表面活性剂的制备
表面活性剂的合成.doc
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CH-CH2SO 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：SOSOSOSO2RSOCl2RSO2RSO2RSO2SO2RSO 3HH 2SO 4RSO 2ClRSO 33.α－烯基磺酸盐（AOS ）CH 2CH CH 2SO 32SO 3Na 2CH 2SO 3NaOH3CH2CH CHSO3CH CHCH2SO3H4.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 3CH 2CH(CH)3CH 3CH 2CH(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。
典型表面活性剂的生产技术—非离子表面活性剂的生产
月桂酸
CH2 OH
CH2 OH
C15H31COOH + HOCH2 C CH2OH
棕榈酸
CH2OH
季戊四醇
C11H23COOCH2 CHOH + H2O CH2OH
C15H31COOCH2
CH2OH C CH2OH + H2O CH2OH
2、脂交换法
C11H23COO C11H23COO C11H23COO
醇类与环氧乙烷加成物的组成分布受催化剂种类的影 响：一般用碱性强的催化剂，产物分布较Poisson(泊松)分 布宽，与Weibull分布接近；用碱性较弱的碱或碱土金属氢 氧化物作催化剂，得到的产物分布窄得多。
(一) 脂肪醇聚氧乙烯醚
1、概述 脂肪醇聚氧乙烯醚是近代非离子型表面活性剂中最重
要的一类产品。在最近十年内，AEO产量的增长速度非常 快，其原因主要有：家用重垢洗涤剂消耗量很大、生化降 解性优良、价格低廉，几乎是所有表面活性剂中价格最低 者，大量消耗于加工AES。
• 壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)最多，占8０％ 以上； • 辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)，占l5％ 以上； • 十二烷基酚聚氧乙烯醚(DPEO) • 二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)各占1％左右。
APEO具有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和洗 涤作用，广泛应用于洗涤剂、个人护理的日用化工、纺织、 造纸、石油、冶金、农药、制药、印刷、合成橡胶、合成树 脂、塑料等行业。其中，主要用作洗涤剂，其次是纺织助剂。 它对酸、碱及氧化剂都较稳定，不易水解，成本也较低；缺 点是生物降解性较差。澳大利亚等十个国家均在2000年前已 经取代和停用该化学品。如我国的洗衣粉国家标准GB1317l1997就提出禁用烷基酚聚氧乙烯醚。
表面活性剂起始剂原料制备
表面活性剂起始剂原料制备1、目前国内表面活性剂类生产企业主要为EO阴离子开环聚合反应，起始剂多为醇、氨类含有活泼H的原料，催化剂类型多采用金属性较强的碱性单质或碱性固体/液体，如KOH、NAOH。
常温下，类似上述的碱性催化剂经过1-2年放置不会出现性能不稳定或变色的现象发生。
其不具备氧化的条件，但此类催化剂吸水性较强，应保持在密闭、干燥的条件下保存。
但部分碱性催化剂在高温、高湿的情况下，会发生与水的反应，释放出一定的热量会导致催化剂变质，还可能导致发生火灾、爆炸等情况发生。
2、不论平平加类原料，还是多元醇类原料，在原料起始剂制备过程或通入任何环氧化物的反应过程阶段都会遇到一个现象。
原料如自身不存在质量问题，经泵输送自动投加，或人工手动加料阶段，该阶段如低温、暴露在空气的条件下，短时间内，原料是很难发生质量、外观变化的。
加入催化剂后，经常温混合或加热，通常在氮气保护下。
在该类情况下，醇溶液电离出的OH与碱溶液电离出的K-OH，即可形成C-OH+K，最终形成OK的模式。
通过不断移除水分，使离子反应正向移动，该阶段不断电离或继续反应，终究还是有一部分水分无法完全移除，导致过量的碱性物质仍旧存在起始剂之中。
3、含有C-C单键/C=C双键的原料，若催化剂是温和的碱，如氢氧根离子或醇负离子，则羟醛反应可通过形成共振-稳定的烯醇负离子而亲核进攻另一分子羰基化合物。
其产物为羟醛产物的醇盐，而后自身脱水得到不饱和羰基化合物，因此起始剂物质，极容易在高温、少量接触氧气的条件下，依旧会发生色系加深的现象。
如水分残留量小，更容易形成不饱和羰基化合物。
不过100℃左右的温度，即便暴露在空气中，起始剂也不会发生色变。
当温度超过130℃以上时，起始剂极容易发生色变，色变为突发状态，基本排除了氧化反应造成这一现象。
