第四章(四).两性离子和非离子表面活性剂

C17H35COOH + n CH2 CH2 O
C17H35
O R C O R C NH2 + m+n CH2 CH2 O N
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CH2 CH2 O n H CH2 CH2 O mH H CH2 CH2 O m+n H
O R C N
6501是二乙醇胺与已形成的酰胺复合而形成水溶 性好的复合物。是一种常用的工业乳化剂。耐水 解，且能在碱性介质中应用
三、浊点——非离子表面活性剂 该方法是鉴定非离子表面活性剂的常用方法， 鉴定时会受到其他物质的干扰。当存在少 量阴离子时，会使浊点升高或受抑制。有 无机盐共存时会使浊点下降。 方法：配制1％待测试样溶液（不必很准确）， 将试样取5～10ml于一试管中，插于1支温 度计，边加热边搅动。试管中溶液变浑时 的温度即为浊点。浑溶液变澄清时的温度 即为浊点。
CH3 CH2 CH2 CH
n CH2 CH2 CH3 CH3 O CH3 CH2 CH2 CH CH CH3
O
CH2 CH2 O n H
3、脂肪酸、脂肪胺、脂肪酰胺与环氧乙烷加成物
C18H37NH2 + m+n CH2 CH2 O CH2 CH2 O n H C18H37N O C O CH2 CH2 O mH CH2 CH2 O n H
2、碱性溴酚蓝法——季胺盐、脂肪胺 碱性溴酚蓝溶液配制：称取2.5克溴酚蓝试样， 溶解于50ml蒸馏水中，并加入1克NaOH。 方法:取2ml1％待测试样，加入0.2ml碱性溴 酚蓝溶液，溶液呈蓝色，再加入5ml氯仿， 激烈振荡，蓝色转移到氯仿层，分离出氯 仿层，于其中边振荡边滴加十二烷基苯磺 酸钠标准溶液，氯仿层逐渐变成无色，表 明有季铵盐存在。
n
H 月桂酸
2、烷基酚环氧乙烷加成物 常用的烷基酚有十二烷基酚、辛基酚、壬基酚等。这 些酚都是相应碳酸的烯烃与苯酚反应而制得的，制 得的酚再与环氧乙烷加成生成相应的烷基酚环氧乙 烷加成物。 如:辛基酚聚氧乙烯醚
CH3 CH3 CH CH3 + CH3 CH CH3 OH OH CH3 CH3 CH2 CH2 CH
第四章（四） 两性离子和非离子表面活性剂 第一节 两性离子表面活性剂 两性表面活性剂是指同时具有阴离子、阳 离子与非离子中任意两种性质的表面活性剂。 一、阴离子与阳离子的组合
CH 3 N CH 2 COO CH 3
C 12 H 25
（2）阴离子与非离子的组合
C12H25 O CH2CH2O
n
SO3
(b) 带有锯齿形聚氧乙烯链的非离子活性剂（无水状态）
• 2、浊点 • 慢慢地加热非离子表面活性剂的水溶液， 随着温度的升高，与水分子以氢氧键相结 合的非离子表面活性剂逐渐油粒出来，继 而不溶于水，溶液从澄清变为乳白色，此 时的温度称之为浊点。 • 测定时，一般用1％的非离子表面活性剂溶 液。
3、影响浊点的因素 （1）随着环氧乙烷加成数的增加而增加；但也不是 无止境的，在100℃以上，浊点上升非常缓慢。 （2）不同疏水基时，而环氧乙烷加成数相同时，疏 水基碳原子数越多，浊点越低。 （3）表面活性剂溶解于水中，水中盐的含量对浊点 也有影响。矿化度（盐的浓度）越高，浊点越低。 电解质对水的亲和力大于对表面活性剂的亲和力， 而使水有逐渐脱离表面活性剂的倾向，使浊点下 降。 （4）离子型表面活性剂加入到非离子型表面活性剂 中会使其浊点升高。 这是由于离子型表面活性剂 在表面吸附层及胶束插入非离子型表面活性剂部 分，使其坚实，使其与水的亲和力增强。
六、聚氧乙烯型表面活性剂的亲水性和浊点 1、亲水性 亲水性是因为聚氧乙烯链中氧原子与水分子的 氢键作用，分子中醚键的原子与水中氢原子以微弱 的化学力结合为氢键，因而增大了其在水中的溶解 度。
疏水基 O O O O CH2 CH 2 CH2 CH 2 CH2 CH 2 CH2 CH 2 CH2 CH 2 CH2 CH 2 O O O (a) 带有曲折形聚氧乙烯链的非离子活性剂（水合状态） 疏水基 O CH2 CH2 O CH2 CH2 O CH2 O CH2 CH2 O CH2
五、酸性橙Ⅱ法—两性表面活性剂法、阳离 子 原理：酸性橙Ⅱ染料与两性及阳离子活性剂 能生成1：1的络合物，在PH＝1～2时，两 者均可以被氯仿萃取出来，当PH=3.5时， 只有阳离子活性剂的络合物被萃取出来。
