浙江大学
硕士学位论文
三硅氧烷表面活性剂的合成及性能研究
姓名：吴鲁燕
申请学位级别：硕士
专业：化学工程
指导教师：詹晓力;陈丰秋
20070501
的表面（表面有较大的接触角０＞９００，ＣＯＳＯ＜Ｏ）［ｓＪ。虽然三硅氧烷憎水基团的憎水性与长链烷基一ｃ１２Ｈ２５相似，但结构上三硅氧烷憎水基团短而宽，使得它有非同寻常的分散性能。
表ｌ－２几种表面活性剂水溶液（ｏ．Ｉ％）在ＰＥ薄膜上的相对扩展能力
Ｔａｂｌｅｌ－２ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｓｐｒｅａｄｉｎｇ
ｃａｐａｃｉｔｙｏｆａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓ（Ｏ．１％１ｏｎＰＥｆｉｌｍｓｕｒｆａｃｅ
ＧｅｎｔｌＴＥ等提出了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，如图１．２所示【６１。
图ｌ－２Ｍ∞，Ｅ４０ｌＩ）Ｍ分子的“伞状”模型
Ｆｉｇｕｒｅｌ－２ＵｍｂｒｅｌｌａｍｏｄｅｌｏｆＭ（Ｄ’Ｅ４０Ｈ）Ｍｍｏｌｅｃｕｌｅ
ｃａｒｂｏⅡ，ｇｒａｙｓｈａｄｅｄ；ｏｘｙｇｅｎ，ｓｐｅｃｋｌｅｄ；ｓｉｌｉｃｏｎ，ｈａｔｃｈｅｄ；Ｕｙｄｒｏｇｅｎｏｔｒｉｐｅｄ
Ｓｈｅｎ等认为三硅氧烷表面活性剂有“Ｔ”型结构（三硅氧烷憎Ｙａｎｇｙａｎｇ
水基团上连有极性ＥＯ链），在界面吸附时不但能有效降低界面张力，还在三相接触线上形成有助于分散的含表面活性剂双层结构的前驱膜，使固／液／气三相接触线上的接触角变为Ｏ，从而进行分散，而长链烃类表面活性剂不能形成上述复杂结构。他们以Ｌｅｎｎａｒｄ．Ｊｏｎｅｓ势理论为指导建立了三硅氧烷表面活性剂及直链烃类表面活性剂的分子动力学模型，模拟了双层结构的前驱膜
表面活性剂最新研究进展 人类的日常生活，各类生产活动，多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求，促使表面活性剂科学不断发展，迄今方兴未艾，表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中，设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化，近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。 一、高分子表面活性剂 高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的，通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。它像低分子表面活性剂一样，由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质，广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。因此，高分子表面活性剂近年来发展迅速，目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。 高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚(甲基)丙烯酸(钠)、羧甲基纤维素(钠)、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等。 开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面
表面活性剂洗涤剂的成分及性能 表面活性剂洗涤剂又称水剂清洗剂，一般是由表面活性剂、洗涤助剂和添加剂组成的； 一、表面活性剂 1．主要表面活性剂品种 表面活性剂是水剂清洗剂中的主要成分，通常使用的主要有以下品种。 (阴离子表面活性剂目前洗涤剂中仍大量使用阴离子表面活性剂，而非离子表面活性剂的用量正在日益增加，阳离子和两性离子表面活性剂则使用量较少。这主要是由表面活性剂的性能和经济成本决定的 最早使用的阴离子表面活性剂是肥皂，曲于它对硬水比较敏感，生成的钙、镁皂会沉积在织物和洗涤用具的器壁上影响清洗效果，因此已被其他表面活性剂所取代。目前肥皂主要在粉状洗涤剂做泡抹调节剂使用，由于它易于与碱土金属离子结合，所以在与其他表面活性剂结合使用时，可起到“牺牲剂”作用，以保证其他表面活性剂作用充分发挥。 直链烷基苯磺酸钠盐(LAS) 由于有良好的水溶性，较好的去污和泡沫性，比四聚丙烯烷基苯磺酸盐(ABS)的生物降解性好，而且价格较低，所以是目前洗涤剂配方中使用最多的阴离子表面活性剂。 其他一些常用的阴离子表面活性剂有仲烷基磺酸盐(SAS)、α—烯烃磺酸盐(AOS)、醇硫酸盐(FAS)、—磺基脂肪酸酯盐(MES)、脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)，虽然可以渭单独作为洗涤剂主成分，但通常是与直链烷基苯磺酸盐配合使用。 其中仲烷基磺酸盐(SAS)水溶性比LAS好，不会水解广陛能稳定，常用于配制液体浙溜α—烯烃磺酸盐(AOS)抗硬水性、泡沫性、去污性好，对皮肤刺激性低牛因此多用于皮肤清洁剂。其中尤以含碳原子数在14～18的α—烯烃磺酸盐性能最好。 脂肪醇硫酸盐(FAS)是重垢洗涤剂中常用的阴离子表面活性剂，有去污力强的优点厂它的缺点是对硬水比较敏感，因此使用的配方中必须加螯合剂。 d—磺基脂肪酸酯盐(MES)是以油脂等天然原料制成的，生物降解性好，对人体安全，是近年来开发的新品种，随着人们对保护环境的重视，它日益受到人们的重视二MES是一种对硬水敏感性低、钙皂分散力好，洗涤性能优良的新品种，缺点是会水解，使用时要加入适当稳定剂。 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)，兼有阴离子非离子表面活性剂的特点，在硬水中仍有较好的去污力，形成的泡沫稳定，在液体状态下有较高稳定性，因此广泛用于配制各种液体洗涤剂。 (2)非离子表面活性剂洗涤剂中使用最多的非离子表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)。它在较低浓度下就有良好的去污能力和对污垢的分散力，而且抗硬水性能好，具有独特的抗污垢再沉积作用。 过去常使用的烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)虽然与脂肪醇，聚氧乙烯醚有类似的性能，但由于其生物降解性能差，目前在洗涤剂中用量正在减少。 烷醇酰胺配制的洗涤剂有丰富而稳定的泡沫，而且与其他表面活性剂有良好协同作、用，有利改进洗涤剂在低浓度和低温下的去污力，因此常做洗涤剂的配伍成分。 氧化胺水溶性好，与LAS配伍好，对皮肤刺激性低，有良好的泡沫稳定作用。缺点是热稳定性差，价格高，目前多用于配制液体洗涤剂。 两性离子表面活性剂虽然有良好的去污能力，但由于价格较高，目前只在个人卫生用品和特殊用途洗涤剂中有少量使用。阳离子表面活性剂去污性较差但柔软、杀菌、抗静电性能优良，因此把阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂配合可制成兼有洗涤功能与柔软、消毒
