表面活性剂非离子表面活性剂PPT课件.ppt

3.3非离子表面活性剂非离子表面活性剂（Nonionic S.）的特点非离子表面活性剂的分类环氧乙烷开环聚合机理各类产品介绍1.非离子表面活性剂特点离子型在水溶液中离解，离解后可能与其它电离物质反应而沉淀。非离子型在水溶液中不会电离，不受酸、碱影响，稳定性高；在各种溶剂中均有较好的溶解性；亲水性是通过氧原子与水分子的氢键结合（不强），温度升高到某值后，出现浑浊；通常是低熔点液体或蜡状物，很难复配成粉状。2.非离子表面活性剂亲水原理3.非离子表面活性剂的分类聚乙二醇型（聚醚型）非离子表面活性剂多元醇型非离子表面活性剂嵌段共聚醚（block copolyethers）特种聚醚4.聚乙二醇型（聚醚型）非离子表面活性剂 RX（CH2CH2O）nH XO、S、COO、CONH、NH 脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）Alkyl polyethylene oxide（polyoxyethylene）烷基酚聚氧乙烯醚（APO）Alkyl phenol polyoxyethylene脂肪胺聚氧乙烯醚（polyoxyethylene amine）脂肪酸聚氧乙烯醚（polyoxyethylene carboxylic acid）脂肪酰胺聚氧乙烯醚（polyoxyethylene amide）5.多元醇型非离子表面活性剂甘油脂肪酸酯（glycerin ester）失水山梨醇酯（产品：span系列）聚氧乙烯失水山梨醇酯（产品：Tween系列）蔗糖酯（sugar ester）烷基糖苷（APG）6.环氧乙烷的开环聚合机理环氧乙烷（oxirane）的结构与性质 结构：CH2 CH2 三元环醚，张力很大，反应活性非常大。开环反应热：25kcal/mol （非常大，易爆炸）爆炸极限：3100（气体）杂质：醛、水，GB：H2O 1000ppm 美、日：H2O 15 水溶型。盐溶液中溶解度降低，易溶于极性溶剂，微溶于非极性溶剂。去污力 一般R：C12C16，EO：1020。EO数的增加对产品的去污能力影响不大。36.起泡性 属于低泡洗涤剂，EO：1015 EO增加，泡沫高度增加，稳定性降低。脂肪酸聚氧乙烯醚含酯基，相对不稳定，易在强酸或强碱性条件下水解，且溶解度比醚类小。其原料来源丰富，工艺简单成熟，生成成本低，并具有生物降解性好，低泡等优点，应用较广。37.脂肪胺聚氧乙烯醚分子式 RN RXH：RNH2 制备 起始剂胺的酸性比一分子EO加成物小，所以聚合时分两步，先在100下，无催化反应得到一分子加成物，再在150、强碱催化下聚合。（CH2CH2O）xH（CH2CH2O）yH38.三大品种聚氧乙烯脂肪胺 RN聚氧乙烯脂肪叔胺聚氧乙烯脱氢松香胺（EO）xH（EO）yHR C NCH3CH3（EO）yH（EO）xH（EO）xH（EO）yH39.性质与应用 EO数少时，在中性、碱性条件下水不溶，表现出阳离子表面活性剂的性质，胺盐在酸性条件下成胺盐，水溶；当EO 15时，水溶，非离子表面活性剂的特性显示出来。随着EO数的增加，水中溶解度增加，表面张力增加，润湿性增加。聚氧乙烯脱氢松香胺相对密度高，黏度低，芳香溶剂中的溶解度高。脂肪胺聚氧乙烯醚常用于金属、矿物等的表面处理。40.脂肪酰胺聚氧乙烯醚分子式 RCONH（CH2CH2O）nH RXH：RCONH2 RCON 当n，x，y1，称烷醇酰胺，用处更多；当n，x，y 1，脂肪酰胺聚氧乙烯醚（CH2CH2O）xH（CH2CH2O）yH41.制备烷醇酰胺的制备 RCOOH+NH2CH2CH2OH RCONHCH2CH2OHRCOOH+NH（CH2CH2OH）2 RCON 也可两步法：RCOOH+CH3 RCOOCH3 RCONHCH2CH2OH 140真空单乙醇胺（MEA：mono ethanol amine）二乙醇胺：DEA 三乙醇胺：TEACH2CH2OHCH2CH2OH180真空MEA116 酸同时与乙醇胺的羟基反应，产物是混合物，延长时间可转换成烷醇酰胺（酯交换），收率90。