表面活性剂PPT课件.ppt

《表面活性剂PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《表面活性剂PPT课件.ppt（137页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、精细化学品化学1n n四、烷四、烷(基基)醇酰胺型醇酰胺型CH2CH2OHRCONCH2CH2OH1、性质：性质：具有一定的润湿性、渗透性、脱具有一定的润湿性、渗透性、脱脂力、抗静电性、柔软性；脂力、抗静电性、柔软性；具有较强的增泡、稳具有较强的增泡、稳泡性和增粘泡性和增粘(稠稠)性；性；无浊点；无浊点；水溶性差；水溶性差；对对盐、酸敏感（产生浑浊或胶凝，宜在盐、酸敏感（产生浑浊或胶凝，宜在pH=812之间之间使用）。使用）。2、用途：常用作各种液洗如洗发香波的增泡、用途：常用作各种液洗如洗发香波的增泡剂、稳泡剂、增稠剂、调理剂，以及纺织、皮革工剂、稳泡剂、增稠剂、调理剂，以及纺织、皮革工业的

2、净洗剂。业的净洗剂。2n n3、制备：最常用的一个产品是月桂酸二乙醇酰胺。n n 椰子油酸法：CH2CH2OHC11H23COOH+2HNCH2CH2OHCH2CH2OHCH2CH2OHC11H23CONHNCH2CH2OHCH2CH2OH1:21:2N N2 2气流，气流，气流，气流，2424h h1501701501703n 1:2型型，由由于于产产物物结结合合一一个个多多余余的的二二乙乙醇醇胺胺，因因此此，产产品品极极易易溶溶于于水水。但但产产物物中中活活性性物物含含量量仅仅60%左右。左右。n 代号：代号：Ninol(美国一个工厂的名美国一个工厂的名字字)，译名：尼纳尔，或尼诺尔。，译

3、名：尼纳尔，或尼诺尔。4n n椰子油酸甲酯法：椰子油酸甲酯法：CH2CH2OHC11H23COOCH3+HNCH2CH2OHCH2CH2OHC11H23CONCH2CH2OH1:1:1型型，产产品品水水溶溶性性差差。由由于于活活性性物物含含量量高高达达90%，因此，也叫超醇酰胺。因此，也叫超醇酰胺。NaOHNaOH、KOHKOH、CHCH3 3ONaONa等等等等1:11:11001101001105n椰子油酸乙酯法：n椰子油酸法：另外：月桂酸二乙醇酰胺在我国还有一个常用的商业代号，叫6501，一般是指1:2型的。6n五、聚醚型五、聚醚型即即嵌嵌段段共共聚聚物物，是是以以含含一一个个或或一一个

4、个以以上上活活泼泼氢氢的的有有化化合合机机物物为为引引发发剂剂，加加聚聚环环氧氧乙乙烷烷或或环环氧氧丙丙烷烷等等。这这类类产产品品品品种种较较多多，主主要要是是引引发发剂剂的的种种类类、环环氧氧化化物物的的加加聚聚次次序序、和和加加聚聚物物的的分分子量不同，产品的性质就不同子量不同，产品的性质就不同。7n n引引发发剂剂如如：单单羟羟基基、多多羟羟基基、单单氨氨基基、多多氨氨基基等等化合物。化合物。加聚次序：加聚次序：整嵌型：先在引发剂上加成一种环氧化物，整嵌型：先在引发剂上加成一种环氧化物，再加成另一种环氧化物。再加成另一种环氧化物。引发剂引发剂(C2H4O)X(C3H6O)yH，或或引发剂

5、引发剂(C3H6O)X(C2H4O)yH杂嵌型：在引发剂上先加成一种环氧化物，杂嵌型：在引发剂上先加成一种环氧化物，再加成混合环氧化物。再加成混合环氧化物。引发剂引发剂(C2H4O)X(C2H4O)y(C3H6O)rH全杂型：在引发剂上环氧乙烷与环氧丙烷以全杂型：在引发剂上环氧乙烷与环氧丙烷以不同比例的混合物加成。不同比例的混合物加成。8如：C16H33OH+4EOC16H33O(EO)4HC16H33O(EO)4(PO)20H整嵌型再如：1,2丙二醇+(b-1）POHO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)cH整嵌型再如：以季戊四醇为引发剂，产品可作为味精等发酵工业的消泡剂。达一定分

6、子量，再加成达一定分子量，再加成(a+c)EOa+c)EO2020POPO9n 用途：造纸、发酵的消泡剂；纺织染色的润湿剂；合成纤维的抗静电剂；眼、耳、鼻滴剂的增溶剂、乳化剂；乳液聚合及农药乳化剂；金属切削润滑剂；石油原油破乳剂。10n六、氧化胺六、氧化胺 即即氧氧化化烷烷基基叔叔胺胺或或烷烷基基氧氧化化叔叔胺胺。是用烷基叔胺经氧化而得。是用烷基叔胺经氧化而得。工工业业上上常常用用的的一一个个代代表表产产品品是是十十二二烷烷基基氧氧化化胺胺，就就是是十十二二烷烷基基(二二甲甲基基)氧化胺，代号：氧化胺，代号：OA12。CH3结构：结构：C12H25NO CH3N与与O之间以配位键结合。之间以配

