1、第三章第三章 工业表面活性剂工业表面活性剂 第一节第一节 概概 述述 一、一、表面活性剂的定义及其结构特点和分类表面活性剂的定义及其结构特点和分类 1 1、表面活性剂的定义表面活性剂的定义 表面活性剂是指在溶剂中加入很少量即能显著降低溶剂表面张力，改变体系界面状态的物质。表面活性剂可以产生润湿或反润湿，乳化或破乳，分散或凝集，起泡或消泡，增溶等一系列作用。素有工业味精之美称，广泛应用于洗涤剂、纺织、皮革、造纸、塑料、橡胶、农药、冶金、矿业、医药、建筑、化妆品等工业。它是精细化工最重要的产品之一。第一节第一节 概概 述述 2 2、表面活性剂的结构特点表面活性剂的结构特点 表面活性剂具有如下结构特
2、点：（1）双亲性 表面活性剂的分子结构具有不对称的极性的特点，分子中同时含有亲水性的极性基团和亲油性的非极性基团亲水基和亲油基，因此，表面活性剂具有既亲水又亲油的双亲性。（2）溶解性 表面活性剂至少应溶于液相中的某一相。（3）表面吸附 表面活性剂的溶解，使溶液表面自由能降低，产生表面吸附，在达到平衡时，表面活性剂在界面上的浓度大于溶液整体中的浓度。（4）界面定向 吸附在界面上的表面活性剂分子，定向排列成分子膜，覆盖于界面上。（5）形成胶束 当表面活性剂在溶剂中的浓度达到一定值时，其分子会产生聚集生成胶束，这一浓度的极限值称为临界胶束浓度（简称CMC）。（6）多功能性 表面活性剂在其溶液中显示多
3、种复合功能。如清洗、发泡、润湿、乳化、增溶、分散等。第一节第一节 概概 述述 3 3、表面活性剂的分类表面活性剂的分类 （1）阴离子表面活性剂 这类表面活性剂在水溶液中能解离出带负电荷的亲水性基团，按其亲水基又可分为：羧酸盐型 R-COONa 硫酸酯型 R-OSO3Na 磺酸盐型 R-SO3Na 磷酸酯型 R-OPO3Na 在阴离子表面活性剂中，最重要的是直链烷基苯磺酸盐，它是洗涤剂和清洗剂中最重要的表面活性剂。随着生产技术的进步，脂肪醇醚和脂肪醇硫酸盐的产量也有了大幅上升。第一节第一节 概概 述述 （2）阳离子型表面活性剂 这类表面活性剂在水溶液中能解离出带正电荷的亲水性基团。又可分为：胺盐
4、型 R-NH2HCl R-NH(CH3)HCl 季铵盐型 R N+(CH3)3Cl R-N(CH3)2HCl 其它型 阳离子表面活性剂中最重要的是双十八烷基双甲基氯化铵(C18H37)2 N+(CH3)2Cl，季铵盐氮原子上的正电荷为分子提供了水溶性，它主要用作纺织品的柔软剂和抗静电剂。第一节第一节 概概 述述 （3）两性离子表面活性剂 这类表面活性剂在它的分子中同时含有可溶于水的正电性和负电性基团。在酸性溶液中，正电性基团呈阳离子性质，显示阳离子型表面活性剂性质；在碱性溶液中，则负电性基团呈阴离子性质，显示阴离子表面活性剂性质；而在中性溶液中，则呈非离子性质。它主要包括以下三类：氨基酸型 R
5、NHCH2CH2COOH 甜菜碱型 RN+(CH3)2CH2COO 味唑啉型 第一节第一节 概概 述述 （4）非离子型表面活性剂 这类表面活性剂溶于水后不离解成离子，因而没有带电荷的基团，但同样具有亲水性和亲油性。按其亲水基结构可分为以下四类：醚型 RO (C2H4O)n H 其亲水基为氧乙烯基(OCH2 CH2)n 酯型 多元醇的脂肪酸酯 HCOH HCOH 醚酯型 多元醇脂肪酸酯的氧乙烯醚RCOOR(OCH2CH2)n OH 多元醇型 RRCOOCH2(CHOH)3H （5）特殊表面活性剂第一节第一节 概概 述述 表表3-1 表表 面面 活活 性性 剂剂 的的 分分 类类 第一节第一节 概
6、概 述述 第一节第一节 概概 述述 二、二、表面活性剂的活性原理及活性作用表面活性剂的活性原理及活性作用 1 1、表面活性剂的活性原理、表面活性剂的活性原理 （1）具有双亲媒性结构 物质的性质是由分子结构决定的，表面活性剂的分子具有不对称的双亲媒性结构，即所有表面活性剂分子结构中都含有长的非极性链，一般是长碳链的碳氢化合物；它能溶于油而不溶于水，分子的这一端被称为亲油端或疏水端，另一端则是水溶性的，被 称为亲水端。所以表面活性剂分子具有亲水和亲油的双重性质。第一节第一节 概概 述述 第一节第一节 概概 述述 （2）表面张力 通常，把垂直作用于液体表面上任一单位长度，并与液面相切的收缩表面的力称
