第七章-非离子表面活性剂
非离子型表面活性剂
C C O C C O C C O
O
C C C O
O CC
O C O
C C
锯齿型(无水时)
曲折型（水溶液中）
各种聚乙二醇型非离子表面活性剂的亲水基 的原料均为环氧乙烷。
A 乙氧基化反应的影响因素
环氧乙烷由于结构呈三节环而具有强的 开环反应能力。它与含有活泼氢的高级 醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺和酰胺等 一类化合物发生乙氧基化反应而生成各 种聚乙二醇型非离子表面活性剂。
a间歇式反应：环氧乙烷开环为放热反应，温度 135-180℃，温度过高，色泽加深；压力0.1470.245MPa；催化剂用量为脂肪醇的0.1—0.5% （质量百分数）。
b连续式反应：温度190-250℃；压力 2.16MPa；催化剂用量为脂肪醇的0.2% （质量百分数）；停留时间15min。环氧 乙烷转化率达99.5%。
影响因素①反应物的结构 在碱性催化剂 下，含活泼氢化合物与环氧乙烷加成的 加成反应速度：醇-OH > 酚-OH > 酸OH 加成反应速度随酸度的增加而降低。仲 醇和叔醇需用碱性催化剂；脂肪胺酸度 弱，可以在无催化剂或酸性催化剂下反 应。
②催化剂 金属钠、甲醇钠、乙醇钠、氢 氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、 醋酸钠等。碱性催化剂的碱性越强，活 性越强。 195-200℃，前5种催化剂活性相同，后3 种则较低； 135-140℃，前4种催化剂活性相同，氢 氧化钠活性较低，后3种则无活性。
+
CH2 O ROCH2CH2OH CH2 RO(CH2CH2O)nCH2CH2OH
CH2 ROCH2CH2OH + n O
前2种方法得到分布均匀的产品；方法c，两步反应的 速率不同，开始速率较慢，醇的单醚生成后反应加快。 反应过程中RO-形成起着主要作用。
非离子表面活性剂
非离子表面活性剂非离子表面活性剂在水溶液中不电离。
其分子结构中的亲油基团与离子型表面活性剂大致相同，但亲水基主要是由羟基和聚氧乙烯链（即含氧基团）构成。
正是由于这一结构特点，非离子表面活性剂则较离子型表面活性剂有一系列优点。
如在水溶液中不是呈离子状态，所以稳定性高，不易受强电解质的影响，也不易受酸、碱的影响，与其他类型的表面活性剂的相容性好，在水和有机溶剂中皆有较好的溶解性能。
由于亲水基中羟基的数量不同和聚氧乙烯链长度不同，可以合成仅微溶于水到强亲水性的多种系列非离子表面活性剂。
由于这一差异，HLB值不同，其溶解、润湿、浸透、乳化、增溶等特性也就不同。
非离子表面活性剂大部分呈液态或低熔点蜡状物，这也与离子型表面活性剂不同。
随温度的升高，许多种非离子表面活性剂溶解度降低，甚至变得不溶。
1 .多元醇型多元醇型非离子表面活性剂是将多元醇与脂肪酸进行酯化，使其中的部分羟基合成为脂肪酸酯，并以残余的羟基作为亲水基团的一类非离子表面活性剂。
常用的多元醇如丙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇、甘露醇、木糖醇以及聚甘油等。
所用的脂肪酸为。
8~22直链饱和或不饱和酸。
这类表面活性剂主要用作乳化剂。
常用的品种有：单硬脂酸甘油酯，单硬脂酸二甘醇酯，单月桂酸丙二醇酯，单月桂酸缩水山梨醇酯，单硬脂酸缩水山梨醇酯，单油酸缩水山梨醇酯。
各种脂肪酸的山梨醇酯商品名为SPan（斯盘）O2 .烷基醇酰胺这是一类用途广泛、使用频率较高的非离子表面活性剂，主要用作发泡剂、稳泡剂、增溶剂、增稠剂和调理剂等。