7、位键结合。11n由于O的电子云密度较高，它很易在酸性介质中与H+结合而显示阳离子性：CH3CH3C12H25NO+H+C12H25N+OHCH3CH312n1、其性质为：表面活性好，在酸性介质中显示阳离子表面活性，在中性及碱性介质中显示非离子表面活性，具有良好的去污力、渗透力、调理性、发泡性、稳泡性、增稠性，毒性低，刺激性小。n2、用途：主要用于洗发香波、餐洗，及纺织、印染行业。13n3、制备、制备：空气氧化法空气氧化法：C12H25N(CH3)2+O2(空气空气)OA12双氧水氧化法：双氧水氧化法：C12H25N(CH3)2+H2O2OA12柠檬酸，柠檬酸，柠檬酸，柠檬酸，EDTAEDTA6

8、080608014n第四节第四节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂n一、概述一、概述 阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂问问世世于于上上世世纪纪30年年代代，不不过过当当初初是是作作为为杀杀菌菌剂剂出出现现的的。后后来来发发现现其其还还有有很很多多其其他他性性质质，因因此此，自自上上世世纪纪60年年代代以以来来，产产量量、用用量量有有了了较较大大的的发发展展，如如可可用用作作天天然然和和合合成成纤纤维维的的柔柔软软剂剂、抗抗静静电电剂剂；肥肥料料的的抗抗结结块块剂剂；农农作作物物的的除除莠莠剂剂；金金属属防防腐腐剂剂；颜颜料料分分散散剂剂；塑塑料料抗抗静静电电剂剂；头头发发调调理理剂剂；矿矿石石

9、浮浮选选剂剂；等等等等。目目前前其其产产、用用量量虽虽远远不不及及阴阴离离子子与与非非离离子子，但还在不断增长。但还在不断增长。15n性质特点：性质特点：具有基本性质和附加性质；（如乳化、润湿、具有基本性质和附加性质；（如乳化、润湿、分散、增溶以及柔软、抗静电、防腐杀菌等，但不分散、增溶以及柔软、抗静电、防腐杀菌等，但不包括洗涤去污）包括洗涤去污）一般不与阴离子表面活性剂复配使用；（否一般不与阴离子表面活性剂复配使用；（否则阴、阳离子相吸形成沉淀而失效）则阴、阳离子相吸形成沉淀而失效）伯、仲、叔胺的盐当伯、仲、叔胺的盐当pH7时会失效。（碱时会失效。（碱性条件下又会变成原来的胺）性条件下又会变

10、成原来的胺）16n 不不具具有有洗洗涤涤去去污污性性：一一般般纤纤维维表表面面带带负负电电荷荷，接接触触阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂后后，由由于于正正负负电电荷荷的的相相互互吸吸引引，使使纤纤维维织织物物表表面面带带上上一一层层R-膜膜而而疏疏水水，从从而而不不易洗涤去污和清洗。易洗涤去污和清洗。n 具有强的杀菌力：尤其是含苄基具有强的杀菌力：尤其是含苄基结构的，万分之一甚至十万分之一浓结构的，万分之一甚至十万分之一浓度就具有杀菌作用，可作为外科手术度就具有杀菌作用，可作为外科手术消毒、伤口洗涤、餐具消毒、食品厂消毒、伤口洗涤、餐具消毒、食品厂容器、设备与生产环境的消毒。容器、设备与生产环

11、境的消毒。17n阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂的的疏疏水水基基：与与阴阴离子大体相似；离子大体相似；亲亲水水基基：具具有有商商业业价价值值和和最最重重要要的的是是含含N的的结结构构。常常用用的的是是长长碳碳链链脂脂肪肪伯伯、仲仲、叔叔胺胺，此此外外还还有有醇醇胺胺、聚聚亚亚乙乙基基多多胺胺如如乙乙二二胺胺、二二乙乙基基三三胺胺、及及其其他他胺胺类类如如氨氨乙乙基基乙乙二二胺、吡啶等。胺、吡啶等。n分类：分类：18n二、脂肪胺盐型二、脂肪胺盐型R11 1、结构通式结构通式：RN+H XR2式中式中：R=C10C18R1，R2=H或短链烷基或短链烷基(如如CH3，C2H5)或或苄苄基基(CH2C

12、6H5)X=Cl，Br，AC等等19n n2 2、制制备备：主主要要是是长长碳碳链链烷烷基基胺胺的的制制备备，然然后后进进行简单的酸碱中和即可成胺盐。行简单的酸碱中和即可成胺盐。n n 脂肪伯胺的制取：脂肪伯胺的制取：A：脂肪酸法：脂肪酸法：脱水脱水脱水脱水 加氢还原加氢还原加氢还原加氢还原RCOOH+NH3RCONH2RCNRCH2NH2及仲、叔胺及仲、叔胺B：脂肪醇法：醇的氨解反应脂肪醇法：醇的氨解反应380400380400ROH+NH3RNH2120170atm120170atm 这是低级胺如甲胺、二甲胺、三甲胺的制备方这是低级胺如甲胺、二甲胺、三甲胺的制备方法法。20n n仲胺的制取

