表面活性剂化学
表面活性剂化学反应

表面活性剂化学反应在化学领域中,表面活性剂是一类能够改善液体表面性质的化学物质。
表面活性剂在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用,比如洗涤剂、乳化剂、泡沫剂等等。
表面活性剂的化学反应是其发挥作用的关键,本文将对表面活性剂的化学反应进行探讨。
首先,表面活性剂在水溶液中的化学反应是其应用的重要方面之一。
当表面活性剂溶解在水中时,会发生丰富的化学反应。
比如阴离子表面活性剂在水中会形成胶束结构,这种结构在清洁剂中的应用十分广泛。
此外,阳离子表面活性剂在水中也会发生吸附作用,这种吸附作用在染料工业中有着重要的应用。
总的来说,表面活性剂在水溶液中的化学反应对其性能和功能起着决定性的作用。
其次,表面活性剂与其他化学物质之间的化学反应也是其应用的关键。
比如,表面活性剂与油脂之间的作用,是洗涤剂中的一个典型例子。
表面活性剂中的亲水基团与油脂中的疏水基团之间会发生疏水作用,从而使油脂分散在水中。
这种化学反应导致了表面活性剂在清洁剂中的有效性。
此外,表面活性剂还可以与酸碱等其他化学物质发生中和反应,从而影响其表面性质和乳化性能。
最后,表面活性剂在生物体系中的化学反应也是研究的热点之一。
在细胞膜表面,存在大量的表面活性剂,它们通过化学反应调节细胞内外环境的平衡。
表面活性剂在生物体系中的作用涉及到病毒颗粒、细胞膜融合等重要生物学过程,其化学反应机制值得深入研究。
综上所述,表面活性剂的化学反应是其在各个领域中应用的重要基础。
通过了解表面活性剂的化学反应机制,我们可以更好地理解其性质和功能,为其在日常生活和工业生产中的应用提供科学依据和技术支持。
希望本文能为读者提供一些有益的信息,促进对表面活性剂化学反应的深入理解。
表面活性剂-概论(第一章,第二章)

捕集剂
(a)
(b)
矿物浮选示意图
将粉碎好的矿粉倒入水中,加入捕集剂,捕集剂以亲水基吸附
于矿粉表面,疏水基进入水相,矿粉亲水的高能表面被疏水的碳 氢链形成的低能表面所替代,有力图逃离水包围的趋势,如图所 示。向矿粉悬浮液中加入发泡剂并通空气,产生气泡,发泡剂的 两亲分子会在气-液界面作走向排列,将疏水基伸向气泡内,而亲 水的极性头留在水中,在气-液界面形成单分子膜并使气泡稳定。 吸附了捕集剂的矿粉由于表面疏水,会向气-液界面迁移与气 泡发生“锁合”效应。即矿粉表面的捕集剂会以流水的碳氢链插 入气泡内,同时起泡剂也可以吸附在固-液界面上,进人捕集剂形 成的吸附膜内。在锁合过程中,由起泡剂吸附在气-液界面上形成 的单分子膜和捕集剂吸附在固-液界面上的单分子膜可以互相穿透 ,形成固-液-气三相稳定的接触,将矿粉吸附在气泡上。于是, 依靠气泡的浮力把矿粉带到水面上,达到选矿的目的。
羧酸盐类 阴离子表面活性剂 磺酸盐类 硫酸酯盐类 磷酸酯盐类
离子型表面活性剂
表面活性剂
胺盐 阳离子表面活性剂 季铵盐 杂环类 鎓盐 甜菜碱型 两性表面活性剂 咪唑啉型 氨基酸型 天然型 聚氧乙烯型 多元醇型 烷醇酰胺型 嵌段聚醚型
非离子表面活性剂
元素表面活性剂 特种表面活性剂 高分子表面活性剂 冠醚型表面活性剂 生物表面活性剂
的表面张力,改变体系界面状态,从而产生润湿、乳化、
质。 表面活性剂在溶液中达到一定浓度以上,会形成分子 有序组合体,从而产生一系列重要功能。表面活性剂的
这些特性不仅在生产和生活中有重要作用,而且与生命 活动本身密切相关,成为研究生命现象的奥秘和发展仿 生技术极有价值的体系,因而受到广泛的重视。
1.2 表面活性剂发展简史
17种常见的表面活性剂

