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陰離子表面(miàn)活性劑
來源:admin 發布時(shí)間:2018-10-30 次浏覽
陰離子表面活性劑
陰離(lí)子表(biǎo)面活性劑 英文化學術語: An-ionic surfactant. 表(biǎo)面活性劑的一類。在水中解離後(hòu),生成親水性陰離子。如脂肪醇硫酸鈉在水分(fèn)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(biǎo)面活性。 陰離子表面活(huó)性劑分為羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺(huáng)酸鹽和磷(lín)酸酯鹽四大類,具有較好的去污、發泡、分(fèn)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(jì)。産量占表面活性劑的首(shǒu)位。不可與陽離子表面活(huó)性劑一同使用,在水溶液中生成沉澱(diàn)而失去效力。
定義編輯(jí)
将在水中(zhōng)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。
分類編輯
從結構上把陰(yīn)離子表面活性劑分為羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸(suān)酯鹽和磷酸(suān)酯鹽四大類。
舉(jǔ)例編輯
APAM
陰離子聚丙烯酰胺(APAM)是水溶性的高分子聚合(hé)物, 主要用于各種(zhǒng)工業廢(fèi)水的絮凝沉降,沉澱澄清處理,如鋼鐵廠廢水,電鍍廠廢(fèi)水,冶金廢水,洗(xǐ)煤廢水等污水處理、污泥脫(tuō)水等。還可用于飲(yǐn)用水澄清和淨化(huà)處理。由于其分子(zǐ)鍊中含有一定數量的極性基團,它能通過吸(xī)附水(shuǐ)中懸浮的固體粒(lì)子,使粒子間架(jià)橋或(huò)通過電荷中和使粒子凝聚形成大(dà)的(de)絮凝物,故可加速懸浮液中粒子(zǐ)的沉降,有非常明顯的加快(kuài)溶液澄清(qīng),促進過(guò)濾等效果。
功能特點
陰離子聚丙烯酰胺,由(yóu)于它具有:
1、 澄清淨化作用;
2、 沉降促進作用;
3、 過濾促進作用;
4、 增稠作用及其(qí)它作用。
在廢液處理、污泥濃縮脫水、選礦、洗煤、造紙等方面,能夠充分滿足各種領域的要求(qiú)。
洗煤廢水處理方案(àn): 選煤廠對煤泥水的(de)處理(lǐ)一般情況下采用“旋流器-濃縮機-壓濾機(煤泥沉澱池)”處理工藝。一般情況下(xià)都是采購機高分子絮凝劑(聚丙烯(xī)酰胺)。高分子絮凝(níng)劑與煤(méi)泥微粒或(huò)煤(méi)泥膠體接觸作用,中和了煤泥表面的(de)電性,降低(dī)表面能,使煤泥微粒凝聚沉澱(diàn)。聚丙烯酰胺的分子量一般在百萬之間,不(bú)同粒度組成的煤(méi)泥水要選用不同分子量的絮凝劑(jì)。聚丙烯酰胺可以(yǐ)分為陰離子型聚丙烯酰胺,陽離子聚丙烯酰胺和非離子型聚(jù)丙烯酰胺三種類型。在使用聚丙烯酰胺進行水處理的時候,要保(bǎo)證類型與煤(méi)泥水的pH值相吻合,陰離子聚丙烯酰(xiān)胺的适于偏堿性煤(méi)泥水,陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的适(shì)于偏酸性煤泥水,陰離子型和陽離子(zǐ)型聚丙(bǐng)烯酰胺混合使用,煤泥水絮凝沉澱效果更好。
特點:
1、 水溶性好,在冷水(shuǐ)中也能完全溶解。
2、 添加少量本陰離子聚丙烯酰胺産品,即可收到極大的絮凝效果。一般隻需添(tiān)加0.01~10ppm(0.01~10g/m3),即(jí)可充分發揮作用(yòng)。
3、 同時使用陰離子(zǐ)聚丙烯酰胺産品和無機絮凝劑(聚(jù)合硫酸鐵,聚合氯化鋁,鐵鹽等),可顯示出更大的效(xiào)果。
用途
