表面活性剂期末复习有答案.doc

第一章 表面活性剂绪论

1 基本概念：
(1)表面张力
表面张力是指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力（N/m）
(2)表面活性物质
能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。
(3)表面活性剂
表面活性剂是指在加入少量时就能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质 。
(4)表面活性剂有效值
能够把水的表面张力降低到的最小值。显然，
能把水的表面张力降得愈低，该表面活性剂愈有效。
(5) C20
C20 ：降低溶液表面张力 20mN·m-1 时所需的表面活性剂浓度,
该值愈小表明表面活性剂在界面的吸附能力愈强。
(6)cmc
临界胶束浓度简称CMC
表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。
(7)胶束
两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。
随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。
(8)胶束聚集数
胶束聚集数：指缔和成胶束的表面活性剂分子或离子的数量，可度量胶束的大小。
疏水性↑，胶束聚集数↑
胶束聚集数=胶束量（胶束的分子量）/表面活性剂的分子量
(9)Krafft 点
Krafft 点：1%的表面活性剂溶液加热时由浑浊变澄清，溶解度急剧增加时的温度。
Krafft 点低，表面活性剂的低温水溶性越好；
离子型表面活性剂通常在Krafft 点以上使用
(10)浊点
浊点：1%的聚氧乙烯型非离子表面活性剂溶液加热时，溶液由澄清变浑浊时的温度。
非离子型表面活性剂通常在浊点以下使用
浊点越高，溶解度越好，使用范围越广

2 基本数值
(1)水在20℃时的表面张力为72.8mN/m
(2)大部分表面活性剂的cmc在10-6~10-1mol/l

3 重要关系
(1)表面张力的影响因素及其一般规律
影响表面张力的因素——分子间力有关
温度对表面张力的影响：随温度升高，分子间力降低，液体的表面张力降低；
压力对表面张力的影响：随压力升高，气相密度升高，液体表面的内向合力降低，液体的表面张力降低；
(2)cmc的影响因素及其一般规律
内因：
(1)碳氢链的长度：碳数↑，cmc↓
(2)碳氢链的分支：分支↑， cmc↑
(3)极性基团位置：极性基团居中，cmc↑
(4)碳氢链中引入双键、极性基团， cmc↑
(5)疏水链的性质：CH链→CF链， cmc↓
(6)亲水基团的种类： n-SAA <<ionic-SAA≈ amphionics –SAA
外因：
温度：ionic-SAA在其Krafft point 以上使用
nonionic-SAA在其cloud point 以下使用
无机强电解质：加入使ionic-SAA的cmc↓,对nonionic-SAA影响不大
无机盐和有机添加剂：影响胶束的形状

(3)表面活性剂结构与性能关系的一般规律
γ极性的碳氢化合物＞γ非极性碳氢化合物；
γ芳环或共轭双键化合物＞饱和碳氢化合物；
同系物中相对分子质量较大者表面张力较高

4 表面活性剂的分类方法及其主要类型
表面活性剂分类方法有多种，根据来源可分为天然表面活性剂与合成表面活性剂；
根据溶解性质可分为水溶性表面活性剂与油溶性表面活性剂；
根据极性基团的解离性质分为离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂两大类；
再根据离子型表面活性剂所带电荷，又分为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。

按亲水基进行分类的常用表面活性剂如下：
（一）阴离子表面活性剂
1.高级脂肪酸盐 通式：RCOO－M＋, 如硬脂酸钠、钙、镁等。
2.硫酸盐 通式：ROSO3－M＋，如十二烷基硫酸钠、十六醇硫酸钠等。
3.磺酸盐 烷基磺酸盐通式：RSO3－M＋，如二己基琥珀酸磺酸钠。
烷基苯基磺酸盐通式：RC6H5SO3－M＋，如十二烷基苯磺酸钠等。
4.胆盐 如甘胆酸钠、牛胆磺酸钠等。
（二） 阳离子表面活性剂
具有易吸附于一般固体表面及杀菌性两个特点
（1）伯胺盐 R-NH3＋
(2)季铵盐 季胺盐水溶液具有强杀菌性，常用作消毒、杀菌剂
(3) 吡啶盐
（三）两性表面活性剂
（1）氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO－ 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂
(2)甜菜碱型 去污力强，对纤维有保护作用
(3)磷脂类 属天然表面活性剂，常用作食品添加剂
（四）非离子表面活性剂
（1）脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH 俗称平平加系列，具良好湿润性能
(2)烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗称 OP系列，化学性质稳定，抗氧化性能强
(3)聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡剂、增粘剂
(4)多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类
具有低毒的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验

