二表面活性剂PPT课件.ppt

精细化学品化学1.n n四、四、烷(基基)醇醇酰胺型胺型CH2CH2OHRCONCH2CH2OH1、性性质：具有一定的具有一定的润湿性、渗透性、脱湿性、渗透性、脱脂力、抗静脂力、抗静电性、柔性、柔软性；性；具有具有较强的增泡、的增泡、稳泡性和增粘泡性和增粘(稠稠)性；性；无无浊点；点；水溶性差；水溶性差；对盐、酸敏感（、酸敏感（产生生浑浊或胶凝，宜在或胶凝，宜在pH=812之之间使用）。使用）。2、用途：常用作各种液洗如洗、用途：常用作各种液洗如洗发香波的增泡香波的增泡剂、稳泡泡剂、增稠、增稠剂、调理理剂，以及，以及纺织、皮革工、皮革工业的的净洗洗剂。2.n 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 h1501701501703.n 1:2型型，由由于于产物物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，产品品极极易易溶溶于于水水。但但产物物中中活活性性物物含含量量仅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：尼名：尼纳尔，或尼，或尼诺尔。4.n n椰子油酸甲椰子油酸甲酯法：法：CH2CH2OHC11H23COOCH3+HNCH2CH2OHCH2CH2OHC11H23CONCH2CH2OH1:1:1型型，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，因此，也叫超醇酰胺。胺。NaOHNaOH、KOHKOH、CHCH3 3ONaONa等等等等1:11:11001101001105.n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。6.n五、聚五、聚醚型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个以以上上活活泼氢的的有有化化合合机机物物为引引发剂，加加聚聚环氧氧乙乙烷或或环氧氧丙丙烷等等。这类产品品品品种种较多多，主主要要是是引引发剂的的种种类、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，子量不同，产品的性品的性质就不同就不同。7.n n引引发剂如如：单羟基基、多多羟基基、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：先在引整嵌型：先在引发剂上加成一种上加成一种环氧化物，氧化物，再加成另一种再加成另一种环氧化物。氧化物。引引发剂(C2H4O)X(C3H6O)yH，或或引引发剂(C3H6O)X(C2H4O)yH杂嵌型：在引嵌型：在引发剂上先加成一种上先加成一种环氧化物，氧化物，再加成混合再加成混合环氧化物。氧化物。引引发剂(C2H4O)X(C2H4O)y(C3H6O)rH全全杂型：在引型：在引发剂上上环氧乙氧乙烷与与环氧丙氧丙烷以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。达一定分子量，再加成达一定分子量，再加成(a+c)EOa+c)EO2020POPO9.n 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。10.n六、氧化胺六、氧化胺 即即氧氧化化烷基基叔叔胺胺或或烷基基氧氧化化叔叔胺胺。是用是用烷基叔胺基叔胺经氧化而得。氧化而得。工工业上上常常用用的的一一个个代代表表产品品是是十十二二烷基基氧氧化化胺胺，就就是是十十二二烷基基(二二甲甲基基)氧化胺，代号：氧化胺，代号：OA12。CH3结构：构：C12H25NO CH3N与与O之之间以配位以配位键结合。合。11.n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+OHCH3CH312.n1、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。