第二章表面活性剂课件

1第一节 表面活性剂概述2表面活性及表面活性剂 图中曲线1的特征物质是无表面活性物质；有2、3曲线特征的物质为表面活性物质，但只有曲线3特征的物质才能称之为表面活性剂。123因此我们定义：因此我们定义：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。溶液表面张力表面活性剂用量34(1)结构特征结构特征表面活性剂分子由非极性的亲油基团和亲水的极性基团两部分组成。亲油部分一般由碳氢链（烃基），特别是由长链烃基所构成，亲水部分则由离子或非离子型的亲水基所构成，而且这两部分分处两端，形成不对称结构。（a）C12H25SO4-Na+两亲分子示意图：两亲分子示意图：表面活性剂的结构及分类表面活性剂的结构及分类5表面活性剂的分类人们习惯于按表面活性剂溶于水所显示的化学特征进行分类：非离子表面活性剂是一类在水中不能离解成离子的表面活性剂。比如：OP类RC6H4O(CH2CH2O)nH。阴离子表面活性剂能在水中离解成带负电的有机阴离子，如大家所熟知的羧酸盐、硫酸酯盐（ROSO3Na）。阳离子表面活性剂能在水中离解成有机阳离子，如具有1或2个长链烷基的季铵盐。两性表面活性剂在水中时，处于不同pH值时呈现阴离子或阳离子特性，有等电点。6表面活性剂特性由于表面活性剂是双亲分子，它在水溶液中具有两种基本特性：其一，表面活性剂分子在溶液表面（界面）吸附，其结果是大大降低溶液表面（界面）张力。其二，表面活性剂溶液达到一定浓度，表面活性剂会在溶液中聚集而形成胶束（胶团）。7表面吸附大致分为三种吸附状态：a、当表面活性剂在溶液中浓度很小时，分子在溶液表面基本上无一定方向平躺在溶液表面。b、随着溶液浓度增加，由于其分子在水溶液中的双亲特性而使得表面活性剂分子逐步直立起来。c、从基本直立至完全取向排列的情况，在此状态时的表面活性剂在溶液表面吸附已近于饱和状态，水的极性表面被表面活性剂分子覆盖，非极性疏水基朝外形成疏水层。吸附达到平衡，溶液表面张力达到最低值。8化学结构对饱和吸附量的影响具有不同结构的表面活性剂在溶液表面吸附状态会有所差异，从而影响到它在溶液表面的饱和吸附量：a)具有直链型较支化链型表面活性剂自身横截面积小，也有利于疏水基相互作用，从而完全直立取向，排列紧密，其饱和吸附量也大。b）具有支链疏水基的同类表面活性剂，由于支链基团位阻和基团按一定角度取向，其疏水基在溶液表面不可能排列紧密，占的空间位置较大，其饱和吸附量也小。c）具有全氟烷基疏水基的表面活性剂的横截面积大于相同碳原子的烷基表面活性剂，其饱和吸附量也小。d）具有相同疏水基而亲水基不同的表面活性剂，亲水基大表面活性剂饱和吸附量小。e）离子型表面活性剂由于其亲水基离子之间的同性电排斥作用，它吸附在溶液表面的最小面积总是要大于亲水基大小相近的非离子表面活性剂。（加盐消除排斥作用）9饱和吸附量大小对应用起很大作用当表面活性剂饱和吸附量大时，其分子必然排列紧密，表面活性剂在溶液表面形成的表面膜强度增大，用这类表面活性剂作为乳化剂形成乳液或作为起泡剂所形成的泡沫，稳定性都会增加，这是因为膜的强度大而不易破裂之故。表面活性剂在溶液表面吸附速度表面活性剂在溶液表面达到饱和吸附的快慢决定溶液表面张力下降达到平衡的快慢。10乳状液的一般介绍：乳状液是一种液体分散在另一种不相溶的液体中所形成的多相分散体系。作为分散相（内相）液滴是不连续的，作为分散介质的液体（外相）是连续的。主要分为两种：其一是水为连续相，油分散在其中（如牛奶）简称为水包油型（O/W）乳状液；其二是油为连续相，水分散在其中（如含水原油），简称油包水型（W/O)乳状液。还有一类称之为多重乳状液（W/O/W或O/W/O)。