烷基醇酰胺是由脂肪酸或脂肪酸甲酯与乙醇胺类直接缩合而成，乙醇胺类包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和异丙醇胺等。
脂肪酸通常用椰子油或月桂酸。
常与其他表面活性剂复合使用，借以提高去污力和泡沫稳定性。
3 .聚氧乙烯型聚氧乙烯型是非离子表面活性剂中数量最大、用途最广泛的一大类产品。
亲油基包括高级脂肪醇、高级脂肪酸、烷基酚类、烷基酰胺类、多元醇酯类以及其他带有活性基的化合物。
第7章_非离子表面活性剂[表面活性剂化学-天大]
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HLB=E/5
HLB=20（1-S/A）
E:加成环氧乙烷的重量百分数； S:多元醇酯的皂化价；A:原料脂肪酸的酸价。
不同HLB值的表面活性剂应用性能
HLB值 用途 3~6 W/O乳液 7~15 润湿渗透 8~18 O/W乳液 13~15 洗涤去污 15~18 增溶
9
7.2.2 浊点及亲水性
（1）浊点的定义和意义 非离子型表面活性剂的亲水性是通过表面活性剂与水 分子之间形成氢键的形式体现出来的。 当表面活性剂的水溶液温度升高时，分子的热运动加 剧、结合在氧原子上的水分子脱落，形成的氢键遭到破坏， 使其亲水性降低，表面活性剂在水中的溶解度下降。当温 度升高到一定程度时，表面活性剂就会从溶液中析出，使 原来透明的溶液变混浊，称这时的温度为非离子表面活性 剂的浊点（Cloud Point）。
(3)不易受酸碱的影响；
(4)与其它类型表面活性剂的相容性好； (5)在水和有机溶剂中皆有较好的溶解性能； (6)此类活性剂的产品大部分呈液态和浆态，使用方便； (7)随着温度的升高，很多种类的非离子表面活性剂变得不 溶于水，存在“浊点”。
4
7.1.3 分类
按其亲水基结构的不同，主要有聚乙二醇型和多 元醇型两大类，此外还有聚醚型，配位键型非离 子表面活性剂。 根据化学结构分类有：
18
(2)随着聚氧乙烯聚合度的增加，表面活 性剂的亲水性增强，cmc提高。
C16H33O(CH2CH2O)nH的临界胶束浓度(25℃)
n 6 1.0×10-6 7 1.7×10-6 9 2.1×10-6 12 2.3×10-6 15 3.1×10-6 21 3.9×10-6
cmc（mol/L）
19
①疏水基的种类 疏水基的亲油性越大，其 表面活性剂的亲水性越低，浊点就低；反之，由 亲油性小的疏水基构成的表面活性剂水溶性较大， 其浊点较高。
表面活性剂非离子表面活性剂ppt课件
OP系列：辛基酚聚氧乙烯醚，R＝C8H17－ Octyl phenol polyoxyethylene （n）
如：OP－10 即EO＝10
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
▪ AEO的性质和应用 • 去污能力（主要）
C13～C16比较好，EO＝9,10，洗涤较好。 随着EO数的增加，去污能力增强。 • 润湿性 C13，EO＝5～15，润湿性好 随着EO数的增加，润湿时间延长 • 起泡性 C10，EO＝7.5～10；C13，EO＝15～20 若接PO（环氧丙烷），泡沫下降，消泡剂
RX（CH2CH2O）nCH2CH2O－ ＋ RX（CH2CH2O）mH RX（CH2CH2O）n+1H ＋ RX（CH2CH2O）m－1 CH2CH2O－
链转移使反应产物分子量增不大。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