5 表面张力的常用测定方法：
滴重法、毛细管上升法、环法、吊片法

6 cmc的测定方法：
表面张力法、电导法、增溶法、染料法、光散射法

7 表面活性剂的最基本功能和重要作用
表面活性剂疏水作用的直接结果导致表面活性剂的最基本功能:
(a) 表（界）面吸附形成单分子吸附膜——降低表面张力
润湿、乳化、分散、泡沫、絮凝、渗透、抗静电、杀菌等功能；
(b) 内部自聚形成胶束作用——增溶。

第二章 阴离子型表面活性剂

1阴离子表面活性剂的主要类型，化学通式
阴离子表面活性剂溶于水时，能解离出发挥表面活性部分的带负电基团（阴离子或称负离子）。
阴离子表面活性剂按亲水基团分为脂肪羧酸酯类R-COONa，脂肪醇硫酸酯类R-OSO3Na，磺酸盐类R-SO3Na，磷酸酯类R-OPO3Na。

2阴离子表面活性剂的一般特性
(1)溶解度随温度的变化存在明显的转折点，即在较低的一段温度范围内随温度上升非常缓慢，当温度上升到某一定值时其溶解度随温度上升而迅速增大，这个温度叫做表面活性剂的克拉夫特点，(Krafft point)，一般离子型活性剂都有Krafft点；
(2)一般情况下与阳离子表面活性剂配伍性差、容易生成沉淀或变为浑浊，但在一些特定条件下与阳离子表面活性剂复配可极大地提高表面活性；
(3)抗硬水性能差，对硬水的敏感性．羧酸盐＞磷酸盐＞硫酸盐>磺酸盐；
(4)在疏水链和阴离子头基之间引入短的聚氧乙烯链可极大地改善其耐盐性能；
(5)在疏水链和阴离子头基之间引入短的聚氧丙烯链可改善其在有机溶剂中的溶解性（但同时也降低了其生物降解性能）；
(6)羧酸盐在酸中易析出游离羧酸，硫酸盐在酸中可发生自催化作用迅速分解。其它类型阴离子表面活性剂在一般条件下是稳定的；
(7)阴离子表面活性剂是家用洗涤剂、工业清洗剂、润湿剂等的重要组分。

3磺酸基引入方法及其含义；主要磺化试剂
直接引入法：通过磺化反应
烷烃磺化工艺：氧磺化法，氯磺化法，置换磺化法和加成磺化法；
芳烃的磺化：过量硫酸磺化法，共沸去水磺化法，三氧化硫磺化法，氯磺酸磺化法，芳伯胺的烘焙磺化法
间接引入法：使用有磺酸基的原料
工业上常用的磺化剂：
硫酸、发烟硫酸（H2SO4·SO3 ≡H2S2O7 含有20%SO3 的硫酸）、三氧化硫、氯磺酸、氨基磺酸、亚硫酸盐
磺化剂不同，磺化质点不同主要有SO3、H2SO4、H2S2O7、、HSO3+ H3SO4+ 等

4烷基苯磺酸盐结构与性能的关系一般规律
（1）溶解度 碳数↑，链长↑溶解度↓ 烷基链↑，cmc ↓ 烷基链↑，Krafft 点↑
（2）表面张力 十四烷基苯磺酸钠的最低 其次是十二烷基苯磺酸钠 碳链↑表面张力↓ 但16n、18n的表面张力↑ 在cmc下，2-丁基辛基苯磺酸钠（12v）的表面张力最低 烷基有支链，表面张力低
（3）润湿力 正十烷基苯磺酸钠的润湿时间最短，润湿力最好，十二、十四烷基次之，十六、十八烷基的润湿力差 直链烷基苯磺酸钠的碳数↑润湿力↓
（4）起泡性 十四烷基苯磺酸钠的起泡性最好，其次是十二烷基的 十八烷基苯磺酸钠因溶解度低，起泡性差
（5）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：十八烷基苯磺酸钠的洗净力最高 十二烷基苯磺酸钠的各种异构体中，正十二烷基苯磺酸钠的洗净力最高

5写出LAS、AOS、SAS、AES、AS的化学名称及其相应的结构通式
LAS——烷基苯磺酸钠 CnH2n+1- -SO3Na
AOS——α-烯烃磺酸盐 RCH=CH(CH2)nSO3Na
SAS——烷基磺酸盐 RSO3Me
AES——脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐 R-O(CH2CH2O)nSO3M
AS——脂肪醇硫酸酯盐 R-O-SO3M