7、为表面张力。表面张力的单位用N/m表示。表面活性剂最大特性之一就是即使在较低浓度下也能显著降低溶剂的表面张力。图3-2为表面活性剂的浓度变化及其活动情况图。第一节第一节 概概 述述 表面活性剂形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度（CMC）。高于或低于临界胶束浓度时，水溶液的表面张力及其他许多物理性质都有很大的差异。因此，表面活性剂溶液只有当其浓度稍大于临界胶束浓度时，才能充分显示其作用。表面活性剂浓度与溶液性质的关系如图3-3所示。第一节第一节 概概 述述 （3）界面电荷 从电化学可知，一般在两个相接触面上的电荷分布是不均匀的，特别是溶剂中加了表面活性剂以后，由于活性剂的吸附而产生界面电荷的变化
8、。这种变化对界面张力、接触角等界面现象，或者分散体系特有的凝聚、分散、沉降和扩散等现象有相当明显影响。（4）胶束和增溶 加入表面活性剂能使一些不溶于水或微溶于水的有机物在水溶液中的溶解度增大，由于这种现象是在CMC浓度以上发生的，所以和胶束的形成有密切关系。一般认为，胶束内部与液状烃近似，若在CMC浓度以上的溶液中加入难溶于水的有机物质时，有机物就会溶解成透明水溶液，这种现象称为增溶现象。这是由于有机物质进入与它本身性质相同的胶束内部而变成在热力学上稳定的各向同性溶液的结果。不同表面活性剂的增溶能力亦不同。第一节第一节 概概 述述 2 2、表面活性剂的活性作用、表面活性剂的活性作用 (1)润湿
9、和渗透作用 （2）乳化和分散作用 （3）发泡和消泡作用 （4）洗涤作用 （5）增溶作用 第一节第一节 概概 述述 三、三、表面活性剂的亲水、亲油平衡值表面活性剂的亲水、亲油平衡值 表面活性剂的亲水亲油平衡值（hydrophile lipophile balance，HLB）是表示表面活性剂的亲水性、亲油性好坏的指标。HLB值越大，该表面活性剂的亲水性越强；HLB值越小，该表面活性剂的亲油性越强。表面活性剂的HLB是选择和评价表面活性剂使用性质的重要指标，它有两种表示法：一种以符号表示，亲水性最强的为HH，强的为H，中等的为N；亲油性强的为L，最强的为LL。另一种以数值表示，HLB值为40的是亲
10、水性最强的，而为1的是亲水性最弱的表面活性剂。表面活性剂HLB值的范围与其在水中溶解的情况见表3-2，HLB值和表面活性剂用途的关系见图3-4。第一节第一节 概概 述述 第一节第一节 概概 述述 表面活性剂的亲水亲油平衡值HLB是一个经验值。也可将HLB值作为结构因子的总和来处理，把表面活性剂结构分解为一些基团，并可认为每一个基团对HLB值均有确定的贡献。由实验得出各种基团的HLB数值，称为HLB基团数值。列于表3-3中。第一节第一节 概概 述述 四、表面活性剂的工业应用四、表面活性剂的工业应用 1 1、洗涤剂洗涤剂 （1）纤维工业用洗涤剂 （2）家庭用洗涤剂 （3）除纤维工业之外的其他工业用
11、洗涤剂 第一节第一节 概概 述述 2 2、润湿剂、渗透剂润湿剂、渗透剂 （1）溶液的性质与渗透剂的种类 当被渗透的溶液种类不同时，所用的渗透剂也不相同。多数情况下，溶液的pH值即酸碱性对选择渗透剂十分重要。作为强碱性溶液的渗透剂，不能有酯键(COOR)，因为酯键会被碱皂化分解。作为强酸性溶液的渗透剂，不能用硫酸酯盐型的表面活性剂，因其会使渗透剂分解。对含大量无机盐的溶液，因渗透剂难溶于其中，必项用特别易溶的渗透剂。对含氧化剂的溶液，应选择耐氧化性的渗透剂。渗透剂的种类与溶液的pH值之间的关系如表3-4所示。第一节第一节 概概 述述 第一节第一节 概概 述述 （2）中性溶液的渗透剂 在弱酸至弱碱
