（大学课件）表面活性剂(13).ppt

1、ppt课件1第二章第二章 表面活性剂表面活性剂ppt课件2本章教学目标：1.掌握表面活性剂的概念、结构及性质；2.掌握表面活性剂的基本作用及应用；3.掌握常见表面活性剂的性质及应用；4.熟悉常见的阴、阳离子表面活性剂及性质；5.熟悉常见的非离子和两性表面活性剂及性质；6.了解洗涤剂的中常见的表面活性剂。本章教学重难点：1.表面活性剂的概念及结构特点；2.表面活性剂的基本作用。3.常见表面活性剂的基本性质及应用。ppt课件3 表面活性剂作为多种工业品的主要添加剂和原料，应用于日常生活，工农业及高新技术领域。因此近年来，我国表面活性剂工业得到迅速发展，产量不断扩大，品种不断增多。据统计全国合成洗涤

2、用品产量：1980年为39.32104t，1989年增加到146.5104t，十年间增加了3.73倍，到1996年又猛增到441.36104t，比1989年又增加了3倍。2011年达到800万吨.其中洗衣粉占近一半.这一方面是由于表面活性剂在工农业生产中的广泛应用，更重要的是由于日常生活中家用洗涤用品需求量与日俱增。2.1 表面活性剂概述表面活性剂概述ppt课件4问题：水在荷叶表面为何呈滴状？ppt课件5表面张力实验表面张力实验如果在金属线框中间系一线圈，一起浸入肥皂液中，然后取出，上面形成一液膜。(a)由于以线圈为边界的两边表面张力大小相等方向相反，所以线圈成任意形状可在液膜上移动，见(a)

3、图。(b)如果刺破线圈中央的液膜，线圈内侧张力消失，外侧表面张力立即将线圈绷成一个圆形，见(b)图，清楚的显示出表面张力的在。ppt课件61.表面张力表面张力 在两相(特别是气-液)界面上，处处存在着一种张力，它垂直于表面的边界，指向液体方向并与表面相切。把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用g 或s表示，单位是Nm-1。ppt课件7保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，Gibbs自由能的增加值称为表面Gibbs自由能，或简称表面自由能或表面能，用符号 g 表示，单位为Jm-2。2.表面自由能B,()p T nGAgppt课件83.表面活性表面活性水溶液的表面张力与溶质浓度的几种

4、典型关系表面活性：如果a物质能降低b物质的表面张力，通常可以说a物质(溶质)对b物质(溶剂)有表面活性表面活性。ppt课件9n界面物质相与相的分界面n表面当组成界面的两相中有一相为气相时的分界面n表面活性剂的功能n改变液体的表面的性质n改变液液界面的性质n改变液固界面的性质ppt课件10 从广义上讲，能使体系表面张力降低的溶质均从广义上讲，能使体系表面张力降低的溶质均可称为表面活性物质；但习惯上只将可称为表面活性物质；但习惯上只将显著降低表面显著降低表面张力张力的这类化合物称为表面活性剂。的这类化合物称为表面活性剂。ppt课件11n双亲媒性n溶 解 度n界面吸附n界面定性n生成胶束 CMCn多

5、功能性ppt课件12非极性基团。非极性基团。表面活性剂由结构上不对称的表面活性剂由结构上不对称的 两部分组成，两部分组成，为双亲化合物。为双亲化合物。极性基团。极性基团。常见的亲水基有羧基、磺酸基、醚基和羟基等。常见的亲水基有羧基、磺酸基、醚基和羟基等。一般为长链烃基。一般为长链烃基。易溶于水，具有亲水性质。易溶于水，具有亲水性质。易溶于油，具有亲油性质。易溶于油，具有亲油性质。(憎水基憎水基)ppt课件13ppt课件14ppt课件15表面活性剂分子在溶液表面吸附状态的示意图表面活性剂分子在溶液表面吸附状态的示意图 (a)浓度极稀时的状态 (b)中等浓度时的状态 (c)吸附近于饱和时的状态pp

6、t课件16 a极稀溶液极稀溶液 b稀溶液稀溶液c d 大于大于 ppt课件17单体单体二（三）聚体二（三）聚体胶团胶团棒状胶团棒状胶团棒状胶团的六角团棒状胶团的六角团H2O层状胶团层状胶团1.0-3.5nmH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O水柱的六角堆积水柱的六角堆积H2O微乳状液微乳状液表面活性剂结晶表面活性剂结晶油油醇醇胶束结构的变化形态胶束结构的变化形态浓度浓度CMC，形成胶束，大小，形成胶束，大小1100nm ppt课件18c表面活性剂在溶液中形成胶束时的最低浓度。表面活性剂在溶液中形成胶束时的最低浓度。临界胶束浓度临界胶束浓度(CMC):ppt课件19 表面活性剂在溶液中的浓