13.n3、制、制备：空气氧化法空气氧化法：C12H25N(CH3)2+O2(空空气气)OA12双氧水氧化法：双氧水氧化法：C12H25N(CH3)2+H2O2OA12柠柠檬酸，檬酸，檬酸，檬酸，EDTAEDTA6080608014.n第四第四节 阳离子表面活性阳离子表面活性剂n一、概述一、概述 阳阳离离子子表表面面活活性性剂问世世于于上上世世纪30年年代代，不不过当当初初是是作作为杀菌菌剂出出现的的。后后来来发现其其还有有很很多多其其他他性性质，因因此此，自自上上世世纪60年年代代以以来来，产量量、用用量量有有了了较大大的的发展展，如如可可用用作作天天然然和和合合成成纤维的的柔柔软剂、抗抗静静电剂；肥肥料料的的抗抗结块剂；农作作物物的的除除莠莠剂；金金属属防防腐腐剂；颜料料分分散散剂；塑塑料料抗抗静静电剂；头发调理理剂；矿石石浮浮选剂；等等等等。目目前前其其产、用用量量虽远不不及及阴阴离离子子与与非非离离子子，但但还在不断增在不断增长。15.n性性质特点：特点：具有基本性具有基本性质和附加性和附加性质；（如乳化、；（如乳化、润湿、湿、分散、增溶以及柔分散、增溶以及柔软、抗静、抗静电、防腐、防腐杀菌等，但不菌等，但不包括洗包括洗涤去去污）一般不与阴离子表面活性一般不与阴离子表面活性剂复配使用；（否复配使用；（否则阴、阳离子相吸形成沉淀而失效）阴、阳离子相吸形成沉淀而失效）伯、仲、叔胺的伯、仲、叔胺的盐当当pH7时会失效。（碱会失效。（碱性条件下又会性条件下又会变成原来的胺）成原来的胺）16.n 不不具具有有洗洗涤去去污性性：一一般般纤维表表面面带负电荷荷，接接触触阳阳离离子子表表面面活活性性剂后后，由由于于正正负电荷荷的的相相互互吸吸引引，使使纤维织物物表表面面带上上一一层R-膜膜而而疏疏水水，从从而而不不易洗易洗涤去去污和清洗。和清洗。n 具有具有强的的杀菌力：尤其是含菌力：尤其是含苄基基结构的，万分之一甚至十万分之一构的，万分之一甚至十万分之一浓度就具有度就具有杀菌作用，可作菌作用，可作为外科手外科手术消毒、消毒、伤口洗口洗涤、餐具消毒、食品厂、餐具消毒、食品厂容器、容器、设备与生与生产环境的消毒。境的消毒。17.n阳阳离离子子表表面面活活性性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；亲水水基基：具具有有商商业价价值和和最最重重要要的的是是含含N的的结构构。常常用用的的是是长碳碳链脂脂肪肪伯伯、仲仲、叔叔胺胺，此此外外还有有醇醇胺胺、聚聚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如如氨氨乙乙基基乙乙二二胺、吡胺、吡啶等。等。n分分类：18.n二、脂肪胺二、脂肪胺盐型型R11 1、结构通式构通式：RN+H XR2式中：式中：R=C10C18R1，R2=H或短或短链烷基基(如如CH3，C2H5)或或苄基基(CH2C6H5)X=Cl，Br，AC等等19.n n2 2、制制备：主主要要是是长碳碳链烷基基胺胺的的制制备，然然后后进行行简单的酸碱中和即可成胺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 加加加加氢还氢还原原原原RCOOH+NH3RCONH2RCNRCH2NH2及仲、叔胺及仲、叔胺B：脂肪醇法：醇的氨解反脂肪醇法：醇的氨解反应380400380400ROH+NH3RNH2120170atm120170atm 这是低是低级胺如甲胺、二甲胺、三甲胺的制胺如甲胺、二甲胺、三甲胺的制备方方法法。20.n n仲胺的制取：仲胺的制取：n n叔胺的制取：叔胺的制取：n nA：烷基二甲基基二甲基(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21.n nB：醚叔胺叔胺CH2CH2OHRNH2+2EORNCH2CH2OH(n2)EO(n2)EO(CH2CH2O)xH RN(CH2CH2O)yHx+y=n 此反此反应在前面的聚氧乙在前面的聚氧乙烯型非离型非离子表面活性子表面活性剂中已中已讲过。22.nC：低低级叔叔胺胺与与脂脂肪肪酸酸胺胺化化反反应制制取取高高级叔胺叔胺 如如：RCOOCH2CH2N(CH3)2；RCONHCH2CH2N(CH3)2；等。等。