后被去除，洁净表面被活性剂分子占领。性剂分子占领。七、表面活性剂的毒性七、表面活性剂的毒性1 1、离子型表面活性剂在酸性或碱性介质中都可能与蛋白质、离子型表面活性剂在酸性或碱性介质中都可能与蛋白质结合，使蛋白质变性。结合，使蛋白质变性。2 2、表面活性剂毒性大小：、表面活性剂毒性大小：口服给药：阳离子型口服给药：阳离子型 阴离子型阴离子型 非离子型，非离子型， 非离子型表面活性剂口服一般没有毒性。非离子型表面活性剂口服一般没有毒性。 静脉给药的毒性静脉给药的毒性 口服，非离子型毒性较低。口服，非离子型毒性较低。溶血作用：阴、阳离子表面活性剂有溶血作用。溶血作用：阴、阳离子表面活性剂有溶血作用。 非离子型表面活性剂也有溶血作用，但一般较小。非离子型表面活性剂也有溶血作用，但一般较小。第三节第三节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂一、羧酸盐型阴离子表面活性剂：一、羧酸盐型阴离子表面活性剂： 1、简介：俗称皂类。、简介：俗称皂类。1）通式：）通式：(RCOO-)nM2）分类：一价金属皂）分类：一价金属皂(钾、钠皂钾、钠皂)；二价或多价皂；二价或多价皂(铅、钙、铅、钙、铝皂铝皂)；有机胺皂；有机胺皂(三乙醇胺皂三乙醇胺皂) 3）性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐破坏，电）性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐破坏，电解质使之盐析。具有一定的刺激性。解质使之盐析。具有一定的刺激性。4）应用：用于外用制剂。）应用：用于外用制剂。2、硬脂酸类、硬脂酸类1）是直链）是直链C9C21烃基羧酸盐，它的分子式是烃基羧酸盐，它的分子式是RCOOM+，M通常是通常是Na+、K+或或NH4+。肥皂是由天然动植物油脂或它。肥皂是由天然动植物油脂或它的脂肪酸与碱皂化制得。的脂肪酸与碱皂化制得。 2 2）性质：水溶液呈碱性，对皮肤有刺激性，可塑性。）性质：水溶液呈碱性，对皮肤有刺激性，可塑性。3 3）制备：）制备： 4 4）应用：制造皂类洗涤剂，）应用：制造皂类洗涤剂， 在化妆品及化工工业中里作为乳化剂。在化妆品及化工工业中里作为乳化剂。2、聚醚羧酸盐（、聚醚羧酸盐（AEC）类）类1）聚醚羧酸盐（）聚醚羧酸盐（AEC）又称脂肪醇聚烷氧基醚羧酸盐。）又称脂肪醇聚烷氧基醚羧酸盐。通式为：通式为：R(OCH2CH2) nOCH2COONa，R是是 C10C18烷基或烷基或烷基芳基，烷基芳基，n是大于是大于1的整数，它是非离子表面活性剂脂肪醇的整数，它是非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚进行阴离子化后的产品。聚氧乙烯醚进行阴离子化后的产品。2）性质：具有好的水溶性和耐硬水性。兼具非离子表面活性）性质：具有好的水溶性和耐硬水性。兼具非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的性能，是一种多功能表面活性剂。剂和阴离子表面活性剂的性能，是一种多功能表面活性剂。3）制备：）制备：4）应用：主要用于化妆品、洗涤剂、纺织印染助剂、塑料工）应用：主要用于化妆品、洗涤剂、纺织印染助剂、塑料工业、造纸工业等方面。业、造纸工业等方面。 3、N-酰基氨基酸盐类酰基氨基酸盐类1） R为高碳烷基，为高碳烷基，R及及R为蛋白质分解产物中的低碳烷基。为蛋白质分解产物中的低碳烷基。 N-油酰基多缩氨基酸钠油酰基多缩氨基酸钠（C17H33CONR (CONHR )nCOONa）是重要的品种之一，商品名为雷米邦是重要的品种之一，商品名为雷米邦A，有很好的钙分散力、，有很好的钙分散力、去污力和乳化能力，大都用作纺织印染工业的净洗剂和乳化剂。去污力和乳化能力，大都用作纺织印染工业的净洗剂和乳化剂。