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陰離子表面活性劑
表面活性劑的一類。在水中解離後,生成憎水性陰離子。如脂肪醇硫酸鈉在水分子的包圍下,即解離為roso2-o-和na+兩部分,帶負電荷的roso2-o-,具有表面活性。
陰離子表面活性劑分為羧酸????、硫酸酯????、磺酸????和磷酸酯????四大類,具有較好的去污、發泡、分散、乳化、潤濕等特性。廣泛用作洗滌劑、起泡劑、潤濕劑、乳化劑和分散劑。産量占表面活性劑的首位。不可與陽離子表面活性劑一同使用,在水溶液中生成沉澱而失去效力。 |
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將在水中電離後起表面活性作用的部分帶負電荷的表面活性劑稱為陰離子表面活性劑。 |
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從結構上把陰離子表面活性劑分為脂肪酸????、磺酸????、硫酸酯????和磷酸酯????四大類。 |
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是親水基為羧基的陰離子表面活性劑,包括高級脂肪酸的鉀、鈉、銨????以及三乙醇銨????。在水中電離後起表面活性作用的部分是脂肪酸根陰離子。如:
電離
rcoona ——>rcoo-+na+
脂肪酸????表面活性劑是歷史上開發最早的陰離子表面活性劑,也是重要的洗滌劑,目前仍是皮膚清潔劑的重要品種。
(1)肥皂是最常見的脂肪酸????陰離子表面活性劑肥皂的主要性能特點是它的水溶液的ph在0.9~9.8,呈弱鹼性,它有良好的潤濕、發泡、去污等作用而被廣泛用作洗滌劑。
肥皂的缺點是耐硬水性能差,在硬水中使用肥皂不僅洗滌力差,同時生成的鈣皂污垢在酸水中懸浮並且粘附在衣物上很難去除。肥皂與硬水中的鈣、鎂等離子反應生成皂垢,不但增,氍加肥皂的耗費,而且粘結在衣物上産生的斑點會使衣物發硬。含有皂垢的布在印染加工時會造造成染色不勻。
肥皂在ph低於?的酸性介質中會轉變成不溶於水的遊離脂肪酸,會使皂液變混濁並粘附在衣物上不易被除去。因此肥皂衹能在中性和鹼性介質中使用。通常使用肥皂時常配合加人適量純鹼以保持皂液ph在10左右,其目的為防止肥皂水解和提高洗滌效果。註意在去除酸性污垢或在酸性媒液中不能使用肥皂。
軟脂酸????和硬脂酸????水溶性差,要充分發揮它們的洗滌能力往往需要在較高溫度條件下醖使用,而含有不飽和鍵的油酸????比較適合在較低溫度的洗滌場合。以上的高碳脂肪酸????隘由於在水中溶解度太低,但油溶性好,所以適合作摻水幹洗溶劑中的表面活性劑(變性皂),脂肪酸的有機胺????和二乙醇胺、三乙醇胺????大多表現為油溶性的,常用作乳化劑、潤濕氍劑,如三乙醇胺肥皂常在有機溶劑中作乳化劑。
(2)親油基通過牛間鍵與羧基相連的羧酸????(雷米邦a)脂肪酸????除了常見的月巴皂外,還有這種形式的羧酸????,如用多肽混合物與脂肪酰氯發生縮合反應製成的n—烷酰基多肽。其中用油酰氯與脫脂皮屑等廢蛋白的水解産物縮合製成的表面活性劑,商品名為雷米邦a (lamepon a),國內商品名為613洗滌劑,化學名稱為n—油酰基多縮氨基酸鈉(或n—油酰基多肽)。其合成反應式為:
油酰氯 多縮氨基酸鈉 雷米邦a
(其中r'、r”是含有1~6個碳原子的烴基)