应该是高温导致部分C-O-H与自身羰基结构，在碱性条件下进一步发生羟醛，形成更多的羰基类物质，导致色变加剧。
当遇到其他结构的物质与其反应是，结构被破坏，导致由特殊色系变为其他颜色。
生物表面活性剂的制备与应用技术
生物表面活性剂的制备与应用技术生物表面活性剂是一类用于改善生物液体表面张力的分子，能够降低液滴状液体的表面张力，使其能够扩展到很大的面积。
生物表面活性剂广泛应用于生物医学、食品、日用化学品等领域，如乳化剂、分散剂、吸附剂、抗氧化剂等，其制备与应用技术也呈现出多样化的特点。
一、生物表面活性剂的制备方法1. 微生物法微生物法是一种制备生物表面活性剂的重要方法，可利用大肠杆菌、放线菌、生黄芽孢、酵母菌等微生物制备生物表面活性剂。
其中，大肠杆菌制备生物表面活性剂的过程是细菌在碳氮源限制的环境下，通过合成菌体膜以及菌体外表面的脂多糖等物质来产生生物表面活性剂。
2. 植物发酵法植物发酵法制备生物表面活性剂是一种环保的技术，该方法以植物为原料，选用多种质量优良的植物发酵菌株，经过人工培养，从菌株分泌的代谢产物中提取纯化生物表面活性剂。
3. 合成法生物表面活性剂的合成法主要包括两部分，一个是通过化学手段加工制作得到新的表面活性剂，另一个是通过改造和修饰天然表面活性剂来得到新的表面活性剂。
二、生物表面活性剂的应用技术1. 生物医学领域生物表面活性剂在生物医学领域的应用非常广泛，可以用于制备口腔护理剂、注射剂、外科手术抗菌剂等。
此外，还可以制备抗菌结石剂、生物支架材料、药物输送系统等。
2. 食品领域生物表面活性剂在食品领域中的应用集中在乳制品中，可以用作稳定乳液、干酪、奶油、黄油、鲜奶等的乳化剂和分散剂。
3. 日用化学品领域生物表面活性剂在日用化学品领域中的应用较广，可以用于制备洗涤剂、杀虫剂、肥皂、口红、洗发水、护发素等。
有些生物表面活性剂还可以用于改善护肤品的敏感性和亲水性。
4. 其他领域生物表面活性剂还可以用于土壤恢复、环境治理、动物营养增强等领域，如制备农药、肥料、添加剂等。
三、生物表面活性剂的市场前景生物表面活性剂是未来发展的重要方向之一，具有广阔的市场前景和潜力。
随着环保与可持续发展意识的不断提高，生物表面活性剂的制备与应用技术也将得到大力发展，有望成为代替传统表面活性剂的新型环保产品。
表面活性剂合成2
琥珀酸单酯磺酸盐在室温时水中的溶解度很低，成品 呈白色膏状，溶解度随温度升高而增大，随碳链的增 长而减小。琥珀酸酯磺酸盐具有较低的表面张力和良 好的抗硬水性能，其去污力优于多数阴离子或非离子 表面活性剂。
琥珀酸单酯磺酸盐系列表面活性剂突出的优点是对皮 肤和眼睛的刺激性小，甚至比两性表面活性剂更温和
优良的润湿性能、乳化性能、去污力及发泡能力，生 物降解性良好。一般地，脂肪醇硫酸盐的溶解度随碳 链增长而下降，C12～C14衍生物的溶解度较好。C14～ C18醇硫酸盐具有较好的洗涤性，C15醇硫酸盐具有最大 泡沫力，C12以上都具有优良的润湿能力。
脂肪醇及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐的用途
洗涤剂、香波的主要成分，乳化剂、牙膏发泡剂等。
在印染加工中，渗透剂OT可用于织物的前处理加工中， 处理棉、麻、粘胶及其混纺织物，处理后的织物可不 经精练直接进行漂白或染色，可改善因死棉造成的染 疵。
② 渗透剂OT的制备
渗透剂OT是由仲辛醇和顺丁烯二酸酐在酸性催化剂存 在下反应生成顺丁烯二酸双酯，然后以亚硫酸氢钠进 行磺化处理而制得的，合成反应式如下：
HOCH2CH2SO3Na
羟乙基磺酸钠
CH3NH2
+
HOCH2CH2SO3Na
255~265℃
180~220atm
CH3
HN CH2CH2SO3Na + H2O
N-甲基牛磺酸钠
C17H33COCl
CH3 + HN CH2CH2SO3Na
O CH3
C17H33 C N CH2CH2SO3Na
胰加漂T
含芳香环的酰胺磺酸盐
40℃
反应：RH ＋ SO2 + 1/2 O2 应用：高碳烷烃磺化制磺酸。
表面活性剂的制备与应用研究
表面活性剂的制备与应用研究表面活性剂是一种广泛应用于日常生活和工业生产中的化学物质。
它可以降低液体表面的表面张力，使分子在水和油等不同介质中相互分散。
表面活性剂的制备和应用研究已经得到了广泛的关注和探索。
一、表面活性剂的定义和分类表面活性剂是一种具有亲水和疏水性质的分子，在水和油等介质中起到降低表面张力和稳定分散作用的化学物质。
根据它们的亲水性和疏水性，表面活性剂可以分为两类：阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。
二、表面活性剂的合成方法表面活性剂可以通过化学合成或微生物发酵方法进行制备。
其中，化学合成方法包括碳氢化合物基础上的合成方法、氧化合成方法、环合成方法等。
而微生物发酵方法则是利用微生物代谢或酶反应对物质进行转化和合成的方法。