• RX－与RXCH2CH2O－相对活性的影响
它们的相对活性取决于RXH和RXCH2CH2OH的相 对酸性。
一、RXH的酸性大于RXCH2CH2OH
此类物质有：RCOOH、RSH、 R
OH
由于RXH的酸性强，给出质子后稳定，即其共轭
碱RX－反应活性弱。所以：
RXCH2CH2O－ ＋ RXH
RXCH2CH2OH ＋ RX－
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
非离子表面活性剂
非离子表面活性剂非离子表面活性剂是一种化学物质，常用于清洁、乳化和增稠等工业和家居应用中。
它具有许多独特的性质和优点，因此被广泛应用于各个领域。
本文将介绍非离子表面活性剂的定义、分类、特性、应用和安全性等方面内容。
非离子表面活性剂是一类在水溶液中不离解的表面活性剂，其分子结构中不含带电离子基团。
根据其分子结构，非离子表面活性剂可分为烃基聚氧乙烯醚类、烃基聚氧乙烯醚和烃基聚氧丙烯醚类等多种类型。
这些表面活性剂具有较强的渗透性、增溶性和润湿性，对水和油脂都有良好的分散和乳化作用。
在应用方面，非离子表面活性剂广泛用于日化产品、清洁剂、农药、润滑剂、医药、纺织、塑料、橡胶等行业。
例如，非离子表面活性剂被用于制造洗发水、沐浴露、洗衣液、洗洁精等家居清洁用品。
它能够有效去除污垢、渗透纤维，增强清洁效果。
非离子表面活性剂还被广泛应用于农药和农产品保护中，可以提高农药在植物表面的附着性、分散性和吸附性，提高农药的药效，增加农作物的产量。
此外，在药物制剂中，非离子表面活性剂可以作为辅料，帮助药物分散、溶解和吸收。
非离子表面活性剂不仅具有广泛的应用领域，还有许多其他特点。
首先，它们对环境友好，不会产生污染物。
其次，非离子表面活性剂具有较高的温度稳定性和抗硬水性，适用于各种环境条件下的使用。
同时，它们对皮肤和眼睛刺激性较低，毒副作用较小，符合环保和安全要求。
尽管非离子表面活性剂具有许多优点，但也存在一些潜在的风险。
在使用过程中，人们需要注意避免长时间接触、吸入或摄入非离子表面活性剂，防止对人体健康造成影响。
此外，合理使用和储存非离子表面活性剂也非常重要，避免与其他化学物质混合反应或引发火灾。
综上所述，非离子表面活性剂作为一种重要的化学物质，在工业和家居应用中发挥着巨大的作用。
我们应充分了解和认识非离子表面活性剂的特性、应用和安全性，合理使用和管理这些化学物质，以保障人体健康和环境的安全。
《非离子表面活性剂》课件
3 创新研发
研发新型非离子表面活性 剂，以满足不同行业的需 求，将进一步推动市场发 展。
总结和展望
通过这次PPT课件，我们了解了非离子表面活性剂的定义、分类、性质和特点、 应用领域、制备方法以及市场前景。非离子表面活性剂在各个行业中起着重 要作用，具有巨大的发展潜力。让我们共同分享这种令人兴奋的化学世界吧！
非离子表面活性剂的性质和特点
温和性
非离子表面活性剂对皮肤和眼睛刺激小，温和 性高。
可溶性
非离子表面活性剂在水和有机溶剂中都具有良 好的溶解性。
稳定性
非离子表面活性剂在各种温度、pH值和电解质 条件下具有良好的稳定性。
乳化性
非离子表面活性剂能够稳定乳液，并提高乳液 的质量和稳定性。
非离子表面活性剂的应用领域
与离子表面活性剂不同， 非离子表面活性剂的分子 不带任何离子电荷。
它们在水和有机溶剂中具 有良好的溶解性，具有广 泛的应用领域。
非离子表面活性剂的分类
醚型非离子表面活性 剂
由氧原子连接的疏水链与亲水 头基相连。
胺型非离子表面活性 剂
由胺基与亲水头基相连。
硅型非离子表面活性 剂