1)用于污泥脫水根據污泥性質可選用本産品的(de)相應型号,可有效在污(wū)泥進入壓濾(lǜ)之前進行污泥脫水,脫水時,産生絮(xù)團大,不粘濾布(bù),壓濾時不散,流泥餅(bǐng)較厚,脫水效率高,泥餅含水(shuǐ)率在80%以(yǐ)下。
2)用于生活污水和有機廢水的處(chù)理,本産品在酸性或堿(jiǎn)性介質(zhì)中均(jun1)呈現陽電性,這樣對污水中懸浮(fú)顆粒帶陰電荷的污水(shuǐ)進行(háng)絮凝沉澱,澄清很有效。如生産糧食酒精廢水(shuǐ),造紙廢水,城市污水處理(lǐ)廠的廢水,啤酒廢水,味精廠廢水,制糖廢水,有機含量高 廢水、飼料(liào)廢水,紡織印染廢水等,用陽離子聚丙烯酰胺要比用陰離子、非離子聚丙烯酰胺或無機鹽類效果要高(gāo)數倍或數十倍,因(yīn)為這類廢水普遍帶陰電荷。
3)用于以江河(hé)水作水源的(de)自來水的處理絮(xù)凝劑(jì),用量(liàng)少,效果好,成本低,特(tè)别(bié)是和無機絮凝劑複合(hé)使用(yòng)效果更好,它将成為治長江、黃河及其(qí)它流域(yù)的自來水廠的高效絮凝劑。
4)造紙用(yòng)增強劑及其它助劑。提高填料(liào)、顔料等存留率、紙張的強度。
5)用于油田經學助劑,如粘土防膨劑,油田酸化用(yòng)稠化(huà)劑。
6)用(yòng)于紡織上(shàng)漿劑、漿液性能(néng)穩定、落漿少、織物斷(duàn)頭率低、布面光(guāng)潔。
包裝與貯存
陰離子聚丙烯酰胺包裝、貯運及注意事項:[1]
采用25Kg襯塑編(biān)織袋(dài)或紙塑複合袋包裝,也可根據用戶要(yào)求包裝。貯運時,注意防熱、防潮,防止包裝破損,幹粉産(chǎn)品長期露置會吸潮結塊。堆碼(mǎ)層數不得超過(guò)20層。有效儲存期為2年。本(běn)産品粒度為20-80目,亦可根(gēn)據用戶要求生産。
脂肪酸鹽
綜述
是親水基為羧基的陰離子表面活(huó)性劑,包括高(gāo)級脂(zhī)肪酸的鉀、鈉、铵鹽以及三乙醇铵鹽。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+
脂肪酸鹽表面活性劑(jì)是曆史(shǐ)上(shàng)開發最早的陰離子表面活性劑(jì),也是重要的洗滌(dí)劑,目前仍是皮膚(fū)清潔劑的重要品種。
主要特(tè)性
⑴肥皂(zào)是最常見的脂肪酸鹽陰離子表面活(huó)性劑 肥皂的主要性能特點是它的水溶液的pH在9.0~9.8,呈(chéng)弱堿性,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(zào)的缺點是耐硬水性能差,在硬(yìng)水中(zhōng)使用肥皂不僅洗滌力差,同時生成的鈣皂污(wū)垢(gòu)在 酸水中(zhōng)懸浮并且粘(zhān)附在(zài)衣物上很難去除。肥皂與硬水(shuǐ)中的鈣、鎂等離子反應生成皂垢,不但增(zēng)加肥皂的(de)耗費,而且粘結(jié)在衣物上産生的斑點會使衣物發(fā)硬。含有皂垢的布在印染加工時會造造(zào)成染(rǎn)色(sè)不勻。
肥皂在(zài)pH低于7的(de)酸性介質中會轉變成不溶于水的遊離脂肪(fáng)酸,會使(shǐ)皂液變(biàn)混濁并粘附(fù)在衣物上(shàng)不易被除去。因此肥皂隻能在(zài)中性和堿(jiǎn)性介質中使用。通常(cháng)使用肥皂時常配合加入适量純堿以保持皂液pH在10左右(yòu),其(qí)目的為防止肥皂(zào)水解和提高洗滌效果。注(zhù)意在去除(chú)酸性污垢或在酸性(xìng)媒液中不能使用肥皂。
軟脂酸鹽和硬脂(zhī)酸鹽水溶(róng)性差,要充分發揮它們的洗滌能力(lì)往往需要在較高溫度條件下使用,而含有不飽和鍵的油酸鹽比較适合在較低溫度的洗滌場合。以上的(de)高碳(tàn)脂肪(fáng)酸鹽 隘(ài)由于在水中溶解度太低,但油溶性好,所以适合作摻(chān)水幹洗(xǐ)溶劑(jì)中的表面活性劑(變性(xìng)皂),脂肪酸的有機胺鹽和二乙(yǐ)醇胺、三乙醇胺鹽大多表現為油溶性的,常用作乳化劑、潤(rùn)濕劑,如(rú)三乙醇胺(àn)肥(féi)皂常在有機溶劑中作乳化劑。