雷米邦a在毛紡、絲綢、合成纖維及印染工業等紡織部門常做洗滌劑、乳化劑、擴散劑,也可做金屬清洗劑和皮膚清潔劑,由於它結構中的多肽部分化學結構與蛋白質相似,對皮膚刺、激性低,可形成良好的保護膠體,因此也適用於頭髮用品和香波中或用於護膚香脂中。用它洗滌絲、毛等蛋白質類纖維織品,有洗後柔軟、富有光澤、彈性的優點。它有很強的乳化力,如22份雷米邦a可乳化1000份植物油。並且它對鈣皂有很強的分散力。它在中性和鹼性介質中穩定,在鹼性介質中去污力更佳。但在ph值小於5的介質中會以沉澱形式析出。由於它的吸濕力強,通常不製成粉狀産品,商售為黃棕色粘稠狀液體産品,活性物含量為32%~40%。
製造雷米邦a的多膚部分的原料來自皮屑、蠶蛹、豬毛、雞毛、骨膠、豆餅、菜籽餅等蛋白質下腳料,經水解後得到水解蛋白液。油酰氯與水解蛋白液中的多縮氨基酸鈉縮合即得到雷米邦a。 |
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把在水中電離後生成起表面活性作用陰離子為磺酸根(r--s03)者稱為磺酸????型陰離子表面活性劑,包括烷基苯磺酸????、α-烯烴磺酸????、烷基磺酸????、α-磺基單羧酸酯、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸????、烷基萘磺酸????、石油磺酸????、木質素磺酸????、烷基甘油醚磺酸????等多種類型,其中比較重要和常用作洗滌劑的有下列幾種。
(1)烷基苯磺酸鈉(las或abs)烷基苯磺酸鈉通常是一種黃色油狀液體,通式為cnh2n+1hc6h4so3na,其疏水基為烷基苯基,親水基為磺酸基。
其早期産品為四聚丙烯苯磺酸鈉(abs),麯於烷基部分帶有支鏈,所以生物降解性差,60年代各國相繼改為生産以正構烷烴為原料的直鏈烷基苯磺酸鈉(las)。烷基苯磺酸????不是純化合物;烷基組成部分不完全相同,因此烷基苯磺酸????性質受烷基部分碳原子數、烷基鏈支化度、苯環在烷基鏈的位置、磺酸基在苯環上的位置及數目以及磺酸????反離子種類影響而發生很大變化。
烷基苯磺酸????是陰離子表面活性劑中最重要的一種品種,也是中國合成洗滌劑的主要活性成分。烷基苯磺酸鈉去污力強、起泡力和泡沫穩定性以及化學穩定性好、而且原料來源充足、生産成本低,在民用和工業用清洗劑中有着廣泛的用途。
①支鏈烷基苯磺酸????(abs)當高級烯烴(如十二碳烯)與苯發生反應時,生成支鏈烷基苯,再與濃硫酸發生磺化反應,得到支鏈型烷基苯磺酸,與鹼(naoh)中和後得到支鏈型烷基苯磺酸鈉????,其中十二烷基苯磺酸鈉是最常見的産品。
十二烷基苯磺酸鈉是一種性能優良的合成陰離子表面活性劑,它比肥皂更易溶於水,是一種黃色油狀液體。易起泡由於它的泡沫粘度低所以泡沫易於消失。它有很好的脫脂能力並有很好的降低水的表面張力和潤濕、滲透和乳化的性能。它的化學性質穩定,在酸性或鹼性介質中以及加熱條件下都不會分解。與次氯酸鈉過氧化物等氧化劑混合使用也不會分解。它可以用烷基苯經過磺化反應製備,原料來源充足,成本低,製造工藝成熟,産品純度高。因此自1936年由美國國傢苯胺公司開始生産烷基苯磺酸鈉以來,迄今歷經60多年一直受到使用者的歡迎和生産者的重視,成為消費量最大的民用洗滌劑,在工業清洗中也得到廣泛應用。
其不足之處是用它洗過的纖維手感不好。皮膚與它長時間接觸會受到刺激。它易在洗滌物體表面形成吸附膜殘留在物體上,這種吸附膜在低溫下不易被水衝洗去除。它起泡性好,因此在不希望産生泡沫的情況下又是不受歡迎的。
十二烷基苯磺酸鈉特別容易與其他物質産生協同作用(把兩種物質混合後能産生比原來各自性能更好的使用效果叫協同作用),因此它常與非離子表面活性劑和無機助洗劑復配使用,以提高去污效果。
它在硬水中不會像肥皂那樣生成鈣皂沉澱,但生成的烷基苯磺酸鈣不易溶於水,衹能分散在水中使它的洗滌能力降低。使用時如果與三聚磷酸鈉等絡合劑復配,把鈣、鎂離子絡合,就可以在硬水中使用而不影響它的洗滌效果。