7、度达到表面活性剂在溶液中的浓度达到CMC时，溶液时，溶液表面的吸附达到饱和，溶液内部开始形成胶束此表面的吸附达到饱和，溶液内部开始形成胶束此时溶液的表面张力最低。显然，表面活性剂的时溶液的表面张力最低。显然，表面活性剂的CMC越小，表示其达到饱和吸附、形成胶束和使表面张越小，表示其达到饱和吸附、形成胶束和使表面张力降到最低值所需要的浓度越低。力降到最低值所需要的浓度越低。ppt课件20 以CMC为界限，在较小浓度范围内，其水溶液的许多物理化学性质，如表面张力、渗透压、密度、洗涤能力等都将发生突变。因此，表面活性剂水溶液，其浓度只有在稍高于其CMC值时，才能充分显示其作用。CMC可以作为表面活性

8、剂表面活性的一种度量可以作为表面活性剂表面活性的一种度量ppt课件21 CMC 以单分子和胶束的动态平衡状态存在于溶液。以单分子和胶束的动态平衡状态存在于溶液。当溶液浓度达到临界胶束浓度时，表面活性剂的当溶液浓度达到临界胶束浓度时，表面活性剂的一些物理性质如电阻率、渗透压、冰点下降以及颜色一些物理性质如电阻率、渗透压、冰点下降以及颜色变化等就会发生改变。变化等就会发生改变。表面活性剂浓度稍大于表面活性剂浓度稍大于CMC时，才能充分发时，才能充分发挥其表面活性作用。挥其表面活性作用。ppt课件22 CMC值值 的大小主要决定于表面活性剂的分子结的大小主要决定于表面活性剂的分子结构和在水中的强电解

9、质的浓度，与强电解质的种类和构和在水中的强电解质的浓度，与强电解质的种类和非电解质无关。非电解质无关。ppt课件23 表面活性剂的分子结构表面活性剂的分子结构 离子型表面活性剂的离子型表面活性剂的CMC决定于亲油基决定于亲油基(憎水基憎水基)的的长短，一般碳原子数越大，长短，一般碳原子数越大，CMC越小。但亲油基中若引越小。但亲油基中若引入双键或支链，则使入双键或支链，则使CMC变大。变大。非离子型表面活性剂的非离子型表面活性剂的CMC主要由亲水基的种类决主要由亲水基的种类决定，如聚氧乙烯链增长定，如聚氧乙烯链增长,CMC变大变大。ppt课件24 表面活性剂随着无机盐类强电解质的加入而使表面活

10、性剂随着无机盐类强电解质的加入而使CMC值降低。值降低。无机盐类强电解质的影响无机盐类强电解质的影响B8 6 4 2 020 16 12 8 4NaClNa2SO4 月桂酸钾月桂酸钾 十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 A的的CMC103/mol dm-3B的的CMC103/mol dm-3A反离子浓度：主要是影响了表面活性离子胶束的扩散双电层结构，减弱了表面活性离子之间排斥作用力，压缩了表面活性离子头，这样胶束就容易形成CMC下降。反离子价键：规律是三价的大于二价，二价的大于一价，反离子价数越高离子表面活性剂形成胶束更为有利，故CMC值下降越显著.

11、无机盐的加入量必需适当，若盐浓度太高，会引起离子表面活性剂溶解度降低。ppt课件25 在CMC时，表面活性剂的各种物理化学性质。如表面张力、电导率、渗透压、密度、增溶性、洗涤性等都有显著的变化。因此，原则上这些性质的突变都可利用来测定CMC，方法是只要测定各种性质随浓度的变化，在性质突变点上的浓度即为CMC。CMC 的测定的测定ppt课件261.表面张力法ppt课件27ppt课件282.电导率法12-s-12的电导率随 浓度的变化曲线（T=25）ppt课件29系列浓度表面活性剂12-3-12在芘溶液中的荧光光谱图（T=25）在芘溶液中表面活性剂12-s-12的I1/I3C的关系曲线图（T=25

12、）3.荧光光谱法ppt课件301.按溶解性来分：油溶性表面活性剂水溶性表面活性剂2.按分子量大小来分：M 10000,高分子表面活性剂M1000，低分子表面活性剂1000M90不润湿不润湿 阴离子阴离子多元醇非离子多元醇非离子阳离子阳离子ppt课件1272.2.9 抗静电作用抗静电作用 表面活性剂的抗静电机理：表面活性剂的抗静电机理：1 摩擦带电部分摩擦带电部分 表面电荷的逸散表面电荷的逸散摩擦生电是由于在局部表面存在的物质之间摩擦生电是由于在局部表面存在的物质之间发生电子移动；发生电子移动；电荷的逸散与表面活性剂的吸附量和吸湿性电荷的逸散与表面活性剂的吸附量和吸湿性有关；可用已吸湿的水分为介

13、质的离子移动有关；可用已吸湿的水分为介质的离子移动引起电荷的移动来解释；引起电荷的移动来解释；具有抗静电作用的表面活性剂称为具有抗静电作用的表面活性剂称为抗静电剂抗静电剂；ppt课件1282 表面活性剂抗静电原理在于：表面活性剂抗静电原理在于：疏水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气疏水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气形成一层亲水性膜，由于形成一层亲水性膜，由于单分子膜单分子膜可可降低降低合合成纤维的成纤维的摩擦系数摩擦系数从而从而难以产生静电难以产生静电；亲水性膜亲水性膜吸收空气中的水分，因此好像物吸收空气中的水分，因此好像物体表面多了一层体表面多了一层水层水层，产生的，产生的静电易于传递静电易