在油水两相体系中，加入表面活性剂在强烈搅拌下，油层被分散，表面活性剂的憎水端吸附到油珠的界面层，形成均匀的细液滴乳化液，这一过程称为乳化。分为油/水乳化液和水/油乳化液两种。表面活性剂的乳化作用表面活性剂的乳化作用11分散相液滴直径1m，为乳白色；分散相液滴直径10.5 m，为蓝色；分散相液滴直径0.10.05 m，为灰色半透明状；分散相液滴直径0.05 m，为透明。原因：分散相与分散介质折光率不同，当液滴直径远大于可见光波（0.40.8m)时，光反射显著，因此一般的乳状液为不透明的乳白色；而对于分散相液滴小于波长的微乳状液，可见光可以透过或有一些光散射现象发生，呈透明或半透明。12表面活性剂与乳状液的稳定性表面活性剂与乳状液的稳定性乳状液是热力学不稳定体系，其稳定性是相对的、暂时的。不稳定形式有四种：分层、聚集或絮凝、聚结。乳状液分散相絮凝成团，聚集在一起的速度决定于乳粒界面张力大小及其离子界面的电性；而聚结速度决定于乳化剂在乳粒表面所形成的吸附膜强度。综上，乳液的稳定性与所加体系的表面活性剂特性及所形成的界面膜性质有关。1）表面活性剂能降低界面张力，有利于形成乳液和使乳液稳定化。（有利因素，不是决定因素）2）油/水界面膜的性质是乳状液稳定性的决定因素。3）离子型表面活性剂增加乳液的稳定性。4）乳状液的分散介质粘度愈大，分散相液滴的运动速度愈慢，液滴难以聚集和凝结，从而也有利于乳状液的稳定性。13泡沫是我们日常生活中和工农业生产中一种经常遇到的现象，人们有时喜欢泡沫并予以利用（如洗涤）；有时讨厌泡沫（如发酵过程）。泡沫及表面活性剂在泡沫中的应用泡沫及表面活性剂在泡沫中的应用14泡沫是气体分散于液体中形成的多分散体系。由于气液两相密度相差大，液相中的起泡通常会很快上升到液面，如液面上存在一层较稳定的液膜，就会形成泡沫。因此，泡沫可以看成是一种由液膜隔开的气泡聚集物。例如水中气泡是不稳定的，而水中加有表面活性剂时会得到稳定性好的泡沫，此为表面活性剂的起泡作用。15 泡沫作为分散相的气泡常程多面体。三个多面体气泡交界处（P点）界面是弯曲的（称为Plateau边界)，而两个气泡的交界（A点）是平直的。由于A处的曲率半径接近无穷大，P处液面的负曲率半径较小，液膜中A处压力比P处压力大，所以液膜中的液体在表面张力和重力影响下有流向P处的趋势，结果液体不断从泡壁向Plateau界面流动，使泡壁不断变薄，即谓泡沫的排液。变薄至一定程度，导致膜的破裂，泡沫破坏。表面张力和重力的作用引起的液膜排液是泡沫破坏的重要原因之一。Plateau边界16泡沫中气体有透过液膜扩散的趋势和能力，气体的透过所导致的气泡兼并是泡沫破坏的另一重要原因。在形成泡沫时，气泡的大小不会均一，小气泡中的压力比大气泡中大，因此气体容易从高压的小泡液膜扩散到低压的大泡中，小泡变小直至消失，而大泡逐渐变大，液膜变薄直至破裂。大泡吃小泡现象大泡吃小泡现象17 在表面张力的作用下，气泡壁可能自动“修复”，结果会导致泡沫稳定。当泡沫的液膜受到外力冲击时，会发生局部变薄的现象，如图B处，变薄之处的液膜表面积增大，表面吸附分子的密度较前减少，导致局部表面张力增加。因此，A处表面分子有力图向B处迁移的趋势，使B处表面分子的密度增大，从而表面张力又降到原来的数值。表面分子从A处迁移至B处的同时，会带动邻近的薄层液体一起迁移，其结果也使受外力冲击而变薄的液膜又变厚。吸附分子密度复原和液膜厚度复原导致液膜强度恢复，表现为良好的稳定性，即Marangoni效应。Marangoni效应18消泡方法以物理化学方法为主。1）加入某种化学试剂与起泡剂或稳定剂发生化学反应。