三、表面活性剂的应用1.清洁剂表面活性剂在清洁剂中的应用是最为广泛的。
清洁剂包括洗涤剂、洗洁精、去污剂等，通过表面活性剂的降低表面张力，使污渍分散在水中，达到清洁的效果。
2.医药领域表面活性剂在医药领域中的应用也十分广泛，主要用于人体外用药物的制剂中。
例如，软膏、药膏、口腔清洁剂等，利用表面活性剂的稳定分散作用，使药物分散在介质中，具有更好的治疗效果。
3.食品加工领域表面活性剂在食品加工领域中的应用也逐渐扩展。
例如，乳化剂、泡沫剂、稳定剂等，可以在食品中起到保持质地和口感的效果。
四、表面活性剂的环境影响虽然表面活性剂在生产中和使用中具有很多优点，但其环境影响也是不可忽视的。
表面活性剂的排放会对水环境和土壤环境造成污染，并对生态环境和人体健康造成一定的威胁。
因此，在表面活性剂的生产和使用中，必须合理控制其排放和使用量，采用环保型表面活性剂，避免对环境造成污染。
总之，表面活性剂的制备和应用研究已经得到了广泛的关注和探索。
在未来的发展中，我们需要更加关注其环境影响，并采取有效的措施来减少其对环境的负面影响，实现可持续发展。
表面活性剂的合成及应用
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。
十二烷基硫酸钠表面活性剂的制备及性能研究
十二烷基硫酸钠表面活性剂的制备及性能研究实验七十二烷基硫酸钠表面活性剂的制备及性能研究一、实验目的1、了解表面活性剂的基本性质及应用2、学习表面活性剂的分离纯化技术、学习表面活性剂性质的测试方法 3二、实验背景十二烷基硫酸钠, 别名为月桂醇硫酸钠, 是阴离子硫酸酯类表面活性剂的典型代表, 由于它具有良好的乳化性、起泡性、可生物降解、耐碱及耐硬水等特点, 广泛应用于化工、纺织、印染、制药、造纸、石油、化妆品和洗涤用品制造等各种工业部门。
表面活性剂的开发与应用已成为一个非常重要的行业，通过本综合实验让学生掌握表面活性剂研究的最基本实验技术和知识。
三、仪器和药品仪器:三口烧瓶，搅拌装置，分液漏斗，旋转蒸发器，抽滤装置，容量瓶(50mL)，红外光谱分析仪，核磁共振，表面张力测定仪。
药品:正十二醇，氨基磺酸，尿素，浓硫酸，无水乙醇，氢氧化钠，乙醚，氯化钠，重蒸馏水。
四、实验提示1、查阅文献资料，依据实验室提供的条件，设计制备十二烷基硫酸钠的实验方案。
2、提出产物鉴定方法。
3、提出测定表面活性剂表面张力、临界胶束浓度的方法。
4、写出研究报告。
五、思考题1、采用氨基磺酸进行磺化反应的优点是什么,2、盐的加入对表面张力及临界胶束浓度有什么影响,六、参考文献[1]、陈敏，崔庆飞，氨基磺酸法合成十二烷基硫酸钠综合实验. 实验技术与管理，2007, 24(4): 35-37.[2]、陈联群, 李春兰, 叶莲, 等. 十二烷基硫酸钠的提纯与纯度测定. 内江师范学院学报, 2005, 20(6): 35-37.[3]、Alissa J. Prosser, Elias I. Franses, Newthermodynamic/electrostatic models of adsorption andtension equilibria of aqueous ionic surfactant mixtures: application to sodium dodecylsulfate/sodium dodecyl sulfonate systems, Journal of Colloid and Interface Science, 2003, 263:606-615The synthesize and properties study of sodium dodecyl sulfateThe experiment purposes1、Understanding the basic properties and application of surfactant2、Study the technology of isolation and purification for surfactant3、Study the measuremenst of surfactant propertiesBackgroundSodium dodecyl sulfate, SDS, other names for laurel sulfate, is a common type of anionic surfactant. It has excellent emulsifying, foaming property, biodegradability, good alkaline resistance, and hard water instance, etc. SDS is widely used in non-phosphorus washing powder,liquid detergents and home washing products, textile, printing