表面活性剂的合成
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高分子表面活性剂的合成作者:金 勇 董 阳 魏德卿摘要:介绍了高分子表面活性剂的合成方法及其不同于低分子表面活性剂的特点,重点从离子聚合、活性自由基聚合、缩合聚合、开环聚合、高分子化学反应、自由基胶束聚合等角度综述了近几年来高分子表面活性剂的合成研究进展。
关键词:高分子表面活性剂 合成 表面活性一、引 言分子中具有亲水基与疏水基,能富集(吸附)于界面,使界面性质发生显著改变而出现界面活性的物质称为表面活性剂[1]。
常用的表面活性剂多为分子量为数百的低分子量化合物。
随着诸多热点领域如强化采油(enhancedoilrecovery)[2,3]、药物载体与控制释放[4]、生物模拟[5,6]、聚合物LB膜[7]、医用高分子材料(抗凝血)[8,9]、乳液聚合[10,11]等的深入研究,对表面活性剂的要求日趋多样化和高性能化,具有表面活性的高分子化合物现已成为人们关注的焦点。
通常将分子量在数千以上且具有表面活性的物质称为高分子表面活性剂[12]。
最早使用的高分子表面活性剂有纤维素及其衍生物,以及作为胶体保护剂使用的天然海藻酸钠和各种淀粉[13]。
1951年Strauss首次合成了高分子表面活性剂———聚1 十二烷基 4 乙烯吡啶溴化物并将其命名为聚皂(polysoap);随后1954年美国Wyan dotte公司报道了非离子型高分子表面活性剂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物的合成,并将其进行了工业化生产(商品名为Pluronics),其中分子量为8 1×103的Pluronic104在重量百分比浓度为0 1%时可使溶液的表面张力降至33 1mN m[14]。
与低分子表面活性剂相比,高分子表面活性剂具有以下特点:(1)具有较高的分子量,渗透能力差,可形成单分子胶束或多分子胶束;(2)溶液粘度高,成膜性好; (3)具有很好的分散、乳化、增稠、稳定以及絮凝等性能,起泡性差,常作消泡剂;(4)大多数高分子表面活性剂是低毒或无毒的,具有环境友好性;(5)降低表面张力和界面张力的能力较弱,且表面活性随分子量的升高急剧下降,当疏水基上引入氟烷基或硅烷基时其降低表面张力的能力显著增强。
实验三阴离子表面活性剂的合成及应用一实验目的1.掌握十二烷基苯磺酸钠的合成原理和合成方法, 了解烷基芳基磺酸盐类阴离子表面活性剂的性质和用途;2. 了解洗洁精各组分的性质及配方原理,掌握洗洁精的配制方法。
二实验原理十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzo sulfonate)又称石油磺酸钠,简称LAS、ABS-Na,是重要的阴离子表面活性剂。
本品为白色固体、易溶于水,在碱性、中性及弱酸性溶液中较稳定,在硬水中有良好的润湿、乳化、分散、泡沫和去污能力。
易生物降解,易吸水,遇浓酸分解,热稳定性较好。
本品主要用做液体和浆状洗涤剂,用于制洗衣粉,在纺织、印染行业用作脱脂剂、柔软剂、匀染剂等。
1.合成原理主要的磺化剂为浓硫酸、发烟硫酸和三氧化硫等。
以发烟硫酸做磺化剂,由烷基苯与磺化剂作用,然后用氢氧化钠中和制成,反应方程式为①C12H25-C6H6 + H2SO4(或SO3)→C12H25-C6H6-SO3H + H2O②C12H25-C6H6-SO3H + NaOH →C12H25-C6H6-SO3Na + H2O2.洗洁精的配制洗洁精(cleaning mixture)又叫餐具洗涤剂或果蔬菜洗涤剂,是无色或淡黄色透明液体。
主要用于洗涤碗碟和水果蔬菜。
设计洗洁精的配方结构时,应根据洗涤方式、污垢特点、被洗物特点,以及其他功能要求,具体可归纳为以下几条:(1) 基本原则:①对人体安全无害;②能较好地洗净并除去动植物油垢,即使对粘附牢固的油垢也能迅速除去;③清洗剂和清洗方式不损伤餐具、灶具及其他器具;④用于洗涤蔬菜和水果时,应无残留物,也不影响外观和原有风味;⑤手洗产品发泡性良好;⑥消毒洗涤剂应能有效地杀灭有害菌,而不危害人的安全;⑦产品长期贮存稳定性好,不发霉变质。