2）加入表面活性大，其本身又不能形成坚固的膜和活性物质3）消泡剂降低液膜表面粘度，使排液加快，导致泡沫破裂。4）加入的消泡剂能使液膜失去弹性或表面“修复”能力。5）可溶性液体或气体可通过扩散使液膜受到扰动而破坏。19表面活性剂有亲水和亲油双重特性，其极性基与水强烈作用而相互缔合，非极性基因疏水作用而聚集。所以表面活性剂在溶液表面进行饱和吸附之后，就会在溶液中自动地形成聚集体，即所谓胶束。表面活性剂在水中缔合形成聚集体的过程称之为胶团化。表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用20 临界胶束浓度表面活性剂在溶液中浓度超过一定值时，表面活性剂分子（或离子）就会在溶液中形成聚集体（胶束），如果再向溶液中增加表面活性剂，其溶液中表面活性剂单体分子或离子浓度不会显著增加，而是形成更大的胶束，此时该溶液此时该溶液的很多性质也会发生突变的很多性质也会发生突变，诸如表面张力将不会显著降低，洗涤作用达到最佳值，渗透也不再显著增加等。21渗透压表面张力 CMC表面活性剂浓度洗涤起泡力溶液性质表面活性剂浓度与溶液性质的关系表面活性剂浓度与溶液性质的关系界面张力表面活性剂浓度与溶液性质的关系22当表面活性剂溶质浓度达到一定时，它的分子会产生聚集而生成胶束，这种浓度的极限值称为临界胶束浓临界胶束浓度度(Critical Micelle Concentration,简称CMC)。23胶束结构和形状在临界胶束浓度区域，胶束通常呈球形，其内核近似于液态的碳氢链；内核外层与极性基相连的CH2基周围有渗入的水分子存在，紧接着此层是由极性头构成的胶束表面。离子型胶束的表面是离子极性头与其结合的反离子和缔合水共同组成的束缚双电层，胶束表面崎岖不平，变化不定。非离子型胶束表面没有双电层结构。球型胶束模型24定义：将一些原来不溶或微溶于水的物质加到表面活性剂溶液中，这些物质能很好溶解。増溶作用特征：1）只能在CMC以上浓度发生2）热力学自发过程，增溶后 系统更稳定。3）不同于一般的溶解作用，溶质在此过程中未分散成分子状态，而是整体进入胶束。胶 束 的 增 溶 作 用：25表面活性剂形成胶束可用来影响、调节与控制化学反应，本节简要介绍胶束催化作用、反胶束作用、相转移催化。胶束作用：26 在表面活性剂存在的水溶液中，反应物质浓集于束，增加反应物之间的碰撞频率，从而加速反应，称之为胶束催化作用。胶束催化作用：27反胶束作用：表面活性剂在非水溶液中形成的反胶束也有实际应用,生物酶的催化作用一般宜在水相中进行，可以利用反胶束将酶增溶在反胶束中，而有机反应物从非水溶液进入胶束中反应，合成产物之后再离开胶束，这是一种应用胶束固定酶的技术。28相转移催化作用：反应物分别处于油/水两相进行的多相化学反应，通常反应速度取决于两相接触面积的大小以及传质速率。相转移催化剂就是在SAA溶液中利用胶束携带，处于不同相中一个反应物越过相界面进入另一相中反应从而使反应加速。29表面活性剂在固/液界面的吸附及其作用 润湿作用润湿作用固体表面与液体接触时，原来的气-固界面消失，形成新的液-固界面，这种现象称为润湿。表面活性剂促进润湿，是基于：（1 1）降低了水的表面张力，降低了水的表面张力，降低了水的表面张力，降低了水的表面张力，使水珠迅速扩散达到完全润湿；（2 2）界）界）界）界面定向作用。面定向作用。面定向作用。面定向作用。表面活性剂能提高水的润湿和渗透能力，其大小常用接触角来描述。在固、液、气三相交界处，自固/液界面经过液体内部到气/液界面的夹角叫做接触角，以表示。液滴润湿示意图液滴润湿示意图30接触角与固/气、固/液、液/气界面张力间的关系如右式，此方程称为润湿方程，又称杨氏方程。