14、于传递到大气中到大气中，从而，从而降低了物体表面的电荷降低了物体表面的电荷；ppt课件1292.2.10 杀菌作用杀菌作用定义：能与蛋白质发生作用的一类表面活性定义：能与蛋白质发生作用的一类表面活性剂；剂；杀菌机理：首先表面活性剂吸附于菌体，杀菌机理：首先表面活性剂吸附于菌体，然后浸透菌体的细胞膜并破坏之；然后浸透菌体的细胞膜并破坏之；以阳离子表面活性剂和两性表面活性以阳离子表面活性剂和两性表面活性剂为主；如烷基二甲基苄铵盐，烷基三甲剂为主；如烷基二甲基苄铵盐，烷基三甲基铵盐、聚氨基单羧酸类等；基铵盐、聚氨基单羧酸类等；ppt课件130带苄基的季胺氯化物；改变烷基的碳原子数，带苄基的季胺氯化物

15、；改变烷基的碳原子数，杀菌力会有很大的改变，一般以杀菌力会有很大的改变，一般以12121414为宜，为宜，1010的水溶液的杀菌力大于苯酚的水溶液的杀菌力大于苯酚50507070倍；倍；ppt课件131蜡染蜡染挑染挑染ppt课件132ppt课件133ppt课件134匀染作用匀染作用 在印染工业中，以达到在印染工业中，以达到均匀染色均匀染色为目为目的的表面活性剂称为匀染剂；的的表面活性剂称为匀染剂；达到均匀染色的两种途径：达到均匀染色的两种途径：降低染色速度，使染料分子与纤维缓慢接触；降低染色速度，使染料分子与纤维缓慢接触；对已发生不匀染色的织物，能使深色部分的染对已发生不匀染色的织物，能使深色

16、部分的染料分子向浅色部分迁移，称为料分子向浅色部分迁移，称为“移染移染”ppt课件135（1）亲纤维匀染剂）亲纤维匀染剂 表面活性剂与纤维的吸附亲和力较大，染料只表面活性剂与纤维的吸附亲和力较大，染料只能在匀染剂后追踪，延长染色时间达到缓染的目的，能在匀染剂后追踪，延长染色时间达到缓染的目的，在染色工艺完成后，染料不能再移动。在染色工艺完成后，染料不能再移动。（2）亲染料匀染剂）亲染料匀染剂表面活性剂与染料有较大亲和力，在染色时可拉表面活性剂与染料有较大亲和力，在染色时可拉住染料分子，达到缓染目的，同时亦可移染；住染料分子，达到缓染目的，同时亦可移染；PAN使用的阳使用的阳离子型匀染剂离子型匀

17、染剂聚乙二醇类非离聚乙二醇类非离子表面活性剂子表面活性剂ppt课件1362.3 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 阴离子表面活性剂在表面活性剂产品中耗量阴离子表面活性剂在表面活性剂产品中耗量最多，达最多，达7680，是最早应用的一种表面活，是最早应用的一种表面活性剂，且价格低，应用性能广泛。性剂，且价格低，应用性能广泛。磺酸盐型磺酸盐型和和硫酸酯盐型硫酸酯盐型阴离子表面活性剂是阴离子表面活性剂是目前产品中的主要类别。目前产品中的主要类别。ppt课件137表表2-2 阴离子表面活性剂的分类阴离子表面活性剂的分类ppt课件138ppt课件139磺酸盐型阴离子表面活性剂磺酸盐型阴离子表面活性剂1 十

18、二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠简称简称LAS，是一种黄色油状液体，经纯化后可形成六角形，是一种黄色油状液体，经纯化后可形成六角形或斜方型薄片状结晶。理想的或斜方型薄片状结晶。理想的LAS结构应该是结构应该是C10C14的的直链烷基，苯环在烷基的第三或第四个碳原子上连接，亲直链烷基，苯环在烷基的第三或第四个碳原子上连接，亲水基为苯环对位水基为苯环对位单磺酸基团单磺酸基团。ppt课件140 LAS溶于水后呈中性，对水的硬度较敏感，对酸溶于水后呈中性，对水的硬度较敏感，对酸碱水解的稳定性好，不易氧化。碱水解的稳定性好，不易氧化。表面活性作用表现为起泡能力强、去污能力高，表面活性作用表现为起泡能力强、

19、去污能力高，易与各种助剂易与各种助剂复配复配，兼容性好，且，兼容性好，且成本较低成本较低，合成合成工艺成熟，因此应用领域广泛。工艺成熟，因此应用领域广泛。ppt课件141合成方法：合成方法：三氧化硫磺化法三氧化硫磺化法反应原理：反应原理：对设备加工精度及材质均有较高要求，设备对设备加工精度及材质均有较高要求，设备庞杂，造价均在几百万元以上，一般中小型庞杂，造价均在几百万元以上，一般中小型企业和乡镇企业难以实现。企业和乡镇企业难以实现。ppt课件142发烟硫酸磺化法发烟硫酸磺化法以发烟硫酸作为磺化剂与烷基苯反应如下：以发烟硫酸作为磺化剂与烷基苯反应如下：与三氧化硫磺化相比，发烟硫酸磺化反应速率与