支鏈結構的烷基苯磺酸鈉由於難被微生物降解,對環境污染嚴重,所以從60年代中期,逐漸被直鏈烷基苯磺酸鈉代替。
②直鏈烷基苯磺酸鈉(las)直鏈烷基苯磺酸????是由直鏈烷烴與苯在特殊催化劑作用下合成直鏈烷基苯,再經過磺化,中和反應製得的。典型代表結構為(對位)直鏈十二烷基苯磺酸鈉,它的性能與支鏈烷基苯磺酸鈉相同,其優點是易於被微生物降解,從環境保護角度看是性能更優良的産品。目前使用的烷基苯磺酸鈉已全部是直鏈烷基結構的了。
(2)α-烯烴磺酸????(aos)是α-烯烴與so3在適當條件下反應,然後中和、水解得到的具有表面活性陰離子的混合物,成分較復雜,隨工藝條件和投料量不同成分有變化。其主要成分是烯基磺酸????(r--ch==ch--(ch2)—psoana)、羥烷基磺酸????(rch--(ch20)—pso3na)和少量二磺酸????(r'—ch=ch—ch-(ch2)-so3na)或r'—ch—(ch2)—xch—(ch2)—yso3na。其商品名為。—烯烴磺酸????,縮寫aos。
α—烯烴磺酸????是一種性能優良的洗滌劑,尤其是在硬水中和有肥皂存在時具有很好的起泡力和優良的去污力。由於它的毒性低對皮膚刺激性小以及性能溫和的優點,在家庭和工業、清洗中均有廣泛的用途。常用作個人保護、衛生用品、手洗餐具清洗劑、重垢衣物洗滌劑、毛羽,毛清洗劑、洗衣用合成皂、液體皂以及家庭用和工業用硬表面清洗劑的主要成分。
(3)烷基磺酸????(as和sas)烷基磺酸????的通式為rso3m(m為鹼金屬或鹼土金屬),r為c12~c20範圍的烷基,其中以十六烷基磺酸????性能最好。其中正構烷基在、引發劑作用下與so2、o2反應得到的磺酸????,分為伯烷基磺酸????(as)和仲烷基磺酸????(sas)兩類。其中仲烷基磺酸????結構式為r--ch--r',縮寫名稱為sas,國內商品名為601洗滌劑,是一種具,有很好水溶性、潤濕力、除油力的洗滌劑。烷基碳原子一般為c14~c18,以c15~c16去污方最強。其去污能力與直鏈烷基苯磺酸(las)相似,發泡力稍低,是配製重垢液體洗滌劑的主要原料。它的毒性和對皮膚的刺激性都比ilas低,生物降解性好。使用時常與醇醚硫酸(aes),α—烯基磺酸????(aos)復配,以彌補sas在硬水中泡沫性差的缺點。可做個人衛生盥洗製品、各種洗衣物以及硬表面清洗劑。
(4)α—磺基單羧酸及其衍生物(mes)它們的結構式為ch2一coor', (r為長鏈烴基或金屬離子)。α-磺基單羧酸本身不具有表面活性,但通過酯化或酰胺化生成的衍生物具有表面活性,如ch2—c--oc12h25等。其中以脂肪酸甲酯為原料經磺化中和後得到的商品稱為α-磺基脂肪酸甲酯,簡稱mes,通式為r--ch--cooch3 。
mes是近年來開發生産的一種由天然油脂為原料的陰離子表面活性劑。它有良好的生物降解性,有利於環境保護,使用安全而且去污力強。其去污力隨水硬度增加下降較少,因此在硬水中有很好的去污力,如在洗衣粉配方中用mes取代蚝las則在低濃度高硬度水中的去污力明顯高於衹用las的配方。它還是優良的鈣皂分散劑,它與肥皂配合使用可彌補肥皂不耐硬水會形成皂垢的缺點,因此它是液體皂的主要成分。mes起泡能力好。它對鹼性蛋白酶、鹼性脂肪酶的活性影響小,適合配製加酶洗衣粉。它對油污有很強的加溶能力,而且毒性低安全性好,因此是一種應用前景良好的新品種。但應防止其在鹼性介質中水解失效。
(5)脂肪酸磺烷基酯(1gepona)和脂肪酸磺烷基酰胺(1gepon t)商品名為伊捷邦a(1gepon a,洗淨劑210)的陰離子表面活性劑典型代表物是油酰氧基乙磺酸鈉