由有机硅链与亲水头基相连。
清洁产品
非离子表面活性剂常用于制造洗 涤剂、洗洁精和清洁剂等清洁产 品。
个人护理产品
非离子表面活性剂在护发、沐浴 和化妆品中起着重要作用。
工业涂层
非离子表面活性剂可用于制造工 业涂料和涂层，提供防腐、防水 和耐磨性能。
非离子表面活性剂的制备方法
1
酯交换法
通过酯化反应得到非离子表面活性剂。
2
环氧化合物反应
将环氧化合物与表面活性剂反应制备非离子表面活性剂。
3
非离子表面活性剂
非离子表面活性剂英文：nonionicsurfactant；non-ionicsurfaceactiveagent；non-ionics非离子表面活性剂溶于水时不发生解离，其分子中的亲油基团与离子型表面活性剂的亲油基团大致相同，其亲水基团主要是由具有一定数量的含氧基团(如羟基和聚氧乙烯链)构成。
近20多年来，非离子表面活性剂发展极为迅速，应用越来越广泛，今后数年仍会保持这一势头。
由于非离子表面活性剂在溶液中不是以离子状态存在，所以它的稳定性高，不易受强电解质存在的影响，也不易受酸、碱的影响，与其他类型表面活性剂能混合使用，相容性好，在各种溶剂中均有良好的溶解性，在固体表面上不发生强烈吸附。
非离子表面活性剂大多为液态和浆状态，它在水中的溶解度随温度升高而降低。
非离子表面活性剂具有良好的洗涤、分散、乳化、起泡、润湿、增溶、抗静电、匀染、防腐蚀、杀菌和保护胶体等多种性能，广泛地用于纺织、造纸、食品、塑料、皮革、毛皮、玻璃、石油、化纤、医药、农药、涂料、染料、化肥、胶片、照相、金属加工、选矿、建材、环保、化妆品、消防和农业等各方面。
非离子表面活性剂按亲水基团分类，有聚氧乙烯型和多元醇型两类。
用途非离子表面活性剂在水中不发生电离，是以羟基(一OH)或醚键( R—O—R′)为亲水基的两亲结构分子，由于羟基和醚键的亲水性弱，因此分子中必须含有多个这样的基团—才表现出一定的亲水性，这与只有一个亲水基就能发挥亲水性的阴离子和阳离子表面活性剂是大不相同的。
正是由于非离子表面活性剂具有在水中不电离的特点，决定了它在某些方面较离子型表面活性剂优越，如在水中和有机溶剂中都有较好的溶解性，在溶液中稳定性高，不易受强电解质无机盐和酸、碱的影响。
曲于它与其他类型表面活性剂相容性好，所以常可以很好地混合复配使用。
非离子表面活性剂有良好的耐硬水能力，有低起泡性的特点，因此适合作特殊叭洗涤剂。
由于它具有分散、乳化、泡沫、润湿、增溶多种性能，因此在很多领域中都有重要用途。
非离子表面活性剂
非离子表面活性剂非离子表面活性剂在产量上是仅次于阴离子表面活性剂的重要品种，在各种工业和民用领域被大量使用。
这类表面活性剂在结构上的特点是含有能与水生成氢键的醚基、自由羟基等亲水基。
非离子型表面活性剂因其结构上的特点，而具有不同于离子型表面活性剂的物理化学性质。
随着石油化工的发展，合成这类表面活性剂所用的原料——环氧乙烷等的成本不断降低，因此消费量正在逐渐增长。
一、非离子型表面活性剂的定义。
所谓的非离子型表面活性剂是一类在水溶液中不电离出任何形式的离子，亲水基主要由有一定数量的含氧非离子表面活性剂（性能）集团（一般为醚基或羟基）构成亲水性，靠与水形成氢键实溶解的表面活性剂。
正式由于非离子型表面活性剂在水中不电离，不以离子形式存在，因此决定了它在某些方面比离子型表面活性剂优越，具有以下特点：①稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响；②不易受Mg2+、Ca2+的影响，在硬水中使用性能好；③不易受酸碱的影响；④与其他类型表面活性剂的相容性好；⑤此类表面活性剂的产品大部分呈液态和浆态，使用方便；⑥随着温度的升高，很多种类的非离子表面活性剂变得不溶于水，存在“浊点”，这也是这类表面活性剂的一个重要特点。