式中，式中，为接触角，为接触角，sg 为固为固/气界面张力，气界面张力，sl 为固为固/液界面张力，液界面张力，gl 为气为气/液界面张力。液界面张力。显然，接触角越小润湿性能越好，习惯上将显然，接触角越小润湿性能越好，习惯上将=90定为润湿与否的标准：定为润湿与否的标准：90叫做不润湿；叫做不润湿；90则叫做润湿；则叫做润湿；=0则叫做铺展。则叫做铺展。31洗涤功能是表面活性剂的最主要功能。工业上生产的各种表面活性剂最大的消耗部门是家用洗衣粉、液状洗涤剂和工业清洗剂。洗涤去污作用是由于表面活性剂降低了表面张力而产生的润湿、渗透、乳化、增溶、分散等多种性能综合的结果。被沾污物放入洗涤剂溶液中，先充分润湿、渗透，使溶液进入油污内部，污垢容易脱落，然后洗涤剂将脱落下来的油污乳化，分散于溶液中，经清水漂洗而除去。表面活性剂的洗涤作用表面活性剂的洗涤作用32此外，有些表面活性剂还有抗静电作用、柔软平滑作用、杀菌作用等派生作用。33亲水亲油平衡值HLB 表面活性剂的应用性能取决于分子中亲水和亲油两部分的组成和结构，这两部分的亲水和亲油能力的不同，就使它的应用范围和应用性能有差别。表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值，就称为亲水亲油平衡值，简称HLB值。34HLB(Hydrophile Lipophlie Balance)HLB值范围143668810101313以上表面活性剂在水中的性状 不分散 分散得不好 剧烈振荡后成乳色分散体 稳定乳色分散体 半透明至透明的分散体 透明溶液（完全溶解）35表面活性剂的有关概念表面活性剂的有关概念表面活性剂在分子结构上的特点，是兼含有很强的亲水性和疏水性（或称憎水性、亲油性）基团。界面吸附临界胶束浓度亲水亲油平衡值HLB36表面活性剂因能对两相界面性质产生影响，在实际应用中能显示出各种优异的性能，如乳化、洗涤、分散、湿润、渗透、起泡、消泡、增溶、去污、柔软、抗静电等。二、表面活性剂的应用性能二、表面活性剂的应用性能37第二节 阴离子表面活性剂 38一、烷基苯磺酸盐（LAS）vv烷基苯磺酸钠烷基苯磺酸钠到目前为止仍然是产量最大的阴离子表面活性剂，在合成洗涤剂中占第一位，在家用洗衣粉中占主导地位，分子式为：CnH2n+1C6H4SO3Na。39v由于工艺原料不同，烷基苯的链长及支链情况不同；苯环和烷基链连接的位置不同；磺酸基进入苯环的多少和位置也不同，因此它是一个组成和结构比较复杂的混合物，产品的性能也会受组成和结构的影响。苯环上碳链的长短对溶解性、润湿性、起泡性、洗涤性有很大影响。烷基为C12C14时洗涤性能最好，其中以C12烷基的成品去污力最强。40早期生产烷基苯磺酸钠用的烷烃，采用石油化工提供的原料丙烯进行齐聚生成的四聚丙烯，它是一种双键位置任意分布的高度支链化的十二烯混合物。这种烷基苯磺酸钠的结构如图，简称TPS：41支链结构的TPS生化降解性很差，出现环境污染问题，因此在1964年被直链十二烷基苯磺酸钠（LAS）所取代。LAS的结构如下：42LAS的主要性能如下：（1）主要优点在于烷基中没有支链，有良好的生化降解性。（2）能溶于水，对水硬度不敏感，对酸碱水解的稳定性好。（3）对氧化剂十分稳定，可适用于目前流行的加氧化漂白剂的洗衣粉配方。（4）发泡能力强，可与助洗剂进行复配，兼容性好。（5）成本低，质量稳定。43LAS的合成方法：起始原料采用直链氯代烷或直链烯烃。如以正十二烯作原料为例，反应式：反应的第一步是付-克反应，采用HF酸或无水AlCl3作催化剂。第二步磺化反应时以前多采用发烟硫酸，其缺点是反应结束后总有部分废酸存在于磺化料中，中和后生成的硫酸钠带入产品中，影响产品纯度。