ch3(ch2)7ch=ch--(ch2)7—c—och2so3na。商品名為伊捷邦f(1gepon t又稱fx洗滌劑,胰加漂t,萬能皂,洗滌之王,209洗滌劑)的陰離子表面活性劑的典型代表物是n—油酰基n-甲基牛磺酸鈉,其分子式為ch3(ch2)7ch-=ch(ch2)7c-ch2ch2so3n。
igepona是由羥乙基磺酸鈉與脂肪酸或脂肪酰氯反應生成的:
r一c—cl+hoch2ch2— so3na——>o ch2ch2so3na+hcl 其通式為r1—c--or2s03m。
igepon t是由n—甲基牛磺酸鈉與脂肪酸或脂肪酰氯反應生成的:
r—c—c1+hn一ch2ch2s03na—>rc—ch2ch2so3na+hcl 通式為r1c—n—r3so3m
當改變通式中r1、r2、r3、m四個可變因素時,表面活性劑的乳化、泡沫、潤濕、洗滌性能會發生相應改變。
脂肪酸磺烷基酯(1gepon a)和脂肪酸磺烷基酰胺(1gepon t)最初是做紡織助劑使用的,特別是igepon t係列産品具有對硬水不敏感、有良好去污能力、潤濕力和對纖維柔軟作用,並可在酸性介質中使用,所以在紡織工業中有廣泛用途。其中n—油酰基—n甲基牛磺酸鈉是最重要的一種,用於粗羊毛、合成纖維以及染色布料的清洗,而且對纖維有很好的柔軟作用。磺烷基酯和磺烷基酰胺兩類産品是重垢精細紡織品洗滌劑,手洗、機洗餐具洗滌劑,各種香波、泡沫浴,香皂的重要配方成分。通常用的是椰子油脂肪酸和牛油脂肪酸的磺烷基酯或磺烷基酰胺。其物理性質及表面活性見表7—7和表,7—8。
7-7脂肪酸磺烷基酯和磺烷基酰胺的物理性質
①在35℃測定。
②剋拉夫特點(krafftp。int)。離子型表面活性劑在溫度較低時溶解度很小,但隨溫度升高而逐漸增加,當到達某二特定溫度時,溶解度急劇陡升,把該溫度稱為臨界溶解溫度(又稱剋拉夫特點)以rk表示。
(6)石油磺酸????是由天然石油餾分或化工反應所得高碳烴副産物經磺化、中和得到的,是多種烴磺化産物的混合物。石油磺酸????主要用作發動機潤滑油的清潔分散劑及起分污泥,保持金屬部件清潔,降低酸性抑製銹蝕的作用。作這種用途的石油磺酸????約占總産量60%。石油磺酸????配製的金屬清洗劑可有效地去除金屬部件上的油污。
(7)其他磺酸????型陰離子表面活性劑包括以下幾種。
7-8脂肪酸磺烷基酯和磺烷基酰胺的表面活性
① 在35℃測定。
①琥珀酸酯磺酸????按結構分為琥珀酸單酯磺酸????和雙酯磺酸????。
aerosolot(滲透劑ot)是最早問世的一種琥珀酸雙酯磺酸????,是優良的工業用潤濕劑滲透劑。它是由脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸單乙醇酰胺與馬來酸酐生成的單酯經磺化得到的産品。它性能溫和對皮膚、眼睛刺激性低、袍沫性優良,在個人保護用品中應用日益廣泛。因原料充分、生産成本低並不産生三廢,近年來得到很大發展。
aerosolot化學名稱為琥珀酸二異辛酯磺酸鈉。
②烷基萘磺酸????典型産品如二丁基萘磺酸鈉,俗稱拉開粉,是紡織印染行業常用的一種滲透劑、乳化劑。
另有烷基萘磺酸????的甲醛縮合物,商品名稱為分散劑nno。
③木質素磺酸????是造紙工業中亞硫酸法製漿過程中廢水的主要化學成分。它的結構相當復雜,一般認為它是含有愈創木基丙基、紫丁香基丙基和對羥苯基丙基的多聚物磺酸????,相對分子質量200~10000,是以非石油化學製造的表面活性劑中重要的一類。由於價格低,具有低泡性,主要用作固體分散劑、o/w型乳狀液的乳化劑,染料、農藥、水泥等懸浮液的分散劑,可加在石油鑽井泥漿配方中控製鑽井泥漿的流動性,還可作礦石浮選劑或水處理劑。