⑵親油基通過牛間鍵(jiàn)與羧基相連(lián)的羧酸鹽(雷米邦A) 脂肪(fáng)酸鹽除了常見的(de)肥皂外,還有這種形式的羧酸鹽,如用多肽混合物與(yǔ)脂肪酰氯發生縮合反(fǎn)應制成的N—烷酰基多肽。其中用油酰氯與脫脂皮屑(xiè)等廢蛋白的水解産物縮合制成的表面活性(xìng)劑,商(shāng)品名為雷米邦A (Lamepon A),國内商品名為613洗滌劑(jì),化學名(míng)稱為N—油(yóu)酰基多(duō)縮氨基酸(suān)鈉(或N—油酰基多肽)。其合成反應式為:
産品介紹
油酰氯 多縮氨基(jī)酸鈉 雷米邦A
(其中R'、R”是含有1~6個碳原(yuán)子的烴(tīng)基)
雷米邦A在毛紡、絲(sī)綢、合成纖維及印染工業等(děng)紡織部門常做洗滌劑、乳化劑、擴散劑,也可做金屬清洗劑和(hé)皮膚清潔劑,由于它(tā)結構中的多肽部分(fèn)化學結構(gòu)與(yǔ)蛋白質相似,對皮(pí)膚(fū)刺 、激性低(dī),可形成良好的保護膠體,因(yīn)此也适用于頭發用品和香波中或用于護膚香脂中。用它洗滌絲、毛等蛋白質類(lèi)纖維織品,有洗後(hòu)柔軟、富有光澤、彈性的優點。它有很強的(de)乳化(huà)力,如22份雷米(mǐ)邦A可乳化(huà)1000份植(zhí)物油。并且它對鈣(gài)皂有很強的分散力。它在中性和(hé)堿性介質(zhì)中穩定,在(zài)堿性介質中去(qù)污力更(gèng)佳。但在(zài)pH值小于5的介質中會以沉澱形式析出。由于它的吸濕力強,通常不制成粉狀産品,商售為黃棕(zōng)色粘稠狀液體産(chǎn)品,活(huó)性物含量為32%~40%。
制造雷米邦(bāng)A的(de)多膚部分的原料來自皮屑、蠶蛹、豬毛(máo)、雞毛、骨(gǔ)膠、豆餅、菜(cài)籽餅等蛋白質下腳料,經水解後得到水解蛋白液。油酰氯(lǜ)與水解蛋白液中的多縮氨基酸鈉縮合即得到雷米邦A。
磺酸鹽
介紹
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(huáng)酸鹽型陰(yīn)離子表面活(huó)性劑(jì),包括烷基苯磺酸鹽、α-烯(xī)烴磺酸(suān)鹽、烷基磺(huáng)酸(suān)鹽、α-磺基單羧酸酯(zhǐ)、脂肪酸(suān)磺烷基酯、琥珀(pò)酸(suān)酯磺酸鹽(yán)、烷基萘磺酸鹽、石油磺酸鹽、木質素磺酸鹽、烷基甘油醚磺(huáng)酸鹽等多種類型,其中比較重(zhòng)要和常用(yòng)作洗滌劑(jì)的有下列幾種。
重(zhòng)要産品
⑴烷基苯磺酸鈉(nà)(LAS或ABS) 烷基苯磺酸鈉通常(cháng)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(zǎo)期産品為四聚丙(bǐng)烯苯(běn)磺酸鈉(ABS),曲于烷基部分帶有支鍊,所以生物降解性差,60年代各(gè)國相繼改為生産以正構烷烴為原料的(de)直鍊烷基苯磺酸鈉(LAS)。烷基苯(běn)磺酸(suān)鹽不是(shì)純化合物;烷基組成(chéng)部分不完全(quán)相同,因此烷基苯磺酸鹽性質受烷基部分(fèn)碳原(yuán)子數、烷基鍊支化度(dù)、苯環在烷基鍊的位置、磺酸基在苯環上的位置及數目以及(jí)磺酸鹽(yán)反離子種(zhǒng)類影響而發生很大變(biàn)化。
烷基苯磺酸鹽是陰離子表面活性劑中(zhōng)最重要的一種品種,也是中國合成洗(xǐ)滌劑的主要活性成分(fèn)。烷基苯磺酸鈉去污力強(qiáng)、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(shēng)産成(chéng)本(běn)低,在(zài)民用和工業用清洗劑中有着廣泛(fàn)的用途。