月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(DLS)一、英文名:Disodium Monolauryl Sulfosuccinate二、化学名:月桂基磺化琥珀酸单酯二钠三、化学构造式:ROCO-CH2-CH(SO3Na)-COONa四、产品特性1 .常温下为白色细腻膏体,加热后(>70βC)为透亮液体;2 .泡沫细密丰富;无滑时感,格外简洁冲洗;3 .去污力强,脱脂力低,属常见的温存性外表活性剂;4 .能与其它外表活性剂配伍,并降低其刺激性;5 .耐硬水,生物降解性好,性能价格比高。
五、技术指标:1 .外观(25βC):纯白色细腻膏状体2 .含量(%) :48.0—50.03 .Na2SO3 (%) :≤0.504 .PH 值11 %水溶液): 5.5—7.0六、用途与用量:1 .用途:配制温存高粘度高度清洁的洗手膏(液)、泡沫洁面音、泡沫洁面*、泡沫剃须膏, 也可配制爽洁无滑腻的泡沫沐浴露、珠光香波等。
2 .推举用量:10—60%。
脂肪醵聚氧乙烯醒(3)磺基琥珀酸单酯二钠MES一、英文名:Disodium Laureth(3) Sulfosuccinate二、化学名:脂肪醇聚氯乙烯酸(3)磺基琥珀酸单酯二钠三、化学构造式:RO(CH2CH2O)3COCH2CH(SO3Na)COONa四、产品特性:1 .具有优良的洗涤、*化、分散、润湿、增溶性能;2 .刺激性低,且能显著降低其他外表活性剂的刺激性;3 .泡沫丰富细密稳定;性能价格比高;4 .有优良的钙皂分散和抗硬水性能;5 .复配性能好,能与多种外表活性剂和植物提取液(如皂角、首乌)复配,形成格外稳定的体系,创制自然用品;6 .脱脂力低,去污力适中,极易冲洗且无滑腻感。
五、技术指标:1 .外观(25℃):无色至浅**透亮粘稠液体2 .活性物(%) :30.0±2.03 .PH 值(1%) : 5.5-6.54 .色泽(APHA) :≤505 .Na2SO3 (%):≤0.36 .泡沫(mm) :≥150六、用途与用量:1、用途:制造洗发香波、泡沫浴、沐浴露、洗手液、外科手术清洗及其它扮装品、洗涤日化产品等,还可作为*化剂、分散剂、润湿剂、发泡剂等。
表面活性剂化学(第2章)

(6) 滴外形法
表面吸附速率很慢的溶液 只能采用滴外形法。 表面张力随时间而变化, 测定平衡表面张力。
2.2.4 表面活性
1-表面张力随溶液浓度的增加而 稍有增大;(无机盐、多羟基有机物) 2-表面张力随溶液浓度的增加而 逐渐减小;(极性有机物) 3-溶液的浓度较低时,表面张力 急剧地降低,浓度到一定值后, 表面张力几乎不变化。(表面活性剂)
在温度较低时,离子型表面活性剂的溶解度一般较 小,当达到某一温度时,其溶解度突然增大,这一 温度称为Krafft点,可以认为离子型表面活性剂在 Krafft点时的溶解度与其临界胶束浓度相当;
当溶液温度升至某一温度时,非离子型表面活性剂 突然析出而使溶液混浊,这一温度称为浊点,因此 非离子型表面活性剂通常在其浊点以下使用。
2.4.4 分子形态的影响
(1) 亲水基的相对位置
一般情况下,亲水基位于分子中 间时,表面活性剂的润湿性和渗 透性比位于分子末端的强; 但是亲水基位于分子末端时,则 去污力较强。
(2) 亲油基结构中的分支
在表面活性剂类型和分子大小相同的情况下,带 有分支结构的表面活性剂通常具有较好的润湿性 和渗透性,但是去污力较弱。
(c) 非离子表面活性剂中,如醚键(-O-)和羟基(-OH)。
亲水基的亲水性大小的顺序:
-SO3Na,-SO4Na,季铵阳离子>-PO4Na,-COONa >>-O-,-OH 亲水基团将影响溶解度和临界胶束浓度。
表面活性剂的溶解度越大,临界胶束浓度将越高;
表面活性剂的溶解度越小,临界胶束浓度将越低。
(2) 临界胶束浓度的测定
(a) 表面张力法
以表面活性剂溶液的表 面张力γ对浓度的对数lgc 作图得到γ-lgc曲线,曲 线转折点所对应的浓度 即为临界胶束浓度。表 面活性剂需提纯后方可 进行测定。
表面活性剂化学第四章 阴离子表面活性剂

R
+ H 2 S O 4
R