2）制备：）制备： 二、磺酸盐型阴离子表面活性剂：二、磺酸盐型阴离子表面活性剂： 1、简介：、简介：1）通式：）通式：RSO3M 2）分类：脂肪族磺化物、烷基芳基磺化物，烷基苯磺化物。）分类：脂肪族磺化物、烷基芳基磺化物，烷基苯磺化物。3）性质：水溶性，耐酸，不易水解，黏度低、去污力、油）性质：水溶性，耐酸，不易水解，黏度低、去污力、油 脂分散力都强脂分散力都强 。 4）应用：）应用： 常用优良洗涤剂。常用优良洗涤剂。 2、烷基苯磺酸盐：、烷基苯磺酸盐：1）CnH2n+1-C6H4-SO3Na。它是一个组成和结构比较复杂的。它是一个组成和结构比较复杂的混合物，性能受组成和结构的影响。如苯环上碳链的长短混合物，性能受组成和结构的影响。如苯环上碳链的长短对溶解性、润湿性、起泡性、洗涤性有很大影响。烷基为对溶解性、润湿性、起泡性、洗涤性有很大影响。烷基为C12C14时洗涤性能最好。苯环上磺化反应产物是邻、对位时洗涤性能最好。苯环上磺化反应产物是邻、对位的混合物，而又以对位产物居多，且对位产物的洗涤性能的混合物，而又以对位产物居多，且对位产物的洗涤性能优于邻位产物。优于邻位产物。2）TPS与与LASLAS的优点：的优点：a a、主要优点在于烷基中没有支链，有良好的生化降解性。、主要优点在于烷基中没有支链，有良好的生化降解性。b b、能溶于水，对水硬度不敏感，对酸碱水解的稳定性好。、能溶于水，对水硬度不敏感，对酸碱水解的稳定性好。c c、对氧化剂十分稳定，可适用于目前流行的加氧化漂白剂的洗衣、对氧化剂十分稳定，可适用于目前流行的加氧化漂白剂的洗衣粉配方。粉配方。d d、发泡能力强，可与助洗剂进行复配，兼容性好。、发泡能力强，可与助洗剂进行复配，兼容性好。e e、成本低，质量稳定。、成本低，质量稳定。TPSLAS3 3）LAS制备制备起始原料采用直链氯代烷或直链烯烃。起始原料采用直链氯代烷或直链烯烃。a a、发烟硫酸磺化法、发烟硫酸磺化法b b、三氧化硫磺化法、三氧化硫磺化法2、烷基磺酸盐、烷基磺酸盐1）烷基磺酸钠（）烷基磺酸钠（SAS）R一般为碳原子数一般为碳原子数1418的正烷烃。的正烷烃。2）性质：）性质：SAS有与有与LAS类似的发泡性能和洗涤效能，水溶性类似的发泡性能和洗涤效能，水溶性好，有很好的生物降解性。缺点好，有很好的生物降解性。缺点:发粘，不松散。发粘，不松散。3）应用：）应用：复配成液体洗涤剂复配成液体洗涤剂4）制法：）制法：磺氧化法磺氧化法:磺氯化法磺氯化法: 3、-烯烃磺酸盐烯烃磺酸盐1）-烯烃磺酸钠（烯烃磺酸钠（AOS）主要由烯基磺酸盐（约）主要由烯基磺酸盐（约55%）、羟基磺）、羟基磺酸盐（约酸盐（约37%）和二磺酸盐（约）和二磺酸盐（约8%）所组成。）所组成。AOS中的烯基磺酸中的烯基磺酸盐和羟基磺酸盐在性能上有互补性，两种成分复合时的性能优于盐和羟基磺酸盐在性能上有互补性，两种成分复合时的性能优于单一组分。单一组分。2）性质：具有良好的生物降解性，对硬水不敏感，刺激性小。）性质：具有良好的生物降解性，对硬水不敏感，刺激性小。3）应用：应用于复配家用洗涤剂、餐具洗涤剂、洗发香波、）应用：应用于复配家用洗涤剂、餐具洗涤剂、洗发香波、液体肥皂等领域。液体肥皂等领域。4）制备：）制备： 4、酯、酰胺的磺酸盐、酯、酰胺的磺酸盐 高级脂肪酸酯高级脂肪酸酯-磺酸钠由天然油脂制得，具有良好的洗磺酸钠由天然油脂制得，具有良好的洗涤能力，生物降解度高，毒性低。涤能力，生物降解度高，毒性低。渗透剂渗透剂T5、木质素磺酸盐、木质素磺酸盐三、硫酸酯型阴离子表面活性剂：三、硫酸酯型阴离子表面活性剂：1、简介、简介1）通式：）通式：ROSO3M，R为为8182）分类：硫酸化油）分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油硫酸化蓖麻油)； 高级脂肪醇硫酸脂高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠) 。 