6 画出发烟硫酸对烷基苯的泵式连续磺化工艺流程图；指出各位号的名称，主要设备的作用；工艺条件的主要控制参数

烷基苯用发烟硫酸磺化时，多采用泵式连续磺化工艺，主要设备：反应泵、冷却器、老化器和循环管。
烷基苯和发烟硫酸由各自的贮罐进入高位槽，分别经流量计按适当的比例与循环物料一起进入磺化反应泵。
泵内两相充分混合并发生反应，使磺化基本完成。
反应物料大部分经冷却器循环回流，另一部分经盘管式老化器进一步完成磺化反应，产物送去分酸和中和。

发烟硫酸对烷基苯磺化的泵式连续磺化工艺
磺化温度34~45℃，酸烃比(1.1~1.2):1
提高烷基苯的磺化收率、改善产品质量的途径：
提高反应泵转速 加大循环回流量 提高物料流速 加强物料混合等

7 指出烷基苯磺酸的后处理中分酸的目的、原理及主要控制参数；使中和顺利进行的主要因素及条件
烷基苯磺酸的后处理：分酸和中和
分酸目的：分离产物中的烷基苯磺酸和硫酸（废酸）；分出废酸，提高烷基苯磺酸的含量和产量；除去杂质，提高产品质量；减少下一步中和时碱的用量。
分酸原理：硫酸比烷基苯磺酸易于溶解于水，向磺化产物中加入少量水，降低硫酸和烷基苯磺酸的互溶性，利用硫酸相密度比磺酸相密度大的性质进行分离。
分酸效果的影响因素：
磺化产物中硫酸的浓度：
硫酸含量为76~78%时，烷基苯磺酸和硫酸的互溶度最小；
分酸时的温度：40~60℃
此时硫酸相与磺酸相的密度差大：0.569~0.632
温度↑，密度差↑，但温度太高，会导致烷基苯再磺化，使烷基苯磺酸产品颜色加深。
中和工艺的影响因素主要有：工艺水的加入量，电解质加入量，中和温度和pH的控制，此外，两相能否充分混合也是一个重要条件。
碱的浓度：适当，过高产生“结瘤现象”
温度：40~50℃，温度↑粘度↓，但超过某一温度后，温度↑粘度↑
无机盐：使烷基苯磺酸钠胶体结构紧密，改善溶液的流动性
良好的传质条件和足够的传热面积：保证中和反应放出的热量及时移出。

8 对照多釜串联三氧化硫磺化工艺，指出各位号名称，主要工艺参数；位号5、6、12的作用

第一釜反应温度45℃，物料停留时间15分钟；中和值控制在80-90mgNaOH/g。
第二釜反应温度55℃，物料停留时间8分钟；中和值控制在120-150mgNaOH/g。
5——进行补充磺化反应
6——进行分酸处理
12——进行尾气处理

9 膜式反应器适合于哪些类型阴离子表面活性剂的生产？
膜式反应器可用于AOS、LAS、 AES、AS的生产，磺化温度因原料不同而异

10 写出α-烯烃的三氧化硫磺化的主要产物名称及其化学结构通式；指出AOS生产的主要过程及其工艺控制参数
烯基磺酸盐 RCH=CH(CH2)nSO3Na 和 羟基磺酸盐 RCHOHCH2CH2SO3Na
AOS生产主要有两个反应过程：磺化和水解
磺化得到40%烯烃磺酸盐、40%1，3-磺内酯、 20%1，4-磺内酯
磺化混合物经水解得到以烯基磺酸盐、羟基烷基磺酸盐和二磺酸盐为主的终产品。
生产条件:
三氧化硫与α-烯烃的物质的量比1.05:1
磺化温度：40℃~50℃
水解温度160~170 ℃
磺化时间：7~11s
碱性条件水解时间20min
反应设备：膜式反应器

11 对照TO反应器(双膜式P85)制取磺化或硫酸化产物的流程，指出各位号的名称

12 写出水-光氧磺化、氯磺化生产烷基磺酸的主要反应方程式，画出其工艺流程，分别指出其影响反应的主要因素

正构烷烃的质量：芳烃含量＜0.005%
温度：30~40℃
气体空速及气体比例：3.5~5.5L/(h·cm2)，SO2与O2的比2.5:1
加水量：一般为磺酸量的2~2.5倍

13 合成原理题：写出Aerosol OT、K12、磷酸酯盐和肥皂合成的主要反应方程式（P103）

14 产品性能题：AOS的显著优点；AS与SAS相比的化学结构特点及其化学稳定性和溶解性
α-烯烃磺酸盐的性质、特点和用途：
α-烯烃磺酸盐具有生物降解性好 能在硬水中去污 起泡性好 对皮肤刺激性小等优点
其生产工艺流程短，使用原料简单易得。