①支鍊烷基苯(běn)磺酸(suān)鹽(ABS) 當(dāng)高級烯烴(如十二碳(tàn)烯)與苯發生(shēng)反應時,生成支鍊烷基苯(běn),再與濃硫酸(suān)發生磺化反應,得到支鍊型(xíng)烷基苯磺酸(suān),與堿(NaOH)中和(hé)後得到支鍊型烷基苯磺酸鈉鹽,其中十二烷基苯(běn)磺酸鈉是最(zuì)常見的産品。
作用原理
十二(èr)烷基苯磺(huáng)酸鈉是一種性能優良的(de)合成陰離子表面活性劑,它比肥皂更易溶于(yú)水,是(shì)一種黃色油狀液體。易起(qǐ)泡由于它(tā)的泡沫粘度低所以泡沫易于消失。它有很好的脫脂能力并(bìng)有很好的降低水的(de)表面張力和潤濕、滲(shèn)透和(hé)乳化的性能。它(tā)的化學性質(zhì)穩定,在(zài)酸性或堿性介質中以及加熱條件(jiàn)下都不會分解。與次氯酸鈉過氧化(huà)物等氧化劑混合(hé)使用也不會分解(jiě)。它可以用烷基苯經過磺化反應制備,原料來(lái)源充足,成本低,制造工藝成熟(shú),産品純度高。因此自1936年由美國國家苯(běn)胺公司開始生産烷基(jī)苯磺(huáng)酸鈉以來,迄今曆經60多年一直受到(dào)使用(yòng)者的歡迎和生(shēng)産者的重視,成為(wéi)消(xiāo)費量最大(dà)的民用洗(xǐ)滌(dí)劑,在工(gōng)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(hǎo)。皮膚與它長時間接(jiē)觸會受到刺激(jī)。它易在洗滌物體表面形成吸附(fù)膜殘留在物體上(shàng),這種(zhǒng)吸附膜在低溫(wēn)下不易被水(shuǐ)沖(chòng)洗去除。它起泡性好,因此在不希望産生泡沫的情況(kuàng)下(xià)又是(shì)不受歡迎的(de)。
十二烷基(jī)苯磺酸鈉特别容易與其(qí)他物質産生協同作用(把兩種物質混合後能産生比(bǐ)原來各自性能更好的使用效果叫協同作用),因此(cǐ)它常與非離子表面活性劑和無機助洗劑複配使用,以提高去污效果。
它在硬水中不會像(xiàng)肥皂那樣生成鈣皂沉澱,但生(shēng)成的烷基苯磺酸鈣不易(yì)溶于水,隻能分散在水中使它的洗滌能力降(jiàng)低。使用時如果與三聚磷酸鈉等絡合劑(jì)複配,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(guǒ)。
支鍊結(jié)構的烷基(jī)苯磺酸鈉由于難(nán)被微生物降解,對環境污染嚴重,所以從60年代中期,逐漸(jiàn)被直鍊烷(wán)基苯磺酸鈉(nà)代替。
②直鍊烷基苯磺酸鈉(LAS) 直(zhí)鍊烷基苯磺酸鹽是由直鍊烷烴與(yǔ)苯在(zài)特殊催化劑作用下(xià)合成直鍊(liàn)烷基苯,再經過(guò)磺化,中和反應(yīng)制得的。典型代表(biǎo)結構為(對位)直鍊十二烷基苯磺酸鈉,它的性能與支鍊烷(wán)基苯磺酸(suān)鈉相同,其優點是易于被(bèi)微生物降解,從環境(jìng)保護角度看(kàn)是性能更優良的産品。目前使用的烷基苯(běn)磺酸(suān)鈉已全(quán)部是直鍊烷(wán)基結構的了。
⑵α-烯烴磺酸鹽(AOS) 是α-烯(xī)烴與SO3在适當條(tiáo)件下反應,然後中和、水解得到的具有表面活(huó)性陰離子的混合物(wù),成分較複雜,随工藝條件和投料(liào)量(liàng)不同(tóng)成分有變化。其主要成分是烯(xī)基磺酸鹽(R--CH==CH--(CH2)—pSO3Na)、羟烷基磺酸鹽(RCH--(CH20)—pSO3Na)和少量二磺酸鹽(R'—CH=CH—CH-(CH2)-SO3Na)或(huò)R'—CH—(CH2)—xCH—(CH2)—ySO3Na。其商品名為。—烯烴磺酸鹽(yán),縮寫AOS。
α—烯烴磺酸鹽是一(yī)種性能優良(liáng)的洗滌劑,尤其(qí)是在硬水中和有肥皂存在時(shí)具有很好的起泡力和優良的去污力。由于它的毒性低對皮膚刺激性小以及(jí)性能(néng)溫和的優點,在家庭和工業、清洗中均有廣泛的(de)用途。常用作個人保(bǎo)護、衛生用品、手(shǒu)洗餐具清洗劑、重垢衣物洗滌劑、毛羽,毛清洗(xǐ)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。