3）性质：可与水混溶，乳化性很强，稳定、耐酸、钙，易）性质：可与水混溶，乳化性很强，稳定、耐酸、钙，易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。与一些高分子阳离子药物发生沉淀。 4）应用：代替肥皂；有一定刺激性，主要用于外用软膏的）应用：代替肥皂；有一定刺激性，主要用于外用软膏的乳化剂。有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。乳化剂。有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。2、脂肪醇硫酸盐、脂肪醇硫酸盐1）脂肪醇硫酸钠（）脂肪醇硫酸钠（AS），分子式为），分子式为ROSO3Na2）性质：）性质： AS比比LAS有更好的生物降解性，有更强的洗涤、有更好的生物降解性，有更强的洗涤、发泡和乳化性能。缺点是对硬水较敏感，在强酸和强碱条件发泡和乳化性能。缺点是对硬水较敏感，在强酸和强碱条件下易水解。下易水解。3 3）应用：配制液状洗涤剂，餐具洗涤剂，牙膏、香波和化）应用：配制液状洗涤剂，餐具洗涤剂，牙膏、香波和化妆品，纺织用润湿和洗净剂，化工中乳化聚合的添加剂。妆品，纺织用润湿和洗净剂，化工中乳化聚合的添加剂。 4 4）合成）合成3、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐1）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）的分子式为：）的分子式为： RO（CH2CH2O）nSO3Na (n=26)。2）性质：生物降解性能优异，对水硬度不敏感，产生泡沫）性质：生物降解性能优异，对水硬度不敏感，产生泡沫大，润湿性、乳化性及增溶性等都比大，润湿性、乳化性及增溶性等都比LAS强。不刺激皮肤，强。不刺激皮肤，水溶性高于水溶性高于LAS，碱性介质中稳定，成本低。，碱性介质中稳定，成本低。3）应用：）应用： AES是一类高性能的表面活性剂，与是一类高性能的表面活性剂，与LAS复配用复配用于香波和轻垢洗涤剂。于香波和轻垢洗涤剂。4）制备：）制备：三氧化硫法：三氧化硫法：氯磺酸法：氯磺酸法：氨基磺化法：氨基磺化法：四、磷酸酯型阴离子表面活性剂四、磷酸酯型阴离子表面活性剂1、烷基聚氧乙烯醚磷酸酯钠（、烷基聚氧乙烯醚磷酸酯钠（AEPS）式中：式中：R为为C8C18烷基；烷基； n一般一般35； M为为Na、K、二乙醇胺、三乙醇胺。、二乙醇胺、三乙醇胺。2、性质：具有优良的抗静电性、乳化性、润滑、洗净和耐、性质：具有优良的抗静电性、乳化性、润滑、洗净和耐酸碱等特性，生物降解性也较好。酸碱等特性，生物降解性也较好。3、应用：要用作工业清洗剂，织物抗静电剂，液体洗涤剂、应用：要用作工业清洗剂，织物抗静电剂，液体洗涤剂和干洗剂，复配香波、护肤膏、护肤液等化妆品，农药乳化和干洗剂，复配香波、护肤膏、护肤液等化妆品，农药乳化剂，废纸脱墨剂等。剂，废纸脱墨剂等。 4、制备：、制备：五、阴离子表面活性剂的生物降解性五、阴离子表面活性剂的生物降解性1 1、表面活性剂的生物降解性、表面活性剂的生物降解性2 2、降解阶段、降解阶段初级降解：母体结构消失，特性变化初级降解：母体结构消失，特性变化次级降解：降解为无污染物质次级降解：降解为无污染物质最终降解：完全转化为无机物最终降解：完全转化为无机物3 3、阴离子表面活性剂与生物降解关系、阴离子表面活性剂与生物降解关系降解速度随亲水憎水基之间的距离增大而加快，降解速度随亲水憎水基之间的距离增大而加快，C C6 6-C-C1212之间最易降解。之间最易降解。支链难于直链，支链与主链接近最难。支链难于直链，支链与主链接近最难。