烷基磺酸盐（SAS）在碱性、中性和弱酸性溶液中均较稳定
具有良好的润湿、乳化、分散和去污能力
生物降解性好，对皮肤的刺激性较小

硫酸酯盐（AS）与烷基磺酸盐（SAS）比
多一-O-，溶解性↑，稳定性↓，在酸性条件下易水解
主要用于中性或微碱性条件的洗涤剂中

15 基本概念：老化、不皂化物、单体、总固体含量、中和值
老化：补充磺化反应

不皂化物：是指不与烧碱反应的物质，主要是不溶于水、无洗涤能力的油类，如石蜡烃、高级烷基苯及其衍生物、砜等。

单体：中和产物，工业上俗称单体，它是由烷基苯磺酸钠(称为活性物或有效物)、无机盐(如芒硝、氯化钠等)、不皂化物和大量水组成。

总固体含量：单体中除水以外的物质含量称为总固体含量。

中和值:p87

16 在LAS、AOS和SAS的生产过程中都涉及加水，从合成原理分别说明加水的作用。

第三章 非离子型表面活性剂

1.EO分布指数、分布常数的异同
EO分布指数：
EO加成数在n±2范围的组分占总组分中的含量
n：主组分的EO加成数
总组分：不包括原料醇、聚乙二醇PEG
EO分布指数=（n±2 的组分量）/醇醚总组分量
宽分布的产品， EO分布指数约50%
窄分布的产品，EO分布指数可达80%
EO分布指数越高，分布越窄

分布常数C= Kp/ K1
第一步的加成反应速度比较慢时，进一步链增长的以后各部反应速度常数Kp与第一步的起始反应加成速度常数K1比值大，
C值大，意味着原料和环氧乙烷的加成速度慢于好环氧乙烷的进一步加成，有部分原料留在反应物中，又会有过高的加成物出现
C小时，比值低，分布较窄，产物中浓度最高的组分对应于聚合物的平均组成

2.浊点、水数的含义及其与亲水性的关系，及影响因素；非离子表面活性剂CMC及表面张力的影响因素。
浊点（CP Cloud Point）：非离子表面活性剂刚呈现混浊时的温度。
浊点的意义：表示表面活性剂亲水性的高低
浊点↑亲水性↑ 指导表面活性剂的质量和使用
水数：1g表面活性剂溶液加在10ml丙醇/ 30ml 二氧六环内，在30℃±1℃时，缓缓滴加蒸馏水至出现混浊为止，所消耗的水的体积（ml），称为水数。 水数：表面活性剂亲水性的高低 水数↑亲水性↑

影响非离子活性剂浊点的因素：
（1）疏水基的种类 疏水基的亲油性↑亲水性↓浊点↓ 疏水基的疏水性↓浊点↑
（2）疏水基碳链长度 疏水基碳链↑疏水性↑亲水性↓浊点↓
（3）亲水基的影响 疏水基相同时，随环氧乙烷（EO）加成分子数的增加，其亲水性提高，浊点上升，EO增加到一定程度，对浊点的影响变得缓慢
（4）添加剂的影响 通常向非离子表面活性剂的溶液中添加，非极性物质，浊点↑
芳香族化合物或极性化合物，浊点↓ NaOH等碱性物资，浊点↓
（5）其他表面活性剂对非离子表面活性剂浊点的影响
同系非离子表面活性剂混合浊点的变化：介于各单体之间，与按质量百分含量加和计算值接近。
阴离子表面活性剂对浊点的影响：加入少量，浊点升高。

非离子表面活性剂的cmc
非离子表面活性剂的cmc一般比阴离子表面活性剂低1~2个数量级。
十六烷基硫酸钠 5.8×10-4mol/l
十六醇聚氧乙稀醚（EO的n=6 1.0×10-6mol/l
疏水基C↑亲水性↓ cmc ↓
EO加成数n ↑亲水性↑ cmc ↑

非离子表面活性剂具有较低cmc的主要原因
本身不发生电离，不带电荷，没有电斥力，易形成；
亲水基的体积较大，只靠极性原子形成氢键溶于水，与离子型表面活性剂相比，与溶剂的作用力较弱，易形成胶束