⑶烷(wán)基磺酸鹽(AS和SAS) 烷(wán)基(jī)磺酸鹽的通式為RSO3M(M為堿金屬或堿土金屬),R為C12~C20範(fàn)圍的烷(wán)基,其中以十(shí)六烷基磺酸鹽性能(néng)最好。其中正構烷基(jī)在、引發劑作用下與SO2、O2反應得到的磺酸鹽(yán),分為伯烷基磺酸鹽(yán)(AS)和仲烷基磺酸鹽(SAS)兩類。其(qí)中(zhōng)仲烷基磺酸(suān)鹽結構式為R--CH--R',縮寫名稱為SAS,國内商品名為601洗滌劑,是一種具,有(yǒu)很好水溶性、潤濕力(lì)、除油力的洗滌劑。烷基碳(tàn)原子一般為C14~C18,以C15~C16去污能力最強。其去污能力(lì)與(yǔ)直鍊烷基苯磺酸(LAS)相似,發泡力稍低,是配制重垢液體洗滌劑的主要原料。它的毒性和對皮(pí)膚的(de)刺激性都比iLAS低(dī),生物降解性好。使(shǐ)用時常(cháng)與醇醚硫酸(AES),α—烯基磺酸鹽(AOS)複配,以彌(mí)補SAS在硬水中泡沫性差的缺點。可做(zuò)個人(rén)衛生盥洗制品、各種(zhǒng)洗衣物以(yǐ)及硬表面(miàn)清洗劑。
⑷α—磺基單羧酸及其衍生物(MES) 它們的結(jié)構式為CH2一COOR', (R為長鍊(liàn)烴基或金屬離子)。α-磺基單羧(suō)酸本身不具有表面(miàn)活(huó)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(děng)。其中以脂肪酸甲酯為原料經(jīng)磺化中和(hé)後得到的商品稱為α-磺基脂肪(fáng)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(yuán)料的(de)陰(yīn)離子表面(miàn)活性劑。它有良好的生物降解性,有利于環境保護,使(shǐ)用安全而且去污力強。其去污力随(suí)水硬度增(zēng)加下(xià)降較(jiào)少,因此在硬水中有很好的去污力(lì),如在(zài)洗衣粉配(pèi)方中用MES取代蚝LAS則在低濃度高硬度水中(zhōng)的去污力明顯高于隻用LAS的配方。它還是(shì)優良的鈣皂分散劑,它與(yǔ)肥皂配合使用可(kě)彌補肥(féi)皂不耐硬(yìng)水會形成皂垢的缺點,因此它是液(yè)體皂的主要成分(fèn)。MES起泡能力好(hǎo)。它對堿性蛋白酶、堿性脂肪酶的(de)活性影響小,适合配制加酶洗衣粉。它對油污有很(hěn)強(qiáng)的加溶能力,而且毒性低安全(quán)性好,因(yīn)此是一種應用前景良(liáng)好的新品種。但應防止其在堿性介(jiè)質中水解(jiě)失效。
⑸脂肪(fáng)酸磺(huáng)烷基酯(1geponA)和(hé)脂肪酸磺烷基酰胺(àn)(1gepon T) 商品名為伊捷(jié)邦A(1gepon A,洗淨(jìng)劑210)的陰離子表面活性(xìng)劑典型代表物(wù)是油酰(xiān)氧基乙磺酸鈉
CH3(CH2)7CH=CH--(CH2)7—C—O CH2SO3Na。商品名(míng)為伊捷邦(bāng)f(1gepon T又稱FX洗滌劑,胰加漂T,萬能皂,洗滌之(zhī)王(wáng),209洗滌劑)的陰離子表面活性劑的典型代表(biǎo)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。
Igepon A是由羟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--O R2S03M。
