《阴离子表面活性剂》PPT课件.ppt

第三章 阴离子表面活性剂,刘程化学与材料工程学院,阴离子表面活性剂,阴离子表面活性剂,R-OSO3Na硫酸酯盐,R-SO3Na磺酸盐,R-OPO3Na2磷酸酯盐,1、肥皂 肥皂即属高级脂肪酸盐。,羧酸盐型阴离子表面活性剂,皂化（制皂中最重要的一步）脂肪皂化后形成皂胶。填料：硅酸钠、碳酸钠：提高肥皂的洗涤性能和防止肥皂酸败。滑石粉：增加肥皂中的固体物，防止肥皂收缩变形，使肥皂有良好的外观。填料亦有软化硬水的作用。有时加入皂用香精，如香草油、松油醇、-萘甲醚等，以掩盖肥皂的不良气味。,传统工艺的主要缺点：生产周期至少一天有时甚至需几天时间。为了缩短皂化时间可采用催化剂如：氧化锌、石灰石等。,油脂：动物油脂（如牛油）、植物油脂（如椰子油、棕榈油、米糠油、大豆油、花生油、硬化油）等。所用天然油脂不同，得到的肥皂性质也不同。如适用的温度范围：含C12C14为主的椰子油皂常温下即可使用；含C18的硬脂酸皂温度至7080才行；含双键的油酸皂，虽也是C18，却因双键的存在而适用范围较宽。,硬脂酸皂,椰子油皂,皂化所用的碱：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵。用氢氧化钠皂化油脂得到的肥皂称为钠皂，用氢氧化钾皂化油脂得到的肥皂称为钾皂，钠皂质地较硬，钾皂最软。,脂肪酸钠是香皂和肥皂的主要成分；脂肪酸钾是液体皂的主要成分，多用于液体洗涤剂或化妆品中；,其他如钙、铅、锰、铝等金属皂多不溶于水，常用作油漆催干剂、防结块剂、塑料稳定剂等工业助剂。肥皂的缺点：酸性介质中生成不溶性脂肪酸，硬水中生成钙镁盐，从而失效。,一种低毒、低刺激性的N-酰基氨基羧酸盐，广泛用于人体洗涤品、化妆品、牙膏、食品中.P35,2、N-酰基氨基羧酸盐,合成路线：脂肪醇硫酸酯盐的制法是将脂肪醇经硫酸化后用碱中和。R-OH+H2SO4 R-OSO3H+H2O R-OSO3H+NaOH R-OSO3Na+H2O,硫酸酯盐型阴离子表面活性剂,十二烷基硫酸钠又名月桂醇硫酸钠，俗名K12，FAS-12，有液体状和粉状两种形式。液体状产品为无色至淡黄色浆状物，粉状产品为纯白色且有特征气味的粉末；突出的性能是易溶于水，在硬水中的起泡力强，而且泡沫细腻丰富，稳定持久，具有较强的去污能力；主要用作起泡剂、洗涤剂、乳化剂及某些有色金属选矿时的起泡剂和捕集剂等。,起泡剂,用途：脂肪醇硫酸酯盐具有良好的洗净力、乳化力、泡沫丰富，易于生物降解。其水溶性和去污力均比肥皂好，又由于溶液呈中性、不损织物，且在硬水中不产生沉淀，因而广泛、应用于家庭及工业洗涤剂，还用于香波、化妆品等。,缺点：亲水基和亲油基由酯键相联接，与磺酸盐型表面活性剂比较，热稳定性较差，在强酸或强碱介质中易于水解。,高级脂肪醇与硫酸、发烟硫酸、氯磺酸及三氧化硫等硫酸化试剂反应。,脂肪醇硫酸酯盐fatty alcohol sulfate（AS）的合成方法：,氯磺酸硫酸化的工艺：P38,工艺优点：操作方便，可以液体形式使用，无需稀释。与三氧化硫或硫酸相比，制得的产品颜色比较浅。反应完全，反应不可逆，基本上按化学计量进行。缺点：反应放出氯化氢，需要一套氯化氢吸收系统，排出的氯化氢对设备腐蚀严重。,磺酸盐型阴离子表面活性剂,1、直链烷基苯磺酸盐，用LAS（linear alkylbenzene sulfonate）表示。我国目前基本上生产和使用的都是直链烷基苯磺酸盐。,烷基芳烃磺化的主要影响因素,磺化试剂的用量 三氧化硫作磺化剂时，反应几乎是定量进行，反应过程中不生成水，不产生废酸，磺化能力强，反应速率快，产品的质量好。