第四节第四节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂结构：含有一个五价氮原子，带正电荷。结构：含有一个五价氮原子，带正电荷。特点：水溶性大，酸性和碱性溶液中较稳定，具有良好的表特点：水溶性大，酸性和碱性溶液中较稳定，具有良好的表面活性和杀菌作用。但易与一些大分子阴离子药物发生沉淀。面活性和杀菌作用。但易与一些大分子阴离子药物发生沉淀。 应用：杀菌；防腐；毒性大，主要用于皮肤、粘膜和手术器应用：杀菌；防腐；毒性大，主要用于皮肤、粘膜和手术器械的消毒械的消毒、抗静电剂、抗静电剂。一、胺盐型阳离子表面吸附剂一、胺盐型阳离子表面吸附剂1、脂肪族伯胺、仲胺、叔胺，、脂肪族伯胺、仲胺、叔胺， N-烷基丙二胺，烷基醚胺等。烷基丙二胺，烷基醚胺等。2、应用：广泛应用于建筑工业中的表面活性剂，如沥青乳化、应用：广泛应用于建筑工业中的表面活性剂，如沥青乳化剂、防水处理剂等。剂、防水处理剂等。3、制备、制备:二、季铵盐阳离子表面活性剂二、季铵盐阳离子表面活性剂1 1、结构：、结构：2 2、性质：强碱性，强亲水性。、性质：强碱性，强亲水性。3 3、应用：主要用作纺织柔软剂、抗静电剂、消毒杀菌剂、应用：主要用作纺织柔软剂、抗静电剂、消毒杀菌剂、杀藻剂，制备有机膨润土，在化学反应中作相转移催化剂。杀藻剂，制备有机膨润土，在化学反应中作相转移催化剂。4 4、常见有价值的：、常见有价值的： 5、长碳链季铵盐长碳链季铵盐1)按长碳链烷基的个数可分为单、双、三长碳链烷基季铵盐。按长碳链烷基的个数可分为单、双、三长碳链烷基季铵盐。6 6、咪唑啉季铵盐、咪唑啉季铵盐 用于纤维柔软剂、抗静电剂、防锈剂等。它的合成工艺用于纤维柔软剂、抗静电剂、防锈剂等。它的合成工艺比较简单。高碳烷基咪唑啉季铵盐主要由脂肪酸及其酯和比较简单。高碳烷基咪唑啉季铵盐主要由脂肪酸及其酯和多元胺经脱水缩合、闭环、甲基化三步合成。多元胺经脱水缩合、闭环、甲基化三步合成。7、吗啉类化合物：、吗啉类化合物：8、其他阳离子表面活性剂：、其他阳离子表面活性剂：氧化叔胺氧化叔胺R(CH3)2NO，也称为胺氧化物，也称为胺氧化物，R为为C16C18烃基。烃基。氧化叔胺的胺氧基是极性的，易于结合氧化叔胺的胺氧基是极性的，易于结合H+。在中性与碱性溶液中能与阴离子表面活性剂混合使用。在中性与碱性溶液中能与阴离子表面活性剂混合使用。 9、影响季铵化的因素：、影响季铵化的因素：1）胺碱性的强弱：一般来说，碱性强，亲核性强，反应容易进行。）胺碱性的强弱：一般来说，碱性强，亲核性强，反应容易进行。2）空间位阻：空间位阻越大，季铵化越慢。）空间位阻：空间位阻越大，季铵化越慢。3）烷基化试剂中卤素影响：）烷基化试剂中卤素影响：IBrClF4）溶剂的影响：极性溶剂有利于季铵化的进行）溶剂的影响：极性溶剂有利于季铵化的进行第五节第五节 两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂结构：结构：分子内同时含有酸式和碱式亲水性基团。分子内同时含有酸式和碱式亲水性基团。一般阳离子一般阳离子以氮原子形成的（也包括游离氨基）。阴离子多数是羧基，以氮原子形成的（也包括游离氨基）。阴离子多数是羧基，有时也有用磺酸基或硫酸基。有时也有用磺酸基或硫酸基。 性质：性质：1 1）优异的柔软平滑性和抗静电能力）优异的柔软平滑性和抗静电能力 2 2）一定的杀菌和抑霉性）一定的杀菌和抑霉性 3 3）良好的乳化性和分散性）良好的乳化性和分散性 4 4）良好的配伍性）良好的配伍性 5 5）很好的湿润性和起泡性）很好的湿润性和起泡性 6 6）相对低毒性和低刺激性）相对低毒性和低刺激性 7 7）极好的耐硬水性）极好的耐硬水性 8 8）良好的生物降解性）良好的生物降解性应用：优良的表面活性剂。用作洗涤剂、乳化剂、润湿剂、发型应用：优良的表面活性剂。用作洗涤剂、乳化剂、润湿剂、发型剂、发泡剂、柔软剂和抗静电剂，也大量用于化妆品的配制中。