近年来，国内外均采用气体SO3磺化的先进工艺，气体SO3用空气稀释到含量约为3%5%。然后用NaOH水溶液中和磺化物料，最后进入喷雾干燥系统干燥。得到的产品为流动性很好的粉末。44二、二、烷基磺酸钠（烷基磺酸钠（SAS）烷基磺酸钠（SAS）是较新的商品表面活性剂。其分子通式为：烷烃一般为碳原子数烷烃一般为碳原子数1418的正烷烃。的正烷烃。SAS有与LAS类似的发泡性能和洗涤效能，水溶性好，有很好的生物降解性。SAS的缺点是，用它作为主要组分的洗衣粉发粘，不松散。因此，其主要用途是复配成液体洗涤剂，如家用餐具洗涤剂。45烷基磺酸钠的生产方法主要生产方法为磺氧化法磺氧化法磺氧化法磺氧化法和磺氯化法磺氯化法磺氯化法磺氯化法。磺氧化工艺产物中以仲烷基磺酸为主，伯烷基磺酸仅占2%，在反应过程中，磺酸基可能会出现在直链烷烃基上任何一个位置，其反应式为：46磺氯化法则伯烷基磺酸盐和二磺酸盐含量都较高，直链烷烃的磺氯化反应如下：47三、-烯烃磺酸钠（AOS）-烯烃磺酸钠（AOS）是表面活性剂的主要品种之一。其主要由烯基磺酸盐（约55%）、羟基磺酸盐（约37%）和二磺酸盐（约8%）所组成。AOS中的烯基磺酸盐和羟基磺酸盐在性能上有互补性，两种成分复合时的性能优于单一组分，使AOS在很多应用中无需添加其它阴离子表面活性剂进行复配。AOS具有良好的生物降解性，对硬水不敏感，对人体皮肤刺激性小。广泛应用于复配家用洗涤剂、餐具洗涤剂、洗发香波、液体肥皂等领域。48第三节第三节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 工业上使用的阳离子表面活性剂主要分两类:一类是脂肪胺本身,由于在使用过程中能吸收氢质子而生成铵盐；另一类则是季铵盐，为强碱性化合物，溶解于溶液中能解离为带正电荷的脂肪链阳离子，是阳离子表面活性剂的最主要品种。49阳离子表面活性剂带有正电荷，通常很多基质如纺织品、金属、塑料、矿物质、人体皮肤等表面带有负电荷，这样它在这些基质上的吸附能力比阴离子和非离子表面活性剂强，所以它不适用于洗涤。然而这种特性决定了它的一系列特殊用途。首先是抗静电性，这种特性在于电性的中和作用。其次是它在织物的表面吸附形成一层亲油性膜，依靠这种作用产生的特殊用途之一就是织物的柔软剂。另外，用苄基季铵化的阳离子表面活性剂具有杀菌、防霉和消毒作用，广泛用作医药消毒剂。P1650第四节第四节 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 一、一、非离子表面活性剂的性质非离子表面活性剂的性质 在非离子表面活性剂中，分子的亲水基团不是离子，一般是醚键、羟基等，其疏水基为普通表面活性剂的碳氢链。可将非离子表面活性剂分为聚氧乙烯型、多元醇型、聚醚型、烷醇酰胺型。51（1）HLB（hydrophile-lipophile balance）即亲水-亲油平衡值 非离子表面活性剂常用HLB作为特性指标，亲水性表面活性剂有较高的HLB值，亲油性表面活性剂有较低的HLB值。对于简单醇的聚氧乙烯醚，其HLB值可按下式计算：式中E为分子中含有的聚氧乙烯醚（亦即环氧乙烷）的质量分数，即：E=（W亲水基团/W总）100。52下列数据说明非离子表面活性剂的应用性能与HLB间的关系：HLB范围367981513151518用途水-油乳化剂润湿剂油-水乳化剂洗涤剂增溶剂53（2）浊点（cloud point）非离子表面活性剂的又一个重要特征。定义：将一定浓度（0.55%，通常为1%溶液）的非离子表面活性剂加热到某一温度时，溶液产生浑浊现象，冷却后又呈透明，将这一开始变浑浊的温度称为浊点。