但由于放热集中，因此常将三氧化硫用空气稀释到浓度为3-5%后使用。,反应器 Ballestra多管降 膜磺化反应器,典型的膜式磺化反应器film sulfonation reactor,图 烷基苯三氧化硫磺化工艺过程示意图,生产十二烷基苯磺酸的工艺流程,烷基苯磺酸钠优点：烷基苯磺酸钠对颗粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有显着的去污效果，对天然纤维上颗粒污垢的洗涤作用尤佳，去污力随洗涤温度的升高而增强，对蛋白污垢的作用高于非离子表面活性剂，且泡沫丰富。起泡力强，去污力高，,缺点：耐硬水较差：去污性能可随水的硬度而降低，因此以其为主活性剂的洗涤剂必须与适量整合 剂配用。脱脂力较强：手洗时对皮肤有一定的刺激性，洗后衣服手感较差，宜用阳离子表面活性剂作柔软剂漂洗。为了获得更好的综合洗涤效果，LAS常与AEO等非离子表面活性剂复配使用。,表面张力,随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的增加，表面张力值呈下降趋势。,润湿力,随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的增加，表面活性剂的润湿力呈下降趋势。,起泡力,随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的增加，表面活性剂的起泡力增加。,洗净力,随着直链烷基中碳原子数增多，表面活性剂的洗净力逐渐提高。,烷基苯磺酸盐的应用,家用洗涤剂配方工业表面活性剂农业应用,重垢型洗衣粉使用方便、去污力强、耐硬水、不损伤布料、对皮肤刺激小、偏碱性。,轻垢液体洗涤剂主要洗涤对象为轻薄、贵重的丝、毛、麻等，呈中性或弱碱性，脱脂力要弱一些，不应损伤织物，洗后的织物应保持柔软的手感，不发生收缩、起毛、泛黄等现象。,碱性清洗剂（g/L）配方如下：磷酸钠 5-8 硅酸钠 5-6 烷基苯磺酸钠 0.1-1 磷酸二氢钠 2-3 水 余量,如金属表面的油污清洗,金属表面的油污清洗剂,2、烷基磺酸盐,简称SAS；alkylsulfonate商品是不同碳数的饱和烷基磺酸盐的混合物。通式：RSO3Na.,a、泡沫能力和去污力 SAS的泡沫能力和LAS（直链烷基苯磺酸钠）相比略低，但去污力基本相同。在碱性、中性和弱酸性溶液中较为稳定，且耐硬水。b、生物降解 直链烷基磺酸盐具有优良的生物降解性能。20度、两天后，生物降解率可达99.7%，并不产生有毒代谢物，并对皮肤刺激性小。,3、a-烯烃磺酸盐,简称AOS（-olefin sulfonate）：由a-烯烃与强磺化剂直接反应得到的阴离子表面活性剂。优点：生物降解性能好；能在硬水中去污；起泡性好；对皮肤刺激性小；适用的PH值范围较宽，广泛用作香波的基本原料(流行的护发、护肤香波是酸性的）。,应用,AOS已开始用于低磷或无磷洗涤剂中。AOS与酶有良好的协同作用，是制造加酶粉状洗涤剂的良好原料，以其配制的洗衣粉具有优良的性能，易保存，不吸潮，流动性好。,例如，日本洗衣粉配方中，除含有LAS、AES外，还含有5%的AOS。美国也有一种完全用AOS与其它无机助剂配制的重垢洗衣粉商品。,4、磷酸盐型阴离子表面活性剂,结构类型：结构上有单酯盐和双酯盐两种。,性能与用途磷酸酯盐表面活性剂一般较少单独使用，大多数是作为各种用途的配合成分使用。磷酸酯盐对硬表面有极好的洗涤性能，可用于金属洗净和电镀；易溶于有机溶剂，可与溶剂配合用作干洗剂；还可用作乳化剂、增容剂、抗静电剂和抗蚀剂和合成树脂、涂料等的分散剂等。,