20、三氧化硫磺化相比，发烟硫酸磺化反应速率较易控制，反应放热量也较小，但由于反应过较易控制，反应放热量也较小，但由于反应过程同时生成大量废酸，故生产成本偏高。程同时生成大量废酸，故生产成本偏高。ppt课件143月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠简称AES，淡黄色至无色黏稠液体、活性物含量一般为70，未硫酸化物含量小于2，硫酸钠含量小于2，pH值在78.5之间，总生物降解度大于90，无毒。硫酸酯盐硫酸酯盐 AES在碱性介质中是稳定的，在酸性介质中容易水解，在中性介质中，由于自动催化作用，也会引发水解反应，磷酸盐或柠檬酸盐缓冲剂，防止水解。ppt课件144 AES在碱性介质中是稳定的，易于配成在碱性介质中是稳定的

21、，易于配成透明溶液；且其丝毫不会受到水硬度的影响，透明溶液；且其丝毫不会受到水硬度的影响，具备了优异的抗钙镁离子作用的能力。售价低具备了优异的抗钙镁离子作用的能力。售价低，去污能力、润湿性、乳化性、钙皂分散性及，去污能力、润湿性、乳化性、钙皂分散性及增溶性等方面都较强，增溶性等方面都较强，因此，因此，AES在近二十粘中以惊人的速度在近二十粘中以惊人的速度迅猛增长，成为阴离子表面活性剂中发展最快迅猛增长，成为阴离子表面活性剂中发展最快的一个品种。据统计，的一个品种。据统计，19661980年美国年美国AES产量增长了近产量增长了近70倍。在我国情况也基本如倍。在我国情况也基本如此。此。ppt课件

22、145 AES的最主要应用是与的最主要应用是与LAS复配成复配成产轻垢型液体洗涤剂，如产轻垢型液体洗涤剂，如丝毛清洁剂丝毛清洁剂和和餐具清洁剂、洗手液餐具清洁剂、洗手液等。此时，等。此时，AES与与LAS复配在泡沫性、去污性及溶液粘度复配在泡沫性、去污性及溶液粘度等方面均有一定的协同作用。等方面均有一定的协同作用。ppt课件146十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠月桂醇硫酸钠，简称月桂醇硫酸钠，简称K12白色至微黄色粉末，微有特殊气体，易溶白色至微黄色粉末，微有特殊气体，易溶于水，起泡力强，有优良的乳化能力可作于水，起泡力强，有优良的乳化能力可作为发泡剂用。为发泡剂用。CH3(CH2)11OSO3N

23、a，ppt课件147洗手液配方操作步骤洗手液配方操作步骤1 将将ABS-Na 8g，AES 8g，EDTA 0.5g，苯甲酸，苯甲酸 钠适量，加入钠适量，加入200 mL烧杯中，加水至烧杯中，加水至100 mL，在水中溶解，在在水中溶解，在80下恒温下恒温40min，并缓慢搅，并缓慢搅拌。拌。2 冷却至室温，加入香精，用柠檬酸调冷却至室温，加入香精，用柠檬酸调pH=7。3 用氯化钠调节黏度，按市售标准洗涤剂为标准。用氯化钠调节黏度，按市售标准洗涤剂为标准。ppt课件148 肥皂肥皂脂肪酸盐脂肪酸盐(钠盐为多钠盐为多)，是一种最古，是一种最古老的表面活性剂，现在仍大量应用于日常生活和老的表面活性

24、剂，现在仍大量应用于日常生活和生产中。肥皂比较容易制造，油脂与碱作用即生生产中。肥皂比较容易制造，油脂与碱作用即生成脂肪酸钠与甘油。成脂肪酸钠与甘油。羧酸盐型阴离子表面活性剂羧酸盐型阴离子表面活性剂(RCOONa)ppt课件149 洗涤用的钠皂为硬质肥皂，钾皂为软质肥皂，其洗涤用的钠皂为硬质肥皂，钾皂为软质肥皂，其它二价和三价金属盐为不溶性肥皂，它二价和三价金属盐为不溶性肥皂，pH 7时生成不时生成不溶性游离脂肪酸。所以，肥皂这类表面活性剂溶性游离脂肪酸。所以，肥皂这类表面活性剂不适用不适用于硬水、酸性溶液和海水于硬水、酸性溶液和海水。肥皂除了具有肥皂除了具有清洗清洗作用，还有作用，还有润湿润