浊点产生的机理有多种解释，一般认为是由于加热使氢键破坏，水分子脱除，非离子表面活性剂的溶解度下降。但无法解释浊点随碳链增长而减小的规律。54非离子表面活性剂有优异的润湿和洗涤功能，同时与阴离子、阳离子表面活性剂兼容，又对硬水不敏感，是一类性能优良的表面活性剂。55脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）是近代非离子表面活性剂中最重要的一类产品，产量增长很快。AEO的生化降解性优良，价格低廉，几乎是所有表面活性剂中价格最低者，去垢能力强。AEO主要用作合成液体洗涤剂。国内商品牌号平平加系列产品，主要在印染中作匀染剂、剥色剂，在毛纺业中作原毛洗净剂。56碱催化的作用是首先碱与脂肪醇反应离解出醇负离子，它再与环氧乙烷发生开环加成生成醚，然后发生链增长。AEO的合成57第五节 两性表面活性剂 两性表面活性剂的特点在于分子内同时含有酸式和碱式亲水性基团。它在酸性溶液中呈阳离子性，在碱性溶液中呈阴离子性，而在中性溶液中有类似非离子表面活性剂的性质。两性表面活性剂是一类具有特殊用途的表面活性剂。根据阳离子活性基团的不同，大致可归纳为：58甜菜碱型甜菜碱型 咪唑啉型咪唑啉型 氨基酸型氨基酸型 其中最主要的是咪唑啉系两性表面活性剂，约占整个两性表面活性剂产量的一半以上。在两性表面活性剂中，一定含有以氮原子形成的阳离子（也包括游离氨基）。阴离子多数是羧基，有时也有用磺酸基或硫酸基。59一、一、烷基甜菜碱型两性表面活性剂烷基甜菜碱型两性表面活性剂烷基甜菜碱可由烷基二甲基胺与氯乙酸反应合成。常用十二碳烷基。先用氢氧化钠将氯乙酸中和成钠盐，再加入等摩尔量的二甲基十二烷胺反应，即可制得30%左右的十二烷基二甲基甜菜碱溶液。60如果用羟乙基来代替甲基，则制得十二烷基二羟乙基甜菜碱。61二、咪唑啉型两性表面活性剂 咪唑啉型两性表面活性剂品种繁多。其中最常用的是在咪唑啉环上带有-羟乙基的品种。合成的反应式基本上与合成咪唑啉季铵盐的反应类似，不同点在于最后用氯乙酸或丙烯酸季铵化。62第六节 其它新型特种表面活性剂 一、一、双联型表面活性剂双联型表面活性剂 双联型表面活性剂是用连接基将两个表面活性剂分子联在一起，从而使表面活性剂分子中带有两个亲油基及亲水基，成为双亲油基-双亲水基表面活性剂（Gemini Surfactants）。双联型表面活性剂与传统表面活性剂的结构见图 双联型表面活性剂结构示意图双联型表面活性剂结构示意图 63双联型表面活性剂中连接基可以是亲水性，也可以是亲油性；可以是烷烃，也可以是芳环。双联型表面活性剂具有多种类型，包括阴离子、非离子、阳离子型。与传统表面活性剂相比，双联型表面活性剂具有很高的表面活性，其水溶液具有特殊的相变行为及流变性，已广泛引起化学界及工业界的关注，是发展前景广阔的新型表面活性剂。64双联型表面活性剂的典型结构 65二、二、有机氟表面活性剂有机氟表面活性剂 主要是指在表面活性剂的碳氢链中，氢原子全部用氟原子取代了的全氟表面活性剂，是表面活性最强的一种特殊表面活性剂。它与碳氢链不同，其憎水作用比碳氢链强，而且憎油。不但降低水的表面张力，也能降低碳氢化合物液体的表面张力。表面活性非常强，扩散力也非常高。它可用于提高憎水性的织物处理及抗污处理，还可用于产生稳定的泡沫灭火剂，也可作乳液聚合的乳化剂。66三、有机硅表面活性剂 表面活性剂分子中的疏水链不再是碳氢链，而是聚硅氧烷链或聚硅烷链。聚硅氧烷链或聚硅烷链的疏水性远高于碳氢链。含硅表面活性剂具有较高的热稳定性和较好的润湿能力，同时具有泡沫抑制性和泡沫稳定性。可用来配制各种纺丝油剂。67四、冠醚型表面活性剂 冠醚类大环化合物具有与金属离子络合、形成可溶于有机溶剂相络合物的特性，因而广泛用作相转移催化剂。