(2) 配方结构特点:①洗洁精应制成透明状液体,要设法调配成适当的浓度和粘度;②设计配方时,一定要充分考虑表面活性剂的配伍效应,以及各种助剂的协同作用。
表面活性剂的合成及其在界面科学中的应用表面活性剂是一类能够降低液体表面或界面张力的化学物质。
它们由一个或多个亲水性(亲水)头基和一个或多个疏水性(疏水)烷基或烷基链组成。
表面活性剂的独特结构使它们具有广泛的应用领域,特别是在界面科学领域。
表面活性剂的合成通常使用有机合成方法来实现。
最常用的方法包括酯化、酸碱中和和醚化等。
例如,通过将一种疏水性溶剂(如脂肪醇)与一种亲水性溶剂(如硫酸钠)混合,在高温下反应,可以合成出一种常见的非离子型表面活性剂。
此外,还可以通过氧化、还原、取代和缩合等反应来合成各种类型的表面活性剂。
合成表面活性剂的过程需要考虑到反应的控制、纯度和产率等因素,以确保所得产物的质量和稳定性。
表面活性剂在界面科学中有着广泛的应用。
首先,表面活性剂可以用于改变界面的性质。
通过在液体-液体界面或液体-气体界面上引入表面活性剂,可以降低界面张力,使两种物质能够更好地混合。
此外,表面活性剂还可以形成胶束结构,将疏水性物质包裹在其亲水性外壳中,从而增强分散性和溶解性。
这些特性使表面活性剂在乳化、分散、润湿和湿润等过程中发挥着关键作用。
其次,表面活性剂在界面科学中还可以用于表征界面的性质。
通过测量表面活性剂在界面上的吸附行为、表面张力和胶束形成等参数,可以研究界面的物理和化学性质。
这些数据可以为界面现象的解释和理解提供重要的依据,同时也为界面科学的理论建模和应用提供了参考。
此外,表面活性剂还被广泛应用于浮选、分离和萃取等过程中。
在浮选过程中,通过在矿物颗粒表面吸附表面活性剂,来改变其表面性质,从而实现固液分离。
类似地,在分离和萃取过程中,表面活性剂可以与特定物质形成络合复合物,从而实现目标物质的分离和富集。
这些应用不仅在矿物加工和环境工程中具有重要意义,还在生物学、医学和食品工业等领域中得到了广泛应用。
总之,表面活性剂的合成和应用在界面科学中具有重要的意义。
通过合成不同类型的表面活性剂,可以调控界面的性质,实现液体和液体、液体和气体之间的有效相互作用。
聚合物表面活性剂的合成及性质研究聚合物表面活性剂是一类分子结构特殊、功能多样的化学物质,具有广泛的应用前景。
近年来,随着化学合成技术和表征手段的不断提高,聚合物表面活性剂的研究也在不断深入。
本文将就聚合物表面活性剂的合成及性质研究进行探讨。
一、聚合物表面活性剂的概念及分类聚合物表面活性剂是指一类由亲水性或疏水性单体组成的高分子链,其中至少一个单体分子含有亲水性或疏水性基团,且链的末端带有亲水性或疏水性单元。
聚合物表面活性剂具有表面活性,即能够降低液体表面张力,并可吸附在界面上形成分子膜,使两种不相容的液体相互溶解,从而在乳化、泡沫化、分散和增稠等方面具有广泛的应用。
根据亲水性基团的不同,聚合物表面活性剂可分为阴离子、阳离子、非离子、两性离子和引发型等五类。
其中,阴离子表面活性剂的亲水性基团为羧基、磺酸基等,常见的为十二烷基苯磺酸钠(LAS);阳离子表面活性剂的亲水性基团为胺基、季铵盐等,常见的为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB);非离子表面活性剂的亲水性基团为羟基、醚基等,常见的为聚氧乙烯辛醇(Triton X-100);两性离子表面活性剂的亲水性和疏水性基团均存在,常见的为六十烷基-N,N-二甲基-3-磺丁基-1-胺氯化铵(SDS);引发型表面活性剂的亲水性基团为引发剂基团,常见的为聚合氧化物单甲醚丙烯酸酯(PEG-PPG-PEG)。
二、聚合物表面活性剂的合成方法1. 单体聚合法单体聚合法是指将单体进行聚合反应,制备不同结构的聚合物表面活性剂。
常用的单体有甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(BA)、丙烯酸羟乙酯(HEMA)等。
单体聚合法可以得到一些规律单一的聚合物表面活性剂,但其过程中难以控制分子结构,造成活性剂性质不均一。
2. 共聚合法共聚合法是指将两种或两种以上单体进行共同聚合,制备具有不同结构的聚合物表面活性剂。