④烷基甘油醚磺酸????(ags)其通式為roch2--ch—ch2so-3m+,它具有良好的水溶性, oh對酸鹼穩定是有效的潤濕劑,泡沫劑和分散劑,但由於價格高,使應用和發展受到限製。
另外,磺酸????型陰離子表面活性劑還有,淨洗劑ls(淨洗劑ma),化學名稱為對甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸鈉,結構為 是一種有優良淨洗、發泡、對鈣皂分散能力好的表面活性劑,易溶於水,耐酸鹼和硬水,可作羊毛和蠶絲的洗滌劑。 |
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硫酸是一種二元酸與醇類發生酯化反應時可以生成硫酸單酯和硫酸雙酯。硫酸單酯和鹼中和生成的????叫硫酸酯????。
roh+hoso2--oh===ro--so2--oh+h2o
(醇) (硫酸) (硫酸單酯)
ro--s02—oh+naoh=ro--so2--ona+h20
(硫酸酯????)
r0一s02—0na一般寫成r—oso3na形式,有的書上寫成rso4na並簡稱為烷基硫酸酯????。它與磺酸????結構的區別在於硫酸酯????中的硫原子不與烴基中的碳原子直接相連。它們性質上的最大區別在於硫酸酯????在酸性條件下可以發生水解:
硫酸酯????型陰離子表面活性劑主要有脂肪醇硫酸酯????(又稱伯烷基硫酸酯????)和仲烷基硫酸酯????兩類。
(1)脂肪醇硫酸(酯)????(fas或as)脂肪醇硫酸????的通式為:ros0-3m+,r為烷基,m+為鈉、鉀、銨、乙醇胺基等陽離子,又名伯烷基硫酸????,英文簡寫為fas或as①。
fas是肥皂之後出現的最早陰離子表面活性劑,是由椰子油氫解生成的c12~c14脂肪醇與硫酸酯化並中和製得。它有合適的溶解性、泡沫性和去污性。大量應用於潔齒劑、香波、泡沫浴和化妝品中,也是輕垢、重垢洗滌劑、地毯清洗劑、硬表面清洗劑配方中的重要組分。’如月桂基硫酸鈉(c12h25oso3na),商品名為k12的洗滌劑在潔齒劑中有潤濕、起泡和洗滌的作用;而月桂基硫酸酯的重金屬????有殺滅真菌和細菌的作用;用牛脂和椰子油製成的鈉肥皂與烷基硫酸酯的鈉、鉀????配製成的富脂香皂泡沫豐富、細膩,還能防止皂鈣的生成;高碳脂肪醇硫酸????與兩性離子表面活性劑復配製成的塊狀洗滌劑有良好的研磨性和物理性能,並具有調理作用。
高碳脂肪醇硫酸????可用作工業清潔劑、柔軟平滑劑、紡織油劑組分、乳液聚合用乳化劑等。它們的銨????和三乙醇胺????用於香波和溶劑中。
商品名為陰離子洗滌劑asea的表面活性劑成分為脂肪醇硫酸酯單乙醇胺????,結構為 ros03nhach2ch20h。
(2)仲烷基硫酸????(teep01)它是由。—烯烴與硫酸反應生成的仲烷基硫酸酯,經中和後得到的産品,通式為rch—o—soan,,商品名為梯波爾(teep01)。
與伯烷基硫酸(酯)????不同,其硫酸酯????部分一(o—so3na)是與烷基鏈上的仲碳原子相連,烷基鏈的碳原子數為10~18。
梯波爾(teep01)與fas相似,也是一種性能良好的表面活性劑,但由於結構上的差異,它的溶解性和潤濕性更好。因製成粉狀産品易吸潮結塊,一般製成液體或漿狀洗滌劑。
(3)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯????(aes)脂肪醇聚氧乙烯醚是一種非離.子表面活性劑,與硫酸酯化、中和得到硫酸酯????(aes)。實際上aes是非離子—陰離子型兩性混合表面活性劑,一般也將它歸在陰離子型硫酸酯????表面活性劑中。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯????,簡稱醇醚硫酸????(aes)。由於它的溶解性能、抗硬水性能、