25、湿、乳化乳化和和发发泡泡作用，碳链从作用，碳链从 C8 开始能显著降低水的表面张力，开始能显著降低水的表面张力，C14C18 时达到最低值，而且与温度有关，碳链较时达到最低值，而且与温度有关，碳链较长的肥皂，在温度较高时才能显著降低表面张力，例长的肥皂，在温度较高时才能显著降低表面张力，例如硬脂酸肥皂最适宜温度为如硬脂酸肥皂最适宜温度为7080，而椰子油肥，而椰子油肥皂最好在常温。皂最好在常温。ppt课件150硬脂酸钠硬脂酸钠的一个主要应用是在化妆品中作乳化剂。的一个主要应用是在化妆品中作乳化剂。例如，以例如，以雪花膏雪花膏为代表的为代表的O/W型膏霜中，硬脂酸钠型膏霜中，硬脂酸钠是必不可少的

26、乳化剂。是必不可少的乳化剂。在在剃胡膏、洗发膏剃胡膏、洗发膏制备中，硬脂酸钠也为最用的乳制备中，硬脂酸钠也为最用的乳化剂。化剂。此外，一些工业用乳化产品，如此外，一些工业用乳化产品，如油墨清洗剂、奶制油墨清洗剂、奶制品清洗剂品清洗剂等，也常用硬脂酸钠作为等，也常用硬脂酸钠作为O/W型产品的乳型产品的乳化剂。化剂。ppt课件151 羧酸盐所存在的羧酸盐所存在的主要缺点主要缺点是，它是一种弱酸是，它是一种弱酸强碱盐，易水解为游离酸，降低其水溶性。强碱盐，易水解为游离酸，降低其水溶性。ppt课件152阴离子表面活性剂的生物降解性阴离子表面活性剂的生物降解性 表面活性剂在使用后，其残余量随工业废水表面

27、活性剂在使用后，其残余量随工业废水排放至自然环境中。表面活性剂对环境的污染主排放至自然环境中。表面活性剂对环境的污染主要通过自然界微生物的生物降解得以消除。因此，要通过自然界微生物的生物降解得以消除。因此，使用表面活性剂时应尽可能选容易生物降解的表使用表面活性剂时应尽可能选容易生物降解的表面活性剂。面活性剂。ppt课件153生物降解性生物降解性是有机化合物因受微生物作用而转化是有机化合物因受微生物作用而转化为细胞物质同时分解成可为能源利用的、没有为细胞物质同时分解成可为能源利用的、没有公害的二氧化碳和水等物质的一种性质。生物降公害的二氧化碳和水等物质的一种性质。生物降解性也称为生物分解性能。解

28、性也称为生物分解性能。完整的降解一般分为三步：完整的降解一般分为三步：a初级降解，表面活性剂的母体结构消失，特性发生变化；b.次级降解，降解得到的产物不再导致环境污染；c.最终降解，底物(表面活性剂)完全转化为CO2、NH3、H2O等无机物.ppt课件154影响表面活性剂降解的因素影响表面活性剂降解的因素 自身的结构、微生物、光源、浓度、温度、氧化剂、pH值等(4)阴离子表面活性剂结构与生物降解的关系阴离子表面活性剂结构与生物降解的关系n降解速度随磺酸基和烷基链末端间的距离的增大而加快，烷基链长在C6C12间最易降解。n当阴离子表面活性剂的烷基链带有支链，且支链长度愈接近主链愈难降解。ppt课

29、件155 除了具有表面活性以外，还具有两个除了具有表面活性以外，还具有两个特点特点：(1)其水溶液有很强的杀菌能力，因此常用作消毒、其水溶液有很强的杀菌能力，因此常用作消毒、杀菌剂。杀菌剂。(2)容易吸附在一般固体表面，因为在水介质内，容易吸附在一般固体表面，因为在水介质内，固体表面固体表面(液固界面液固界面)常带有负电荷，因此阳离子表面常带有负电荷，因此阳离子表面活性剂强烈地吸附在界面。活性剂强烈地吸附在界面。2.4 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 ppt课件156 1928年，阳离子表面活性剂开始应用，当时用作年，阳离子表面活性剂开始应用，当时用作杀菌剂。这类表面活性剂的产量增长较快，品

30、种发杀菌剂。这类表面活性剂的产量增长较快，品种发展迅速，应用范围口益广泛展迅速，应用范围口益广泛:杀菌剂、腈纶匀染剂、纤维柔软剂、抗静电剂、杀菌剂、腈纶匀染剂、纤维柔软剂、抗静电剂、浮选剂浮选剂目前阳离子表面活性剂的产量还比较小，但其增目前阳离子表面活性剂的产量还比较小，但其增长速度要比阴离子和非离子大得多。长速度要比阴离子和非离子大得多。ppt课件157R-NH2HCl伯胺盐 CH3|R-N-HCl仲胺盐|H CH3|R-N+-CH3Cl-季铵盐|CH3 CH3|R-N-HCl叔胺盐|CH3主要为含氮的主要为含氮的有机衍生物有机衍生物其它含氮等的有机衍生物一、阳离子表面活性剂的分类一、阳离子