S O 3 H
精品资料
C H 3 C 1 7 H 3 3 C O C l+ H N C H 2 C H 2 S O 3 N a
C H 3 C 1 7 H 3 3 C O N C H 2 C H 2 S O 3 N a
据统计美国1980年磺化产物的80%是表面活性剂,磺化赋予 有机化合物水溶性和酸性。
精品资料
随直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的增加,SA的润湿力呈下 降趋势。图4-5 4.起泡性 带有十四烷基的直链烷基苯磺酸钠发泡性能最好,泡沫度最高 。图4-6 5.洗净力
随直链烷基中碳原子数增多,表面活性剂洗净力逐渐提高。 图4-7
磺酸基位于烷基对位(duì wèi),SA综合性能最佳。
精品资料
①皂化 将油脂与碱液放入皂化釜,加热煮沸。在开口皂化 釜中,先加入(jiārù)熔融态油脂,在慢慢加入 (jiārù)碱液。空锅时先加入(jiārù)易皂化的油脂如 椰子油,先皂化作乳化剂。反复进行反应时,留下 锅底作乳化剂即可。
精品资料
②盐析 在皂胶中加入电解质食盐,使皂胶中过量的水和 杂质分离出来,得到纯的皂胶。杂质包括水解生 成的甘油、色素、磷脂、动植物纤维、机械杂质 等。将有害杂质出去,可从废液中回收甘油。为 使分离的干净(gānjìng),盐析、碱析可进行多次 。
(zhìdiǎn),即烷基正离子,使烷基化反应容易进行。 1.以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯 反应历程(质子酸做催化剂)
R C H C H 2 + H R C H C H 3
精品资料
. 以AlCl3作催化剂
H C l+ A l C l 3
H C lA l C l 3
-两性表面活性剂

6.4.6 金属防锈 6.4.7 电镀助剂
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伪科学的美容概念炒作
1 “纯天然”型
膏霜类化妆品是油与水的乳化体,无论是天然油脂还是 矿物油脂都是碳、氢、氧的化合物,只是结构不同而已。
其实说到本源都是天然的,矿物油是从天然石油中分 离出来的,植物油也是从天然果实中分离的。
CH 3
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2 卤代烷 + 羟基叔胺
引入羟基 再硫酸酯化
C1 2H2 5
CH2Cl
SO3 酯化
C1 2H2 5
CH 3 + N C H2C H2 OH
CH3
CH3 CH2 N+ CH2CH2OSO3
CH3
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6.3.4 含磷甜菜碱的合成
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7 表面活性剂结构对钙皂分散力的影响
钙皂分散力 (lime soap disporsing rate , LSAD) 钙皂分散分散指数
100g油酸钠 在 硬度333mg/L的硬水中维持分散,
恰好无钙皂沉淀发生的分散剂的质量(g)
8 去污力
烷基链为12-16个碳原子是去污效果最佳。
由于粒度的提高,使铺展后的着色层变得非常地薄,很 多细小的粉粒进入角质细胞之间的缝隙中,简单的清洗不 能去除,而且呈现出不同以往的白色感觉。
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6 酸性的才是健康的
健康皮肤的pH是4.5~6.5
1. 通常测定皮肤pH的方法是用pH试纸擦拭唇沟处汗液, 通过比色即可检出。一般的,中性皮肤的pH值为5~ 5.6,干性皮肤的pH值为4.5~5,油性皮肤的pH值为 5.6~6.6。 ??????