①as可以是alk9nesul{。n9te,烷基磺酸????,也可以是alkancswlfatc伯烷基硫酸酯????的縮寫,此處為後者。起泡性;潤濕力均比脂肪醇硫酸????(as)好且刺激性低,因此常作為as的替代晶廣泛應用於香波、浴用品、剃須膏等盥洗衛生用品中,也是輕垢、重垢洗滌劑、地毯清洗劑、硬表面清洗劑的重要組分。
(4)脂肪酸衍生物的硫酸酯????這類物質的通式為r一cxr'oso-3m+(x為氧原子、--n、-n、r',為烷基、亞烷基、羥烷基、烷氧基)。這類産品有良好的潤濕性和乳化性,通常用潤濕劑。如用硫酸處理含有羥基或不飽和鍵的油脂或脂肪酸酯,中和後得到的産品為油脂或脂肪酸酯的硫酸酯????。其中有代表性的是用蓖麻油酸化、中和得到的土耳其紅油(因適合做土耳其紅染料的勻染助劑而得名)。
(5)不飽和醇的硫酸酯????當脂肪醇硫酸酯????結構中脂肪醇部分是含有雙鍵的不飽和醇時其性能有較大改變,如在低溫時仍呈透明狀,有較低表面張力和臨界膠束濃度,有良好的潤濕性能。其中油醇硫酸????[ch3(ch2)7ch=ch(ch2)7一ch2os3na]是一種重要的不飽:和醇硫酸????,它的起泡力好、去污力強並有良好的乳化能力和良好的鈣皂分散力,是目前正在研製開發的新産品。 |
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烷基磷酸酯????包括烷基磷酸單、雙酯????,也包括脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸單雙酯????和烷基酚聚氧乙烯醚的磷酸單、雙酯????。常見的是烷基磷酸單、雙酯????。
(1)烷基磷酸單、雙酯????(ap)這是烷基醇與磷酸酯化、中和後的産物。磷酸是三元酸可與脂肪醇酯化生成單酯、雙酯與三酯。形成單酯、雙酯的産物中仍含有顯酸性的氫離子可與鹼中和生成????。生成的烷基磷酸單、雙酯????具有表面活性。
工業上從降低成本考慮,産物通常為單酯????和雙酯????的混合物。從性能上看,烷基磷酸單酯????的去污力差,烷基磷酸雙酯????稍好,其中又以二癸基磷酸雙酯????較好,但起泡性能差。由於具有降低纖維間靜摩擦係數的作用,因此在紡織工業上常用作化纖産品的抗靜電劑。
(2)醇醚、酚醚的磷酸酯????這是非離子表面活性劑烷基醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚與磷酸發生酯化反應,經中和後得到的産物。
它們實際上是非離子—陰離子型兩性混合表面活性劑,但常歸之於陰離子表面活性劑中,由於含有聚氧乙烯鏈段,具有一些非離子表面活性劑的性質,因此與烷基磷酸酯????同類産品相比,去污、潤濕性能都有所改進。烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯????商品名為6503洗滌劑。 |
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yinlizi biaomian huoxingji
陰離子表面活性劑
anionic surfactant
表面活性劑中産量最大的一類,其分子溶於水發生電離後,與親油基相連的親水基是帶陰電荷的表面活性劑。由於它所帶的電荷正好與陽離子表面活性劑相反,一般兩者不能混合使用,否則會産生沉澱,失去表面活性;但它能和非離子表面活性劑或兩性表面活性劑配合使用。目前,工業生産的陰離子表面活性劑品種很多,按陰離子的化學結構可分為羧酸????、硫酸????、磺酸????等。