Igepon T是(shì)由(yóu)N—甲基牛磺酸鈉與脂肪(fáng)酸或脂(zhī)肪酰氯(lǜ)反應生(shēng)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(sù)時,表面活性劑的(de)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(zhī)肪酸磺烷基酰(xiān)胺(1gepon T)最初是做紡織助劑使用的,特别是Igepon T系列産品具有對硬水(shuǐ)不敏感、有良好去污能力、潤濕力和對纖維柔軟作用,并可在酸性介質中使(shǐ)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,用于粗羊毛、合成(chéng)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(wán)基酯和(hé)磺(huáng)烷基酰胺兩類産品是(shì)重垢精細(xì)紡織品洗滌劑,手洗、機洗餐具洗滌劑,各種香波、泡沫浴,香皂(zào)的重要配方成分。通常用的是椰子油脂肪酸和牛油脂肪酸(suān)的(de)磺烷基酯或磺烷(wán)基酰胺(àn)。其物理性質及表面活(huó)性見表7—7和表(biǎo),7—8。
物理特性(xìng)
表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克(kè)拉夫特點(diǎn)(Krafft Point)。離子型表面活性劑(jì)在(zài)溫度較低時(shí)溶解度很(hěn)小,但随溫度升(shēng)高而逐漸增加,當到達某(mǒu)一(yī)特(tè)定溫度時(shí),溶解度急劇陡升,把該溫(wēn)度稱為臨(lín)界溶解溫度(又稱克拉夫(fū)特點)以rk表示。
⑹石油磺酸鹽 是由天然石油餾分或化工反應(yīng)所得高(gāo)碳烴副産物經磺化、中(zhōng)和得到的,是(shì)多種(zhǒng)烴磺化産物的混合物。石油磺酸鹽主要用(yòng)作發動機潤滑油的清(qīng)潔分散劑及起分污泥,保持金(jīn)屬部件清潔,降低酸性(xìng)抑制鏽蝕的作用(yòng)。作這(zhè)種用途的石油磺(huáng)酸鹽約占總産量60%。石油磺酸(suān)鹽配制的金屬清洗劑可有效(xiào)地去除金屬部件上的油污。
⑺其(qí)他磺酸鹽型陰離子表面活性劑 包括以下幾種。
表7-8 脂(zhī)肪酸磺烷基酯和(hé)磺烷基酰胺的表面(miàn)活性
① 在35℃測定。
①琥珀酸酯磺酸鹽 按結構分(fèn)為琥珀酸單酯磺酸(suān)鹽和雙酯磺酸鹽。
AerosolOT(滲透劑OT)是最早問世的一種琥珀酸雙酯磺(huáng)酸鹽,是優良的工(gōng)業用潤濕劑滲透劑。它(tā)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(huà)得到的産品。它性(xìng)能溫和對皮膚、眼睛刺激性低、袍沫性優良(liáng),在個人保護用品中(zhōng)應用日益(yì)廣泛。因原料充分、生産成本低(dī)并不産(chǎn)生三廢,近年來得到很大發展。
AerosolOT化學名稱為(wéi)琥珀酸二異辛酯磺(huáng)酸鈉(nà)。
②烷基(jī)萘磺酸鹽 典型産(chǎn)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(lìng)有烷基萘磺酸鹽的甲醛縮合物,商品名稱為分散劑NNO。
③木質素磺酸鹽 是(shì)造紙工業中亞硫酸法制漿過程中廢水的主要化(huà)學成分。它的結構相當複雜,一般認為它是含有愈創木基丙基、紫丁(dīng)香基丙基和對羟苯基丙基(jī)的多聚物磺(huáng)酸鹽,相對分(fèn)子質(zhì)量(liàng)200~10000,是以非石油(yóu)化學制造的表面活(huó)性劑中重要的一類(lèi)。由于價格低,具有低泡性,主要用作固體分散劑、O/W型(xíng)乳狀液的乳化劑,染(rǎn)料、農藥、水泥等懸浮液的分散劑,可加在石(shí)油鑽井泥漿配方中控制鑽井泥漿的流動性,還可作礦石浮選劑或水處理劑。
④烷基甘油醚(mí)磺酸鹽(AGS) 其通式為ROCH2--CH—CH2SO-3M+,它具有良好的水溶性, OH對酸堿穩定是有效的潤濕(shī)劑,泡沫劑(jì)和分散劑,但由于價格高,使應用和發展受到限制。