剂、发泡剂、柔软剂和抗静电剂，也大量用于化妆品的配制中。一、咪唑啉型两性表面活性剂一、咪唑啉型两性表面活性剂1 1、结构：、结构：2、性质：极好的生物降解性，低毒低刺激性、润湿性好，、性质：极好的生物降解性，低毒低刺激性、润湿性好，发泡性能好。发泡性能好。3、应用：化妆品助剂、香波、纺织助剂等。、应用：化妆品助剂、香波、纺织助剂等。4、制备：、制备：二、甜菜碱型两性离子表面活性剂二、甜菜碱型两性离子表面活性剂1、结构：、结构： R(CHR(CH3 3) )2 2N N+ +CHCH2 2X X ，它是一个内铵盐。它是一个内铵盐。2、性质：、性质：很好的水溶性，洗净性、抗菌很好的水溶性，洗净性、抗菌性，抗硬水能力强。性，抗硬水能力强。3、应用：香波、洗手液、洗涤剂等。、应用：香波、洗手液、洗涤剂等。4、制备：、制备：1）N-烷基羧酸型甜菜碱型烷基羧酸型甜菜碱型2）N-酰胺基羧酸型甜菜碱型酰胺基羧酸型甜菜碱型3）N-长链硫代羧酸型甜菜碱型长链硫代羧酸型甜菜碱型4）硫酸酯甜菜碱型）硫酸酯甜菜碱型5）磺酸甜菜碱型）磺酸甜菜碱型三、氨基酸型两性表面活性剂三、氨基酸型两性表面活性剂1 1、结构：、结构： - -氨基丙酸型和氨基丙酸型和- -亚氨基型亚氨基型2 2、合成：、合成：第六节第六节 非离子表面活性剂非离子表面活性剂结构结构：亲水基团亲水基团 ( (甘油、聚乙二醇、山梨醇甘油、聚乙二醇、山梨醇) )； 亲油基团亲油基团( (长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基) )； 亲水基和亲油基以酯键、醚键结合亲水基和亲油基以酯键、醚键结合性质：毒性小，不解离，不受性质：毒性小，不解离，不受pHpH的影响；与药物配伍的影响；与药物配伍好。好。应用：应用：广泛应用于外用、内服、注射制剂。广泛应用于外用、内服、注射制剂。生物降解能力：生物降解能力：长链比短链难降解长链比短链难降解支链比直链难降解支链比直链难降解分子中有酚结构难降解分子中有酚结构难降解亲水亲油基团越多越难降解亲水亲油基团越多越难降解相同长度，亲油基比亲水基难降解相同长度，亲油基比亲水基难降解一、聚氧乙烯型非离子表面活性剂一、聚氧乙烯型非离子表面活性剂1 1、脂肪醇聚氧乙烯醚（、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEOAEO）2 2、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚3 3、脂肪酸酯聚氧乙烯醚、脂肪酸酯聚氧乙烯醚4、 天然油脂聚氧乙烯醚天然油脂聚氧乙烯醚5 5、其他的聚氧乙烯醚、其他的聚氧乙烯醚 二、二、多元醇酯型非离子表面活性剂多元醇酯型非离子表面活性剂 具有良好的乳化性、分散性、润滑和增溶性。具有良好的乳化性、分散性、润滑和增溶性。1 1、脂肪酸羧酸酯、脂肪酸羧酸酯2 2、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸失水山梨醇酯 六、六、烷基葡萄糖苷（烷基葡萄糖苷（APG）第七节第七节 特殊的表面活性剂特殊的表面活性剂一、有机氟表面活性剂一、有机氟表面活性剂 表面活性剂的碳氢链中，氢原子全部用氟原子取代表面活性剂的碳氢链中，氢原子全部用氟原子取代了的全氟表面活性剂，是表面活性最强的一种特殊表面活了的全氟表面活性剂，是表面活性最强的一种特殊表面活性剂。性剂。具有憎水憎油性。具有憎水憎油性。 可用于氟树脂的乳液聚合和化妆品的乳液稳定剂，可用于氟树脂的乳液聚合和化妆品的乳液稳定剂，灭火剂、塑料调匀剂、油墨润湿剂等。还常用于既防水又灭火剂、塑料调匀剂、油墨润湿剂等。还常用于既防水又防油的纺织品、纸张及皮革等。防油的纺织品、纸张及皮革等。