12、性范围内使用的渗透剂称为普通渗透剂。在阴离子系列中，渗透剂OT、十二烷基苯磺酸钠、月桂基硫酸脂钠、烷基萘磺酸钠、油酸丁酯的硫酸化物等都是常用的渗透剂。特别是渗透剂OT，它是最富有渗透性的产品。其分子结构为：（3）特殊渗透剂 对于高浓度盐类溶液、强碱性溶液、强氧化剂溶液，由于渗透剂易在溶液中分解或难于溶解，因此要采用特殊渗透剂。第一节第一节 概概 述述 3、乳化剂、分散剂、增溶剂 （1）在纤维工业中的应用 （2）在合成树脂工业中的应用 4、发泡剂与消泡剂 （1）发泡剂与泡沫稳定剂 （2）消泡剂 5、纤维柔软整理剂 6、抗静电剂 7、杀菌剂 8、匀染剂 9、防水整理剂 10、絮凝剂 第二节第二节
13、阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 一、一、羧酸盐型阴离子表面活性剂羧酸盐型阴离子表面活性剂 1 1、脂肪酸盐脂肪酸盐 最常用的脂肪酸盐阴离子表面活性剂俗称皂类，是应用最多的表面活性剂之一。肥皂是直链C9C21烃基羧酸盐，它的分子式是RCOOM+，M通常是Na+、K+或NH4+。肥皂是由天然动植物油脂或它的脂肪酸与碱皂化制得。第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 2 2、脂肪醇聚烷氧基醚羧酸盐脂肪醇聚烷氧基醚羧酸盐 脂肪醇聚烷氧基醚羧酸盐的典型代表是脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐，它的分子式是R(OC2H4)nOCH2COOM，R是C10C18烷基或烷基芳基，n是大于1的整数，它是非离子表面活
14、性剂脂肪醇聚氧乙烯醚进行阴离子化后的产品。脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐的碱稳定性、润湿、去污力良好，是纺织工业的良好助剂，用于棉花与羊毛的漂煮、洗净。它也是制备化妆品的良好表面活性剂。第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 二、二、硫酸酯型阴离子表面活性剂硫酸酯型阴离子表面活性剂 1 1、脂肪醇硫酸盐脂肪醇硫酸盐 脂肪醇硫酸盐（简称AS）是硫酸的半酯盐，其通式是ROSO3M，R是C12C18的烃基，C12C14的醇最理想；M为碱金属、铵或有机胺盐，如二乙醇胺或三乙醇胺。脂肪醇硫酸盐有良好的去污、乳化、分散、润湿、泡沫性能，在硬水中稳定，是生产合成洗 涤剂、洗发香波、牙膏、地毯香波、化妆品的主
15、要表面活性剂，也可作纺织工业用助剂和聚合反应的乳化剂。第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 2 2、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（简称AES）是近15年来发展较快的硫酸酯盐，其通式为RO(CH2CH2O)nSO3M，R是C12C18烃基，通常是C12C14烃基，n=3，M是钠、钾、铵或胺盐。由化学式可以看出，AES与AS不同，其亲水基团是由SO3M和聚氧乙烯醚中的O基两部分组成，因而具有更优越的溶解性和表面活性。脂肪醇聚氧乙烯醚的硫酸化机理与伯醇硫酸化相似，包括一个亚稳态的中间产物的快速生成过程。第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂
16、3 3、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐 烷 基 酚 聚 氧 乙 烯 醚 硫 酸 盐 的 分 子 式 是RC6H4(OC2H4)nOSO3M，R是C8C12烃基，通常是壬基，氧乙烯基的聚合度n=4。当n4，则硫酸酯盐的水溶性下降；n4，则硫酸酯盐的抗硬水性增大，但泡沫性开始减弱。烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐的商业产品是30%60%浓度的水溶液。烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐具有良好的去污、润湿、乳化、发泡性能。由于它的生物降解性能比脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐差，它的用途仅限于工业，可用作纺织工业助剂、聚合反应的乳化剂，以及配制工业清洗剂与机车用的洗涤剂。第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂
17、 三、磺酸盐型阴离子表面活性剂三、磺酸盐型阴离子表面活性剂 1 1、烷基苯磺酸盐（烷基苯磺酸盐（TPSTPS）从生产量和消耗量来看，烷基苯磺酸盐仅次于肥皂，在合成表面活性剂中占第一位。早期生产烷基苯磺酸盐是用丙烯齐聚生成四聚丙烯，后者再与苯发生烷基化反应得到支链十二烷基苯，然后再进行磺化、中和而成。这种烷基苯磺酸盐（简称TPS）的结构如下：第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 2 2、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AESAES）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）采用C12C14的椰油醇为原料，有时也用C12C16醇，与24mol环氧乙烷缩合，再进一步进行硫酸化，中和
18、时与FAS（脂肪醇硫酸盐）相似，可用氢氧化钠、氨或乙醇胺。现在AES也逐步进入重垢洗涤剂的领域。这是由于在洗衣粉或洗涤精之类的配方中已出现了降低磷酸盐含量的倾向。AES可认为是家用洗涤剂配方中最重要的表面活性剂之一。它很可能会大量与非离子表面活性剂复配后使用。在未来的一段时间内。AES是市场需求增长得最快的一种阴离子表面活性剂。第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 3 3、仲烷烃磺酸盐（、仲烷烃磺酸盐（SASSAS）仲烷烃磺酸盐是较新的商品表面活性剂。由二氧化硫及空气作用于C12C18的正烷烃制得。其通式为：SAS与LAS（直链烷基苯磺酸钠）有类似的发泡性和洗涤性能，且水溶性好。SA
19、S目前只在西欧生产。其主要用途是复配成液状洗涤剂，如液体家用餐具洗涤剂。这一工艺最早是由西德赫斯脱公司开发的，商品牌号为Hastapm SAS60，该产品中含有60%的有效成份。SAS的缺点是用它作为主要组份的洗衣粉易发粘，不松散。因此，只用于液体配方中。第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 4、-烯烃磺酸盐烯烃磺酸盐(AOS)AOS)-烯烃是采用石蜡油裂解或齐勒格乙烯齐聚制得的。粗分后得到的C12C18-烯烃，用空气稀释后的三氧化硫进行磺化，然后再进行中和而制得。总体来说，AOS与LAS的性能相似，但AOS对皮肤的刺激性稍弱，生化降解的速度也稍快。由于生产工艺简便，原料成本低廉。A
20、OS一直有很大的吸引力。过去对生产工艺的控制有一定的困难，近年来设备的改进已基本上解决这个问题。从1980年开始AOS的生产和应用均有上升的趋势。AOS的主要用途是配制液状洗涤剂和化妆品。第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 5 5、脂肪醇硫酸盐、脂肪醇硫酸盐(FAS)FAS)工业上，FAS通常用氯磺酸或三氧化硫将脂肪醇酯化，得到的脂肪醇单酯进一步用氢氧化钠或醇胺中和而成。FAS的应用性能主要由脂肪醇链中的长度以及阳离子的性质来决定。在各种不同的FAS中，碳链为C12C14的发泡能力最强，其低温洗涤性能也最佳。随着洗涤温度的提高，达到最佳洗涤性能所需链长也必须增加，乳化能力也随着链长