《表面活性剂化学》第二章习题

第二章表面活性剂的类型一、选择题1. 阴离子型表面活性剂在水中电离后,其亲水端通常是以下哪类官能团?()A. 羧酸基B. 硫酸基C. 磷酸基D. 季铵基2. 以下哪种物质是常见的阴离子型表面活性剂?()A. 十二烷基硫酸钠(SDS)B. 十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)C. 聚氧乙烯(20) 脂肪醇醚(Brij 58)D. 氨基酸型两性表面活性剂3. 阳离子型表面活性剂的主要应用领域不包括以下哪项?()A. 洗发水B. 纺织品柔软剂C. 消毒剂D. 油田开采4. 下列哪种表面活性剂在分子结构上同时具有阳离子和阴离子特性?()A. 肥皂B. 季铵盐C. 氨基酸型表面活性剂D. 烷基硫酸盐5. 非离子表面活性剂的亲水性主要来源于以下哪种结构?()A. 羟基B. 羧基C. 硫酸酯基D. 聚氧乙烯链二、填空题1. 阴离子型表面活性剂在水中电离产生______,其亲水基团通常是______,如______。
2. 阳离子型表面活性剂在水中电离产生______,其亲水基团通常是______,如______。
3. 两性表面活性剂具有______和______两种性质,其分子结构中通常含有______和______基团,例如______。
4. 非离子表面活性剂在水中不电离,其亲水基团通常是______或______,常见的非离子表面活性剂有______和______。
5. 特种表面活性剂是指具有特殊______或______的表面活性剂,如______和______,它们在特定应用领域具有重要作用。
三、简答题1. 简述阴离子型表面活性剂的主要特点,并举例说明其在家庭洗涤剂中的应用。
2. 解释阳离子型表面活性剂在水中电离的过程,并讨论其在个人护理产品中的作用。
3. 两性表面活性剂与阴离子型和阳离子型表面活性剂相比,有哪些独特性质?请举例说明两性表面活性剂在化妆品中的应用。
4. 非离子表面活性剂为何在高温和硬水中比离子型表面活性剂更为稳定?请举例说明非离子表面活性剂在食品工业中的应用。
表面活性剂 化学名词

化学名词表面活性剂(surfactant),是指是能使目标溶液表面张力显著下降的物质。
具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。
表面活性剂的分子结构具有两性:一端为亲水基团,另一端为疏水基团;亲水基团常为极性基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团;而疏水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。
表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
中文名表面活性剂外文名surfactant别名表面活性物质应用学科化学分类离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等特性两亲性作用降低目标溶液的表面张力简介表面活性剂(surfactant),是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。
具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。
表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为疏水基团;亲水基团常为极性基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团;而疏水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。
表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
起源历史①公元前2500年——1850年羊油和草木灰制造肥皂羊油——三羧酸酯简称三甘酯,经碱水解→羧酸盐+单甘酯+二甘酯+甘油19世纪中叶一方面肥皂开始实现工业化大生产,另一方面,也出现了化学合成的表面活性剂。
②土耳其红油的出现:土耳其红油即蓖麻油与硫酸反应的产物,蓖麻油为蓖麻油酸的三甘酯,深度磺化,耐酸耐硬水③19世纪初,矿物原料制备洗涤剂石油工业的发展→石油硫酸(绿油)。
蜡和茶的磺化混合物,溶于酸中,呈绿黑色,用碱中和制得。