常见的共聚单体有甲基丙烯酸甲酯/十六烷基丙烯酸酯(MMA/BA)、羧甲基纤维素/甲基乙烯酸甲酯(CMC/MMA)等。
表面活性剂的合成及应用一、概述表面活性剂是一种具有吸附性、降低表面张力和增强液体分散、乳化和稳定等性能的化学物质。
它广泛应用于日常生活中的个人护理、清洁剂、医药及农业等领域。
二、表面活性剂的合成表面活性剂的合成大致分为四种类型:硫酸酯类、磺酸盐类、胺盐类和羟基烷基硫酸酯类。
这里我们以磺酸盐类为例进行介绍。
磺酸盐类的合成有两种方法:一种是使用磺酸与醇进行缩合反应,另一种是采用磺化反应。
最常见的是使用磺酸与醇缩合反应。
具体步骤如下:1.磺酸与醇进入反应釜中,加入催化剂2.加热并搅拌反应物3.反应结束后,将产物分离出来并洗涤干净4.通过蒸馏和干燥,得到表面活性剂产品三、表面活性剂的应用1.个人护理领域表面活性剂广泛应用于个人护理领域中的洗发水、沐浴露等产品中。
它们可以降低水和油之间的表面张力,从而增强产品洗涤、清洁、发泡和柔顺的效果。
2.清洁剂领域表面活性剂被广泛应用于各种清洁剂中,如洗衣液、洗碗液、洗手液等。
它们能够有效去除油污、污渍、细菌和病毒等,同时还可以使清洁剂更易于涂布、清洁和排水。
3.医药领域表面活性剂在医药领域中的应用十分重要。
它们可以被用于药物的输送、制剂的稳定性、溶解性和生物可及性的提高等方面。
同时,它们还可以用于制备医用清洗剂、绷带和敷料等医用产品。
4.农业领域表面活性剂在农业领域也有着广泛的应用。
它们可以作为农药的分散剂、增粘剂和稳定剂来使用。
同时还可以通过表面活性剂的添加来提高农药的喷雾均匀度和吸附性,从而提高农药的使用效果。
四、总结表面活性剂是一种很特殊的化学物质,它可以被应用于很多领域,如个人护理、清洁剂、医药和农业等。
通过对表面活性剂的学习,我们能够更加深入地了解它的性质、合成和应用,从而更加全面地开发和利用这种化学物质。
CHINA Surfactant Soap and Detergent中国洗涤用品工业452008.3前言N-十二烷基-β-氨基丙酸钠是一种典型的氨基酸型两性表面活性剂,它易溶于水,对硬水和热稳定性良好,并具有较好的润湿、渗透、洗涤、发泡、抗静电及易生物降解等性能。
N-十二烷基-β-氨基丙酸钠对皮肤、眼睛柔和,配伍性好,是良好的洗涤剂材料,同时还可以用于洗发香波产品等个人护理产品中,应用范围广泛。
国外对N-十二烷基-β-氨基丙酸钠开发早,并有用作乳化剂、渗透剂等的商业品,而国内对其合成及应用方面的研究报道都较少。
鉴于N-十二烷基-β-氨基丙酸钠的优异性能,本文用丙烯酸酯法将其合成出来,并测试了其中一些相关应用性能,旨在更好的指导其工业化生产和应用。
1、合成方法1.1 原料十二胺,丙烯酸甲酯,十二烷基苯磺酸钠,30%氢氧化钠溶液,均为工业品。
1.2 N-十二烷基-β-氨基丙酸钠的合成N-十二烷基-β-氨基丙酸钠的刘军海(陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西 汉中 723001)N-十二烷基-β-氨基丙酸型表面活性剂的合成反应方程式如下:向装有搅拌器、温度计并配以加热装置的反应器中加入1mol的十二胺,加入至熔化状态,搅拌下于50℃下慢慢滴加1.1~1.2mol的丙烯酸甲酯,时间1小时,滴加完后保温反应5小时,减压蒸馏去除多余的丙烯酸甲酯即得到N-十二烷基-β-氨基丙酸甲酯中间体。
快速搅拌下向已加热至90~100℃的含1mol氢氧化钠的碱溶液中滴加上述中间体进行皂化反应,约1小时,然后降温至70℃,减压除去生成的甲醇,得到产品。
按文献介绍的分析方法[1],反应转化率为97.2%。
1.3 N-十二烷基-β-氨基丙酸钠的性能测试针对用途,测定了N-十二烷基-β-氨基丙酸钠的渗透力、去污力、表面张力和起泡力,并与十二烷基苯磺酸钠进行了比较。
渗透力的测定是取25mm×摘 要:用丙烯酸酯法合成了N-十二烷基-β-氨基丙酸型两性表面活性剂,并介绍了合成该类表面活性剂的一些其他方法,同时将该表面活性剂应用于洗涤剂配方中测试了其应用性能。
氨基酸表面活性剂的合成、性质及分类氨基酸表面活性剂(AAS)是一类疏水基与一种或多种氨基酸组合而成的表面活性剂。
其中,氨基酸可以是合成的,也可以来自于蛋白质水解液或类似的可再生资源。