13、仲胺的制取：n n叔胺的制取：叔胺的制取：n nA：烷基二甲基烷基二甲基(叔叔)胺胺CH3a：ROH+(CH3)2NHRN+H2OCH3b：RNH2+2HCHO+2HCOOHRN(CH3)2+2CO2+2H2Oc：RNH2+2HCHO+2H2RN(CH3)2+2H2O等等等等21n nB：醚叔胺醚叔胺CH2CH2OHRNH2+2EORNCH2CH2OH(n2)EO(n2)EO(CH2CH2O)xH RN(CH2CH2O)yHx+y=n 此反应在前面的聚氧乙烯型非离此反应在前面的聚氧乙烯型非离子表面活性剂中已讲过子表面活性剂中已讲过。22nC：低低级级叔叔胺胺与与脂脂肪肪酸酸胺胺化化反反应应制

14、制取取高高级叔胺级叔胺 如如：RCOOCH2CH2N(CH3)2；RCONHCH2CH2N(CH3)2；等。等。这类叔胺制得的铵盐成本较低，性这类叔胺制得的铵盐成本较低，性能较好，大都用作纤维柔软整理剂。能较好，大都用作纤维柔软整理剂。23n n例如：索罗明例如：索罗明A：CH2CH2OHC17H35COOH+HOCH2CH2NCH2CH2OH 酯化酯化 甲酸甲酸中和中和 160180 CH2CH2OHC17H35COOCH2CH2N+HHCOOCH2CH2OH24柔软剂柔软剂SA：CH3C17H35CONHCH2CH2N+HCH3COOCH3萨帕明萨帕明A：C17H33CONHCH2CH2N

15、H(C2H5)2CH3COO25D、环叔胺、环叔胺即咪唑啉即咪唑啉n合成：C17H35COOH+H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2140170140170-2H2H2 2OOC17H35CONHCH2CH2HNCH2CH2NHCOC17H35+2H2OA柔软剂柔软剂IS260260CHCH3 3COOHCOOH26C17H35CONHCH2CH2NCH2C17H35CCH2NAC17H35CONHCH2CH2NCH2C17H35CCH2N柔软剂柔软剂IS+CH3COO27n n三、季铵盐型三、季铵盐型季铵盐是阳离子表面活性剂中重要的季铵盐是阳离子表面活性剂中重要的一类，在工业上具有重要

16、的使用价值。一类，在工业上具有重要的使用价值。n n1 1、结构与性质、结构与性质：结构通式结构通式：R1RN+R3XR2 式中：R=C8C18R1，R2，R3=短链烷基短链烷基(如如CH3，C2H5)或其中一个是苄基或其中一个是苄基(CH2C6H5)X=Cl，Br，I，CH3SO4等等 28n性质：性质：n稳定性：在酸性、碱性溶液中稳定，稳定性：在酸性、碱性溶液中稳定，常温下也稳定，但在常温下也稳定，但在100以上会分解以上会分解为卤代烷与叔胺。为卤代烷与叔胺。溶解性：它是盐，结晶固体，溶解性：它是盐，结晶固体，R=C8C14时易溶于水，时易溶于水，R=C16C18时较时较难溶。难溶。杀菌性

17、与杀菌性：与R1，R2，R3有直接关系，有直接关系，杀菌力最强的是含苄基的化合物。杀菌力最强的是含苄基的化合物。29n n碱性：季铵盐碱性较脂肪胺盐为强，它碱性：季铵盐碱性较脂肪胺盐为强，它的水溶液遇碱生成可溶性的季铵碱（其碱的水溶液遇碱生成可溶性的季铵碱（其碱性与性与NaOH、KOH相当），外观无明显变相当），外观无明显变化，季铵盐与季铵碱成平衡体系：化，季铵盐与季铵碱成平衡体系：R4N+X+NaOHR4N+OH(可溶可溶)+NaX而脂肪胺盐遇碱，则生成不溶于水的原而脂肪胺盐遇碱，则生成不溶于水的原来的胺：来的胺：R3NHX+NaOHR3N(不溶不溶)+NaX+H2O30n2 2、制备：、

18、制备：n从长链伯、仲、叔胺与烷基化剂反从长链伯、仲、叔胺与烷基化剂反应制备：应制备：烷基化剂：能发生烷基化反应的试烷基化剂：能发生烷基化反应的试剂原料，如氯甲烷剂原料，如氯甲烷(CH3Cl)、溴甲烷、溴甲烷(CH3Br)、氯化苄、氯化苄(ClCH2C6H5)、环氧氯、环氧氯丙烷、环氧丙烷、硫酸二甲酯丙烷、环氧丙烷、硫酸二甲酯(CH3)2SO4、硫酸二乙酯、硫酸二乙酯(C2H5)2SO4 等。等。31n nRNH2+2CH3Cl+2NaOHCH3CH3RN+CH3CH3SO4RN+CH3ClCH3CH3压力压力压力压力加热加热加热加热(CH3)2SO4CH3ClRN(CH3)2+2NaCl+2H