二、非离子表面活性剂的分类。
非离子表面活性剂的疏水基多是由含有活泼氢原子的输水基团，按其亲水基结构的不同，非离子型表面活性剂主要分为聚乙二醇型和多元醇型两大类，其他还有聚醚型、配位键型非离子表面活性剂。
①聚氧乙二醇型聚乙二醇型非离子表面活性剂包括高级醇环氧乙烷加成物，烷基酚环氧乙烷加成物，脂肪环氧乙烷加成物，高级脂肪酰胺环氧乙烷加成物。
②多元醇型多元醇型非离子表面活性剂主要有甘油的脂肪，季戊四醇的脂肪酸脂，山梨醇及失水山梨醇的脂肪酸脂。
三、非离子表面活性剂的性质非离子表面活性剂在水中不电离，其表面活性是由中性分子体现出来的。
该类表面活性剂具有较高的表面活性，其水溶液的表面张力低，临界胶束浓度亦低于离子型表面活性剂；胶束聚集数大，导致其增溶作用强，并具有良好的乳化能力和润湿能力。
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(4)由于在溶液中不电离，故在一般固体表 面上不易发生强烈吸附。
(5)聚氧乙烯型非离子表面活性剂的物理化 学性质强烈依赖于温度，随温度升高， 在水中变得不溶(浊点现象)。但糖基非 离子表面活性剂的性质具有正常的温度 依赖性，如溶解性随温度升高而增加。
(6)非离子表面活性剂具有高表面活性，其 水溶液的表面张力低，临界胶团浓度低， 胶团聚集数大，增溶作用强，具有良好 的乳化力和去污力。
酚
聚氧乙烯
醚 OP-10
1 脂肪醇聚氧乙烯醚 平平加 环氧乙烷
3 聚氧乙烯烷基酰醇胺 RCO-NH-(CH2CH2O)n-H
RCO-NH-CH2CH2 -OH 尼诺尔
4 脂肪酸聚氧乙烯烷酯 R-COO-(CH2CH2O)n-H
5 聚氧乙烯烷基胺
6 多元醇表面活性剂 单硬脂酸甘油酯
季戊四醇酯 失水山梨醇酯
7.1 概述 7.2 非离子表面活性剂的性质 7.3 合成聚氧乙烯表面活性剂的基本反
应——氧乙基化反应 7.4 非离子表面活性剂的合成
本章重点
掌握非离子表面活性剂的性质 熟悉非离子表面活性剂的合成方法 了解非离子表面活性剂的应用
7.1 概述
什么是非离子性表面活性剂呢？？
非离子型表面活性剂在水溶液中不电离 其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团（醚基或羟基） 与水构成氢键实现溶解的一类表面活性剂
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面 比离子型表面活性剂优越
非离子表面活性剂特点
1 2 3 4 5 6 7
特点
(1)是表面活性剂家族第二大类，产量仅次 于阴离子表面活性剂。
(2)由于非离子表面活性剂不能在水溶液中 离解为离子，因此，稳定性高，不受酸、 碱、盐所影响，耐硬水性强。
(3)与其它表面活性剂及添加剂相容性较好， 可与阴、阳、两性离子型表面活性剂混 合使用。
7.2.2.3 水 数
将1.0g非离子表面活性剂溶于30mL二氧六环中 向得到的溶液中滴加水直到溶液浑浊
这时候所消耗的水的体积 mL 叫水数
水数也可用来表示非离子表面活性 剂的亲水性，水数上升，亲水性增 强。