作为一类需求日益增长的表面活性剂,AAS因结构可变而产生的多样性为其提供了大量的商业机会。
鉴于表面活性剂被广泛应用于洗涤剂、乳化剂、缓蚀剂、三次采油和制药等领域,研究人员对表面活性剂的关注从未间断。
表面活性剂是全球每天都在大量消耗的最具代表性的化学产品,曾对水生环境产生不利影响。
研究表明,传统表面活性剂的广泛使用会对环境造成不利影响。
如今,对于消费者来说,无毒、可生物降解以及生物相容性与表面活性剂的功用和性能几乎同等重要。
生物表面活性剂是一种由细菌、真菌、酵母等微生物天然合成的、或于细胞外分泌的绿色可持续表面活性剂。
因此,通过分子设计来模拟天然的两亲结构(如磷脂、烷基糖苷和酰基氨基酸)也可制备出生物表面活性剂。
氨基酸表面活性剂(AAS)便是其中一种典型的表面活性剂,通常由动物或农业衍生的原料中产生。
在过去的20年里,AAS作为新型表面活性剂引起了科学家们极大的兴趣,不仅因为AAS可以利用可再生资源进行合成,而且AAS易于降解,且副产品无害,使其对环境更为安全。
AAS可被定义为由包含氨基酸基团(HO 2 C-CHR-NH 2)或氨基酸残基(HO 2 C-CHR-NH-)的氨基酸所组成的一类表面活性剂。
氨基酸的2个功能区域使其可以衍生出多种多样的表面活性剂。
已知自然界总共有20种标准的蛋白氨基酸,它们负责生长和生命活动中的所有生理反应。
它们彼此间的差异仅仅是根据残基R的不同。
有些是非极性且疏水的,有些是极性且亲水的,有些是碱性的,有些是酸性的。
由于氨基酸是可再生的化合物,因而由氨基酸合成的表面活性剂也很有潜力成为可持续的环保物质。
简单而天然的结构、低毒性以及快速的生物降解性,往往使其优于传统表面活性剂。
使用可再生的原料(如氨基酸和植物油),AAS可以通过不同的生物技术路线和化学路线进行生产。
合成脂肪酸酯类表面活性剂研究一、合成脂肪酸酯类表面活性剂概述合成脂肪酸酯类表面活性剂是一类具有重要工业应用价值的化合物,它们广泛应用于洗涤剂、化妆品、纺织工业、食品加工以及医药领域。
这类表面活性剂以其优异的乳化、分散、增溶和润湿性能而受到重视。
表面活性剂分子通常由亲水头基和疏水尾部组成,其中脂肪酸酯类表面活性剂的疏水尾部由脂肪酸链构成,亲水头基则为酯基。
这种结构赋予了它们良好的界面活性和稳定性。
合成脂肪酸酯类表面活性剂的合成方法多样,包括直接酯化法、转酯化法和酶催化合成法等。
直接酯化法是将羧酸和醇在酸性或碱性催化剂的作用下进行反应,生成相应的酯。
转酯化法则是利用醇和酯在催化剂的作用下进行反应,通过醇的转移来合成目标酯。
酶催化合成法则是一种绿色化学方法,使用酶作为催化剂,具有反应条件温和、选择性高和副产物少的优点。
二、合成脂肪酸酯类表面活性剂的物理化学性质合成脂肪酸酯类表面活性剂的物理化学性质直接影响其应用性能。
这些性质包括临界胶束浓度(CMC)、表面张力、溶解度、乳化能力和泡沫稳定性等。
CMC是表面活性剂分子开始自发聚集形成胶束的浓度,它与表面活性剂的分子结构密切相关。
表面张力是表面活性剂分子在液体表面排列形成单分子层时降低的张力,它决定了表面活性剂的润湿能力。
溶解度是指表面活性剂在溶剂中的分散能力,而乳化能力和泡沫稳定性则分别影响表面活性剂在乳化体系和泡沫体系中的表现。
合成脂肪酸酯类表面活性剂的分子结构可以通过改变脂肪酸链的长度、不饱和度以及醇的种类来调节。
例如,增加脂肪酸链的长度可以提高表面活性剂的溶解度和乳化能力,但可能会降低其CMC和泡沫稳定性。
不饱和度的增加可以提高表面活性剂的润湿能力,但可能会降低其热稳定性。
醇的种类也会影响表面活性剂的亲水性,例如,使用多元醇可以增加分子的亲水性,从而提高其溶解度和CMC。
三、合成脂肪酸酯类表面活性剂的应用合成脂肪酸酯类表面活性剂在多个领域都有广泛的应用。
两性表面活性剂两性表面活性剂,是指同时具有阴、阳两种离子性质的表面活性剂。
从它的结构来看,与憎水基团相连接的既有阳离子,也有阴离子。
其结构可表示如下:它是一种温和性的表面活性剂。
两性表面活性剂分子与单一的阴离子型、阳离子型不同,在分子的一端同时存在有酸性基和碱性基。
酸性基大都是羧基、磺酸基或磷酸基,碱性基则为胺基或季铵基,能与阴离子、非离子型表面活性剂混配,能耐酸、碱、盐以及碱土金属盐。