摘要 表面活性剂是一类易于富集于界面、并对界面性质及相关工艺过程产生明显影响的物质。从发展历史看，表面活性剂源于洗涤剂，但随着技术发展而脱离了洗涤剂，形成了独立的工业。随着表面活性剂的发展和整体工业水平的提高，表面活性剂已从日常生活中的家用洗涤与个人保护用品，进入了国民经济各个领域和国家支柱产业本文将简单介绍一下表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细化学品中的应用。 关键词：表面活性剂纯化鉴定合成
Abstract Surfactant is a kind of easily enriched in the interface, and have a significant effect on the interfacial properties and related process material. From the development history, surfactants in detergent, but with the development of technology and from the detergent, formed an independent industrial. With the development of surfactant and the overall industrial level, surface active agent has been from the household cleaning and personal care products in daily life, in all fields of national economy and the national pillar industry, this article will introduce the surfactant synthesis, purification, characterization and application of fine chemicals. Key words : Surfactant, Purification, Identification
A family of alkyl sulfate gemini surfactants.1.Characterization of surface properties Bo Gao ?,Mukul M.Sharma Department of Petroleum and Geosystems Engineering,The University of Texas at Austin,Austin,TX 78712,United States a r t i c l e i n f o Article history: Received 24February 2013Accepted 25April 2013 Available online 3May 2013Keywords: Sulfate gemini surfactants Critical micelle concentration Electrical conductivity Surface tension Micellization Surface adsorption a b s t r a c t The fundamental aqueous and surface properties of a family of sulfate gemini surfactants have been char-acterized.The critical micelle concentrations (cmc)were determined by both electrical conductivity and surface tension methods.The cmc values were found to be two orders of magnitude lower than those measured for single tail surfactants.The cmc values depend primarily on the surfactant tail length,and relatively little on the spacer length and solution temperature.The surface tension measurements suggest that current family of gemini surfactants have higher tendency to spontaneously adsorb at the air–water interface and thus are much more ef?cient in reducing surface tension than conventional sin-gle-chain surfactants.Thermodynamic calculations of Gibbs free energies for micellization and adsorp-tion indicate surface adsorption is promoted more than micellization for these sulfate gemini surfactants.This type of molecules may therefore be very ef?cient and cost-effective in applications that require ultra-low interfacial tensions and high interfacial activities. ó2013Elsevier Inc.All rights reserved. 