19、2O32或或：C12H25NH2+3CH3ClC12H25N(CH3)3+Cl或或：RN(CH3)2+CH3ClC12H25N(CH3)3ClC12H25N(CH3)3Cl叫十二烷基三甲基氯叫十二烷基三甲基氯化铵，商品代号：化铵，商品代号：1231其它如其它如1431、1631、1831等等。33n n如需在分子中引入苄基如需在分子中引入苄基：甲基化甲基化甲基化甲基化卤化苄卤化苄卤化苄卤化苄(XCHXCH2 2C C6 6HH5 5)n nRNH2RN(CH3)2n nCH3n nRNCH2C6H5+Xn nCH3式式中中：当当R=C12，X=Cl时时，叫叫十十二二烷烷基基二二甲甲基基苄苄基基

20、氯氯化化铵铵，商商品品代代号号：1227，商商 品品 名名：洁洁 尔尔 灭灭(geraminnm)。34n 本本品品溶溶于于水水，无无毒毒，略略有有苦苦杏杏仁仁味味，对对皮皮肤肤无无刺刺激激，对对金金属属不不腐腐蚀蚀，化化学学性性质质稳稳定定，耐耐光光耐耐热热，具具有有乳乳化化、去去垢垢、增增溶溶、发发泡泡、杀杀菌菌、抗抗静静电电、柔柔软软、防防腐腐等等多多种种性性能能。杀杀菌菌力力极极强强，万万分分之之几几浓浓度度的的溶溶液液，即即可可用用于于杀杀菌菌消毒。消毒。n 本产品可用作腈纶匀染剂（缓染本产品可用作腈纶匀染剂（缓染剂，如腈纶匀染剂剂，如腈纶匀染剂TAN即是即是1227）、）、纤维柔软

21、和抗静电剂、大型石油化工纤维柔软和抗静电剂、大型石油化工装置的水质稳定剂、伤口灌洗、医疗装置的水质稳定剂、伤口灌洗、医疗器械、食品工厂设备的消毒杀菌剂。器械、食品工厂设备的消毒杀菌剂。35n当当R=C12，X=Br时时，叫叫十十二二烷烷基基二二甲甲基基苄苄基基溴溴化化铵铵，商商品品名名：新新洁洁尔尔灭灭。也也是是一一种种强强力力杀杀菌菌剂剂，在在我我国国使使用用较较普遍。普遍。其他方法其他方法：C12H25OH+HBrC12H25BrC12H25N(CH3)21227(Br)或或：C12H25OH+HN(CH3)2C12H25N(CH3)2HH2 2SOSO4 4HN(CHHN(CH3 3)2

22、 2卤化苄卤化苄卤化苄卤化苄36n柔软剂柔软剂DOD：nC18H37N(CH3)2+C18H37ClnCH3nC18H37NC18H37+ClnCH3 双十八烷基二甲基氯化铵，商品双十八烷基二甲基氯化铵，商品代号：代号：D1821，可作为柔软剂、抗静电可作为柔软剂、抗静电剂、杀菌剂使用。剂、杀菌剂使用。37n1631Br：C16H33OH+HN(CH3)2C16H33N(CH3)2C16H33N(CH3)3BrCHCH3 3BrBr8080/加压加压加压加压38n n从低级叔胺与卤代烷反应制备：从低级叔胺与卤代烷反应制备：RX+(CHRX+(CH3 3)3 3NRN(CHNRN(CH3 3)3

23、 3XX 如如：C C1616HH3333OH+OH+HBrHBrCC1616HH3333Br+HBr+H2 2OOCC1616HH3333Br+(CHBr+(CH3 3)3 3NCNC1616HH3333N(CHN(CH3 3)3 3BrBr 叫叫十十六六烷烷基基三三甲甲基基溴溴化化铵铵，商商品品代代号号：1631Br。白白色色蜡蜡状状固固体体，不不论论在在酸酸性性、中中性性、碱碱性性溶溶液液中中均均发发挥挥良良好好的的乳乳化化、杀杀菌菌、柔柔软软、抗抗静静电电作作用用，如如在在护护发发整整发发用用品品中中得到广泛应用。得到广泛应用。60806080加压加压加压加压HH2 2SOSO4 43

24、9叔胺或胺盐与环氧乙叔胺或胺盐与环氧乙(丙丙)烷反应制备：烷反应制备：这类产品都是优良的抗静电剂。这类产品都是优良的抗静电剂。如：胶片抗静电剂如：胶片抗静电剂PC：CH3C18H37N(CH3)2+HClO4C18H37NH+ClO4CH3CH3C18H37NCH2CH2OH+ClO4CH3EOEO40n抗静电剂抗静电剂SN：CH3C18H37NCH2CH2OH+NO3CH341n四、杂环型n1、烷基咪唑啉季铵盐 例1：高级脂肪酸与二胺（如乙二胺）脱水环化，可得到2烷基2咪唑啉 42H H2 2O ORCOOH+HRCOOH+H2 2NCHNCH2 2CHCH2 2NHNH2 2RCRCO O

25、NHCHNHCH2 2CHCH2 2NNH H2 2 HH2 2O ONCHNCH22NCHNCH2 2 RCRC RCRC +CHCH3 3SOSO4 4 NHCHNHCH22NHCHNHCH2 2 CHCH3 3 HH+NCHNCH22ClCHClCH2 2C C6 6H H55NCHNCH2 2RCRCRCRC+ClClNCHNCH2 2NCHNCH2 2CHCH33CHCH33CHCH2 2C C6 6H H5 5(CH(CH3 3)2 2SOSO4 443n n例例2：H2NCH2CH2NH2+EOH2NCH2CH2NHCH2CH2OH羟乙基乙二胺或叫胺乙基单乙醇胺羟乙基乙二胺或叫胺