影响非离子表面活性剂的表面张力因素
（1）疏水基官能团的影响：
官能团种类 表面张力γ/（mN/m）
异辛基酚聚氧乙烯醚 29.7
月桂酸聚氧乙烯酯 32.0
油醇聚氧乙烯醚 37.2
聚氧乙烯聚氧丙烯醚 45.2
（2）亲水基及温度的影响：n ↑亲水性↑ 表面张力↑ 温度↑表面张力↓
（3）润湿性 疏水基碳链增长，润湿性↓ EO加成数n ↑亲水性↑润湿性↓
（4）起泡性 聚醚型非离子表面活性剂的起泡性通常比离子型低 十三醇聚氧乙烯醚在n=9.5时，起泡性最好
（5）洗涤性 低温时，非离子表面活性剂的cmc比离子型的低，非离子表面活性剂的低温洗涤性能好
壬基酚聚氧乙烯醚n=6~12 羊毛洗涤
n=10 棉布洗涤
十二醇聚氧乙烯醚n=7~8 羊毛和棉布
（6）生物降解性和毒性
非离子表面活性剂不带电荷，不会与蛋白质结合，对皮肤刺激性小，毒性低
生物降解性：直链烷基好 烷基酚较差 EO加成数↑生物降解性↓

3.非离子表面活性剂的一般特性有哪些？
(1)由于非离子表面话性剂不能在水溶液中离解为离子，因此，稳定性高，不受酸、碱、盐所影响，耐硬水性强
(2)与其它表面活性剂及添加剂相容性较好，可与阴、阳、两性离子型表面活性剂混合使用
(3)由于在溶液中不电离，故在一般固体表面上不易发生强吸附
(4)聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的物理化学性质强烈依赖于温度，随温度升高，在水中变得不溶〔浊点现象）。但糖基非离表面活性剂的性质具有正常的温度依赖性，如溶解性随温度升高而增加。
(5)非离子表面活性剂具有高表面活性，其水溶液的表面张力低，临界胶束浓度低．胶团聚集数大，增溶作用强，具有良好的乳化力和去污力
(6)与离子型表面活性剂相比．非离子表面活性刘一般来讲泡沫性能较差，因此适合于配制低泡型洗涤剂和其它低泡型配方产品
(7)非离子表面活性剂在溶液中不带电荷、不会与蛋白质结合，因而毒性低，对皮肤刺激性也较小
(8)非离子表面活性剂产品，大部分呈液态或浆状，这是与离子型表面活性剂的不同之处，使用方便。

4.指出平平加、OP、 Spans 、 Tweens 、Pluronic 、Tetronic商品的化学名称
平平加系列——脂肪醇聚氧乙烯醚
OP系列——烷基酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂
司盘类[Spans]——脂肪酸失水山梨醇酯
吐温[Tweens] ——聚山梨酯(polysorbate) 即聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯
Pluronic——聚醚型非离子表面活性剂（引发剂乙二醇）
Tetronic——聚醚型非离子表面活性剂（引发剂乙二胺）

5.合成聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的基本反应是氧乙基化反应，也叫环氧乙烷加成聚合反应，写出脂肪醇、烷基酚和脂肪酸的环氧乙烷加成反应机理(P161)
该反应是由含活泼氢的化合物与环氧乙烷（EO）进行加成反应而得

活泼氢的化合物RXH：
脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺、酰胺、硫醇等
环氧乙烷因自身结构的特点具有很大的活泼性，易开环，和含活泼氢的化合物发生加成反应
催化剂：碱催化（工业常用），酸催化（副产物多）催化剂不同，机理不同
采用LiOH、NaOH、KOH等碱催化剂的氧乙基化反应
第一步 EO开环加成：二级亲核取代
反应速度取决于[RX-]和[CH2CH2O]
在过渡态中C-O键断裂，C-X键形成
氧乙基化阴离子可迅速地与另一分子RXH进行质子
交换得到RXCH2CH2OH(一元加成物)
氧乙基化阴离子RXCH2CH2O-也可与环氧乙烷进一步
反应
第二步 聚合
氧乙基化阴离子RXCH2CH2O-同EO进一步聚合形成不同聚合度的聚氧乙烯链亲水基
所有的反应历程受RXH和环氧乙烷的相对浓度、 RX-和RXCH2CH2O-的相对反应活性和RXH与RXCH2CH2OH的相对酸度的控制
酚、硫醇和羧酸的酸性比RXCH2CH2OH强
在碱性条件下，对环氧乙烷的加成速度顺序为：醇阴离子＞阴离子酚＞羧酸阴离子
醇、酰胺、水与RXCH2CH2OH的酸性相近
脂肪胺的酸性比RXCH2CH2OH的弱