五、聚氧乙烯化的离子型表面活性剂
C6H33O(C2H4O)nH + H2SO4 O RO(CH2CH2O)n P ONa ONa 烷基聚氧乙烯磷酸脂钠 C6H33O(C2H4O)nSO3H 16烷基聚氧乙烯硫酸脂
以上产品具有较高的净洗能力，低泡性，耐碱、 耐硬水和电解质，并耐高温，有中等湿润能力，而 且还有很好的润滑性
（3）阳离子与非离子的组合
C12H25 N CH3
CH2CH2O nH CH2CH2O nH
第二节 非离子表面活性剂 一、定义 非离子表面活性剂：是含有（－OH）羟基或醚键 （－O－），并以它们作为亲水基的一种表面活 性剂，且在水中不离解。 二、特点 1 、在水溶液中不是离子状态，稳定性高； 2、 不受电介质无机盐类的影响，也不受酸碱的影 响； 3 、与其它表面活性剂相溶性好，能很好的混合使 用； 4 、在水及有机溶剂中有很好的溶解性； 5 、由于在溶解时不电离，故在一般固体表面不易 发生强烈吸附。
3、非离子表面活性剂 采用鉴定阴离子表面活性剂的操作，如果水 溶液层呈乳状，或两层基本为同一颜色， 则表明有非离子表面活性剂存在。
二、溴酚蓝法——阳离子的鉴定 1、酸性溴酚蓝法——铵盐、胺类 这一方法最适用于鉴定季胺盐，其它阳离子 表面活性剂也可应用。 酸性溴酚蓝溶液配制：0.2N醋酸钠75ml＋ 0.2N的96％乙醇溶液20ml，调PH＝3.6～ 3.9 方法:将待测试样的1％水溶液调PH＝7，将 2～5滴试样加入到10ml溴酚蓝溶液中，如 果有阳离子表面活性剂，则溶液呈深蓝色。
四、硫氰酸钴法——阴离子、阳离子、非离 子硫氰酸钴试剂配制：称取174克硫氰酸钴 和28克硝酸钴共溶于1升蒸馏水中。 方法：取5ml硫氰酸钴试剂和5ml1％待测试样 于一试管中，振荡混合均匀，静置2小时后 观察溶液的颜色。若溶液呈红紫色或紫色， 则表明待测试样为阴离子型表面活性剂， 且无非离子型；若溶液呈蓝色，则表明有 聚氧乙烯型非离子表面活性剂；如果生成 蓝紫色沉淀而且溶液呈红紫色，则表明有 阳离子存在。
2、阳离子的鉴定 原理：亚甲基兰溶解于水而不溶于有机试剂， 置换反应 方法：取亚甲基兰溶液和氯仿各5ml于一试管 中，加阴离子表面活性剂标准溶液1～2滴， 振荡之，氯仿层呈明显的蓝色，再加试液 （约1％数滴），激烈振荡，观察氯仿层变 1 化，随试剂的增加，如果氯仿层的蓝色变 淡直至无色，则表明有阳离子表面活性剂 存在。
第三节、表面活性剂的分析与鉴定 一、 酸性亚甲基兰法——阴离子、阳离子、非离子 1、阴离子的鉴定 原理：亚甲基兰不溶于氯仿而溶于水，它能与阴离 子表面活性剂反应形成可溶于氯仿的蓝色络合物， 从而使蓝色从水相转移到氯仿中。 方法：取亚甲基兰溶液5ml和氯仿5ml于一支试管中， 剧烈振荡后放置分层，氯仿层一般为无色，水层 呈蓝色。把约为1％的试样滴加一滴于试管中，上 下激烈振荡后静置分层，若氯仿层呈蓝色，再继 续滴加试样，如此操作至滴完10滴为止，此时氯 仿呈深蓝色，水溶液几乎为无色，表明试液内有 阴离子表面活性剂。
三、类型 1、聚氧乙烯型 2、多元醇型
四、聚氧乙烯型非离子表面活性剂 聚氧乙烯型非离子表面活性剂是含有易反应的 氢原子的疏水基加上环氧乙烷制成的，所谓易反 应的氢原子就是－OH、－COOH、－NH2、－ CONH2中的氢原子。因为这些原子团中的氢原子 结合得比较松散，容易移动和起反应。因此与上 述原子团结合的疏水基都可以与环氧乙烷反应， 生成聚氧乙烯型非离子表面活性剂。
O C11H23 C N(C2H4OH ) 2 NH(C H OH) 2 4 2
4、环氧丙烷和环氧乙烷加成物
HO CH 2CH 2O
a
CH 2CH O CH3
b
CH 2CH 2O
c
H
亲水基： • 亲油基：
CH 2 CH 2 O
CH 2 CH O CH3
甲基的空间阻碍使氧不能与水形成氢键 整个分子亲水、亲油性大小可以通过调节分子中的 a、b、c摩尔数即环氧乙烷、环氧丙烷的摩尔比 等实现。
C9H19 OH
+
+ nCH2 CH2 C9H19 O O
CH2 CH2 O
n
H
1、高级醇环氧乙烷加成物 天然高级醇：椰子油还原醇：C12 ～ C18 ,牛脂还原 醇C12 ～ C18 ， 资源少价格高，很少用。 合成高级醇：分子量分布广，资源丰富，价格便宜， 广泛应用。
C12H250H + nCH2 CH2 C12H25 O CH2 CH O 2 O