31、表面活性剂的分类ppt课件158R-NH2HCl伯胺盐 CH3|R-N-HCl仲胺盐|H CH3|R-N-HCl叔胺盐|CH3胺盐型胺盐型该类产物是该类产物是弱酸的盐弱酸的盐，在酸性条件下具有表面活性，在酸性条件下具有表面活性，在在碱性条件下碱性条件下，胺游离出来而失去表面活性，胺游离出来而失去表面活性，因面使它的使用因面使它的使用受到限制受到限制。无杀菌能力无杀菌能力纤维柔软剂纤维柔软剂匀染剂匀染剂浮选剂浮选剂an 四声四声ppt课件159二、合成方法二、合成方法 由于胺的氮原子上有未共享的电子对，具有亲核作用，能由于胺的氮原子上有未共享的电子对，具有亲核作用，能接受质子，因此，季铵化反应为

32、亲核取代反应。影响季铵化反接受质子，因此，季铵化反应为亲核取代反应。影响季铵化反应的因素如下。应的因素如下。ppt课件1601.胺类碱性的强弱胺类碱性的强弱n一般胺类的碱性强，其亲核性也强，季铵化反应容易进行，反应速率快。npKb10的胺在醇中加热至沸也不会生成季铵盐。n吡啶的碱性(pKb8.8)小于三乙醇胺(pKb3.24)，它在高温和长时间下才能完成这一反应。n吡啶环上是否连接有烷基也会影响其碱性。ppt课件1612.空间效应的影响空间效应的影响n季铵化的难易也受到空间效应的影响。n单烷基二甲基叔胺的季铵化速率并不随链长的增加(C6C16)而降低；n二烷基甲基叔胺，链长对季铵化速率产生一定

33、的影响；n三烷基胺烷基碳链的长度则肯定影响其反应速率。ppt课件1623.烷基化剂中卤素的影响烷基化剂中卤素的影响n卤代烷反应的难易与卤素键能的大小有关。烷基化速度由键能较小的I向键能较大的F递减：IBrC1F4.烷基化剂中烷基的影响烷基化剂中烷基的影响CH3-CH3CH2-(CH3)2CH-(CH3)3C-ppt课件1635.溶剂的影响溶剂的影响n极性溶剂如甲醇、苯甲醇的存在可促进长链季铵盐的合成。醇中加入一部分水也可取得良好的结果.n非极性溶剂对反应的影响较小。ppt课件164三、典型季铵盐型三、典型季铵盐型 R1|R2-N+-CH3 X-季铵盐|R3季季铵铵盐与胺盐不同，它在碱性和酸性介

34、质中都能盐与胺盐不同，它在碱性和酸性介质中都能溶解，且离解为带正电荷的表面活性离子。溶解，且离解为带正电荷的表面活性离子。季铵盐季铵盐洗涤能力差洗涤能力差但杀菌能力强，但杀菌能力强，在阳离子表面在阳离子表面活性剂中的地位最为重要，产量也最大。活性剂中的地位最为重要，产量也最大。ppt课件165高级卤代烷与低级叔胺高级卤代烷与低级叔胺X X.N N+C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C C1 12 2H H2 25 5N N+C C1 12 2H H2 25 5C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3X X水介质水介质60-80oCX X.N N+C CH H3

35、 3C CH H3 3C CH H3 3C C1 16 6H H3 33 3N N+C C1 16 6H H3 33 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3X X醇介质醇介质回流回流十二烷基三甲基溴化铵十二烷基三甲基溴化铵 1231-Br十六烷基三甲基溴化铵十六烷基三甲基溴化铵 1631-BrBr-溴溴ppt课件166含苯环的季铵盐含苯环的季铵盐氯化苄氯化苄N NCHCH3 3CHCH3 3C C1212H H2525C CH H2 2C Cl l+80-90oC 3h+C C1212H H2525CHCH3 3CHCH3 3N NClClCHCH2 2.十二烷基二甲基苄基十

36、二烷基二甲基苄基氯氯化铵化铵1227/洁尔灭洁尔灭/TAN高级烷基叔胺与低级卤代烷高级烷基叔胺与低级卤代烷1 洁尔灭洁尔灭ppt课件1671227是一种非氧化性杀菌剂，具有广谱、高效是一种非氧化性杀菌剂，具有广谱、高效的杀菌灭藻能力，并具有一定的分散、渗透作的杀菌灭藻能力，并具有一定的分散、渗透作用和一定的缓蚀作用，因此广泛应用于石油、用和一定的缓蚀作用，因此广泛应用于石油、化工、电力、纺织等行业的循环冷却水系统中化工、电力、纺织等行业的循环冷却水系统中用以控制循环冷却水系统菌藻滋生。用以控制循环冷却水系统菌藻滋生。十二烷基二甲基苄基十二烷基二甲基苄基氯氯化铵化铵1227/洁尔灭洁尔灭/TAN

37、+C C1212H H2525CHCH3 3CHCH3 3N NClClCHCH2 2.ppt课件168+C C1212H H2525CHCH3 3CHCH3 3N NCHCH2 2.BrBr新洁尔灭新洁尔灭低级叔胺与高级卤代烷低级叔胺与高级卤代烷CHCH3 3CHCH3 3N NCHCH2 2C CH H2 2C Cl lC C1 12 2H H2 25 5B Br r+.B Br rC C1 12 2H H2 25 5N NC CH H3 3C CH H3 3C CH H2 2性能更为优异的杀菌剂性能更为优异的杀菌剂十二烷基二甲基苄基十二烷基二甲基苄基溴溴化铵化铵ppt课件169阳离子活性