这类叔胺制得的叔胺制得的铵盐成本成本较低，性低，性能能较好，大都用作好，大都用作纤维柔柔软整理整理剂。23.n n例如：索例如：索罗明明A：CH2CH2OHC17H35COOH+HOCH2CH2NCH2CH2OH 酯化化 甲酸甲酸中和中和 160180 CH2CH2OHC17H35COOCH2CH2N+HHCOOCH2CH2OH24.柔柔软剂SA：CH3C17H35CONHCH2CH2N+HCH3COOCH3萨帕明帕明A：C17H33CONHCH2CH2N+H(C2H5)2CH3COO25.D、环叔胺叔胺即咪即咪唑啉啉n合成：C17H35COOH+H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2140170140170-2H2H2 2OOC17H35CONHCH2CH2HNCH2CH2NHCOC17H35+2H2OA柔柔软剂IS260260CHCH3 3COOHCOOH26.C17H35CONHCH2CH2NCH2C17H35CCH2NAC17H35CONHCH2CH2NCH2C17H35CCH2N柔柔软剂IS+CH3COO27.n n三、季三、季铵盐型型季季铵盐是阳离子表面活性是阳离子表面活性剂中重要的中重要的一一类，在工，在工业上具有重要的使用价上具有重要的使用价值。n n1 1、结构与性构与性质：结构通式：构通式：R1RN+R3XR2 式中：R=C8C18R1，R2，R3=短短链烷基基(如如CH3，C2H5)或其中一个是或其中一个是苄基基(CH2C6H5)X=Cl，Br，I，CH3SO4等等 28.n性性质：n稳定性：在酸性、碱性溶液中定性：在酸性、碱性溶液中稳定，定，常温下也常温下也稳定，但在定，但在100以上会分解以上会分解为卤代代烷与叔胺。与叔胺。溶解性：它是溶解性：它是盐，结晶固体，晶固体，R=C8C14时易溶于水，易溶于水，R=C16C18时较难溶。溶。杀菌性：与菌性：与R1，R2，R3有直接关系，有直接关系，杀菌力最菌力最强的是含的是含苄基的化合物。基的化合物。29.n n碱性：季碱性：季铵盐碱性碱性较脂肪胺脂肪胺盐为强，它，它的水溶液遇碱生成可溶性的季的水溶液遇碱生成可溶性的季铵碱（其碱碱（其碱性与性与NaOH、KOH相当），外相当），外观无明无明显变化，季化，季铵盐与季与季铵碱成平衡体系：碱成平衡体系：R4N+X+NaOHR4N+OH(可溶可溶)+NaX而脂肪胺而脂肪胺盐遇碱，遇碱，则生成不溶于水的原生成不溶于水的原来的胺：来的胺：R3NHX+NaOHR3N(不溶不溶)+NaX+H2O30.n2 2、制、制备：n从从长链伯、仲、叔胺与伯、仲、叔胺与烷基化基化剂反反应制制备：烷基化基化剂：能：能发生生烷基化反基化反应的的试剂原料，如原料，如氯甲甲烷(CH3Cl)、溴甲、溴甲烷(CH3Br)、氯化化苄(ClCH2C6H5)、环氧氧氯丙丙烷、环氧丙氧丙烷、硫酸二甲、硫酸二甲酯(CH3)2SO4、硫酸二乙、硫酸二乙酯(C2H5)2SO4 等。等。31.n nRNH2+2CH3Cl+2NaOHCH3CH3RN+CH3CH3SO4RN+CH3ClCH3CH3压压力力力力加加加加热热(CH3)2SO4CH3ClRN(CH3)2+2NaCl+2H2O32.或：或：C12H25NH2+3CH3ClC12H25N(CH3)3+Cl或：或：RN(CH3)2+CH3ClC12H25N(CH3)3ClC12H25N(CH3)3Cl叫十二叫十二烷基三甲基基三甲基氯化化铵，商品代号：，商品代号：1231其它如其它如1431、1631、1831等。等。33.n n如需在分子中引入如需在分子中引入苄基：基：甲基化甲基化甲基化甲基化卤卤化化化化苄苄(XCHXCH2 2C C6 6HH5 5)n nRNH2RN(CH3)2n nCH3n nRNCH2C6H5+Xn nCH3式式中中：当当R=C12，X=Cl时，叫叫十十二二烷基基二二甲甲基基苄基基氯化化铵，商商品品代代号号：1227，商商 品品 名名：洁 尔 灭(geraminnm)。34.n 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，对皮皮肤肤无无刺刺激激，对金金属属不不腐腐蚀，化化学学性性质稳定定，耐耐光光耐耐热，具具有有乳乳化化、去去垢垢、增增溶溶、发泡泡、杀菌菌、抗抗静静电、柔柔软、防防腐腐等等多多种种性性能能。