26、乙基单乙醇胺RCOOH+H2NCH2CH2NHCH2CH2OHN烷基化剂烷基化剂RCNCH2CH2OH44n2、烷基吡啶季铵盐烷基吡啶季铵盐N原原子子在在吡吡啶啶环环中中相相当当于于叔叔胺胺，可可用用长长碳碳链链烷烷基基化化剂剂使使其其接接上上长长碳碳链链作作为其疏水基为其疏水基。120150120150例例1：RX+N+RNX一般地一般地，R=C12C18，X=Cl，Br等等。45n例2、+C17H35CONHCH2NCl 即为防水剂PF，可作为棉纤维的化学永久防水整理剂。46n3、烷基吗啉季铵盐、烷基吗啉季铵盐例1、ClCH2CH2RNH2+OClCH2CH2烷基化剂烷基化剂烷基化剂烷基化

27、剂+RNORNOCl如如如如C C2 2HH5 5ClClC2H5例2、RX+HNO47n4、烷基氮戊环、氮己环季铵盐烷基氮戊环、氮己环季铵盐例例1、ClCH2CH2NaCONaCO3 3季铵化季铵化季铵化季铵化RNH2+RNClCH2CH2ClCH2CH2NaCONaCO3 3季铵化季铵化季铵化季铵化RNH2+CH2RNClCH2CH248n五、五、鎓盐型鎓盐型n1、鏻化物鏻化物R1R1+R2P+RXRPR2XR3R3作为乳化剂、杀虫剂、杀真菌剂。作为乳化剂、杀虫剂、杀真菌剂。n例：例：C2H5C2H5+C12H25Br+PC2H5C12H25PC2H5BrC2H5C2H549n2、锍化物锍

28、化物例例：O(CH(CH3 3)2 2SOSO4 4C12H25CH2SCH3亚砜亚砜O+C12H25CH2SCH3CH3SO4CH3作为杀菌剂。作为杀菌剂。50n3、碘鎓碘鎓OO 过氧乙酸过氧乙酸IIO 邻邻亚碘酰联苯亚碘酰联苯 环化环化环化环化HSO4 HH2 2SOSO4 4I+联苯碘鎓硫酸盐联苯碘鎓硫酸盐51n六、聚合型六、聚合型例例1、CH=CH2CHCH2CHCH2CHCH2nNNNn-2n-2N 乙烯基吡啶乙烯基吡啶nCHnCH3 3BrBrCHCH2CHCH2N+BrN+BrCH3CH3过氧乙酸过氧乙酸过氧乙酸过氧乙酸52n n例例2、M550；Merquat550；聚季铵聚季

29、铵7全名：二甲基二烯丙基氯化铵全名：二甲基二烯丙基氯化铵/丙烯酰胺树脂丙烯酰胺树脂 用于洗发香波、调理香波，以及造纸助用于洗发香波、调理香波，以及造纸助剂、水处理剂、医药杀菌、消毒等。剂、水处理剂、医药杀菌、消毒等。CH2CHCHCH2CH2CHCH2CH2C=ON+ClNH2CH3CH3mn53第五节第五节 两性表面活性剂两性表面活性剂n n一、概述一、概述 两两性性表表面面活活性性剂剂就就是是在在同同一一个个分分子子中中它它的的亲亲水水基基上上同同时时具具有有阴阴离离子子和和阳阳离离子子部部分分的的表表面面活活性性剂剂，也也就就是是在在表表面面活活性性剂剂的的亲亲水水基基上上同同时时带带有

30、有正正、负两种电荷的表面活性剂。负两种电荷的表面活性剂。RA+B +A+代代表表可可形形成成正正离离子子的的基基团团，常常见见的的是是含含氮氮的的基基团团；B代代表表可可形形成成负负离离子子的的基基团团，一一般般是是羧酸基、磺酸基、硫酸酯基、磷酸酯基等。羧酸基、磺酸基、硫酸酯基、磷酸酯基等。54n两两性性表表面面活活性性剂剂的的开开发发较较晚晚，1940年年美美国国杜杜邦邦公公司司首首次次报报道道了了甜甜菜菜碱碱系系两两性性表表面面活活性性剂剂，大大约约1946年年西西德德首首次次开开发发了了Tego型型氨氨基基酸酸系系两两性性表表面面活活性性剂剂，而而真真正正大大量量开开发发和和使使用用还还

31、是是1950年年以以后后。至至今今，两两性性表表面面活活性性剂剂已已形形成成多多系系列列、多多品品种种，是是继继阴阴、非非、阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂之之后后的的又又一一大大类类型型的的表表面面活活性性剂剂。但但到到目目前前，其其品品种种数数目目还还相相对对较较少少，原原因因是是成成本本高高、价价格格贵。贵。55n1 1、两性表面活性剂的性质：、两性表面活性剂的性质：n良良好好的的去去污污、乳乳化化、分分散散、润润湿湿、起起泡泡性性；良良好好的的柔柔软软、抗抗静静电电、杀杀菌菌性；性；n耐硬水、耐无机盐、耐酸碱；耐硬水、耐无机盐、耐酸碱；n有等电点；有等电点；n良好的配伍性和配方的协同效