蛋黄里的卵磷脂是天然的两性表面活性剂。
现在常用的人工合成两性表面活性剂,其阴离子部分大多是羧酸基,也有少数是磺酸基。
其阳离子部分大多是胺盐或季胺盐。
由胺盐构成阳离子部分的叫氨基酸型;由季胺盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型。
氨基酸型两性表面活性剂的水溶液呈碱性。
如果在搅拌下,慢慢加入盐酸,变为中性时仍无变化。
至微酸性时则生成沉淀。
如果再加入盐酸至强酸性时,沉淀又溶解。
这就说明,呈碱性时表现为阴离子表面活性剂,呈酸性时,表现为阳离子表面活性剂。
但是,当阳离子性和阴离子性正好在平衡的等电点时,亲水性变小,就生成沉淀。
甜菜碱型两性表面活性剂,最大的特点是无论在酸性、中性或碱性的水溶液中都能溶解。
即使在等电点时也无沉淀。
此外,渗透力、去污力及抗静电等性能也较好。
因此,是较好的乳化剂、柔软剂。
等电点是指两性电解质在溶液中电离时,酸和碱的电离度相等时的状态。
其分子溶于水发生电离后,与亲油基相连的亲水基是同时带有阴阳两种电荷的表面活性剂。
亲油基一般是长碳链烃基,亲水基中的阳离子都是由基或季铵基组成的,阴离子可以由羧基、磺酸基或磷酸基组成。
实际应用的品种主要是氨基酸型和甜菜碱型两性表面活性剂,产量是表面活性剂中最小的。
两性表面活性剂通常具有良好的洗涤、分散、乳化、杀菌、柔软纤维和抗静电等性能,可用作织物整理助剂、染色助剂、钙皂分散剂、干洗表面活性剂和金属缓蚀剂等。
但是,这类表面活性剂的价格较贵,实际应用范围较其他类型的表面活性剂小。
分子中的阴离子为羧基,阳离子为铵盐。
高分子表面活性剂的研究现状摘要:概述了近年来高分子表面活性剂研究的主要进展及现状,包括天然改性及化学合成类高分子表面活性剂。
天然改性高分子表面活性剂主要介绍了纤维素类。
纤维素类的改性是将带长链烷基的疏水性物质接枝到纤维素链段上,使其具有两亲特性来提高表面活性。
目前超声波法是制备纤维素类高分子表面活性剂的一种新途径。
对于化学合成类,由于单体种类选择和组成变化范围广,且合成手段多,因此品种较多。
化学合成类的主要合成方法有两亲单体均聚,亲油/亲水单体共聚及在水溶性较好的大分子物质上引入两亲单体。
目前,高分子表面活性剂领域的研究仍进展缓慢,在合成同时具有超高分子量和高表面活性的问题上还值得深入研究。
关键词:高分子表面活性剂;化学合成类高分子表面活性剂;天然改性高分子表面活性剂;研究现状;综述一、引言高分子表面活性剂是指分子量达到某种程度以上(一般为1000-1000000)又有一定表面活性的物质。
由于高分子表面活性剂兼具有增粘性和表面活性,因此在石油开采、涂料工业、医药、化妆品、蛋白质等领域中有巨大的应用前景。
高分子表面活性剂按离子类型划分,可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四大类。
按来源划分,可分为天然高分子表面活性剂、天然改性高分子表面活性剂及合成高分子表面活性剂。
最早使用的高分子表面活性剂有淀粉、纤维素及其衍生物等天然水溶性高分子化合物,它们虽然具有一定的乳化和分散能力,但由于这类高分子化合物具有较多的亲水性基团,故其表面活性较低。
1951年Stass合成了聚皂,1954年第一种商品化高分子表面活性剂问世,此后各种合成高分子表面活性剂相继开发并应用于各种领域。
二、天然及改性高分子表面活性剂天然高分子物质,如水溶性蛋白质、树脂,是有名的保护胶体,现在仍在大量应用。
从动植物分离、精制或经化学改性而制得的半合成高分子表面活性剂也大量出现。
天然类高分子表面活性剂的种类较多,有纤维素类、淀粉类、腐植酸类、木质素类、聚酚类、单宁和栲胶、植物胶和生物聚合物等。
有机硅表面活性剂的合成及应用严兰(江汉石油学院化工系434102)卢军(湖北农学院434003)雷唤群(荆州市天合科技化工有限公司43400)摘要近年来,有机硅产品在国内外发展很快,含硅表面活性荆是随有机硅新型材料发展起来的一种新型表面性荆。
本文介绍了有机硅表面活性荆的合成方法及其应用,重点介绍了聚硅氧烷一聚氧代烷撑嵌共聚物.关键词有机硅表面活性荆聚硅氧烷一聚氧代岁艺撑嵌段共聚物聚硅氧烷带叩1前言几千年来,人类一直利用取之不尽,用之不竭的天然硅酸盐和二氧化硅为生产和生活服务。