杀菌菌力力极极强，万万分分之之几几浓度度的的溶溶液液，即即可可用用于于杀菌菌消毒。消毒。n 本本产品可用作品可用作腈纶匀染匀染剂（缓染染剂，如，如腈纶匀染匀染剂TAN即是即是1227）、）、纤维柔柔软和抗静和抗静电剂、大型石油化工、大型石油化工装置的水装置的水质稳定定剂、伤口灌洗、医口灌洗、医疗器械、食品工厂器械、食品工厂设备的消毒的消毒杀菌菌剂。35.n当当R=C12，X=Br时，叫叫十十二二烷基基二二甲甲基基苄基基溴溴化化铵，商商品品名名：新新洁尔灭。也也是是一一种种强力力杀菌菌剂，在在我我国国使使用用较普遍。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 2卤卤化化化化苄苄36.n柔柔软剂DOD：nC18H37N(CH3)2+C18H37ClnCH3nC18H37NC18H37+ClnCH3 双十八双十八烷基二甲基基二甲基氯化化铵，商品，商品代号：代号：D1821，可作可作为柔柔软剂、抗静、抗静电剂、杀菌菌剂使用。使用。37.n1631Br：C16H33OH+HN(CH3)2C16H33N(CH3)2C16H33N(CH3)3BrCHCH3 3BrBr80/80/加加加加压压38.n n从低从低级叔胺与叔胺与卤代代烷反反应制制备：RX+(CHRX+(CH3 3)3 3NRN(CHNRN(CH3 3)3 3XX如如：C C1616HH3333OH+HBrCOH+HBrC1616HH3333Br+HBr+H2 2OOCC1616HH3333Br+(CHBr+(CH3 3)3 3NCNC1616HH3333N(CHN(CH3 3)3 3BrBr 叫叫十十六六烷基基三三甲甲基基溴溴化化铵，商商品品代代号号：1631Br。白白色色蜡蜡状状固固体体，不不论在在酸酸性性、中中性性、碱碱性性溶溶液液中中均均发挥良良好好的的乳乳化化、杀菌菌、柔柔软、抗抗静静电作作用用，如如在在护发整整发用用品品中中得到广泛得到广泛应用。用。60806080加加加加压压HH2 2SOSO4 439.叔胺或胺叔胺或胺盐与与环氧乙氧乙(丙丙)烷反反应制制备：这类产品都是品都是优良的抗静良的抗静电剂。如：胶片抗静如：胶片抗静电剂PC：CH3C18H37N(CH3)2+HClO4C18H37NH+ClO4CH3CH3C18H37NCH2CH2OH+ClO4CH3EOEO40.n抗静抗静电剂SN：CH3C18H37NCH2CH2OH+NO3CH341.n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 42.H H2 2O ORCOOH+HRCOOH+H2 2NCHNCH2 2CHCH2 2NHNH2 2RCRCO ONHCHNHCH2 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 443.n n例例2：H2NCH2CH2NH2+EOH2NCH2CH2NHCH2CH2OH羟乙基乙二胺或叫胺乙基乙基乙二胺或叫胺乙基单乙醇胺乙醇胺RCOOH+H2NCH2CH2NHCH2CH2OHN烷烷基化基化剂剂RCNCH2CH2OH44.n2、烷基吡基吡啶季季铵盐N原原子子在在吡吡啶环中中相相当当于于叔叔胺胺，可可用用长碳碳链烷基基化化剂使使其其接接上上长碳碳链作作为其疏水基其疏水基。120150120150例例1：RX+N+RNX一般地一般地，R=C12C18，X=Cl，Br等等。45.n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。46.n3、烷基基吗啉季啉季铵盐例1、ClCH2CH2RNH2+OClCH2CH2烷烷基化基化基化基化剂剂+RNORNOCl如如如如C C2 2HH5 5ClClC2H5例2、RX+HNO47.n4、烷基氮戊基氮戊环、氮己、氮己环季季铵盐例例1、ClCH2CH2NaCONaCO3 3季季季季铵铵化化化化RNH2+RNClCH2CH2ClCH2CH2NaCONaCO3 3季季季季铵铵化化化化RNH2+CH2RNClCH2CH248.n五、五、鎓盐型型n1、鏻化物、鏻化物R1R1+R2P+RXRPR2XR3R3作作为乳化乳化剂、杀虫虫剂、杀真菌真菌剂。