21、的增加而提高。天然脂肪醇都是直链醇。与仲醇或支链醇的硫酸盐相比，FAS的洗涤和发泡性能都比后者强。其润湿性能较低。FAS的主要用途是配制液状洗涤剂、餐具洗涤剂、各种香波、牙膏、纺织用润湿和洗涤剂，以及用于化工中的乳化、聚合。此外，粉状的FAS可用于配制粉状清洗剂、农药用润湿粉剂。第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 6、酯、酰胺的磺酸盐酯、酰胺的磺酸盐 比较重要的品种有丁二酸双酯磺酸盐、N-油酰基-N-甲基牛磺酸盐，它们都是较重要的纺织印染助剂。对丁二酸双酯磺酸盐来说，随着酯基上烷基结构不同，性能也有差异。最常见的是渗透剂T，其生产原料为顺丁烯二酸酐和仲辛醇，首先制成酯，再用亚硫酸氢
22、钠发生双键加成而进行磺化。第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 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 磷酸酯阴离子表面活性剂有磷酸单酯和双酯。烷基磷酸酯不耐酸、硬水，它的钙和镁盐是不溶的。酸式磷酸酯在水中的溶解度较低。但其碱金属盐的溶解度则较大。它们的表面活性作用很好。为改善其性能，R基也可用聚氧乙烯醚基。第三节第三节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 一、胺盐型阳离子表面吸附剂一、胺盐型阳离子表面吸附剂 长链脂肪烃的单胺、二胺和多胺属于此类表面活性剂。脂肪伯胺和烷基丙二胺是常用的缓蚀剂。脂肪胺类在吸收酸中的质子后形成的铵盐能定向排列在金属或管道内壁与酸液的界面上
23、，这种紧密排列的脂肪链基团形成一种厚度只有12个分子的保护薄膜，使金属免受酸的腐蚀。除脂肪伯胺外，N-烷基丙二胺也有广泛的应用，与此类似的还有醚胺。它们可由脂肪胺或醇与丙烯腈加成后再加氢还原而成。第三节第三节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 二、季铵盐阳离子表面活性剂二、季铵盐阳离子表面活性剂 季铵盐是阳离子表面活性剂中最重要的一类，有强碱性，它使表面活性剂有强亲水性，能溶于水与碱液。它的结构式是：其中R1是高碳烷基（C12C18），R2可以是高碳烷基或甲基，R3是甲基，R4可以是甲基、苄基、烯丙基等。季铵盐由脂肪叔胺再进一步烷基化而成。常用的烷基化剂为氯甲烷或磷酸二甲酯。它们的种类繁多，产
24、量在各种阳离子表面活性剂中占首位。在工业上有实用价值的季铵盐有下列三类：长碳链季铵盐、咪唑啉季铵盐和吡啶季铵盐。第三节第三节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 第三节第三节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 三、三、其它阳离子表面活性剂其它阳离子表面活性剂 氧化叔胺R(CH3)2NO，也称为胺氧化物，它是烷基二甲基叔胺或烷基二羟乙基叔胺的氧化物，烷基为C16C18烃基。氧化叔胺的胺氧基是极性的，易于结合H+，形成羟基铵离子R(CH3)2N+OH，因此它在酸性溶液中是阳离子，在中性与碱性溶液中是非离子，在酸液中与阴离子表面活性剂相遇，会产生沉淀物。在中性与碱性溶液中能与阴离子表面活性剂混合使用。
25、第四节第四节 两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂 一、味唑啉型两性表面活性剂一、味唑啉型两性表面活性剂 咪唑啉型是两性表面活性剂中产量和商品种类最多，应用最广的一种，制备这类表面活性剂，首先是由脂肪酸与多胺缩合，脱去2mol水而形成2-烷基-2-咪唑啉，脂肪酸通常为C12C18的脂肪酸，多胺通常是羟乙基乙二胺、二亚甲基二胺等。然后在2烷基-2-咪唑啉的基础上引入羧基成为羧酸咪唑啉型，引入磺酸基成为磺酸咪唑啉型。咪唑啉羧酸盐的典型代表是2-烷基-1-（-2-羟乙基）-2-咪唑啉乙酸盐，其结构式如下：第四节第四节 两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂 二、甜菜碱型两性离子表面活性剂二、甜菜碱型两