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二 合成
MD′M 型的合成与普通聚醚改性硅油相比有其特殊性。 因为其有机硅部分的结构确定, 只是聚醚分子链有多 分散性; 所以, 在酸性水解或平衡法制备含氢硅油时, 需精馏得到MDHM, 再与相应的单烯丙基聚醚进行 硅氢加成反应, 制成产品。如果单烯丙基聚醚另一端 带有环氧基或氨基 可进一步反应制成阳离子型、阴离 子型和两性离子型产品。
五 结论
三硅氧烷表面活性剂具有其独特的优点: 表面张力低、 润湿和铺展性好、乳化作用大、配伍性能好,具发泡、 稳泡和抑泡作用, 且无毒副作用。已大量应用于各行 各业, 应用领域十分广泛, 发展也很迅速,目前己在 纺织、化妆品、塑料、油漆、涂料、农业化学品、医药、 汽车、机械加工等方面广泛使用。三硅氧烷表面活性剂 能在非水介质中发挥优异的润湿能力, 从而避其不耐 水解之短, 开辟更广阔的应用天地。
3.2 MD′M 的润湿与扩展性能
聚醚改性硅油用于发肤日化用品时, 在制造、贮存过 中, 利用了其乳化稳定性; 使用时, 则利用了其润 湿扩展性、起泡性; 使用后, 利用了其浊点产生部分 沉积, 从而赋予发肤有机硅特有的光泽及滑爽的手感。 三硅氧烷表面活性剂能降低油水界面的界面张力;同时, 还能在低能疏水表面润湿扩展, 这一能力称为“超润 湿性” 或“超扩展性”。MD′M是最有效的润湿扩展剂, 性能优于氟系表面活性剂。也就是说, 表面活性剂在 低能疏水表面的扩展不仅取决于其表面张力, 还与液 气、液固界面张力及其扩展的动力学效应有关。
三 三硅氧烷表面活性剂的性能
3.1 MD′M 的表面与界面性能
当接枝型聚醚改性硅油的EO 的长度一样时, 其表面张 力随聚硅氧烷聚合度的降低而减小; 很明显,三硅氧 烷的表面张力最低。这是由于聚硅氧烷的分子链越短, 在空气/ 水界面的堆积越紧密, 表面的甲基越多。PO 一般被视为疏水基团。PO 的引入增加了聚醚链的疏水 性, 从而增大了聚醚改性硅油的表面张三硅氧烩结构 式中参数x 越大, 表面三硅氧烷表面活性剂的效力和 效能随EO 长度x 的增加而减小, 但每个分子所占的表 面积却在增大。
3.3 MD′M 的分散性能
三硅氧烷表面活性剂的单层分子结构模型, 即紧密堆积 的甲基伸向空气中呈伞型,有效降低了表面张力, 使得 三硅氧烷表面活性剂有非同寻常的分散行为。
3.4 MD′M 的稳定性
MD′M 极易分解, 从而失去活性。MD′M 在酸碱条件 下能很快分解, 产生MM 及水合氧化硅; 在中性条件 下则可稳EO)x(PO)yR', P=-CH(CH3) CH2-, x,y=0,1,2,3……,R'=-H,-CH3,-COCH3。
三硅氧烷表面活性剂能降低油水界面的界面张力 同时 还能在低能疏水表面润湿扩展,这一能力称为“超级 润湿性” 或“超级铺展性”; 另外,含硅表面活性剂 的生理毒性非常低。
三硅氧烷类表面活性剂的合成及应用
化学工程与工艺
三硅氧烷表面活性剂是一类具有特殊性能的表面活性 剂, 因其具有优异的表面性能、润湿扩展能力, 在国 内外得到了深入的研究。
一 结构
有机硅表面活性剂是一类新型表面活性剂。一方面, 有机硅表面活性剂的主链为柔软的Si-O 键, 既不亲水, 又不亲油, 可用于水溶液和普通烃型表面活性剂不能 应用的非水介质; 另一方面,有机硅表面活性剂是一 种支链化的高效表面活性剂,它以密集的甲基排列在 界面上, 可使水的表面张力降至20 mN/m 左右 。
(1) CHIN(Chemical Information Network) /
(2) /~cheminfo/(化学信息资 源导航系统) (3) /chempointers.html (化 学信息虚拟图书馆) (4) ChemWeb站点()
参照文献(张国栋, 韩富, 张高勇. 新型三硅 氧烷表面活性剂的合成与表征[J]. 日用化学工 业, 2006, 36 (2): 73-75.)本次使用氨乙 基氨丙基二甲氧基甲基硅烷、N,N-二甲基氨乙基 氨丙基二甲氧基甲基硅烷和六甲基二硅氧烷为原 料, 合成新型三硅氧烷表面活性剂氨乙基氨丙基 三硅氧烷和N,N-二甲基氨乙基氨丙基三硅氧烷。
四 三硅氧烷表面活性剂的应用
有机硅表面活性剂在许多领域获得了广泛应用,如: 聚 氨酯匀泡剂、涂料助剂(流平剂、润湿剂、增滑剂、除 气剂、消泡剂)、纺织助剂(亲水抗静电整理剂、消泡 剂)、日化助剂(调理剂、硅油乳化剂)、造纸助剂 (消泡剂)、油田化学品(消泡剂、去乳化剂)、煤炭 去水剂、农业化学品(润湿剂) 等。