n例：例：C2H5C2H5+C12H25Br+PC2H5C12H25PC2H5BrC2H5C2H549.n2、锍化物化物例：例：O(CH(CH3 3)2 2SOSO4 4C12H25CH2SCH3亚砜O+C12H25CH2SCH3CH3SO4CH3作作为杀菌菌剂。50.n3、碘、碘鎓OO 过过氧乙酸氧乙酸IIO 邻亚碘碘酰联苯苯 环环化化化化HSO4 HH2 2SOSO4 4I+联苯碘苯碘鎓硫酸硫酸盐51.n六、聚合型六、聚合型例例1、CH=CH2CHCH2CHCH2CHCH2nNNNn-2n-2N 乙乙烯基吡基吡啶nCHnCH3 3BrBrCHCH2CHCH2N+BrN+BrCH3CH3过过氧乙酸氧乙酸过过氧乙酸氧乙酸52.n n例例2、M550；Merquat550；聚季聚季铵7全名：二甲基二全名：二甲基二烯丙基丙基氯化化铵/丙丙烯酰胺胺树脂脂 用于洗用于洗发香波、香波、调理香波，以及造理香波，以及造纸助助剂、水、水处理理剂、医、医药杀菌、消毒等。菌、消毒等。CH2CHCHCH2CH2CHCH2CH2C=ON+ClNH2CH3CH3mn53.第五第五节 两性表面活性两性表面活性剂n n一、概述一、概述 两两性性表表面面活活性性剂就就是是在在同同一一个个分分子子中中它它的的亲水水基基上上同同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，也也就就是是在在表表面面活活性性剂的的亲水水基基上上同同时带有有正正、负两种两种电荷的表面活性荷的表面活性剂。RA+B +A+代代表表可可形形成成正正离离子子的的基基团，常常见的的是是含含氮氮的的基基团；B代代表表可可形形成成负离离子子的的基基团，一一般般是是羧酸基、磺酸基、硫酸酸基、磺酸基、硫酸酯基、磷酸基、磷酸酯基等。基等。54.n两两性性表表面面活活性性剂的的开开发较晚晚，1940年年美美国国杜杜邦邦公公司司首首次次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，大大约1946年年西西德德首首次次开开发了了Tego型型氨氨基基酸酸系系两两性性表表面面活活性性剂，而而真真正正大大量量开开发和和使使用用还是是1950年年以以后后。至至今今，两两性性表表面面活活性性剂已已形形成成多多系系列列、多多品品种种，是是继阴阴、非非、阳阳离离子子表表面面活活性性剂之之后后的的又又一一大大类型型的的表表面面活活性性剂。但但到到目目前前，其其品品种种数数目目还相相对较少少，原原因因是是成成本本高高、价价格格贵。55.n1 1、两性表面活性、两性表面活性剂的性的性质：n良良好好的的去去污、乳乳化化、分分散散、润湿湿、起起泡泡性性；良良好好的的柔柔软、抗抗静静电、杀菌菌性；性；n耐硬水、耐无机耐硬水、耐无机盐、耐酸碱；、耐酸碱；n有等有等电点；点；n良好的配伍性和配方的良好的配伍性和配方的协同效果；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。56.n两性表面活性两性表面活性剂与其它两性与其它两性电解解质一一样，存在一个等，存在一个等电区域，此区域，此时分子中分子中的的净电荷荷为零。零。A：等等电点点：两性离子表面活性两性离子表面活性剂溶液溶液中，正、中，正、负离子离解度相等离子离解度相等时溶液的溶液的pH值。此此时整个分子近似整个分子近似电中性，形成内中性，形成内盐。57.n等等电点点时的的pH值与与两两性性表表面面活活性性剂溶溶于于水水后后溶溶液液所所显示示的的pH值不不是是一一回回事事。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=4.67.658.n 两性表面活性两性表面活性剂的表面性的表面性质既与既与R有关，又与溶液所有关，又与溶液所处的的pH有关：有关：n当溶液的当溶液的pH值在等在等电点以上点以上时，溶，溶液的碱性增液的碱性增强，呈阴离子表面活性，呈阴离子表面活性，显示洗示洗涤、乳化等性能；、乳化等性能；n当溶液的当溶液的pH值在等在等电点以下点以下时，溶，溶液的酸性增液的酸性增强，呈阳离子表面活性，呈阳离子表面活性，显示示杀菌、抗静菌、抗静电、柔、柔软等性能；等性能；n当溶液的当溶液的pH值在等在等电点附近点附近时，呈，呈非离子非离子态，显两性，成内两性，成内盐，但表面，但表面活性大大降低。