路易斯酸及质子酸作催化剂的氧乙基化反应
开环机理不确定，一般认为SN1亲核取代
聚合过程中，生成2-甲基二氧戊烷，二氧六环，聚乙二醇等副产物
环氧乙烷在碱或酸催化下进行环氧乙烷的加成反应机理虽然不同，但加成反应都是分步进行的，每一步加成一个环氧乙烷分子。
环氧乙烷与含活泼氢的化合物（起始剂）的加成反应动力学过程分为两个阶段：
环氧乙烷与起始物→羟乙基化合物
环氧乙烷与羟乙基化合物→聚氧乙烯化合物
反应的最终产物为RX(CH2CH2O)nH
其中的n有一定的分布，所以聚氧乙烯非离子表面活性剂是含有一定分布的聚氧乙烯链长的同系物
其性质不仅与聚氧乙烯的平均数n有关，而且与聚氧乙烯链长的分布有关。

6.环氧乙烷加成反应的影响因素？
(1)原料的影响
环氧化物的结构：反应活性：环氧乙烷＞环氧丙烷＞环氧丁烷 R越长，反应速率越低
(2)含活泼氢的原料：给出氢原子的能力越强，反应活性越高，一般规律如下：
碳链长度↑，醇的活性↓，反应速率↓
氧乙基化反应速率：伯醇＞仲醇＞叔醇
起始物：伯醇＞酚＞羧酸
酚上取代基：CH3O-＞ CH3-＞H ＞Br- ＞ -NO2
(3)催化剂的影响
酸性催化剂比碱性催化剂的反应速率快80~100倍
碱性越强，催化反应速率越快：
KOH ＞ CH3ONa ＞ C2H5ONa ＞NaOH ＞K2CO3 ＞ Na2CO3
催化剂浓度增加，反应速率加快
(4)温度的影响 温度升高，反应速率加快 温度范围不同，加快程度不同
(5)压力的影响 压力升高，环氧乙烷浓度加大，反应速率加快

7.环氧乙烷的制备方法：氯乙醇法和直接氧化法

8. 指出生产C18H37(OCH2CH2) 10OH采用传统釜式搅拌工艺的主要生产设备及其工艺过程（P170）

C18H37(OCH2CH2) 10OH的生产采用传统釜式搅拌工艺
主要设备：不锈钢压力反应釜
加料：十八醇、50%的NaOH溶液（十八醇用量的0.5% ）加入反应釜
加热至100℃真空脱水1h
通氮气置换系统内空气后，加热到150℃
用氮气连续将EO压入反应釜，维持压力0.2MPa，温度130~180 ℃，反应数小时
乙酸中和，双氧水漂白后送入产品贮罐

9. 对照Press工艺流程示意图，指出主要设备名称、工艺过程及该工艺的特点

（1）预热器（2）气液接触反应器（3）中和冷却器（4）泵
起始物（RXH）由贮槽泵送到预热器1，在这里加入催化剂，在真空下搅拌加热脱出水分
反应开始前，系统内空气用氮气置换，然后将环氧乙烷（或环氧丙烷）送入专门设计的气液接触反应器2中，在高压下呈雾状，充满整个反应器的上部空间。
起始物（RXH）由泵4送入反应器的喷嘴管中，通过管子上的细孔向外喷出，此起始物小液滴立即与喷成雾状的环氧化物反应。
反应压力0.3-0.4MPa，温度100~120℃
老化后送入中和冷却器3进行后处理
Press工艺的特点：
（1）反应速度大大高于传统工艺
在较少的催化剂用量和较低的压力、温度下可获得极高的反应速度（对主反应），副产物仍能保持较低的水准
由于具有极高的反应速度，因此装置有较高的生产能力，生产间歇时间少；就一定的生产能力而言，反应设备体积小，占地面积小，投资费用低。
（2）系统安全可靠
Press工艺是将起始物以细小的液滴分散到氮气氛下的环氧乙烷的气相中，大大增加了气液两相的接触面积，环氧乙烷与液滴反应快，在液相中残留少
设备实际容纳的危险性气体减少，安全系数高
反应器的气相部分没有任何传动部件，不存在生产静电的危险，可防止因静电产生的意外爆炸
（3）产品质量好，分子量分布窄
与传统法相比，更容易实现高分子量产品的生产
产品中聚乙二醇含量低，因为水是聚乙二醇产生的主要原因，而该系统经专门设计，水分脱除效果好；反应的诱导期缩短，催化剂用量减少也有助于减少聚乙二醇含量
反应速度快，周期短，产品色泽好，一般不需漂白处理，各批次之间重现性好
（4）生产消耗低
每吨产品公用工程的消耗定额均低于传统法