随着工业的发展,以硅为原料合成的有机硅化合物及由其制得的有机硅材料已成为化工新材料中发展最快的品种之一。
含硅表面活性剂就是随着有机硅新型材料发展起来的一种新型表面活性剂。
它与含氟表面活性剂一样,自问世以来,以其独特的性能…,赢得了生存和发展:(1)降低表面张力;(2)优良的润湿性能;(3)具有优良的消泡性和泡沫稳定性。
含硅表面活性剂尤其是聚硅醚,在不同的温度范围内,同一品种既可消泡,又可稳泡;(4)毒理性;含硅表面活性剂基本上是生理惰性的,内服属于低毒,不刺激皮肤,对生殖无影响,可能出现温和的、暂时的眼睛刺激,但不损伤角膜。
有机硅表面活性剂按其在水溶剂中的电离情况可分为三类:阴离子型含硅表面活性剂、阳离子型含硅表面活性剂、非离子型含硅表面活性剂。
非离子含硅表面活性剂中,以聚硅氧烷一聚氧代烷撑嵌段共聚物最为重要。
本文将重点介绍聚硅氧烷一聚氧代烷撑嵌段共聚物的合成及应用。
2有机硅表面活性剂的合成2.1阴离子型含硅表面活性剂的合成“o000巴H5。
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表面活性剂的制备与性质研究表面活性剂是一种可以降低液体表面张力的化学物质,广泛应用于化妆品、清洁用品、纺织品、涂料等领域。
表面活性剂的制备和性质研究是一项重要的研究课题,本文就此进行探讨。
一、表面活性剂的制备表面活性剂的制备方法主要包括合成法、提取法和改性法。
其中最常用的是合成法,以下介绍几种常见的表面活性剂合成方法。
1、乳化聚合法乳化聚合法是一种常用的表面活性剂制备方法,主要原理是将水相和油相分别悬浮在一起,然后在乳化剂的作用下,将两相分散进一步聚合,最终得到表面活性剂。
2、反应缩聚法反应缩聚法是一种通过缩合反应得到表面活性剂的方法。
通常使用有机酸、偶联剂和胺类物质作为原料,在反应过程中将它们的分子结构缩聚,从而得到表面活性剂。
3、硫化法硫化法是制备硫化表面活性剂的方法,主要原理是将有机物或芳香烃在一定条件下,与硫化剂(如氧化硫、硫磺等)反应,生成含有硫醚键的表面活性剂。
二、表面活性剂的性质研究1、表面张力表面活性剂的最主要功能是降低液体表面张力,从而使液体表面变得更加平滑。
降低表面张力的效果可通过测定和比较此前未添加表面活性剂的液体表面张力和添加表面活性剂后的液体表面张力来进行评估。
2、乳化能力表面活性剂具有良好的乳化能力,可将两个不相溶的液体混合在一起,形成一种更加稳定的混合物。
一般来说,乳化能力越强,混合物的稳定性就越好。
3、表面微观性质表面活性剂分子在固气、液气和液液接界面上吸附的微观行为是表面活性剂研究中的关键问题。
研究表面活性剂分子在不同的条件下(温度、pH值等)对液体表面性质的影响可以帮助人们理解其吸附行为。
4、毒性评估表面活性剂的毒性评估是重要的环境安全问题。
常见的评估方法包括细胞毒性测试、急性毒性测试和慢性毒性测试等。
同时,对表面活性剂在不同环境下的生物降解性质也需要进一步研究。
总之,表面活性剂的制备和性质研究是一项具有广泛应用价值的课题。
通过深入研究表面活性剂的制备和性质,能够为化妆品、清洁用品、纺织品、涂料等领域提供有效的技术支持,同时也有助于保障环境安全。
Chapter 7表面活性剂的合成7.1阴离子表面活性剂的合成 一.阴离子表面活性剂的分类 1.羧酸盐型(-COOH )代表: C17H35COONa硬脂酸钠R-CON-CH 2COONaCH 3N-甲基酰胺羧酸盐R-CO-NCONnR R COONa雷米邦2.磺酸盐型(-SO 3Na ) 代表:SO 3Na烷基苯磺酸盐3Na 烷基磺酸盐2SO 3Naa -烯基磺酸钠C 17H 33CONCH 2CH 2SO 3NaCH 3N -甲基油酰胺牛磺酸钠NaO 3S-CH-COORCH-COOR琥珀酸磺酸盐3.硫酸酯盐型(-OSO 3Na ) 代表:OSO 3Na脂肪醇硫酸钠2CH 2On脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠4.磷酸酯盐型(-OPO 3Na )二、磺酸基的引入方法 1.烷基苯磺酸盐H 2SO SO 3SO 3H2.