活性大大降低。59.nB：临界胶束界胶束浓度度CMC 对一一般般的的表表面面活活性性剂，CMC与与疏疏水水基的碳原子个数基的碳原子个数n之之间有下列关系：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 但两性表面活性但两性表面活性剂不符合此关系。不符合此关系。nC：抗抗静静电性性：具具有有良良好好的的抗抗静静电性性，特特别是是甜甜菜菜碱碱型型产品品，可可广广泛泛用用于于塑塑料、料、纤维、涂料及石油液体中。、涂料及石油液体中。60.nD：低毒低刺激低毒低刺激 羧酸酸盐型型（氨氨基基酸酸系系）两两性性表表面面活活性性剂的的结构构与与蛋蛋白白质的的结构构相相似似，所所以以对皮皮肤肤、毛毛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、分类61.n二、二、羧酸酸盐型型n1 1、氨基酸系、氨基酸系 这类表表面面活活性性剂包包括括氨氨基基丙丙酸酸系系和和亚氨氨基基乙乙酸酸系系，开开发得得最最早早，产量量也也较高高，品品种种较多多，使使用用范范围很很广。广。具有良好的水溶性，很好的洗具有良好的水溶性，很好的洗涤性性能，并有能，并有杀菌、抗静菌、抗静电作用。它作用。它们的的毒性比阳离子表面活性毒性比阳离子表面活性剂低，常用于低，常用于洗洗发香波、化香波、化妆品中，更适于品中，更适于调理香理香波和波和婴幼儿香波。幼儿香波。62.nA：氨基丙酸系氨基丙酸系C12H25NH2+CH2=CHCOOCH3C12H25NHCH2CH2COOCH3C12H25NHCH2CH2COONaC12H25NHCH2CH2COOH 即即C12H25N+H2CH2CH2COO60706070皂化皂化皂化皂化/NaOH/NaOH酸化酸化酸化酸化/H/H2 2SOSO4 4或或或或HClHCl63.n如如果果丙丙烯酸酸甲甲酯过量量，可可生生成成二二羧酸：酸：CH2CH2COOHRNCH2CH2COOH 另外，丙另外，丙烯酸甲酸甲酯也可用丙也可用丙烯腈代替，以降低成本。代替，以降低成本。64.nB：亚氨氨基基乙乙酸酸系系（即即N烷基基甘甘氨酸系）氨酸系）开开发得最早的是梯戈得最早的是梯戈（Tego）型的型的。如如：R1(NHCH2CH2)2NHCH2COOHR2NHCH2CH2NCH2COOHR2NHCH2CH2式中：式中：R1=C8C18R2=C8C1465.nTego型型具具有有良良好好的的杀菌菌性性、发泡泡性性、润湿性，湿性，热稳定性好，毒性小。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，主主要要作作杀菌菌消消毒毒剂，其其毒毒性性是是阳阳离离子子表表面面活性活性剂的的1/60。已商品化的。已商品化的产品如：品如：66.Tego51：R1NHC2H4NHC2H4NHCH2COOH+R1NHC2H4NHCH2COOHTego103S：R1NHC2H4NHC2H4NHCH2COOHHCl其它商品如其它商品如Tego51B、Tego103G等。等。式中式中：R1=C12，R2=C8C12。67.n制制备：a：RNH2+ClCH2COOHRNHCH2COOHCH2COOHRNCH2COOHNaOHNaOHClCHClCH2 2COOHCOOHNaOHNaOH68.nb：RNH2+HCHO+HCNRNHCH2CNRNHCH2COOHCH2COOHRNCH2COOHHH2 2OOHCHO+HCNHCHO+HCNHH2 2OO69.n 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甜菜碱系两性表面活性剂：CH3RN+CH2COOR=C12C18CH3 这类化合物是由季化合物是由季铵盐型阳离子部分型阳离子部分与与羧酸酸盐型阴离子部分构成的。型阴离子部分构成的。