10.对照壬基酚聚氧乙烯醚Buss回路工艺流程图，叙述其工艺过程

（1）预处理段
将定量的壬基酚和催化剂加入到脱水搅拌釜中 在110℃下减压脱水 然后升温至160 ℃后进入回路喷射反应器中
（2）反应段
启动物料循环泵，循环物料并升温，在反应器内物料温度和氮气压力达到设定值后，即可通入液态或气态环氧乙烷
气化后的环氧乙烷在高效气液混合喷射反应器中与液相物料充分混合反应
保持环氧乙烷分压，直至所需环氧乙烷加完为止
（3）后处理段
减压除氮，中和物料，然后送至产品贮罐
该系列产品可作为民用洗涤剂和工业清洗剂中的主要去污活性组分；在农药乳油中作乳化剂和润湿剂；皮革工业中用作脱脂剂；印染用匀染剂、净洗剂。

第四章 阳离子表面活性剂

1什么是阳离子表面活性剂？阳离子表面活性剂为什么具有反洗涤的作用？
阳离子表面活性剂在水溶液中呈现正电性，形成携带正电荷的表面活性剂离子。
阳离于表面活性剂在水溶液中或某些有机溶剂中可形成胶束，降低溶液的表面张力，具有乳化、润湿、去污等性能．
在弱酸性溶液中能洗去织物(像丝毛类)上带正电荷的污垢，但日常生活中却很少使用，这是因为一般纤维织物和固体表面均带负电荷，且不用酸性介质洗涤．当使用阳离子表面活性剂时，它吸附在基质和水的界面上。由于表面活性剂和基质间具有强烈的静电引力，亲油基朝向水相，使基质疏水，因此不适用于洗涤。
但当其吸附在纤维表面形成定向吸附膜后，中和了纤维表面带有的负电荷，减少了固摩擦产生的自由电子，因而具有较好的抗静电性能。此外，它还能显着降低纤维表面的静摩擦系数，具有良好的柔软平滑性能，故广泛用作纤维的柔软整理剂。

2阳离子表面活性剂的分类及特性。
分类：胺盐型、季铵盐型、杂环型、鎓盐型
特性：溶解性、Krafft温度点、表面活性、临界胶束浓度

3什么叫直接连接型阳离子表面活性剂和间接连接型阳离子表面活性剂。
直接连接型：亲水部分和疏水部分直接相连的
间接相连型：亲水部分和疏水部分通过酰胺基或酯基或醚键链接的

4何谓季铵化反应？季铵化反应的影响因素有哪些？
合成阳离子表面活性剂的主要反应是N-烷基化反应，其中叔胺与烷基化试剂作用，生成季铵盐的反应也叫做季铵化反应。
影响因素：
（1）卤离子的影响 卤代烷的反应活性顺序为：R-I>R-Br>R-Cl
（2）烷基链的影响 卤原子相同时，烷基链越长，卤代烷的反应活性越弱。
（3）溶剂的影响 叔胺的碱性越强，亲核性活性越大，季铵化反应越易进行。
此外，当叔胺上烷基取代基存在较大的空阻是，对季铵化反应不利。

5用脂肪伯胺、甲酸、甲醛、及烷基化试剂能合成得到阳离子表面活性剂（P118）
RNH2 + 2HCHO + 2HCOOH---RN(CH3)2 + 2CO2 + 2H2O

6利用油酸、三氯化磷、N,N-二乙基乙二胺、及相应的酸合成出Sapamine 产品（P119）

7 利用所给原料会合成洁尔灭（P121）

8 掌握咪唑啉阳离子表面活性剂的合成方法（P125）

9 掌握其他胺盐型阳离子表面活性剂的种类和主要用途
用盐酸或其他酸中和的伯胺、仲胺及叔胺的盐都是阳离子表面活性剂。
性能与用途：胺盐是弱碱的盐。在酸性条件下具有表面活性，在碱性条件下．胺游离出来而失去表面活性。简单有机胺的盐酸盐或醋酸盐可在酸性介质中用作乳化剂、润湿剂，也常用作浮选剂以及作为颜料粉末表面的憎水剂。

第五章 两性表面活性剂

1什么是两性表面活性剂？如何分类？
定义：两性表面活性剂是指在分子结构中，同时具有阴离子、阳离子和非离子中两种或两种以上离子性质的表面活性剂。
分类：a.按阴离子亲水基类型分类：羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型
b.按整体化学结构分类：甜菜碱型、咪唑啉型、氨基酸型、氧化胺型

2主要性能
（1）两性表面活性剂的等电点
（2）临界胶束浓度和PH值的关系
（3）PH值对表面活性剂溶解度和发泡性的影响
（4）杀菌性和PH值的关系
（5）甜菜碱型两性表面活性剂的临界胶束浓度与碳链长度的关系
（6）两性表面活性剂的溶解度和krafft温度点
（7）表面活性剂的结构对钙皂分散力的影响
（8）去污力