42.脂肪酰胺聚氧乙烯醚的制备 一是通过脂肪酰胺直接与EO聚合，其反应机理与脂肪醇作起始剂类似。此法只能得到N上连一条EO链的产品，即：RCONH（CH2CH2O）nH，产品耐水解。二是以烷醇酰胺作起始原料，与EO聚合，如果以 可得到N上含两条链的产品，不耐水解。RCONCH2CH2OHCH2CH2OH43.性质与应用 烷醇酰胺主要用作泡沫稳定剂，另外还有增稠、乳化和润湿作用。脂肪酰胺聚氧乙烯醚主要用于液体洗涤剂和钙皂分散剂，另外也用作农药乳化剂和助染剂。44.嵌段共聚醚（Block copolyethers）Pluronic（普卢兰尼克）copolyethers起始剂：丙二醇 CH3CHCH反应式：CH3CHCH+n HO（CH2CHO）n1H HO（CH2CH2O）m1（CH2CHO）n1（CH2CH2O）m2H OH OHOKOH、POH OHCH3mOKOH、PCH3（EO）（PO）（EO）PPG：聚丙二醇（PO）三段共聚醚，EPE型45.命名 命名：一个字母+两个数字 如：L31、F68 一个字母：L liquid 液状 P paste 浆状 F flake 片状 两个数字：第一个数字：PPG的分子量 第二个数字：PEG的百分含量 PPG分子量与数字的关系：PEG百分含量与数字关系：数字19，分别对应含量1090 L31：PPG分子量950，PEG含量10数字34567分子量950120014501750205046.嵌段共聚醚的封端 封端：即通过反应将聚醚的两端醇羟基接上别的基团，使聚醚不能在聚合。HO（EPE）OH RCOO（EO）（PO）（EO）CR HO（PEPEP）OH CH3COO（PO）（EO）（PO）（EO）（PO）CCH3RCOOHO封端乙酸酐封端O47.性质与应用 聚环氧丙烷（聚丙二醇，PO）：当聚合数n 15时是亲油基团。其在无水和有水时的结构都是：嵌段共聚醚：当PO分子量100200 水溶 200900 水中分散 900 油溶 当亲水性强时，起泡、乳化效果好；当亲油性强时，消泡、破乳效果好。PO在1100时净洗力最强。主要用于低泡洗涤剂，乳化剂，消泡剂，破乳剂等OOOOO48.Tetronic copolyethers 起始剂：H2NCH2CH2NH2 （乙二胺）反应式：H2NCH2CH2NH2 NCH2CH2N NCH2CH2N NCH2CH2NHOCHCH2HOCHCH2CH2CHOHCH2CHOH4PO、PCH3CH3CH3CH3HO（PO）n1HO（PO）n2（PO）n3H（PO）n4Hn（PO）KOH、PHO（EO）m1（PO）n1HO（EO）m2（PO）n2（PO）n4（EO）m4H（PO）n3（EO）m3Hm（EO）KOH、P49.多元醇（酯）型非离子表面活性剂多元醇酯型表面活性剂是一类亲油基上带有多个羟基，依靠羟基与水的亲和力的两亲性表面活性剂，亲油基为高级脂肪酸。50.甘油酯 CH2CHCH2 +RCOOH CH2OCRCHOH CH2OH CH2OCRCH2OCRCH2OCRCH2OCRCHOH CHOCROOOOOOOHOHOH一般得到的是单酯、双酯和三酯的混合物。为得到单酯，国外通过分子蒸馏（高真空），可得到单酯含量大于90。国内主要通过缩醛法制得：浓硫酸硫酸单酯4050CH2OHCHOHCH2OHCOCH3CH3CH2OHCH3CH3CCH2OCHOC17H35COOHH单酯含量含量8090脂肪酸甘油酯亲油性强，可作食品、化妆品的乳化剂。51.失水山梨醇酯（Span司盘）山梨醇（sorbitol）失水得到失水山梨醇（sorbitan）：一般直接以山梨醇为原料，酸性条件下失水酯化同时进行。52.