32、果；良好的配伍性和配方的协同效果；n低毒、低刺激；低毒、低刺激；n良好的生物降解性。良好的生物降解性。56n两性表面活性剂与其它两性电解质一两性表面活性剂与其它两性电解质一样，存在一个等电区域，此时分子中样，存在一个等电区域，此时分子中的净电荷为零。的净电荷为零。A：等电点等电点：两性离子表面活性剂溶液两性离子表面活性剂溶液中，正、负离子离解度相等时溶液的中，正、负离子离解度相等时溶液的pH值值。此时整个分子近似电中性，形成内盐。此时整个分子近似电中性，形成内盐。57n等等电电点点时时的的pH值值与与两两性性表表面面活活性性剂剂溶溶于于水水后后溶溶液液所所显显示示的的pH值值不不是是一一回回事

33、事。如如：CH3RN+CH2COOR=C12时，等电点pH=5.16.1CH3R=C18时，等电点pH=4.86.8CH2COOHRN+CH2COOR=C12时，等电点pH=4.77.5CH3COOHR=C18时，等电点pH=4.67.658n 两性表面活性剂的表面性质既与两性表面活性剂的表面性质既与R有关，又与溶液所处的有关，又与溶液所处的pH有关：有关：n当溶液的当溶液的pH值值在等电点以上时，溶在等电点以上时，溶液的碱性增强，呈阴离子表面活性，液的碱性增强，呈阴离子表面活性，显示洗涤、乳化等性能；显示洗涤、乳化等性能；n当溶液的当溶液的pH值值在等电点以下时，溶在等电点以下时，溶液的酸性

34、增强，呈阳离子表面活性，液的酸性增强，呈阳离子表面活性，显示杀菌、抗静电、柔软等性能；显示杀菌、抗静电、柔软等性能；n当溶液的当溶液的pH值值在等电点附近时，呈在等电点附近时，呈非离子态，显两性，成内盐，但表面非离子态，显两性，成内盐，但表面活性大大降低。活性大大降低。59nB：临界胶束浓度临界胶束浓度CMC 对对一一般般的的表表面面活活性性剂剂，CMC与与疏疏水水基的碳原子个数基的碳原子个数n之间有下列关系：之间有下列关系：logCMC=ABn 式式中中：A=1.52.0 ，B=0.29，C=碳原子个数碳原子个数 但两性表面活性剂不符合此关系。但两性表面活性剂不符合此关系。nC：抗抗静静电电

35、性性：具具有有良良好好的的抗抗静静电电性性，特特别别是是甜甜菜菜碱碱型型产产品品，可可广广泛泛用用于于塑塑料、纤维、涂料及石油液体中。料、纤维、涂料及石油液体中。60nD：低毒低刺激低毒低刺激 羧羧酸酸盐盐型型（氨氨基基酸酸系系）两两性性表表面面活活性性剂剂的的结结构构与与蛋蛋白白质质的的结结构构相相似似，所所以以对对皮皮肤肤、毛毛发发的的刺刺激激性性小小，毒毒性性低低，可可用用于于香香波波、化化妆妆品品中中，以及蔬菜、果品、餐洗中。以及蔬菜、果品、餐洗中。n2 2、分类、分类61n二、羧酸盐型二、羧酸盐型n1 1、氨基酸系、氨基酸系 这这类类表表面面活活性性剂剂包包括括氨氨基基丙丙酸酸系系和

36、和亚亚氨氨基基乙乙酸酸系系，开开发发得得最最早早，产产量量也也较较高高，品品种种较较多多，使使用用范范围围很很广。广。具有良好的水溶性，很好的洗涤性具有良好的水溶性，很好的洗涤性能，并有杀菌、抗静电作用。它们的能，并有杀菌、抗静电作用。它们的毒性比阳离子表面活性剂低，常用于毒性比阳离子表面活性剂低，常用于洗发香波、化妆品中，更适于调理香洗发香波、化妆品中，更适于调理香波和婴幼儿香波。波和婴幼儿香波。62nA：氨基丙酸系氨基丙酸系C12H25NH2+CH2=CHCOOCH3C12H25NHCH2CH2COOCH3C12H25NHCH2CH2COONaC12H25NHCH2CH2COOH 即即C1

37、2H25N+H2CH2CH2COO60706070皂化皂化皂化皂化/NaOHNaOH酸化酸化酸化酸化/H/H2 2SOSO4 4或或或或HClHCl63n如如果果丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯过过量量，可可生生成成二羧酸二羧酸：CH2CH2COOHRNCH2CH2COOH 另外，丙烯酸甲酯也可用丙烯另外，丙烯酸甲酯也可用丙烯腈代替，以降低成本。腈代替，以降低成本。64nB：亚亚氨氨基基乙乙酸酸系系（即即N烷烷基基甘甘氨酸系）氨酸系）开发得最早的是梯戈开发得最早的是梯戈（Tego）型的型的。如如：R1(NHCH2CH2)2NHCH2COOHR2NHCH2CH2NCH2COOHR2NHCH2CH2式中式中：