70.n其其渗渗透透力力、泡泡沫沫性性较好好，去去污力力也也很很好好，可可作作为洗洗涤剂、染染色色助助剂、柔柔软剂和和杀菌菌剂（但但杀菌菌力力不不及及阳阳离离子子表表面面活活性性剂）。目目前前这一一产品品成成本本较高高，因因此此仅限限于于某某些些特特殊殊场合使用。合使用。开开发研制最早的研制最早的为烷基二甲基基二甲基甜菜碱，至今仍广泛使用。甜菜碱，至今仍广泛使用。71.n n其制其制其制其制备备如下：如下：如下：如下：RN(CHRN(CH3 3)2 2+ClCH+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时时叫叫叫叫十十十十二二二二烷烷基基基基(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=8972.RNH2+ClCH2COOHRNHCH2COOHCH2COOHRN+CH2COOCH2COOH 像像这样形成形成4个个NC键的也都可以的也都可以叫甜菜碱型两性表面活性叫甜菜碱型两性表面活性剂。ClCHClCH2 2COOH(COOH(过过量量量量)73.n3、咪、咪唑啉系啉系两两性性咪咪唑啉啉产品品性性能能温温和和，无无毒毒，对眼眼睛睛刺刺激激性性低低对皮皮肤肤无无过敏敏反反应，因因而而调配配婴儿儿香香波波及及婴儿儿卫生生用用品品中市中市场前景广前景广阔。74.耐耐硬硬水水，具具有有良良好好的的洗洗涤力力，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调配配无无刺刺激激调理理洗洗发香香波波的的主主要要活性物。活性物。也也用用于于纺织助助剂，作作为抗抗静静电剂、柔柔软剂、润滑滑剂等。等。在两性在两性产品中，品种最多，品中，品种最多，应用最用最广，广，产量最大，量最大，约占整个两性占整个两性产品的品的一半。一半。75.n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H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2NRCNHCH2CH2OHCH2CH2NH276.n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。NRCNCH2CH2OHN+RCNCH2CH2OHCH2COOClCHClCH2 2COOHCOOH77.n 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。78.n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：79.CH2OCORCHOCOROCH3CH2OPOCH2CH2N+CH3OCH3 卵磷脂，也叫磷脂酰胆碱。80.CH2OCORCHOCOROCH2OPOCH2CH2N+H3O 脑磷脂，也叫磷脂酰乙醇胺。81.CH2OCORCHOCOROCH2OPOCH2CHCOOHON+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.第六第六节 特种表面活性特种表面活性剂n 近些年来，近些年来，发展了一些在疏水基展了一些在疏水基上除了上除了C、H外，外，还含有其它元素的表含有其它元素的表面活性面活性剂，如含，如含F、Si、B、S、I、P等，等，及高（大）分子、冠及高（大）分子、冠醚等表面活性等表面活性剂，它它们虽然数量不多，价格也然数量不多，价格也贵，但用，但用途特殊，途特殊，颇受人受人们重重视。83.n一、含氟特种表面活性一、含氟特种表面活性剂n1、结构：构：CnF2n+1亲水基，水基，C链长度度n=612亲水水基基有有阴阴、阳阳、非非、两两性性离离子子基基团。碳氟碳氟链可以是直可以是直链或支或支链，可以，可以是全氟碳是全氟碳链或是部分含或是部分含氢的碳的碳链。84.n n2 2 2 2、合成：、合成：、合成：、合成：n n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压压、大大大大电电流流流流条条条条件件件件下下下下，在在在在氢氢氟氟氟氟酸酸酸酸介介介介质质中中中中进进行。行。行。行。