38、剂阳离子活性剂1227易溶于水，稳定性良好，能耐热、易溶于水，稳定性良好，能耐热、耐光、耐压、无挥发性耐光、耐压、无挥发性但所带离子性与但所带离子性与阴离子表面阴离子表面活性剂活性剂恰好相反恰好相反所以二者不能与阴离子表面活性混在一起使用，若混合，所以二者不能与阴离子表面活性混在一起使用，若混合，则产生沉淀并失去效能。则产生沉淀并失去效能。ppt课件170H3C NNCH3CH3CH3C12H25Br+MeCN,refluxH3CN+N+CH3CH3CH3Br-22C12H25C12H2512-2-12 双子表面活性剂双子表面活性剂DTAB,8-2-8,12-2-12 and 16-2-16的

39、表面张力与浓度关系Surfactantcmc(wt%)g gcmc(mN/m)C20(wt%)cmc/C20DTAB0.37737.60.07584.978-2-80.29236.60.03867.5512-2-120.053430.10.005489.7316-2-160.10635.30.01258.49DTAB,8-2-8,12-2-12 和 16-2-16的表面张力（1）表面张力）表面张力ppt课件171亲水头基不同的双子表面活性剂表面张力与浓度关系与对应的传统表面活性剂相比，双子表面活性剂具有高的表面活性，能够高效的降低水的表面张力 表面活性剂的cmc,gCMC and C20 数据

40、Samplecmc(mmol/L)C20(mmol/L)gcmc(mN/m)cmc/C20DTAB14.082.5138.095.60C12(-)17.41.4834.611.7612-2-120.810.09330.178.67C12(-)-C12(-)0.480.02531.319.6C12(+)-C12(-)0.07430.001326.257ppt课件172（2）电导率）电导率ppt课件173173 双子表面活性剂的cmc和C20数据 SurfactantDTABC12(-)C12(-)-C12(-)12-2-12cmc(mmol/l)15.8918.20.640.80cmc(mmol

41、/l)14.0817.40.480.81 双子表面活性剂的cmc和C20数据Samplecmc/mmol.L-1C20(mmol.L-1)cmc/C20Surface TensionConductivity12-2-42.292.580.288.1512-2-81.311.810.206.4312-2-120.810.800.0938.6712-2-160.200.160.01513.33ppt课件174四、阳离子表面活性剂的应用四、阳离子表面活性剂的应用1 消毒杀菌消毒杀菌2 腈纶匀染剂腈纶匀染剂3 抗静电剂抗静电剂4 矿物浮选剂矿物浮选剂5 相转移催化剂相转移催化剂6 织物柔软剂织物柔软剂

42、ppt课件1752.5.1 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 n 定义两性离子型表面活性剂是在同一分子定义两性离子型表面活性剂是在同一分子中既含有阴离子亲水基又含有阳离子亲水基的中既含有阴离子亲水基又含有阳离子亲水基的表面活性剂。表面活性剂。n最大特征它既能给出质子又能接受质子。最大特征它既能给出质子又能接受质子。n 特点特点 na对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性；对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性；nb有一定的杀菌性和抑霉性；有一定的杀菌性和抑霉性；nc有良好的乳化性和分散性；有良好的乳化性和分散性；2.5 两性表面活性剂两性表面活性剂 ppt课件1761 两性表面活性

43、剂的特性两性表面活性剂的特性4 耐水硬性和耐高浓度电解质性耐水硬性和耐高浓度电解质性2 可以和所有其他类型的表面活性剂复配可以和所有其他类型的表面活性剂复配3 毒性低、对皮肤眼睛刺激性小毒性低、对皮肤眼睛刺激性小1 具有等电点具有等电点5良好的生物降解性良好的生物降解性ppt课件177两性表面活性剂的等电点两性表面活性剂的等电点pH 4阳离子阳离子表面活性剂表面活性剂阴离子阴离子表面活性剂表面活性剂ppt课件178(1)按整体化学结构分类按整体化学结构分类甜菜碱型甜菜碱型阴离子阴离子部分还可以是磺酸基、硫酸酯基部分还可以是磺酸基、硫酸酯基阳离子阳离子部分还可以是磷、硫部分还可以是磷、硫2 两性

44、表面活性剂的分类两性表面活性剂的分类ppt课件179甜菜碱型甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。可看成是两性表面活性剂的代表。多去污力好。可看成是两性表面活性剂的代表。最大的特点最大的特点是无论是在酸性、中性或碱性都易溶于是无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。即使在等电点也无沉淀，且在任何水。即使在等电点也无沉淀，且在任何pH值时均可值时均可使用。使用。ppt课件180 氨基酸型氨基酸型特点是：特点是：对环境和生物体的安全性高，对环境和生物体的安全性高，对皮肤和头发有亲和性，前景最好的对皮肤和头发有亲和性，前景最好的是对安全性要求极高的化妆品