38、R1=C8C18R2=C8C1465nTego型型具具有有良良好好的的杀杀菌菌性性、发发泡泡性性、润湿性，热稳定性好，毒性小。润湿性，热稳定性好，毒性小。nTego型型是是1946年年（或或1948年年）首首先先由由德德国国发发明明，至至今今已已有有多多个个品品种种，主主要要作作杀杀菌菌消消毒毒剂剂，其其毒毒性性是是阳阳离离子子表表面面活性剂的活性剂的1/60。已商品化的产品如：。已商品化的产品如：66Tego51：R1NHC2H4NHC2H4NHCH2COOH+R1NHC2H4NHCH2COOHTego103S：R1NHC2H4NHC2H4NHCH2COOHHCl其它商品如其它商品如Tego

39、51B、Tego103G等等。式中式中：R1=C12，R2=C8C12。67n制备制备：a：RNH2+ClCH2COOHRNHCH2COOHCH2COOHRNCH2COOHNaOHNaOHClCHClCH2 2COOHCOOHNaOHNaOH68nb：RNH2+HCHO+HCNRNHCH2CNRNHCH2COOHCH2COOHRNCH2COOHHH2 2OOHCHO+HCNHCHO+HCNHH2 2OO69n n2、甜菜碱系甜菜碱系CH3甜菜碱甜菜碱：CH3N+CH2COOCH3甜菜碱系两性表面活性剂甜菜碱系两性表面活性剂：CH3RN+CH2COOR=C12C18CH3 这类化合物是由季铵盐型

40、阳离子部分这类化合物是由季铵盐型阳离子部分与羧酸盐型阴离子部分构成的。与羧酸盐型阴离子部分构成的。70n其其渗渗透透力力、泡泡沫沫性性较较好好，去去污污力力也也很很好好，可可作作为为洗洗涤涤剂剂、染染色色助助剂剂、柔柔软软剂剂和和杀杀菌菌剂剂（但但杀杀菌菌力力不不及及阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂）。目目前前这这一一产产品品成成本本较较高高，因因此此仅仅限限于于某某些些特特殊场合使用。殊场合使用。开发研制最早的为烷基二甲基开发研制最早的为烷基二甲基甜菜碱，至今仍广泛使用。甜菜碱，至今仍广泛使用。71n n其制备如下其制备如下其制备如下其制备如下：RN(CHRN(CH3 3)2 2+ClCH+

41、ClCH2 2COOCCOOC2 2HH5 5(Na)(Na)CHCH3 3RNRN+CHCH2 2COOCCOOC2 2HH5 5ClClCHCH3 3CHCH3 3RNRN+CHCH2 2COOCOOCHCH3 3R=CR=C1212CC1818 当当当当R=CR=C1212HH2525时时时时叫叫叫叫十十十十二二二二烷烷烷烷基基基基(二二二二甲甲甲甲基基基基)甜甜甜甜菜菜菜菜碱碱碱碱，代代代代号号号号：BS12BS12。8510085100(6080(6080)NaOH/NaOH/8080皂化皂化/pH=89pH=8972RNH2+ClCH2COOHRNHCH2COOHCH2COOHRN

42、CH2COOCH2COOH 像这样形成像这样形成4个个NC键的也都可以键的也都可以叫甜菜碱型两性表面活性剂。叫甜菜碱型两性表面活性剂。ClCHClCH2 2COOH(COOH(过量过量过量过量)73n3、咪唑啉系、咪唑啉系两两性性咪咪唑唑啉啉产产品品性性能能温温和和，无无毒毒，对对眼眼睛睛刺刺激激性性低低对对皮皮肤肤无无过过敏敏反反应应，因因而而调调配配婴婴儿儿香香波波及及婴婴儿儿卫卫生生用用品品中市场前景广阔。中市场前景广阔。74 耐耐硬硬水水，具具有有良良好好的的洗洗涤涤力力，与与阳阳离离子子表表活活性性的的相相容容性性好好，因因而而也也可可作作为为调调配配无无刺刺激激调调理理洗洗发发香

43、香波波的的主主要要活性物。活性物。也也用用于于纺纺织织助助剂剂，作作为为抗抗静静电电剂剂、柔软剂、润滑剂等。柔软剂、润滑剂等。在两性产品中，品种最多，应用最在两性产品中，品种最多，应用最广，产量最大，约占整个两性产品的广，产量最大，约占整个两性产品的一半。一半。75n合成：分两步：第一步是先生成咪唑啉环，第二步是烷基化。第一步：缩合RCOOH+H2NCH2CH2NH2或H2NCH2CH2NHCH2CH2OH高温高温 或H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2NRCNHCH2CH2OHCH2CH2NH276n第二步：烷基化烷基化剂常用氯乙酸(钠)、丙烯酸甲(乙)酯、丙烯酸等。NRCNCH2CH2

