表面活性剂32阴离子表面活性剂

▪ AS和AES的用途
主要用于洗涤剂，也可用作医药制剂、纺织助 剂。
最重要的是用于洗发香波中。
洗发香波的设计和配方
▪ 设计要求
• 有适度的去污能力，不损伤头发 • 起泡性好，泡沫多而细腻，常温下泡沫稳定。 • 要有一定的粘度，不能太粘，要易冲洗。 • 梳理性好，洗后头发不发硬，有光泽。 • 温和，对眼、皮肤刺激性小，不头痒，不产生头屑。
or SLS Sodium Lauryl Sulfate ▪ 工艺路线
工艺路线
▪ 原料高级醇的制备 ▪ 硫酸化 ▪ 碱中和
原料高级醇的制备
▪ 脂肪酸、脂肪酸脂还原
• 甘油脂直接加氢
• 油脂先水解成脂肪酸，再加氢
• 油脂醇解得甘油和脂肪酸甲脂，然后再加氢
RCOOCH3 + H2
▪ 动植物腊中提取Baidu Nhomakorabea
RCH2OH+CH2OH
R-CONH（CONHR”）nCOONa R’
▪ 聚醚羧酸盐 润湿剂、钙皂化剂、化妆品
R-（OC2H4）nOCH2COONa
3.2.2硫酸酯盐型阴离子表面活性剂
▪ 烷基硫酸酯盐（Alkyl Sulfate）－AS ▪ 醇醚硫酸酯盐（Alcohol Ether Sulfate）－AES ▪ 油脂硫酸酯盐
高级硫酸酯盐抗硬水性差，高级醇聚氧乙烯醚 硫酸酯盐代替。
醇醚硫酸酯盐（AES）
▪ 通式
RO（CH2CH2O）n SO3M
▪ 制备
ROH ＋ nCH2CH2
KOH
△、p
RO（CH2CH2O）n H
①②SNOaO3HR’OSAEOOS3－N3a
AEO－3 n＝3
▪ AES的特点
具有良好的起泡效果和洗涤去污作用，易溶于 水，耐硬水。
连续法生产，可很好控制反应温度，转化率高， 产品色泽好。
▪ 雾化法连续硫酸化流程图
▪ 不同工艺产品质量比较
碱中和
▪ 反应式
ROSO3H ＋ NaOH
▪ 控制反应条件
ROSO3Na ＋ H2O
严格控制PH值：7～8.5，防止酯水解 严格控制反应温度：45～55℃，保证产品质量
▪ 生产工艺 间歇式和连续式
肥皂抗硬水能力差。
多羧酸皂
▪ C3-C24的烯烃与顺丁二酸酐加热——烷基琥珀酸酐 ▪ 用于润滑油添加剂、除锈剂 ▪ 将一个羧基用丁醇或戊醇酯化生成新的活化剂
其它羧酸皂
▪ 松香皂 优良的乳化、起泡力，无洗涤作用
C19H29COOH
C19H29COONa
▪ N-酰基羧酸盐 低毒，低刺激性，化妆品、食品
▪ 基本配方
组分（Ingredient） 1. SDS or AES
（AESS－钠盐） （AESA－铵盐）
作用（Function） 起泡（Foam） 去污（Detergent） 润湿（Wetting）
含量 10～20％
2.C11H23C
N
CH2CH2OH CH2CH2OH
·NH(CH2CH2OH)2
3.2阴离子表面活性剂
▪ 定义
溶于水后，与亲油基相连的是阴离子。
▪ 分类 • 羧酸盐类 （Carboxylate） • 硫酸酯盐 （Sulfate） • 磺酸盐 （Sulfonate） • 磷酸酯盐 （Phosphate）
3.2.1羧酸盐型阴离子表面活性剂
▪ 肥皂
长链的脂肪酸甘油酯（天然油脂）皂化而得。
▪ 羰基合成法（烯烃加氢醛化法）
RCH CH2 + CO +H2Co2(CO)8 RCHCH2
C
CH3 RCH2CH2CHO + RCHCHO
O
H2
RCH2CH2CH2OH + RCHCH2OH
75％
CH3 25％
比原料烯烃多一个碳，但得到的高级醇支链较多
硫酸化
▪ 硫酸化试剂
• SO3
反应活性高，但副反应较多，成本低，适合大规模工业生产。
ROH H2SO4
NaOH
ROSO3H
ROSO3Na
RCH CHR’ H2SO4 RCH2CHR’ NaOH RCH2CHR’
OSO3H
OSO3Na
烷基硫酸酯盐（AS）
▪ 通式
ROSO3M
▪ 代表产品
十二烷基硫酸酯钠盐，R＝C12H25 M＝Na 缩写：SDS Sodium Dodecyl Sulfate
O
3～5％
N,N-二羟乙基月桂酰胺 (N,N-dihydoxyethyl dodecyl amide) 商品名：尼诺尔（Ninol）
作用：泡沫稳定剂（Foam stability agent）
R-COOCH2
CH2-OH
R-COOCH +3NaOH 3R-COONa + CH-OH
R-COOCH2 高级脂肪酸碱金属盐类。
CH2-OH
安全、无毒、有效。
▪ 天然油脂的脂肪酸组成
• 动物油与植物油，油与脂； • 多为混合物，但以某种为主 • 碳链长度不同 • 有的含有双键，易氧化变质
油脂不一样，产品也不一样，所得肥皂性质 不一样，适用的温度范围不一样。
▪ 不同油脂的脂肪酸组成
▪ 钠皂、钾皂、金属皂
钠皂：块状香皂的表面活性组分，俗称硬皂。
钾皂：水中溶解度比钠皂高，制取液体皂，俗称软皂。
硬脂酸锂：高级润滑脂的稠化剂，可用在飞机、军械中
硬脂酸铝：涂料、油墨的悬浮分散剂。
▪ 硬水中钙镁离子的影响
2RCOONa ＋ Ca2＋
(RCOO)2Ca ＋ 2Na
▪ 利用脂肪酸工业副产品的二级不皂化物
▪ 齐格勒法：由三乙基铝与乙烯聚合
Al(C2H5)3 + nC2H4
C2H4R1 Al C2H4R2
C2H4R3
3/2O2
Al
OOCC22HH44RR21 3H2SO4
OC2H4R3
Al2(SO4)3 + R1C2H4OH +R2C2H4OH + R3C2H4OH 得到高级脂肪醇的混合物 ，且为偶数碳
SO3会自聚，需加稳定剂， 如磺酸，同时反应活性高，需 稀释。温度：30～35℃ 配比：脂肪醇：SO3＝1：1.03 出料后应立即中和。
氯磺酸硫酸化
▪ 反应式
ROH ＋ HSO3Cl ▪ 反应特点
ROSO3H ＋ HCl
反应过程中，放热，排出HCl气体。
间歇反应，反应条件难以控制，产品质量下降， 但在少量生产中仍可使用，需耐腐蚀的反应器。
• 浓硫酸
• 发烟硫酸（H2SO4·SO3）
• 氯磺酸（ClSO3H）
转化率高，腐蚀性强，价格高，小规模生产。
• 氨基磺酸（NH2SO3H）
反应温和，可保护双键，直接制得胺盐，价格更高，少用。
SO3硫酸化
▪ 反应器
使用降膜式反应器，增
加了物料的气液表面传热效 果好，可以与磺化反应通用。
▪ 工艺条件