26、性离子表面活性剂 烷基甜菜碱的结构式是R(CH3)2N+CH2COO，它是有一个季铵阳离子与一个羧基阴离子的内铵盐，R是C8C18的饱和或不饱和烷基。烷基甜菜碱在PH较低时，呈阳离子性，但在碱性溶液中并不显示阴离子性质。在水中有较好的溶解度，即使在等电点其溶解度也不显示较大降低。烷基甜菜碱类两性表面活性剂有羧酸型、磺酸型、硫酸酯型等，其中最有商业价值的是羧酸甜菜碱两性表面活性剂，其他类型的也正迅速地发展。甜菜碱型两性表面活性剂中最典型的是N烷基二甲基甜菜碱，其通式为：第四节第四节 两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂 三、氨基酸型两性表面活性剂三、氨基酸型两性表面活性剂 这类两性表面活性剂包括
27、-氨基丙酸型和-亚氨基型，它们大都是烷基氨基酸的盐类，具有良好的水溶性，洗涤性能良好，并具有杀菌作用，它们的毒性比阳离子活性物低，常用于洗发膏及洗涤剂中。其最简单的品种为烷基甘氨酸，由脂肪胺和氯乙酸直接合成。其商品名为Tego，是很好的杀菌剂，也是典型的两性表面活性剂。氨基酸型两性表面活性剂不刺激皮肤和眼睛；在相当宽的PH值范围内都有良好的表面活性作用；它们与阴离子、阳离子、非离子表面活性剂都可兼容。它可用作洗涤剂、乳化剂、润湿剂、发型剂、杀菌剂等，也大量用作化妆品的原料。第五节第五节 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 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
28、醇聚氧乙烯醚（、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEOAEO）AEO的外观随生产的原料和工艺而异，可以是液状或蜡状，粘度随环氧乙烷的含量增加而增加。若分子中环氧乙烷含量约为65%70%时，产品在室温下即可溶解于水。生产AEO的起始原料可以从C10C18的伯醇或仲醇开始。第五节第五节 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 2 2、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚 烷基酚聚氧乙烯醚的物理性质和应用性能基本上与AEO类似。烷基酚的结构都属于在酚的羟基对位有一个带支链的烷基，其碳数通常在89。与AEO相比，由于烷基为支链，所以生化降解性能差。另一方面，低碳支链的烷基却能提高水溶性和洗涤效能。烷基酚聚氧乙烯醚在非离子型
29、表面活性剂中仅次于AEO，占第二位。其中最重要的是壬基酚聚氧乙烯醚。商品牌号为乳化剂OP系列产品。壬烯可由丙烯三聚而成，然后用三氯化硼为催化剂与苯酚发生烷基化反应生成壬基酚，再进一步与环氧乙烷发生氧乙基化反应。第五节第五节 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 二、多元醇酯型非离子表面活性剂二、多元醇酯型非离子表面活性剂 1 1、脂肪酸羧酸酯、脂肪酸羧酸酯 其中主要有脂肪酸甘油酯和脂肪酸聚乙二醇酯。硬脂酸甘油单酯或双酯都不是纯品，而是随工艺条件变化有不同组分比的混合物。一般都采用脂肪酸与甘油在碱性催化剂作用加下热到180250反应制得。它的应用性能有乳化、分散、增溶和润湿。在食品工业中常用它作烘烤