44、OHN+RCNCH2CH2OHCH2COOClCHClCH2 2COOHCOOH77n 但在NaOH催化下，咪唑啉环非常容易发生水解而开环。由于开环的位置不同，开环后的产物上的不同 位 置 的 氨 基 都 有 可 能 与ClCH2COOH反应，因此，产物的结构是相当复杂的。如果用二乙烯三胺（H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2）为原料，则产物更复杂。78n三、硫酸酯盐型n四、磺酸盐型n五、磷酸酯盐型 磷酸酯盐型两性表面活性剂较少，最早是从自然界中的大豆、蛋黄中提取的，属天然产品，如：79CH2OCORCHOCOROCH3CH2OPOCH2CH2N+CH3OCH3 卵磷脂，也叫磷脂酰胆碱。8

45、0CH2OCORCHOCOROCH2OPOCH2CH2N+H3O 脑磷脂，也叫磷脂酰乙醇胺。81CH2OCORCHOCOROCH2OPOCH2CHCOOHON+H3磷脂酰丝氨酸。它们都是性能优良的乳化剂。蛋黄卵磷脂价高，仅用于医药。大量的是从大豆中提取的大豆磷脂，用于食品作乳化剂、润湿剂。现在有了合成产品。82第六节第六节 特种表面活性剂特种表面活性剂n 近些年来，发展了一些在疏水基近些年来，发展了一些在疏水基上除了上除了C、H外，还含有其它元素的表外，还含有其它元素的表面活性剂，如含面活性剂，如含F、Si、B、S、I、P等，等，及高（大）分子、冠醚等表面活性剂，及高（大）分子、冠醚等表面活性

46、剂，它们虽然数量不多，价格也贵，但用它们虽然数量不多，价格也贵，但用途特殊，颇受人们重视。途特殊，颇受人们重视。83n一、含氟特种表面活性剂一、含氟特种表面活性剂n1、结构：、结构：CnF2n+1亲水基，亲水基，C链长度链长度n=612亲亲水水基基有有阴阴、阳阳、非非、两两性性离离子子基团。基团。碳氟链可以是直链或支链，可以碳氟链可以是直链或支链，可以是全氟碳链或是部分含氢的碳链。是全氟碳链或是部分含氢的碳链。84n n2 2 2 2、合成：、合成：、合成：、合成：n n电电电电解解解解氟氟氟氟化化化化法法法法：在在在在低低低低电电电电压压压压、大大大大电电电电流流流流条条条条件件件件下下下下

47、在在在在氢氢氢氢氟氟氟氟酸酸酸酸介介介介质中进行。质中进行。质中进行。质中进行。阴离子型的阴离子型的阴离子型的阴离子型的：羧酸盐羧酸盐羧酸盐羧酸盐 C Cn nHH2n+12n+1COClCCOClCn nF F2n+12n+1COFCOFCCn nF F2n+12n+1COOHCCOOHCn nF F2n+12n+1COONaCOONa CC7 7HH1515COOHCCOOHC7 7F F1515COFCOF电解（电解（电解（电解（4646V V）HFHF，无水无水无水无水水解水解水解水解中和中和中和中和415415V V，0.12A0.12AHFHF，01501585直接中和直接中和直

48、接中和直接中和 CnH2n+1SO2ClCnF2n+1SO2FCnF2n+1SO3H磺酸盐磺酸盐C8H17SO3HC8F17SO2F电解电解电解电解水解水解水解水解中和中和中和中和415415V V，0.12A0.12AHFHF，01501586CnF2n+1COFCnF2n+1COORCnF2n+1CH2OH P P2 2O O5 5OOHCnF2n+1CH2OP+双酯OHnEOnEOClSOClSO3 3H H中和中和磷酸酯盐型非离子型硫酸酯盐型酯化酯化酯化酯化ROHROH还原还原还原还原LiAlHLiAlH4 487阳离子型阳离子型CH3CnF2n+1COF+H2NCH2CH2NCH3C

49、H3CnF2n+1CONHCH2CH2N脂肪脂肪(叔叔)胺盐胺盐CH3RXRXClCH2COOH季铵盐季铵盐两性型两性型HXHX88四氟乙烯调聚法四氟乙烯调聚法 四氟乙烯齐聚法四氟乙烯齐聚法 六氟乙烯氧化聚合法六氟乙烯氧化聚合法89n3、性质：含氟特种表面活性剂的性能与碳氟链有关，具有“三高”、“二憎”，令人刮目相看。高表面活性高表面活性高耐热稳定性高耐热稳定性高化学惰性高化学惰性既憎水既憎水又憎油又憎油90n高表面活性高表面活性 用量少，表面张力低。用量少，表面张力低。一一般般CH链链表表面面活活性性剂剂的的使使用用浓浓度度为为0.11%，水水溶溶液液的的表表面面张张力力()只只能能降降到到

50、3040mN/m(dyn/cm)，而而CF链链表表面面活活性性剂剂的的一一般般使使用用浓浓度度为为0.0050.1%(505000ppm)，水水溶溶液液的的表表面面张张力力()能能降降到到20mN/m(dyn/cm)以下。以下。如：如：91水溶液浓度水溶液浓度水溶液浓度水溶液浓度(重量重量重量重量%)1.00.10.010.001%)1.00.10.010.001表活剂品种表活剂品种表活剂品种表活剂品种 C8F17SO2NC2H5(C2H4O)14H 18.518.520.025.0 C8H17C6H4O(C2H4O)nH30.430.031.146.2C8F17SO2N(C2H5)CH2CO