另外,磺(huáng)酸鹽型陰離子表面活(huó)性劑還有(yǒu),淨洗劑LS(淨洗劑MA),化學名稱為對甲氧(yǎng)基脂肪酰胺(àn)基苯磺酸(suān)鈉,結構為 是(shì)一種有優良(liáng)淨洗、發(fā)泡、對鈣皂(zào)分散能力好的表面活性劑,易(yì)溶于(yú)水,耐酸堿和硬水,可作羊毛和蠶絲(sī)的洗(xǐ)滌劑。
硫酸酯鹽
介紹
硫酸是一種二元酸(suān)與醇類發生酯化反應時可以生成硫酸單(dān)酯和硫酸雙酯。硫(liú)酸單酯和堿中和生成的鹽叫硫酸酯鹽。
ROH+HOSO2--OH===RO--SO2--OH+H2O
(醇) (硫酸) (硫酸單酯)
RO--S02—OH+NaOH=RO--SO2--ONa+H20
(硫酸酯鹽)
R0一S02—0Na一般寫成R—OSO3Na形式,有的書上寫成RSO4Na并簡稱為烷基硫酸(suān)酯鹽。它與磺酸鹽結構的區别(bié)在于硫酸酯鹽中的硫原(yuán)子不與烴基中的碳(tàn)原子直接相連。它們性質上的(de)最大區(qū)别在于硫酸酯鹽在酸性條件下可以發生水(shuǐ)解(jiě):
分類
硫酸酯鹽型陰離子表面活性(xìng)劑主要有脂肪醇硫酸酯鹽(又稱伯烷基硫酸酯鹽)和(hé)仲烷基硫酸酯鹽兩類。
⑴脂肪醇硫酸(酯)鹽(FAS或AS) 脂(zhī)肪醇硫酸鹽的通式為:ROS0-3M+,R為(wéi)烷基,M+為鈉、鉀(jiǎ)、铵、乙醇胺基等陽離子(zǐ),又(yòu)名伯烷基硫酸鹽,英文簡寫為FAS或AS①。
FAS是肥皂(zào)之後出現(xiàn)的最早陰離子表(biǎo)面活性劑,是由椰子油氫解生成的C12~C14脂肪醇與硫酸酯(zhǐ)化并中和制得。它有合适的溶解性、泡沫性和去污性(xìng)。大(dà)量應用于潔齒劑、香波、泡(pào)沫浴和化妝品中,也是(shì)輕(qīng)垢、重垢洗滌劑、地毯清洗劑、硬表面(miàn)清洗劑配方中的重要組分。’如(rú)月桂基硫酸鈉(C12H25OSO3Na),商品名為K12的洗滌劑在潔(jié)齒劑中有(yǒu)潤(rùn)濕、起(qǐ)泡和洗滌的作用(yòng);而月桂基硫酸酯的重金屬鹽有殺(shā)滅真菌和(hé)細菌的(de)作用;用牛脂和椰子油制(zhì)成的鈉(nà)肥皂與烷基硫酸酯(zhǐ)的鈉(nà)、鉀鹽配制成的富脂香皂(zào)泡沫豐富、細膩,還能防止(zhǐ)皂鈣(gài)的生成;高碳脂(zhī)肪醇硫酸鹽與兩性離(lí)子表面活性劑(jì)複配制成的塊狀洗滌劑有(yǒu)良好的研磨性和物理性能,并具有調(diào)理(lǐ)作用。
高碳脂肪醇硫酸鹽可用(yòng)作工業清(qīng)潔劑、柔(róu)軟(ruǎn)平滑劑、紡織油劑組分、乳液聚合用乳化劑等。它們(men)的铵鹽和三乙醇胺鹽用于香波和溶劑中。
商品名(míng)為(wéi)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鹽,結構為(wéi) ROS03NHaCH2CH20H。
⑵仲烷基硫酸鹽(Teep01) 它是由。—烯烴與硫酸反應生成的仲烷基硫酸酯,經(jīng)中和後得到的産品,通式為R廠CH—o—SOaN,,商品名為(wéi)梯波爾(Teep01)。
與伯烷(wán)基硫酸(酯)鹽不同,其硫酸酯鹽部分一(O—SO3Na)是與烷基鍊上的仲碳原子(zǐ)相(xiàng)連,烷基鍊的碳原子數為10~18。
梯波爾(Teep01)與FAS相(xiàng)似,也是一種性能良好的表面活性劑,但由于結構(gòu)上的差異,它的溶解性和潤濕性更好。因制成粉狀(zhuàng)産品易吸潮結塊,一般制成液體或漿狀(zhuàng)洗滌劑。
⑶脂(zhī)肪醇聚氧乙烯醚(mí)硫酸酯鹽(AES) 脂肪醇聚氧乙烯(xī)醚是一種非離.子表面活性劑,與硫酸酯化、中和得到硫酸酯(zhǐ)鹽(AES)。實際上AES是非離子(zǐ)—陰離子型兩性混合表面(miàn)活性劑,一般也将它歸在陰離(lí)子(zǐ)型硫酸酯鹽表面(miàn)活性劑中(zhōng)。