羧酸???? 典型的代表品種是肥皂,它是一類脂肪酸的金屬????,通式為RCOOM,碳原子數以12~18為最好。普通洗滌用的肥皂有油酸(十八烯酸)、硬脂酸(十八酸)、軟脂酸(十六酸)、肉豆蔻酸(十四酸)、月桂酸(十二酸)的鈉????或鉀????。工業上用天然油脂和氫氧化鈉共熱,經皂化和????析可得到肥皂和副産甘油。原料油脂可用動物油脂、椰子油、棕櫚油、米糠油。由於皂化用的鹼通常是氫氧化鈉,所製得的皂常稱為鈉皂。某些化妝用皂是用氫氧化鉀生産的,並使甘油留存在肥皂中,稱為鉀皂或軟皂。製皂時往往還要添加水玻璃、磷酸鈉、香料、色素等,最後成型為塊皂、片皂、粒皂等。事實上所有肥皂都含10%~30%的水分,含水肥皂容易溶解,使用方便。
硫酸???? 是一類已經使用很久的陰離子表面活性劑,具有良好的潤濕、分散、乳化和洗淨能力。其分子通式為R—CH□—O—SO□Na,親水基—O—SO□Na中的硫原子不與烷基中的碳原子直接相連,因而硫酸????與磺酸????相比,穩定性較差,它在酸性或鹼性溶液中容易發生水解反應,工業上大量生産的硫酸????品種有脂肪醇硫酸????和硫酸化油。
脂肪醇硫酸???? 又稱烷基硫酸????,是具有較長烷基的高級脂肪醇經硫酸化生成的陰離子表面活性劑。脂肪醇硫酸????的水溶性、洗淨力和乳化性能都比肥皂好,其水溶液呈中性,不損傷羊毛,在硬水中不會象肥皂那樣産生沉澱,對皮膚的刺激性小,容易漂洗,生物降解性好。通常它與烷基苯磺酸????復配成合成洗滌劑,還可用於製備液體洗滌劑、洗發香波、藥物製劑等。脂肪醇硫酸????在酸鹼介質中容易水解,在高溫下也容易分解。高級脂肪醇硫酸????的碳原子數和肥皂相似,以12~18為最好。高級脂肪醇早期主要取自動、植物油脂(如鯨油、椰子油、牛脂),之後工業上利用石油化工的烯烴、一氧化碳和氫等原料合成了各種高級脂肪醇。濃硫酸和三氧化硫是最簡單且又便宜的硫酸化劑,使用最廣。當高級脂肪醇的分子中含有不飽和雙鍵或其他容易與硫酸發生反應的基團時,則要采用氯磺酸或氨基磺酸作為硫酸化劑。脂肪醇的硫酸化反應式:
R—CH□OH+H□SO□□R—CH□—O—SO□H+H□O硫酸化反應是在內襯搪瓷、有冷卻和攪拌裝置的反應器內進行的。反應完畢後要用鹼中和成為硫酸????。
硫酸化油 是天然油脂經硫酸化和中和成????的産物。硫酸化油的親水性通常都較小,僅能微溶於水或成為乳狀液,因此一般不宜用作洗滌劑,而多用作紡紗油劑、染色助劑、纖維整理劑等(見染整助劑)。油脂的硫酸化是在有攪拌和冷卻裝置的反應器內,把硫酸滴加到油脂中,待反應完畢後用????水洗除未反應的硫酸,再中和、????析分離産物。油脂的硫酸化反應常發生在油脂分子的羥基或不飽和雙鍵處,都形成—O—SO□H基團。油脂的硫酸化程度一般較低,如紅油(又稱土耳其紅油或太古油)即為低度硫酸化的蓖麻油,但它仍易溶於水。因為蓖麻油在硫酸化時,還會發生部分水解反應,生成肥皂。反應的最終産物是混合物,包括硫酸化油的鈉????、油脂水解生成的羧酸鈉????,未反應的油脂和無機????類等。商品紅油的濃度約在40%左右。工業生産的還有硫酸化牛脂、硫酸化花生 |
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- : anionic surface active agent, anionic surfactant
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