1.Introduction Gemini surfactants represent a class of surfactants made up of two amphiphilic moieties connected at or very close to,the head groups by a spacer group [1].The current interest in such surfac-tants arises from their distinct properties [1–6].First and foremost,gemini surfactants have critical micelle concentration (cmc)values that are several orders of magnitude lower than those of the corre-sponding conventional (monomeric)surfactants.These molecules are also more ef?cient and effective in reducing the surface/inter-facial tension.Moreover,aqueous solutions of some gemini surfac-tants exhibit strong viscosifying capability even at relatively low concentration [4–6]. While there have been many papers studying the aforemen-tioned properties for cationic gemini surfactants,very few reports deal with the surface and aqueous properties of anionic gemini surfactants [7–11],which are of particular interest in the energy sector [12].Unfortunately,at present there is not enough pub-lished information/data to establish structure performance rela-tionships for anionic geminis.It is thus important to look into anionic gemini surfactants of potential interest and study their rel-evant properties for practical applications.In the current study,a family of sulfate gemini surfactants was prepared.The solution and surface properties were systematically investigated using elec-trical conductivity and surface tension measurements. 2.Experimental 2.1.Materials A family of seven alkyl sulfate gemini surfactants was synthe-sized in our group,following a two-step reaction scheme proposed by Rist and Carlsen [13].To the best of our knowledge,the funda-mental surface properties of these molecules have not been fully characterized,not to mention any application speci?c properties.The general structure of the synthesized gemini surfactants is illus-trated in Fig.1.As a general feature,the synthesized molecules contain double chains each consisting of hydrophobic alkyl chains that are terminated by ethylene sulfate (CH 2CH 2O–SO 3Na)head groups.The chains are interconnected by alkyloxy spacer groups.The surfactants are named ‘m –s –m ’,where m and s represent the number of carbon atoms in the tail and spacer groups of the mol-ecule (m =14,16,18and 20+;s =2and 4).Note here m of 20+rep-resents a mixture of surfactants with chain lengths ranging from 20to 30(by starting with a C 20–C 30epoxide mixture). All products exhibited spectroscopic properties that were in agreement with those expected for the desired structures.Synthe-sis scheme of current family of sulfate gemini surfactants,and 1H NMR spectra are giving in the Supplementary material .2.2.Methods All of the gemini surfactant solutions were prepared by diluting a stock (concentrated)solution with ultrapure Milli-Q water (resis-tivity =18.2M O cm),and stirred on a magnetic stirrer at desired temperature for an hour. 0021-9797/$-see front matter ó2013Elsevier Inc.All rights reserved.https://www.doczj.com/doc/c915661950.html,/10.1016/j.jcis.2013.04.043 ?Corresponding author.Present address:3319Mercer Street,URC-URC-SW204, Houston,TX 77027,United States.Fax:+17134316360. E-mail address:b.robert.gao@https://www.doczj.com/doc/c915661950.html, (B.Gao).