and dyeing industry, petrochemical products, and industrial hard surface cleaning agents, etc. SDS is widely used in many fields such as chemical industry, textile, dyeing, pharmaceutical, paper making, oil field, detergent, cosmetic, personal hygiene aid industries and fields. Developing and application of surfactant has become an important field. The purpose of the comprehensive experiment is to Understanding the basic experiment technology and knowledge.Instruments and reagentsInstruments and apparatus: three-necked flask, agitator, pressure funnel，separalory funnel, rotaryevaporator, filtration apparatus, volumetric flask (50mL), FT-IR spectrometer, NMR equipment, surface tension meter.Reagents: dodecanol, aminosulfonic acid, urea, sulfuric acid, anhydrous alcohol, sodium hydroxide, ethyl ether, Sodium chloride, distilled water.The notice of experiment1、Consulting literature material and based on the Conditionprovided by laboratory, design the scheme of preparing SDS2、Proposes appraisal method of the product3、Proposes measurement methods for surface tension, criticalmicelle concentration 4、Provide the thesis.Question1、What is the advantages of the sulfonation reaction used aminosulfonic acid as sulfonation reagent?2、What is the effects of salt on surface tension and critical micelle concentration?Reference[1]、Chen M. Cui Q. F. The syntheses experiment of synthesis of sodium dodecyl sulfate from aminosulfonic acid, Experimental Technology and Management, 2007, 24(4): 35-37. [2]、Chen L. Q. Li C. L. Ye L. Zeng P. Zhu Y. P. Purification and purity determination of sodium dodecyl sulfate, Journal of Neijiang Teachers College, 2005, 20(6): 35-37.[3]、Alissa J. Prosser, Elias I. Franses, Newthermodynamic/electrostatic models of adsorption and tension equilibria of aqueous ionic surfactant mixtures: application to sodium dodecyl sulfate/sodium dodecyl sulfonate systems, Journal of Colloid and Interface Science, 2003, 263: 606-615合成步骤1、向配有搅拌装置的三口烧瓶中加入含40 mL正十二醇(过量部分起稀释作用)，混合均匀的9.7g氨基磺酸和2.4g尿素，再滴加少量浓硫酸，在105~110 oC 下搅拌反应70 min，用30%的NaOH溶液处理，放尽NH3后倒出即得到粗产品。