30、制品时的脱模剂，以及制备各种冷饮制品的乳化剂；在化妆品方面用它作乳膏的基质；在金属加工中作润滑和缓蚀剂。第五节第五节 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 2 2、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸失水山梨醇酯 失水山梨醇由山梨醇脱水而成，它是以下两种化合物的混合物。山梨醇在225250下用酸催化剂使脂肪酸与反应中生成的失水山梨醇酯化生成脂肪酸失水山梨醇酯。产品是单、双、三酯的混合物。商品牌号为乳化剂S系列产品。它不溶于水，但溶于许多矿物油和植物油中，是W/O型乳化剂。主要用于纤维、农药、食品、化妆品，以及在石油化工中作乳化剂。第五节第五节 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 3 3、天然油脂聚氧乙烯醚、天
31、然油脂聚氧乙烯醚 在这一类产品中占主导地位的是蓖麻油聚氧乙烯醚，商品牌号为乳化剂EL系列。它采用蓖麻油为原料，利用蓖麻油中含有的羟基与环氧乙烷发生乙氧基化反应制成。主要用途是配制纺丝用油剂以及油脂的乳化剂。目前，国外在非离子表面活性剂中已开发出用环氧丙烷部分地代替环氧乙烷的品种，原因大致有两个：一是可更好地利用石油化工中的丙烯原料；二是引入聚氧丙烯醚基后，溶解度会有所下降。这样就可进一步调节产品的性能。已开发出的品种最重要的是环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚的高分子聚醚型表面活性剂。环氧丙烷上带有的甲基会赋予聚醚产物有一定的憎水性。这一类非离子表面活性剂的表面活性并不高，但具有一般表面活性剂的功能，
32、如洗涤、润湿、乳化、破乳、分散和增溶等。第六节第六节 特种表面活性剂特种表面活性剂 一、氟碳表面活性剂一、氟碳表面活性剂 从分子结构上看，氟碳表面活性剂与碳氢表面活性剂的差别在于亲油基的不同，合成方法的差别也主要在亲油基上。合成的关键是得到一定结构的氟碳链。通常碳原子数为6 12；然后再按设计要求，引入亲水基，引入亲水基的方法与碳氢表面活性剂相类似。工业上制取氟碳链主要有电解氟化法、调聚法和全氟烯烃齐聚法。由于氟碳表面活性剂具有优良的表面活性和高稳定性，因而用途甚广，可用于氟树脂的乳液聚合和化妆品的乳液稳定，也可用于灭火剂、塑料调匀剂、油墨润湿剂等。此类表面活性剂具有憎水憎油性，故常用于既防水
33、又防油的纺织品、纸张及皮革等。第六节第六节 特种表面活性剂特种表面活性剂 二、含硅表面活性剂二、含硅表面活性剂 以硅烷基链或硅氧烷基链为亲油基，聚氧乙烯链、羧基、磺酸基或其他极性基团为亲水基构成的表面活性剂称为含硅表面活性剂。硅表面活性剂按其亲油基不同又可分为硅烷基型和硅氧烷基型；若按亲水基来分，则和其他表面活性剂类似，有阴离子型、阳离子型和非离子型。硅表面活性剂的合成也包括有机硅亲油链的合成和亲水基团的引入两步。由于含硅表面活性剂具有良好的表面活性和较高的热稳定性，可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。含硅阳离子型表面活性剂也具有很强的杀菌作用
34、等。第六节第六节 特种表面活性剂特种表面活性剂 三、生物表面活性剂三、生物表面活性剂 微生物在一定条件下，可将某些特定物质转化为具有表面活性的代谢产物，即生物表面活性剂。生物表面活性剂也具有降低表面张力的能力，加上它无毒、生物降解性能好等特性，使其在一些特殊工业领域和环境保护方面受到关注，并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代产品。生物表面活性剂是由细菌、酵母菌和真菌等多种微生物在一定条件下分泌出的代谢产物，如糖脂、多糖脂、脂肽或中性类脂衍生物等，它们与一般表面活性剂分子在结构上类似，即分子中不仅有脂肪烃链构成的亲油基，同时也含有极性的亲水基，如磷酸根或多羟基基团等。根据其亲水基的类别，生物表面活性剂可分为5类：糖脂类，亲水基可以是单糖、低聚糖或多糖；氨基酸酯类，是以低缩氨基酸为亲水基；中性脂及脂肪酸类；磷脂类；聚合物类，其代表物有脂杂多糖、脂多糖复合物、蛋白质-多糖复合物等。