二、有机硅表面活性剂二、有机硅表面活性剂 表面活性剂分子中的疏水链是聚硅氧烷链或聚硅烷链，表面活性剂分子中的疏水链是聚硅氧烷链或聚硅烷链，含硅表面活性剂具有较高的热稳定性和较好的润湿能力，同含硅表面活性剂具有较高的热稳定性和较好的润湿能力，同时具有泡沫抑制性和泡沫稳定性。时具有泡沫抑制性和泡沫稳定性。 用于合成纤维油剂及织物的防水剂、抗静电剂、柔软用于合成纤维油剂及织物的防水剂、抗静电剂、柔软剂，在化妆品中可用作消泡剂、调理剂等。含硅阳离子型表剂，在化妆品中可用作消泡剂、调理剂等。含硅阳离子型表面活性剂也具有很强的杀菌作用等。面活性剂也具有很强的杀菌作用等。三、三、冠醚型表面活性剂冠醚型表面活性剂 由于冠醚大环主要由聚氧乙烯构成，与非离子表面由于冠醚大环主要由聚氧乙烯构成，与非离子表面活性剂极性基相似，在冠醚上引入烷基，则可得到与非离活性剂极性基相似，在冠醚上引入烷基，则可得到与非离子表面活性剂类似，但又有其独特性质的新型表面活性剂。子表面活性剂类似，但又有其独特性质的新型表面活性剂。五、高分子表面活性剂五、高分子表面活性剂 良好的分散性、凝聚性、稳泡性、乳化和增稠性；毒良好的分散性、凝聚性、稳泡性、乳化和增稠性；毒性小，有良好的保护胶体和增溶能力，优良的成膜性及粘附性小，有良好的保护胶体和增溶能力，优良的成膜性及粘附性能。被广泛用作胶乳稳定剂、增稠剂、破乳剂、防垢剂、性能。被广泛用作胶乳稳定剂、增稠剂、破乳剂、防垢剂、分散剂、乳化剂和絮凝剂等。分散剂、乳化剂和絮凝剂等。天天 然然半半 合合 成成 合合 成成藻酸钠藻酸钠果胶酸钠果胶酸钠壳聚酸壳聚酸淀粉淀粉羧甲基纤维素羧甲基纤维素羧甲基淀粉羧甲基淀粉甲基纤维素甲基纤维素羟乙基纤维素羟乙基纤维素甲基丙烯酸接枝淀粉甲基丙烯酸接枝淀粉甲基丙烯酸共聚物甲基丙烯酸共聚物马来酸共聚物马来酸共聚物乙烯吡啶共聚物乙烯吡啶共聚物聚乙烯亚胺聚乙烯亚胺聚乙烯醇聚乙烯醇聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺聚乙烯醚聚乙烯醚聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯吡咯烷酮高分子表面活性剂的分类高分子表面活性剂的分类 第八节第八节 洗涤剂洗涤剂一、洗涤剂的组成及分类。一、洗涤剂的组成及分类。1、洗涤剂是按一定的配方配制的专门用于清洗的产品。洗、洗涤剂是按一定的配方配制的专门用于清洗的产品。洗涤剂配方的必要组分是表面活性剂，其辅助成分包括助剂、涤剂配方的必要组分是表面活性剂，其辅助成分包括助剂、配料、填料等。配料、填料等。 2、分类：、分类：二、洗涤剂中表面活性剂二、洗涤剂中表面活性剂1、作用：、作用：在洗涤剂中，表面活性剂一般作为洗涤成分，但在洗涤剂中，表面活性剂一般作为洗涤成分，但在某些配方中也用作辅助原料，起乳化、润湿、增溶、保湿、在某些配方中也用作辅助原料，起乳化、润湿、增溶、保湿、润滑、杀菌、柔软、抗静电、发泡、消泡等作用。润滑、杀菌、柔软、抗静电、发泡、消泡等作用。2、种类：用的最多的是阴离子表面活性剂，其次是非离子、种类：用的最多的是阴离子表面活性剂，其次是非离子表面活性剂，两性表面活性剂很少使用。阳离子表面活性表面活性剂，两性表面活性剂很少使用。阳离子表面活性剂，由于它在纤维上的吸附大、洗涤力小，且价格昂贵，不剂，由于它在纤维上的吸附大、洗涤力小，且价格昂贵，不适合用于洗涤剂，有时在洗涤剂中加入阳离子表面活性剂主适合用于洗涤剂，有时在洗涤剂中加入阳离子表面活性剂主要是使洗涤剂具有杀菌消毒能力或起柔软作用。要是使洗涤剂具有杀菌消毒能力或起柔软作用。三、洗涤助剂三、洗涤助剂1 1、洗涤助剂与表面活性剂配合，能够发挥各组分互相协、洗涤助剂与表面活性剂配合，能够发挥各组分互相协调，互相补偿的作用，进一步提高产品的洗净力，使其综合调，互相补偿的作用，进一步提高产品的洗净力，使其综合性能更趋完善，成本更为低廉。性能更趋完善，成本更为低廉。