阴离子型的阴离子型的阴离子型的阴离子型的：羧羧酸酸酸酸盐盐 C Cn nHH2n+12n+1COClCCOClCn nF F2n+12n+1COFCOFCCn nF F2n+12n+1COOHCCOOHCn nF F2n+12n+1COONaCOONa CC7 7HH1515COOHCCOOHC7 7F F1515COFCOF电电解（解（解（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接中和直接中和 CnH2n+1SO2ClCnF2n+1SO2FCnF2n+1SO3H磺酸磺酸盐C8H17SO3HC8F17SO2F电电解解解解水解水解水解水解中和中和中和中和415415V V，0.12A0.12AHFHF，01501586.CnF2n+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酯化化化化ROHROH还还原原原原LiAlHLiAlH4 487.阳离子型阳离子型CH3CnF2n+1COF+H2NCH2CH2NCH3CH3CnF2n+1CONHCH2CH2N脂肪脂肪(叔叔)胺胺盐CH3RXRXClCH2COOH季季铵盐两性型两性型HXHX88.四氟乙四氟乙烯调聚法聚法 四氟乙四氟乙烯齐聚法聚法 六氟乙六氟乙烯氧化聚合法氧化聚合法89.n3、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高耐热稳定性定性高化学惰性高化学惰性既憎水既憎水又憎油又憎油90.n高表面活性高表面活性 用量少，表面用量少，表面张力低。力低。一一般般CH链表表面面活活性性剂的的使使用用浓度度为0.11%，水水溶溶液液的的表表面面张力力()只只能能降降到到3040mN/m(dyn/cm)，而而CF链表表面面活活性性剂的的一一般般使使用用浓度度为0.0050.1%(505000ppm)，水水溶溶液液的的表表面面张力力()能能降降到到20mN/m(dyn/cm)以下。以下。如：如：91.水溶液水溶液水溶液水溶液浓浓度度度度(重量重量重量重量%)1.00.10.010.001%)1.00.10.010.001表活表活表活表活剂剂品种品种品种品种 C8F17SO2NC2H5(C2H4O)14H 18.518.520.025.0 C8H17C6H4O(C2H4O)nH30.430.031.146.2C8F17SO2N(C2H5)CH2COOK14.314.719.034.2C12H25OSO3Na(K12)32.731.944.592.另另外外，还表表现在在临界界胶胶束束浓度度(CMC)上上，即即浓度很小度很小时即可达到即可达到饱和吸附和吸附。单单位：位：位：位：mol/lmol/lC8F17COOK0.0093C12H25COOK0.0125C7H15COONa0.031C10H21COONa0.032C8H17COONa0.0091C12H25COONa0.0081C10F21COONa0.00043C16H33COONa0.00058再如：再如：C8F17SO3Na0.0085C8H17SO3Na0.1693.n 迄迄今今为止止，含含氟氟表表面面活活性性剂具具有有最最高高的的表表面面活活性性，对热非非常常稳定定，在在化化学学性性质上上出出乎乎寻常常的的不不活活泼。这与与F原原子子具具有有最最高高的的电负性性、最最高高的的键能能和和较短的化学短的化学键长有关。有关。因此，当因此，当F原子取代原子取代H原子后，使原子后，使CF键很牢固，很牢固，CC键也也较牢固牢固(CC键缩短短)，CC骨架不易骨架不易变化。而且，化。而且，F离子又离子又较大，大，对CC骨架起了保骨架起了保护作用，使之不易被破坏。作用，使之不易被破坏。这就是就是CF链具有很高的具有很高的热稳定性和化学惰性的定性和化学惰性的原因所在。原因所在。94.n高高热稳定性定性当温度足当温度足够高高时(如如热分解温度分解温度时)，全氟，全氟烷断的是断的是CC键而不是而不是CF键，因因为CF键能比能比CC键能大得多能大得多（CF键能能116kcal/mol，CH键能能99.5kcal/mol，CC键能能82.87kcal/mol）。）。这与普通与普通烷烃的情况是不的情况是不同的（同的（CH键虽然比然