由于冠醚大环主要由聚氧乙烯构成，与非离子表面活性剂极性基相似，故在冠醚上引入烷基，则可得到与非离子表面活性剂类似，但又有其独特性质的新型表面活性剂。68五、高分子表面活性剂 高分子表面活性剂一般认为是分子量在数千以上且具有表面活性的物质。其分类见表：天天 然然半半 合合 成成 合合 成成 藻酸钠藻酸钠果胶酸钠果胶酸钠壳聚酸壳聚酸淀粉淀粉羧甲基纤维素羧甲基纤维素羧甲基淀粉羧甲基淀粉甲基纤维素甲基纤维素羟乙基纤维素羟乙基纤维素甲基丙烯酸接枝淀粉甲基丙烯酸接枝淀粉甲基丙烯酸共聚物甲基丙烯酸共聚物马来酸共聚物马来酸共聚物乙烯吡啶共聚物乙烯吡啶共聚物聚乙烯亚胺聚乙烯亚胺聚乙烯醇聚乙烯醇聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺聚乙烯醚聚乙烯醚聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯吡咯烷酮高分子表面活性剂的分类高分子表面活性剂的分类 69由于分子量高，它具有低分子表面活性剂所没有的一些特性，如良好的分散性、凝聚性、稳泡性、乳化和增稠性；毒性小，有良好的保护胶体和增溶能力，优良的成膜性及粘附性能，在各个工业部门被广泛用作胶乳稳定剂、增稠剂、破乳剂、防垢剂、分散剂、乳化剂和絮凝剂等，其中的许多应用是低分子表面活性剂难以替代的。70六、表面活性催化剂 表面活性催化剂是一种较新的概念。它把表面活性作用和催化作用集中在一个化合物分子中。使之能在胶束的表面上把非均相催化剂的高选择性和均相催化剂的高活性结合起来。例如，下列结构的表面活性催化剂已在烯烃加氢和氢甲醛化中取得成功，解决了昂贵的均相过渡金属催化剂的分离和回收使用的问题。阴离子表面活性三苯基膦配体铑催化剂阴离子表面活性三苯基膦配体铑催化剂 71七、七、木质素磺酸盐木质素磺酸盐 木质素是一种广泛存在于植物体中的无定形的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物。木质素磺酸盐是从造纸工业废液中提取的一类低表面活性的表面活性剂，但由于是造纸工业的副产品，价格低廉，目前已大量用作染料、水泥的分散剂，石油钻井泥浆的添加剂。木质素磺酸盐的提取过程为：先在亚硫酸纸浆废液中加石灰乳沉淀出亚硫酸钙，再调整pH值使碱式木质素磺酸钙沉淀，过滤后用硫酸除钙，最后用碳酸钠作用使其转化为钠盐溶液。72八、生物表面活性剂由细菌、酵母和真菌微生物产生的具有表面活性剂特征的化合物叫生物表面活性剂。生物表面活性剂制备：1）动植物及生物体内提取。2）微生物方法生产：发酵法、酶促反应。P3073作业作业 1.表面活性剂的概念和结构特点是什么？2.表面活性剂的一般作用有哪些？3.试述十二烷基苯磺酸钠阴离子表面活性剂的结构、合成方法、主要性能和用途。744.什么是浊点？浊点与非离子表面活性剂结构间有什么关系？5.试述阳离子表面活性剂的性质与结构。6.月桂基咪唑啉乙内铵盐两性表面活性剂的结构和主要性能、合成方法。7.有机氟和有机硅表面活性剂有何特点？写出它们的主要用途。75主主 要要 参参 考考 文文 献献 1赵德丰，程侣柏，姚蒙正，高建荣编著，精细化学品合成化学与应用，北京：化学工业出版社，2001。2曾繁涤主编，精细化工产品及工艺学，北京：化学工业出版社，1997。3赵国玺主编，表面活性剂物理化学，北京：化学工业出版社，1991。4张高勇，王军，表面活性剂的绿色化学进展，日用化学品科学，2000，23：200202。5.陈荣圻，开发新型表面活性剂和纺织印染助剂，印染助剂，2004，21（1）：15，（2）：16，19。