二氧六环 CAS No.：123-91-1 化学名：1，4-二氧六环 商品名：二氧六环 英文名：1，4-Dioxane 分子式：C4H8O2 分子量：88.106 规格：Q／321283GRC03-2003 性状：无色、微有醚香透明液体，具有醚类的一般特性，易燃 密度：1.030-1.035g／ml（20℃） 沸点：101℃ 凝固点：10.5-12℃ 蒸发残渣：≤0.01％ 酸度：≤0.01％（以CH3COOH计） 醛：适合试验 水份：≤0.1％ 过氧化物：≤0.005％（以H2O2计） 含量：≥99.5％
当温度升高到一定程度时，表面活性剂从溶液中析出， 使原来透明的溶液变浑浊，这时的温度为浊点。
7.2.2.2 影响非离子表面活性剂浊点的因 素
浊点随着环氧乙烷加成数的增加而升高。 但到100℃以上后，上升率非常缓慢。
影响因素有： 1）疏水基的种类 2）疏水基碳链的长度 3）亲水基的影响 4）添加剂的影响
S 多元醇酯的皂化值 A 原料脂肪酸的的酸值
7.2.2 浊点及亲水性
+ H2O
7.2.2.1 浊点及亲水性
1、浊点的定义及意义 凡有活性氢的化合物均可与环氧乙烷
缩合制成聚乙二醇型非离子表面活性剂。 这类表面活性剂的亲水性，是靠分子中的 氧原子与水中的氢形成氢键、产生水化物 而具有的。
聚乙二醇链有两种状态：在无水状态 时为锯齿型，而在水溶液中主要是曲折 型。
锯齿型
蜿曲型
在水中成为曲折型时，亲水性的氧原子即被置于链的外 侧，憎水性的-CH2-基位于里面，因而链周围就变得容易与 水结合。此结构虽然很大，但其整体恰似一个亲水基。因 此，聚乙二醇链显示出较大的亲水性。
分子中环氧乙烷的聚合度越大，即醚键-O-越多，亲水 性越大。
氢键的键能较低，结构松驰。当表面活性剂的水溶液温 度升高时，分子的热运动加剧，结合在氧原子上的水分子 脱落，形成的氢键遭到破坏，使亲水性降低，表面活性剂 在水中的溶解度下降。
O
OH
O
CH2 CH CH CH2 O C R
HO CH CH OH
7 聚醚表面活性剂
聚氧乙烯 - 聚氧丙烯 共聚
三嵌段共聚物
8 其它类型表面活性剂
高级硫醇 配位健型
7.2 非离子表面活性剂的性质
7.2.1 HLB值
亲油 | 亲水
HLB值 0 1 3 6 7 8 10 12 13 15
分类
按亲水基结构的不同，分为 1、聚乙二醇型：由含有活泼氢的憎水性 原料同环氧乙烷加成应反应制成。 2、多元醇型：脂肪酸与多元醇如甘油、 失水山梨醇、蔗糖等生成的多元醇部分 酯。
分 类
聚乙二醇型
多元醇型
2 烷基酚聚氧乙烯醚
R
O ( C H2C H2O)n H
C9H1 9
壬基
O ( C H2C H2O)1 0H
1）疏水基的种类 疏水基的亲油性越大，表面活性剂的亲水性越
低，浊点越低。 2）疏水基碳链的长度
同类亲油基，碳数越多，疏水性越强，相应的 亲水性越弱，浊点降低。 3）亲水基的影响
疏水基固定时，浊点随环氧乙烷加成数或聚氧 乙烯链长的增加而升高，亲水性增加。 4）添加剂的影响
添加非极性物质，浊点升高，添加芳香族化合 物或极性物质，浊点下降；加入NaOH等碱性物质 时，浊点急剧下降。
W/O乳化剂
| 润湿剂 |—增溶剂——| |
|去污|
聚乙二醇
|—— 渗透作用 ———|
| ——— O/W 乳化剂 ————|
1 聚乙二醇型非离子表面活性剂 HLB值
HLB = E / 5 E 加成聚环氧乙烷的质量分数
2 多元醇型非离子表面活性剂 HLB值 HLB = 20 ( 1 – S / A )
(7)与离子型表面活性剂相比，非离子表面 活性剂一般来讲起泡性能较差，因此适 合于配制低泡型洗涤剂和其它低泡型配 方产品。
(8)非离子表面活性剂在溶液中不带电荷， 不会与蛋白质结合，因而毒性低，对皮 肤刺激性也较小。
(9)非离子表面活性剂产品，大部分呈液态 或浆状，这是与离子型表面活性剂不同 之处。