2 2、洗涤助剂的作用：、洗涤助剂的作用：1 1）增强表面活性，增加污垢的分散、乳化、增溶，防止污）增强表面活性，增加污垢的分散、乳化、增溶，防止污垢再沉积。垢再沉积。2 2）软化硬水，防止表面活性剂水解，提高洗涤液碱性，并）软化硬水，防止表面活性剂水解，提高洗涤液碱性，并有碱性缓冲作用。有碱性缓冲作用。3 3）改善泡沫性能，增加物料溶解度，提高产品粘度。）改善泡沫性能，增加物料溶解度，提高产品粘度。4 4）降低皮肤的刺激性，并对纺织品起柔软、抑菌、杀菌、）降低皮肤的刺激性，并对纺织品起柔软、抑菌、杀菌、抗静电、整饰等作用。抗静电、整饰等作用。5 5）改善产品外观，赋予产品美观的色彩和优雅的香气，提）改善产品外观，赋予产品美观的色彩和优雅的香气，提高商品的商业价值。高商品的商业价值。3 3、洗涤助剂分为无机和有机助剂两类。、洗涤助剂分为无机和有机助剂两类。 1 1）无机助剂）无机助剂a a、磷酸盐、磷酸盐 作为螯合剂，常用的磷酸盐有磷酸三钠、作为螯合剂，常用的磷酸盐有磷酸三钠、三聚磷酸钠、焦磷酸四钾。三聚磷酸钠、焦磷酸四钾。 有机螯合助剂，如二乙胺四醋酸有机螯合助剂，如二乙胺四醋酸(EDTA)(EDTA)、氮川三醋酸、氮川三醋酸(NTA)(NTA)、酒石酸钠、柠檬酸盐、葡萄糖酸盐等；高分子电解、酒石酸钠、柠檬酸盐、葡萄糖酸盐等；高分子电解质助剂，如聚丙烯酸盐以及人造沸石等。质助剂，如聚丙烯酸盐以及人造沸石等。b b、硫酸钠、硫酸钠 合成洗涤剂的无机助剂和粉状洗涤剂的填料，在粉状洗涤剂中合成洗涤剂的无机助剂和粉状洗涤剂的填料，在粉状洗涤剂中加入量为加入量为20%20%40%40%。c c、 硅酸钠硅酸钠 水质软化剂、助沉剂。水质软化剂、助沉剂。相当于由硅酸钠与硅酸组成的缓冲溶液。相当于由硅酸钠与硅酸组成的缓冲溶液。在溶液中能控制在溶液中能控制pHpH值、贮存碱性物质，起到减少洗涤剂消耗和保护值、贮存碱性物质，起到减少洗涤剂消耗和保护织物的作用。此外，水玻璃还具有悬浮力、乳化力和泡沫稳定作织物的作用。此外，水玻璃还具有悬浮力、乳化力和泡沫稳定作用，起到阻止污垢在被洗物上再沉积的作用，并对金属（如铁、铝、用，起到阻止污垢在被洗物上再沉积的作用，并对金属（如铁、铝、铜、锌等）具有防腐蚀作用。制造粉状洗涤剂时，能使产品保持疏铜、锌等）具有防腐蚀作用。制造粉状洗涤剂时，能使产品保持疏松，防止结块，增加颗粒的强度、流动性和均匀性。松，防止结块，增加颗粒的强度、流动性和均匀性。 d、漂白剂、漂白剂 主要是次氯酸盐和过酸盐两大类。主要是次氯酸盐和过酸盐两大类。 次氯酸盐主要用次氯酸钠，稳定性差，易受光、热与重次氯酸盐主要用次氯酸钠，稳定性差，易受光、热与重金属和金属和pH值的影响。氧化力很强，具有刺激性。值的影响。氧化力很强，具有刺激性。 过酸盐主要是过硼酸钠和过碳酸钠，常在粉状洗涤剂生过酸盐主要是过硼酸钠和过碳酸钠，常在粉状洗涤剂生产的后配料工序加入，用量一般占粉质量的产的后配料工序加入，用量一般占粉质量的10%30%。 2）有机助剂）有机助剂 a、羧甲基纤维素钠（羧甲基纤维素钠（CMC） 携污剂（抗再沉积剂）。洗涤剂中加入携污剂（抗再沉积剂）。洗涤剂中加入1%2%的的CMC，则在洗涤时，则在洗涤时CMC被吸附在被洗物和污垢粒子表面，被吸附在被洗物和污垢粒子表面，使二者都带上负电荷。另一方面，使二者都带上负电荷。另一方面，CMC还具有增稠、分散、还具有增稠、分散、乳化、悬浮和稳定泡沫的作用。乳化、悬浮和稳定泡沫的作用。b、烷醇酰胺又称脂肪醇酰胺、烷醇酰胺又称脂肪醇酰胺 泡沫稳定剂。主要作用是增稠和稳定泡沫，兼有悬浮泡沫稳定剂。主要作用是增稠和稳定泡沫，兼有悬浮污垢防止其再沉积的作用。在与主要活性物间的互相配合污垢防止其再沉积的作用。在与主要活性物间的互相配合下，其脱脂力（乳化动植物油脂及矿物油的能力）有显著下，其脱脂力（乳化动植物油脂及矿物油的能力）有显著的提高。较常使用的烷醇酰胺品种是月桂醇二乙醇胺以及的提高。