聚氧乙烯失水山梨醇酯（Tween吐温）即在span的羟基上聚合上环氧乙烷：nOKOH、Px+y+z=n聚氧乙烯失水山梨醇酯的水溶性显著增强。53.Span和Tween的命名Span20 失水山梨醇月桂酸单酯（2C12，0单酯）Span40 失水山梨醇棕榈酸单酯（4C16，0单酯）Span60 失水山梨醇硬脂酸单酯（6C18，0单酯）Span80 失水山梨醇油酸单酯（8C18：1，0单酯）Span65 失水山梨醇硬脂酸三酯（6C18，5三酯）Span85 失水山梨醇油酸三酯（8C18：1，5三酯）Tween系列的命名规则与此相同。54.Span和Tween的性质及应用 Span系列系列产品在水中不溶，乳化性能非常好，并品在水中不溶，乳化性能非常好，并具有低毒、无刺激性等特性，在医具有低毒、无刺激性等特性，在医药、食品、化、食品、化妆品中品中广泛用作乳化广泛用作乳化剂和分散和分散剂。它常与。它常与Tween系列系列产品复配品复配使用，乳化能力更好。使用，乳化能力更好。Span系列也可用作系列也可用作纺丝油油剂，对纤维表面具有良好的平滑作用。表面具有良好的平滑作用。Tween系列系列产品加成品加成60100molEO后水溶性和分后水溶性和分散性都散性都较好。好。HLB在在914的的亲水性相水性相对较小，分散力小，分散力相相对较强；HLB在在15以上的以上的亲水性相水性相对较大，分散力相大，分散力相对较小。小。Tween系列系列产品主要用于油田助品主要用于油田助剂，可作，可作为油油井生井生产中防蜡中防蜡剂、降黏、降黏剂和降阻和降阻剂。也可用于医。也可用于医药、化、化妆品的乳化品的乳化剂。若与。若与烷基苯磺酸基苯磺酸钠复配可以提高去复配可以提高去污能能力、起泡力和抗多价金属离子能力。力、起泡力和抗多价金属离子能力。55.蔗糖酯反应式蔗糖中含8个羟基，其中反应活性为：6 6 1661反应所得的产物为单酯、双酯的混合物。葡萄糖果糖56.制备溶剂法 蔗糖溶于DMF中，与脂肪酸甲酯在甲醇钠催化下，真空加热反应。除去副产品甲醇和溶剂后即得蔗糖酯。此法简单，但DMF成本高、毒性大，且在产品中含量不可高于50mg/Kg，限制了使用。微乳化法 溶剂改为无毒可食用的丙二醇，用油酸钠皂作催化剂，在碱性条件下使蔗糖与脂肪酸在微滴分散情况下反应。除去丙二醇，便得到产品糖酯。优点：用糖量少一半，溶剂可回收，无毒，可食用 缺点：少许蔗糖会焦化57.无溶剂法 蔗糖直接与甘油三酯进行酯交换反应，反应产物为糖酯、单甘油酯、二甘油酯等。平衡产物组成因反应条件而异。反应在不锈钢反应釜和氮气保护下进行。蔗糖酯的性质和应用 蔗糖酯易生物降解，无刺激性，可被人体吸收且对人体无害，具有良好的乳化、分散、润湿、去污及防止老化、防止析晶等性能。蔗糖酯可用作食品乳化剂、食品水果保鲜、糖果润滑脱膜剂等。在化妆品中使用可促进皮肤柔软、滋润。还可用作低泡洗涤剂，医药、农药、动物饲料等的添加剂。58.烷基糖苷（APG）结构式 糖类化合物与高级醇的缩合反应产物。59.性质及应用 APG是90年代开发的一种多元醇型非离子表面活性剂。APG同时具有兼具阴离子表面活性剂的许多特点，表面活性高，起泡稳泡力强，去污性能优良，且与其他表面活性剂配伍性好。APG刺激性小，毒性低，易降解，可用作洗涤剂、乳化剂、增泡剂和分散剂等。被称为能满足各种要求，又卫生环保的新一代世界级表面活性剂。其生产工艺工业化还不够成熟。60.特种聚醚含硅聚醚 制备反应式：SiOSiSiSiOOO开环D4：八甲基硅氧烷HO（SiO）nHCH3CH3聚二甲基硅氧烷封端（CH3）3SiO（SiO）nSi（CH3）3CH3CH3二甲基硅油61.含氢硅油 HO（SiO）n（SiO）mHCH3CH3CH3H非常活泼CH2 CHCH2O（PO）m（EO）nH接枝SiOSiOSiOSiOSiO梳状共聚物62.性质及应用 含硅表面活性剂具有很高的表面活性与稳定性，耐高温，对皮肤无刺激性，无毒，十分安全。63.