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表面活性剂1精要

作者:小编 日期:2025-06-27 18:28:14 点击数: 

  表面活性剂最早是作为洗涤剂使用的。除了作为日用洗涤剂之外,表面活性剂的应用极广,它们在工业、农业、科学技术和人们日常生活中得到广泛的应用。在生产过程中使用它,可使很多加工过程简化,节约原料,提高生产效率,获得更高的经济效益。

  ☞在市场上见到的表面活性剂往往是以助剂的名称命名。如:润湿剂、分散剂、渗透剂、乳化剂、破乳剂、洗涤剂、起泡剂、匀泡剂、匀染剂、平滑剂、柔软剂、抗静电剂、憎水剂、增溶剂、润滑剂、光亮剂、滑爽剂等。这些不同类型的助剂,都是由表面活性剂及其复配物组成的。因此,表面活性剂有“工业味精”之称。

  第一类是表面张力随着溶质的浓度的增加略有上升,且常有直线的关系,这类物质能使水的表面张力升高,所以认为它对水无表面活性。称为非表面活性剂。如:NaCl,Na2SO4,KOH,NH4Cl,KNO3等无机盐和蔗糖、甘露醇、山梨醇等多羟基化合物。

  第二类是表面张力随溶质浓度增加逐渐下降,在浓度很稀时下降较快,随着浓度的增加,下降变得缓慢。这类溶质有:低分子量的醇类、酸类、醛类、酮类、醚类、酯类等大部分极性有机物。

  第三类是在溶液浓度很稀时,溶液的表面张力随溶质浓度的增加急剧下降,当溶液的浓度增加到一定值后,溶液的表面张力不再下降。属于这类的溶质一般为八个碳以上的有机羧酸盐、磺酸盐、苯磺酸盐、烷基聚醚、有机胺盐等。

  ☞从降低溶液表面张力这一特性而言,把能使溶液的表面张力降低的性质称为表面活性。对于水来说上述B、C类物质都具有表面活性,而第一类物质无表面活性。因此,我们把B、C两类物质称为表面活性物质,A为非表面活性物质。

  ◆C类物质在水溶液中,由于非极性基团的“疏水效应”,SAA分子中的非极性基团之间,能发生缔合,从而(1)自发聚集在水溶液的界面,改变界面的性质。或者(2)在溶液内部形成“胶团”。

  ◆C类物质具有很高的表面活性,具有很多特性,如:润湿、渗透、乳化、分散、起泡、消泡、洗涤等作用,这是B类物质所不具备的。

  ◆以上是从降低水溶液的表面张力方面来定义表面活性剂的。但仅以降低表面张力为标准来定义表面活性剂是不够准确的。人们发现,具有两亲结构的高分子,例如:聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸、β-萘磺酸甲醛缩合物等降低表面张力的能力很差。但却具有良好的乳化、分散能力。

  所以,表面活性剂的定义不能只局限于降低表面张力这一表面现象,而应该涉及所有的界面性能。

  表面活性剂是分子中带有性质不同的亲水基和疏水基的两亲结构化合物,它们少量的使用就能使表面或界面的性质发生显著变化。从而具有很强的乳化、增溶、分散、润湿、渗透、洗涤作用

  ★虽然SAA的结构相对简单,但通过改变亲水基或亲油基的种类、所占的比例及在分子结构中的位置,可以达到所需的亲水亲油平衡,来满足不同的应用。

  凡是表面活性剂溶于水时能发生电离的叫离子型表面活性剂,不能电离的叫非离子表面活性剂(n-SAA)。根据离子基团的带电性质,离子型表面活性剂又可以分为阴离子型(a-SAA)、阳离子型(c-SAA)和两性表面活性剂(z-SAA)。

  除此之外,还把一些具有显著的化学结构特征、而且已发展成表面活性剂一个独立分支的品种单独列出。如:含氟表面活性剂、含硅表面活性剂、含硼表面活性剂、生物表面活性剂、高分子表面活性剂等。

  通常由C6~C18链长的烃基疏水基和羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基等亲水基团组成,具有原料易得,合成简单,成本低,性能优良的特点。

  特点:安全、无毒,但在冷水中溶解度差,不耐硬水,与硬水中的Ca2+、Mg2+等金属离子生成不溶于水的钙盐和镁盐而析出。常常与钙皂分散剂复配使用。在酸性介质中易生成不溶于水的脂肪酸,从而失去表面活性。