45、。是对安全性要求极高的化妆品。RCH2N+H2CH2COO-ppt课件181咪唑啉型咪唑啉型属于甜菜碱型属于甜菜碱型 具有其他表面活性具有其他表面活性剂无可比拟的剂无可比拟的温和温和性质性质，对皮肤、眼，对皮肤、眼睛刺激极小，无过睛刺激极小，无过敏反应。敏反应。多用于高档、专多用于高档、专用的洗发香波，而用的洗发香波，而且在婴儿用品上前且在婴儿用品上前景广阔。景广阔。ppt课件182氧化胺型氧化胺型增泡、稳泡作用明显增泡、稳泡作用明显复配时能降低刺激性复配时能降低刺激性特点是：特点是：ppt课件183两性表面活性剂的应用两性表面活性剂的应用1 洗涤剂及香波组分洗涤剂及香波组分2 杀菌剂杀菌剂3

46、 纤维柔软剂纤维柔软剂 4 缩绒剂缩绒剂5 抗静电剂抗静电剂6 金属防锈金属防锈7 电镀助剂电镀助剂ppt课件184一、非离子型表面活性剂的性质和分类一、非离子型表面活性剂的性质和分类n非离子型表面活性剂在非离子型表面活性剂在水溶液中不电离水溶液中不电离，其亲水基主要是由，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团具有一定数量的含氧基团(一般为醚基和羟基一般为醚基和羟基)构成构成，在某些方，在某些方面比离子型表面活性剂更优越。面比离子型表面活性剂更优越。n在溶液中是在溶液中是非离子状态非离子状态，所以稳定性高，不易受强电解质无，所以稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响，也不易受机盐类存在的影

47、响，也不易受pH值的影响，与其他类型表面值的影响，与其他类型表面活性剂活性剂相容性好相容性好。n非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的生物降解能力与烷基链长度、有无支链生物降解能力与烷基链长度、有无支链及及EO(亲水单元亲水单元)、PO(疏水单元疏水单元)的单元数等有关。的单元数等有关。2.6 非离子表面活性剂ppt课件185ppt课件1861、脂肪醇脂肪醇聚氧乙烯基聚氧乙烯基醚醚 AEOC12H25OH 平平加平平加 OC12H25O-(CH2CH2O)n-H NaOH催化催化150180oCPeregal O二、典型代表二、典型代表ppt课件187 乳白色或米黄色软膏状，遇冷即冷冻。乳白色或

48、米黄色软膏状，遇冷即冷冻。平平加：平平加：易溶于水，在易溶于水，在硬水硬水、酸酸或或碱碱中不起变化而稳中不起变化而稳定，是一种优良扩散剂。有很强的定，是一种优良扩散剂。有很强的扩散扩散能力。能力。对各种纤维无结合能力，所以应用后亦易洗去。对各种纤维无结合能力，所以应用后亦易洗去。有有润湿润湿力，并能发生泡沫。力，并能发生泡沫。对直接染料和还原染料有很高的亲和力，对直接染料和还原染料有很高的亲和力，起起缓染缓染作用；有作用；有剥色剥色能力。能力。ppt课件188缺点：缺点：起泡力差和只能制成液体或半固体状。起泡力差和只能制成液体或半固体状。1 作扩散剂作扩散剂 2 匀染剂匀染剂 3 剥色助剂剥色

49、助剂 4 半防染剂半防染剂5 防白助剂防白助剂 6 增艳剂增艳剂 7 净洗剂净洗剂 8 防静电剂防静电剂 9 乳化剂乳化剂用途：用途：ppt课件1892、烷基酚、烷基酚聚氧乙烯基聚氧乙烯基醚醚O OO O(CHCH2 2CHCH2 2)1010H HC C H H9 919191 烷基酚的制备烷基酚的制备OP-101 与烯烃反应与烯烃反应2 与卤代烷反应与卤代烷反应ppt课件190O OO O(CHCH2 2CHCH2 2)1010H HC C H H9 91919nn=16 油油溶性溶性 n 8 水溶性，浊点水溶性，浊点50oCn=89 润湿性、去污力、乳润湿性、去污力、乳化性化性 能皆佳能

50、皆佳 n 10 润湿性、去污力下降，润湿性、去污力下降，浊浊 点升高点升高特点特点ppt课件191化学性质化学性质稳定稳定耐酸碱耐酸碱耐高温耐高温耐氧化剂耐氧化剂不易生物降解不易生物降解渗透剂渗透剂乳化剂乳化剂洗涤剂洗涤剂剥色剂剥色剂ppt课件1923、脂肪、脂肪胺胺聚氧乙烯聚氧乙烯RNH2 NaOH催化催化ppt课件1934、硬脂酸聚氧乙烯酯、硬脂酸聚氧乙烯酯R-COO-(CH2CH2O)n-H1 脂肪酸与脂肪酸与环氧乙烷环氧乙烷反应反应2 脂肪酸与脂肪酸与聚乙二醇聚乙二醇反应反应n HO-CH2CH2-OH乙二醇乙二醇HO-(CH2CH2O)n-H聚乙二醇聚乙二醇ppt课件194渗透性渗透