烷基磺酸盐⑴磺氯化工艺(氯磺化工艺)Cl 2RSO2ClRSO 2ClRSO 3该反应属自由基反应,机理如下:Cl2SORSO RSO Cl2RSO 2Cl⑵磺氧化工艺(氧磺化工艺)SO O 2RSO 3H反应机理为:SOSOSO2RSO Cl 2RSO 2RSO 2RSO2SO2RSO 3HH 2SO 4RSO 2ClRSO 33.α-烯基磺酸盐(AOS )CH 2CH CH 2SO 32SO 3Na 2CH 2SO 3NaOH3CH2CH CHSO3CHCH2SO3H4.琥珀酸酯磺酸盐琥珀酸即丁二酸琥珀酸酯双酯磺酸盐单酯磺酸盐NaO3CH-C-ORNaO3CH-C-OR引入磺酸基的方法:通过亚硫酸钠与马来酸(顺丁烯二酸)酯的加成反应。
CH-C-ORNaHSO3NaO3CH-C-ORa.渗透剂Aerosol OT(快速渗透剂OT)CH3(CH2)3CHCH2C2H5H2SO42CH2CH(CH)3CH3CH2CH(CH)3CH3C2H5C2H5NaHSO 32CH(CH)3CH 32CH(CH)3CH 3C 2H 5C 2H 5NaO 3b.脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠,如AESM 或AESS ,有良好的乳化、分散、润湿和增溶效果。
月桂醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠C 12H 25O(CH 2CH 2O)3HC 12H 25O(CH 2CH 2O)32SO 3C 12H 25O(CH 2CH 2O)335.高级脂肪酰胺磺酸盐2)2SO 3Naa. 羟基磺酸盐的合成2)2SO 3NaNaHSOHOCH2SO 3Na NaHSO 322HOCH 2CH 2SO 3NaNaHSO 322ClClCH 2CHCH 2SO 3NaOHb.氨基烷基磺酸盐的合成由羟基磺酸盐在高温高压下与有机胺反应制得RNH 2HOCH 2SO 3Na RNHCH 2SO 3NaRNH 2HOCH 2CH 2SO 3NaRNHCH 2CH 2SO 3Na另外,ClCH 2CH 2ClNa 2SO 3ClCH 2CH 2SO 3NaRNHCH 2CH 2SO 3Nac.最终产物——表面活性剂的合成RNHCH 2SO 3Na2SO 3NaRNHCH 2CH2SO 3Na2CH2SO3NaRNHCH 22SO 3Na22SO 3Na实例:a.净洗剂209Igepon (依加邦)C 17H 33CONCH 2CH 2SO 3NaCH 3NaHSO 322HOCH 2CH 2SO 3NaT:70-80℃ P:26.7KPa保温110×1.5hCH 3NH2HOCH 2CH 2SO 3NaCH 3NHCH 2CH 2SO 3NaC 17H 33COOHPCl3C 17H33COClC 17H 33COClCH 3NHCH 2CH 2SO 3Na C 17H 33CONCH 2CH 2SO 3NaCH 3N -油酸基-N -甲基牛磺酸钠b.净洗剂LSC17H33CONHSO3NaOMeC17H333H3PO317H33COClH 2N OMe SO3H2NSO3HOMeC17H33COCl H2NSO3HOMe C17H33CONHSO3NaOMe三、硫酸酯盐类表面活性剂①SO3作硫酸化试剂R-OH SO3R-OSO3H3Na如AESRO(C2H4O)H SO33H2H4OnOSO3Na②浓H2SO4硫酸化C12H252SO4C12H25OSO3③氯磺酸硫酸化RCH2OH ClSO3H R-CH2OSO3H R-CH2OSO3Na④氨基磺酸化硫酸化试剂CH2CH3HCH2CH2CH2CH2OnSO3Na四、磷酸酯表面活性剂的合成1.醇与五氧化二磷P2O5(RO)2PO(OH)2醇与P2O5 的配比(2-4):1(物质量之比)单烷基磷酸酯70%-45%双烷基磷酸酯30%-35%2.醇与焦亚磷酸反应ROHH4P2O7(RO)PO(OH)23PO43.PCl3与过量的脂肪醇反应PCl3(RO)24.