脂肪醇聚氧乙烯醚(mí)硫酸酯鹽(yán),簡稱醇醚硫酸鹽(AES)。由于它的溶解性能、抗硬水性能(néng)、
①AS可(kě)以是alk9nesul{。n9te,烷基磺酸鹽,也可以是alkancswlfatc伯烷(wán)基硫酸酯鹽的(de)縮寫,此處為後者。起(qǐ)泡性;潤濕力均比脂肪醇硫酸鹽(yán)(AS)好且刺激(jī)性低,因此常作為AS的替代晶廣泛應用于香波、浴用品、剃須膏等盥洗(xǐ)衛生用品(pǐn)中,也是輕垢、重垢洗滌劑、地毯清洗劑、硬表面清洗(xǐ)劑(jì)的(de)重要組分。
⑷脂肪(fáng)酸衍生物的硫酸(suān)酯鹽 這類物質的(de)通式為R一CXR'OSO-3M+ (X為氧原子、--N、-N、R',為烷基、亞烷基、羟烷基、烷氧基)。這類産品有良(liáng)好的潤濕性和乳(rǔ)化性,通常用潤濕劑。如(rú)用硫酸處理含有羟基或不飽(bǎo)和鍵(jiàn)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鹽。其中有代表性的是用蓖麻(má)油酸化、中和得到的土耳其紅油(因适合做土耳其紅染料的勻染助劑而得名)。
⑸不飽和醇的硫酸酯鹽(yán) 當脂肪醇硫酸酯鹽結構中(zhōng)脂肪醇部分是含(hán)有雙鍵的不飽和醇(chún)時其性能有較(jiào)大改變,如在低溫時(shí)仍呈透明狀,有(yǒu)較低表面張力和臨界膠束濃度,有良好的潤濕性能。其中油醇硫酸鹽[CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7一CH2OS3Na]是一種重要的不飽:和醇硫酸鹽(yán),它的起泡力好、去污力強(qiáng)并有良好的乳(rǔ)化能力和良好的鈣皂分散力,是(shì)目前正在研制開發的新産品。
磷(lín)酸酯鹽
烷基磷酸(suān)酯鹽包括烷基(jī)磷酸單、雙酯鹽,也包括脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸單雙酯鹽和烷基酚聚氧乙烯醚的磷酸單、雙酯鹽。常見的是烷基磷酸單、雙酯鹽。
⑴烷基磷酸單(dān)、雙酯鹽(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(dān)酯、雙酯與三酯。形(xíng)成單酯、雙酯的産物中仍含有顯酸性的氫離(lí)子可與堿中和生成鹽。生(shēng)成的烷(wán)基磷酸單、雙酯鹽具有表面(miàn)活性。
工業上從(cóng)降低成本考慮,産(chǎn)物通常為單酯鹽和雙酯鹽的混合物。從性能上看,烷基(jī)磷酸單酯鹽的去污力差,烷基磷酸雙酯鹽稍好,其中又(yòu)以二癸基磷酸雙酯鹽較好,但起泡性能差。由于(yú)具(jù)有降低(dī)纖維間靜摩擦(cā)系數的作(zuò)用,因此在(zài)紡織工業上常用作化纖産品的抗靜電劑。
⑵醇醚、酚醚的磷酸酯(zhǐ)鹽 這是非(fēi)離子表(biǎo)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(fǎn)應,經中和後得到的産物。
它們(men)實際上是非(fēi)離子—陰離子型兩性混合表面活性劑,但常歸之于陰離子表面(miàn)活性劑中,由于含(hán)有聚氧乙烯鍊段(duàn),具(jù)有一些非離子表面活性劑的性質,因(yīn)此與烷基磷酸酯鹽(yán)同類産品(pǐn)相比,去污、潤濕性能都有所改進。烷(wán)基醇聚氧(yǎng)乙烯醚磷酸酯鹽商品名為6503洗滌劑。
其他
除上述四種陰離子(zǐ)表面(miàn)活性劑外,還有其他的陰離子表面活(huó)性劑,如氨基酸鹽(R-CHNH2COO-)、酚鹽、烯醇鹽、酮基磺胺鹽([R-CO-N-SO2-R']-)及(jí)配位式陰離子鹽(如[ROCe(NO3)5]-)等。它們在不同的pH值下溶解度各(gè)有不同,陰離子表面活性劑在生産(chǎn)生(shēng)活中發揮着很多作用。是生活中必不可少的一類物質。
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