  特点:比肥皂有好的多的水溶性和耐硬水性能,兼有非离子和阴离子表面活性剂的特征。是一种多功能的表面活性剂,当它以酸式存在时呈非离子性,以盐存在时呈阴离子性。它对皮肤和眼睛温和,无刺激性,可用作浴液、香波、液体皂,也可用作乳化剂、润湿剂、抗静电剂等。

  APEC:有苯环、对油性污垢去污力极强,对油类有良好的乳化性能,适用重垢表面的清洗,化学稳定性好,主要用于工业清洗,纺织助剂等。

  AMEC:泡沫丰富,对皮肤和粘膜温和,无毒,与人体的相容性好,是新一代化妆品和个人保护用品的专用温和型SAA。

  合成路线、以脂肪醇或烷基酚为原料,经乙氧基化和羧甲基化可以制备烷基聚氧乙烯醚羧酸盐AEC和APEC。

  2、以脂肪酸或其酯为起始原料,经酰胺化,乙氧基化、羧甲基化制备酰胺聚氧乙烯醚羧酸盐AMEC

  特点: 优越的水溶性,优良的起泡力,泡沫持久、细腻,在酸性条件下的增稠效果明显,刺激性小,毒性小,具有杀菌作用等。

  用于化妆品和个人卫生用品中,同时,也用于食品、石油制品、电镀、矿物浮选、石油开采等工业部门。

  十二醇与氯磺酸反应,首先生成十二醇硫酸酯,反应温度小于35℃,然后再用氢氧化钠中和制得:

  对弱酸、弱碱、硬水都很稳定。发泡力强,泡沫细腻,洁白丰满,在低温下有很好的洗涤效果。广泛用于丝毛一类精细织物的洗涤,也可以用于棉麻织物的洗涤。在牙膏中用作发泡剂,并广泛用于洗发香波、润滑油膏、乳液聚合、悬浮聚合。

  油酸与正丁醇在硫酸催化下,生成油酸正丁酯,再与发烟硫酸反应,最后用氢氧化钠中和,即生成油酸正丁酯硫酸盐。

  棕红色透明状液体,具有渗透、分散、乳化、润湿、洗涤等作用,对纤维有平滑作用,在纺织工业中用作合成纤维的纺丝油剂。印染工业中用作润湿剂和柔软剂。

  由于脂肪醇硫酸盐对硬水比较敏感,它的使用效能取决于螯合剂的使用。随着对三聚磷酸钠用量的限制,FAS逐渐被抗硬水性强的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐所取代。

  特点: AES由于存在酯键连接亲水基和亲油基,因此热稳定性较差,在强酸、强碱下易水解。

  AES是仅次于LAS的第二类SAA,具有泡沫丰富,生物降解性好,去污力、乳化能力强,不刺激皮肤的特点,因而大量用于香波,化妆品,家庭和工业洗涤剂。

  合成方法与AES相同,用于工业、民用洗涤剂产品。但是,生物降解性能差,逐渐为AES所取代。

  这类表面活性剂具有良好的润湿、乳化、分散和去污能力。在酸性、碱性和中性水溶液中都比较稳定,在硬水中也能使用。易于生物降解,有利于环保。

  十二烷基苯磺酸钠,简称LAS,其性能稳定,耐碱、耐酸、耐氧化剂、抗硬水、洗涤性能优良、渗透性强、发泡力强,是家用洗涤剂和各种工业清洗剂的主要活性物质。大量用于洗衣粉的配制。

  丁醇和萘在硫酸的催化下,生成二丁基萘,再用发烟硫酸磺化、氢氧化钠中和,就制得二丁基萘磺酸钠。

  由萘经磺化,然后与甲醛缩合生成β-萘磺酸甲醛缩合物。萘→磺化→水解→缩合→中和→过滤→干燥→产品

  木钠是从纸浆废液中提取的一类表面活性剂,木质素的主体结构是以苯丙烷为结构主体的多聚物,基本结构如下:

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  它是利用天然油脂制得的表面活性剂,它具有良好的洗涤能力和钙皂分散能力,它的生物降解度高,毒性低。它可以代替石油资源生产表面活性剂。是一种制备无磷或低磷洗涤剂的主要活性成分。

  这类表面活性剂较重要的品种有丁二酸双酯磺酸盐,N-油酰、N-甲基牛黄酸盐,烷基琥珀酸酯磺酸钠等。

  渗透剂T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、强碱。它的渗透性快速、均匀,润湿性、乳化性、起泡性均良好。常用于印染行业和农药乳化剂。

  它是由顺丁烯二酸酐和仲辛醇,首先酯化,再用亚硫酸氢钠对双键加成而进行磺化。

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