3何谓两性表面活性剂的等电点？
在一个狭窄的pH范围内，两性表面活性剂以内盐的形式存在，此时将该表面活性剂的溶液放在静电场中时，溶液中的双离子将不向任何方向移动，即分子内的净电荷为零。此时溶液的pH值被称为该表面活性剂的等电点。

4采用氯乙酸、氢氧化钠、十二烷基二甲基胺合成甜菜碱型表面活性剂（P142）

5采用二氯乙烷、亚硫酸钠、叔胺合成磺酸甜菜碱型两性表面活性剂（P146）

6掌握咪唑啉型两性表面活性剂的合成。如以脂肪酸RCOOH、N-羟乙基乙二胺NH2CH2CH2NHCH2CH2OH缩合制备N-羟乙基咪唑啉（P149）

7氨基酸型两性表面活性剂的合成（P151）

第六章 其他类型表面活性剂

1.特殊类型的表面活性剂主要都有哪些？
碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子型、冠醚型、反应型和生物表面活性剂

2.碳氟表面活性剂突出性能是什么？并解释其形成原因？
碳氟表面活性剂的性质
化学稳定性和热稳定性
溶解性
表面活性
临界胶束浓度

3.碳氟表面活性剂如何分类？主要作用？主要合成方法？
分类：阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型
应用：
（1）独特性质：很高的表面活性、稳定性好、配伍性好
（2）在高效灭火剂中的应用（氟蛋白泡沫灭火剂）
（3）在电镀方面的应用
（4）在织物整理方面的应用
（5）作为高聚物添加剂的应用
主要合成方法：电解氟化法、调聚法、离子齐聚法

4.含硅表面活性剂的分类？含硅表面活性剂的主要特点？
分类：按亲水基的结构分为：阴离子型、阳离子型、两性型、非离子型
按疏水基的结构分为：硅烷基型、硅氧烷基型
主要特点：
（1）具有良好的耐热稳定性和化学稳定性
（2）具有较低的表面张力和较好的表面活性
（3）合成方法与普通硅氧烷相似，比较简单，大多采用含氢硅烷与不饱和化合物加成制得
（4）可用于织物的防水、防污和防油整理，制造“三防”材料，而硅氧烷则不具有防油的能力
（5）具有良好的消泡作用，可用作消泡剂

5.高分子表面活性剂的主要品种有哪些？
主要品种：木质素磺酸钠、聚皂、由对烷基苯酚和甲醛制得的高分子表面活性剂系列、由丙烯晴及丙烯酰胺制得的高分子表面活性剂系列。

6.冠醚型表面活性剂的主要作用？
这类化合物除具有一般表面活性剂所共有的特点外，还有一些特殊的性质，例如可以选择性的络合金属阳离子或正离子，可改善某些抗生素的生物活性以及离子透过生物膜的传输行为，从而用来模拟天然酶和制备生物膜，也可以作为相转移催化剂以改进有机化学反应的转化率和反应能力。这类表面活性剂疏水链具有极强的疏水性，因而在化学或生物体系中具有碳氢表面活性剂无法比拟的高化学活性或生物活性。

7.什么是反应型表面活性剂？
反应型表面活性剂是指能同纤维织物反应，使之具有柔软性、防水性、防缩性、防皱性、防虫性、防霉性、防静电性的反应型表面活性剂。

8.生物表面活性剂的含义。
生物表面活性剂是指在一定条件下培养微生物时，在其代谢过程中分泌出的具有一定表面活性的代谢产物，如糖脂、多糖脂、脂肽和中性类脂衍生物。

第七章 表面活性剂的应用性能

1什么是润湿？润湿的过程分几种？

2.接触角的含义。

3.主要润湿剂有哪些?

4.以纤维为例，简述洗涤过程。

5.洗涤剂在洗涤过程中的两个主要作用是什么？影响洗涤的因素有哪些？

6.泡沫的定义？影响泡沫稳定性的因素有哪些？掌握表面活性剂的起泡和消泡作用原理

7.乳状液的定义?乳状液的类型有几种？何谓乳化作用？

8.影响乳状液稳定性的因素有哪些?乳化剂的选择方法有哪些?试举例说明如何鉴别W/O型和O/W型 。

9.什么是增溶作用？增溶的方式有几种？

10.增溶作用的主要影响因素有哪些？

11.为乳化20%的石蜡（HLB=10）与80%的芳烃矿物油（HLB=12）的混合物，需用Span20（HLB=8.6）与Tween20（HLB=16.7）的百分比各为多少

12 计算C18H37O(CH2CH2OH)12H的HLB值 ？