用三氯氧化磷与醇反应ROH POCl3ROPOCl2ROPOClPOCl3(RO)2POCl3POCl(RO)2PO(OH)五、羧酸盐型阴离子表面活性剂⎩⎨⎧取代羧酸盐酸的盐饱和或不饱和高级脂肪肥皂:天然动植物的油脂与碱的水汽液加热发生皂化反应制得,其反应方程式为:RCOOCH 2RCOOCH RCOOCH 2CH 2OHCHOHCH 2OH硬脂酸皂:C 17H 35COONa 月桂酸皂:C 11H 23COONa 油酸皂: C 17H 33COONa 7-2阳离子表面活性剂一、阳离子表面活性剂的分类 1.胺盐类 伯胺盐RNH2.HClC18H 37NH 2.HCl十八烷基胺(硬脂胺)盐酸盐仲胺盐(C 18H 37)2NH.HCl双十八烷基胺盐酸盐叔胺盐C 18H 37N(CH 3)2.HClN ,N -二甲基十八胺盐酸盐如缓染剂DC十八烷基二甲基苄基氯化铵3.杂环型吗啡型C16H2CH 22CH 22CH 22CH 222吡啶型哌嗪型2CH 22CH2噁啉型4.鎓盐型a.磷盐化合物CH 33C 12H 25Brb.硫盐化合物C 16H 33SC 2H 5CH 3X2H 5c.碘鎓化合物HSO联苯碘磷酸盐 d.二、阳离子的表面活性剂的合成 1.烷基季铵盐a.高级卤烷与低级叔胺反应举例:C 12H 25(CH 3)3N 12H 253)3C 16H 33Br16H 333)b.高级烷基胺与低级卤代烷的反应C 12H 25NH 2CH 312H 25-NCH 3CH 3C 12H 25-NCH 3CH3C 12H2523C 16H 37-NCH 3CH 3CH 3C 16H 3333石油醚加压,802.含杂原子的季胺盐 a.含氧原子①含酰胺基的季铵盐如SpamineiusC 17H 33COClH 2N-CH 2CH 2-NC 2H5C 2H5C 17H33CONHCH 2CH 22H 52H 5(CH 3O)2SO 4C 17H 33CONHCH 2CH 2C 2H 53CH 3SO17H 35COOHH 2NCH 2CH 2NHCH 2CH 2NHC 17H 35CONHCH 2CH 2NHCH 2CH 2NHCOC 17H 352-CH CH 2Clb.含醚基的季铵盐18H 37OCH 2N(CH 3)3C 18H 37C 18H 37OCH 2ClC 18H 37OCH 2ClN(CH 3)318H 3723)c.含氨季铵盐C 10H 21-N-CH 2CH 2BrCH 33)3C 10H 21NCH 2CH 2-N(CH3)3CHd.含硫原子季铵盐C 12H 25SH12H 25SCH 2Cl C 12H 25SCH 212H 25SCH 23)3.含有苯环的季铵盐12273CH 3C 12H ClCH 24.含杂环的季铵盐R-CO-NHCH2CH2HOCH 2CH 2NH 2CHCH 2CH 2OH222CH 222OH7-3.非离子表面活性剂的合成 一、非离子表面活性剂的分类 a.醚类 聚醚类 聚乙二醇类 b.酯类 多元醇型聚乙二醇类⎪⎩⎪⎨⎧脂肪酸酯山梨醇及失水山梨醇的季戊四醇的脂肪酸酯甘油的脂肪酸酯二、非离子表面活性剂的合成 (一)醚类1.脂肪醇聚环氧乙烯醚(平平加AEO )2CH 2HOCH 2CH 2OHCH 2CH 2OH 2C-CH22CH 2R :12-16 匀染、乳化 R :7-9 EO=5,渗透 2.壬基苯酚聚氧乙烯醚22CH 23.聚醚CHCH 2CH 32CH 3CHCH 2O nCH 3开环反应2CH 2CH 2-OH 2-OH CH 2CH 2OH副产物:一般用碱催化剂 4.脂肪胺聚氧乙烯醚2H 2C-CH 2CH 2CH 2O(二)酯类脂肪醇失水的山梨醇酯 Span 1. 用失水的山梨醇制备 22.羧酸酯合成C15H31COOH三、脂肪醇酰胺2CH2Op2CH2OqC17H33CONHH2C-CH2CH2CH2OpCH2CH2OqC17H33CONp=q=1C 17H 33CONHH 2C-CH2CH2CH2O pCH 2CH 2OqC 17H 33CONC 11H 23COOCH 32H 4OH 2H 4OHC 11H 23CONC 2H 4C 2H 4CH 3OHC 11H 23CON C 2H 4C 2H 42H4OH 2H 4OHα-聚氧乙烯烷基胺C 12H 25NH 4H 2C-CH 2C 12H 25NCH 2CH 2OH CH HC 2OH2CH 22CH 2Oq。