较常使用的烷醇酰胺品种是月桂醇二乙醇胺以及椰油二乙醇胺。椰油二乙醇胺。 低泡洗涤剂在配方中需加入少量泡沫调节剂，常用的有低泡洗涤剂在配方中需加入少量泡沫调节剂，常用的有二十二烷酸皂或硅氧烷，使水溶液消泡或低泡。二十二烷酸皂或硅氧烷，使水溶液消泡或低泡。c、酶、酶 酶作为洗涤剂的助剂具有专一性，能将污垢中的脂肪、酶作为洗涤剂的助剂具有专一性，能将污垢中的脂肪、蛋白质、淀粉等分解为易溶于水的化物，因而提高洗涤效蛋白质、淀粉等分解为易溶于水的化物，因而提高洗涤效果。同时，在洗涤剂中添加酶制剂可以降低表面活性剂和果。同时，在洗涤剂中添加酶制剂可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷或无磷的方向发展，三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷或无磷的方向发展，减少对环境的污染。减少对环境的污染。d d、助溶剂、助溶剂 在配制高浓度的液体洗涤剂时，增加活性物溶解性。在配制高浓度的液体洗涤剂时，增加活性物溶解性。凡能减弱溶质及溶剂的内聚力，增加溶质与溶剂的吸引力凡能减弱溶质及溶剂的内聚力，增加溶质与溶剂的吸引力对洗涤功能无害、价格低廉的物质都可用作助溶剂。常用对洗涤功能无害、价格低廉的物质都可用作助溶剂。常用的助溶剂有乙醇、尿素、聚乙二醇、甲苯磺酸盐等。的助溶剂有乙醇、尿素、聚乙二醇、甲苯磺酸盐等。e e、香精、香精 一个受消费者喜爱的洗涤剂，不仅具有优良的性能，一个受消费者喜爱的洗涤剂，不仅具有优良的性能，并且使人有愉快的香味。香精是由多种香料组成，与洗涤并且使人有愉快的香味。香精是由多种香料组成，与洗涤剂组分有良好配伍性，在剂组分有良好配伍性，在pH=9pH=91111是稳定的。洗涤剂中加是稳定的。洗涤剂中加入香精的质量一般小于入香精的质量一般小于1%1%。f f、荧光增白剂、荧光增白剂 荧光增白剂是一种无色的荧光染料。能改善粉状洗涤荧光增白剂是一种无色的荧光染料。能改善粉状洗涤剂的外观，提高洗衣粉粉体的白度，同时还能增加被洗涤剂的外观，提高洗衣粉粉体的白度，同时还能增加被洗涤织物的白度或鲜艳度，改善洗涤效果，提高合成洗涤剂本织物的白度或鲜艳度，改善洗涤效果，提高合成洗涤剂本身的商业价值。身的商业价值。Ggg1Ggg1Ggg1Ggg1g g、溶剂、溶剂 有助于将油性污垢从被洗物上除去。在新型洗涤剂中有助于将油性污垢从被洗物上除去。在新型洗涤剂中甚至是粉状洗涤剂中也使用多种溶剂，溶剂的存在将常用甚至是粉状洗涤剂中也使用多种溶剂，溶剂的存在将常用的溶剂有以下几种：松油、醇、醚和脂的溶剂有以下几种：松油、醇、醚和脂 、氯化溶剂。、氯化溶剂。 h h、抑菌剂、抑菌剂 在冷洗中加入抑菌剂是很有必要的。防止洗后衣物被在冷洗中加入抑菌剂是很有必要的。防止洗后衣物被病菌感染。抑菌剂的加入质量一般是千分之几，三溴水杨病菌感染。抑菌剂的加入质量一般是千分之几，三溴水杨酸替苯胺、三氯碳酰替苯胺或六氯苯中的任何一种都可作酸替苯胺、三氯碳酰替苯胺或六氯苯中的任何一种都可作为抑菌剂应用。为抑菌剂应用。i i、抗静电剂和织物柔软剂、抗静电剂和织物柔软剂 改进织物手感和降低织物表面静电干扰的，通常使用改进织物手感和降低织物表面静电干扰的，通常使用阳离子表面活性剂，如二甲基阳离子表面活性剂，如二甲基- -二氢化牛酯季铵盐。二氢化牛酯季铵盐。 组分组分 用量用量/g /g 直链烷基苯磺酸钠直链烷基苯磺酸钠 25 2525 25三聚磷酸钠三聚磷酸钠 28 2228 22硫酸钠硫酸钠 20 2520 25硅酸钠硅酸钠 10 710 7羧甲基纤维素钠羧甲基纤维素钠 1.5 1.51.5 1.5荧光增白剂荧光增白剂 0.1 0.050.1 0.05酶颗粒酶颗粒 10 1010 10对甲苯磺酸钠对甲苯磺酸钠 2 22 2纯碱纯碱 2 52 5香精香精 0.1 0.10.1 0.1酒精酒精 1 21 2