含氟表面活性剂经典综述 作者：肖进新江洪(北京大学化学与分子工程学院胶体化学研究室,北京100871) 普通表面活性剂的疏水基一般为碳氢链,称碳氢表面活性剂。将碳氢表面活性剂分子碳氢链中的氢原子部分或全部用氟原子取代,就成为碳氟表面活性剂,或称氟表面活性剂。碳氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种,有很多碳氢表面活性剂不可替代的重要用途。本文介绍其合成、性能及应用。 1碳氟表面活性剂的物化性质和用途 碳氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”、“两憎”,即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性;它的含氟烃基既憎水又憎油。碳氟表面活性剂其水溶液的最低表面张力可达到20ｍＮ/ｍ以下,甚至到15ｍＮ/ｍ左右。碳氟表面活性剂在溶液中的质量分数为0.05%～0.%,就可使水的表面张力下降至20ｍＮ/ｍ以下。而一般碳氢表面活性剂在溶液中的质量分数为0.%～1.%范围才可使水的表面张力下降到30ｍＮ/ｍ～35ｍＮ/ｍ。碳氟表面活性剂如此突出的高表面活性以致其水溶液可在烃油表面铺展(参见本文第二部分)。碳氟表面活性剂有很高的耐热性,如固态的全氟烷基磺酸钾,加热到420℃以上才开始分解,因而可在300℃以上的温度下使用。碳氟表面活性剂有很高的化学稳定性,它可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用,而且在这种溶液中仍能保持良好的表面活性。若将其制成油溶性表面活性剂还可降低有机溶剂的表面张力。 早期,碳氟表面活性剂曾用作四氟乙烯乳液聚合的乳化剂,以后逐步用作润湿剂、铺展剂、起泡剂、抗黏剂和防污剂等,广泛应用于消防、纺织、皮革、造纸、选矿、农药和化工等各个领域,显示强大的生命力。但碳氟表面活性剂由于合成困难,价格较高,目前主要用于一般碳氢表面活性剂难以胜任或使用效果极差的领域。研究表明,将碳氟表面活性剂与碳氢表面活性剂复配,有可能减少碳氟表面活性剂的用量而保持其表面活性。如将异电性碳氢和碳氟表面活性剂复配,不仅可大大减少碳氟表面活性剂的用量,在某些特殊情况下,复配品甚至具有更高的降低表面张力的能力,即达到全面增效作用。碳氟表面活性剂特殊应用的一个典型实例是利用其水溶液可在油面上铺展的特性,制备水成膜泡沫灭火剂,其原理为:欲使水溶液在油面上铺展,必须满足铺展条件,即铺展系数Ｓｗ/ｏ>0: 油的表面张力约为20ｍＮ/ｍ～24ｍＮ/ｍ左右。因此欲使铺展系数大于零,水溶液的表面张力一般应在18ｍＮ/ｍ以下(至少应在20ｍＮ/ｍ以下)。有相当数量的碳氟表面活性剂,其水溶液的表面张力较高,不能满足铺展条件。在另一种情况下,即使表面活性很高的碳氟表面活性剂,其水溶液也只能在达到一定浓度(临界铺展浓度)时方可在油面上铺展。研究表明,当油面首先加入很少量能够铺展的碳氟表面活性剂水溶液后,一些本来由于表面张力太高而不能铺展的碳氟表面活性剂水溶液即可在油面上铺展。若在油面上首先铺展少量在临界铺展浓度之上的碳氟表面活性剂水溶液,临界铺展浓度之下的水溶液也可铺展。碳氟表面活性剂水溶液在油面上铺展形成一层水膜,使油面与空气隔绝,以此发展出一种高效灭火剂———水成膜泡沫灭火剂(或称“轻水”泡沫灭火剂),这是目前国际上重点发展的灭火剂,主要用于扑灭油类火灾。 2碳氟表面活性剂的合成 与碳氢表面活性剂相比,碳氟表面活性剂的合成相对困难。它的合成一般分三步:首先合成含6个～10个碳原子的碳氟化合物,然后制成易于引进各种亲水基团的含氟中间体,最后引进各种亲水基团制成各类碳氟表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备碳氟表面活性剂的关键。
https://www.doczj.com/doc/c915661950.html, 淮南华俊新材料科技有限公司 https://www.doczj.com/doc/c915661950.html, 阳离子表面活性剂主要是含氮的有机胺衍生物，由于其分子中的氮原子含有孤对电子，故能以氢键与酸分子中的氢结合，使氨基带上正电荷。因此，它们在酸性介质中才具有良好的表面活性；而在碱性介质中容易析出而失去表面活性。除含氮阳离子表面活性剂外，还有一小部分含硫、磷、砷等元素的阳离子表面活性剂。 阳离子表面活性剂生产厂家哪家好？淮南华俊新材料科技有限公司来为您解答！ 阳离子表面活性剂在工业上大量使用的历史不长，需求量逐年都在快速增长，但是由于它的主要用途是杀菌剂、纤维柔软剂和抗静电剂等特殊用途，因此与阴离子和非离子表面活性剂相比，使用量相对较少。 我国阳离子表面活性剂的研发和使用起步较晚，但发展速度较快。1981年工业用阳离子表面活性剂品种为18个，占工业用表面活性剂总品种数的13.5%。到1990年便上升为45个，占15.5% ，
https://www.doczj.com/doc/c915661950.html, 淮南华俊新材料科技有限公司 https://www.doczj.com/doc/c915661950.html, 包括民用品种在内，总计有105个品种。但由于阳离子表面活性剂应用范围窄、使用量较小，因此产量极少，直至2002年年产量仍然仅有几千吨，不足表面活性剂总产量的1%。 阳离子表面活性剂一般都具有良好的乳化、润湿、洗涤、杀菌、柔软、抗静电和抗腐蚀等性能，由于其特殊的性能与应用，具有良好的发展潜力，随着工业用和民用应用范围不断扩大，其品种和需求量都将继续增加。 淮南华俊新材料科技有限公司是安徽省高新技术企业，目前增设上海、广州两家办事处。 是以表面活性剂和聚丙烯酸及丙烯酰胺系列
中国石油大学（油田化学基础实验）实验报告 实验日期：成绩： 班级：石工学号：1302姓名：教师： 同组者： 表面活性剂的性能测定及评价 一．实验目的 1、了解用指示剂和染料通过显色反应鉴别表面活性剂类型的原理和方法； 2、了解离子型表面活性剂克拉夫特点和非离子表面活性剂浊点的测定方法及不同类型表面活性剂的性质； 3、学会一种表面活性剂的界面张力的测定原理和方法，并掌握由表面张力计算临界胶束浓度（CMC）的原理和方法，学习Gibbs公式及其应用； 4、学会表面活性剂溶液与原油的油水界面张力的测定原理和方法，并掌握超低界面张力在三次采油中的作用机理； 5、学会观察表面活性剂溶液与原油混合后的乳化现象，并掌握不稳定体系数法评价表面活性剂的乳化能力。 二．实验原理 表面活性剂分子是由亲水性的极性基团和憎水性的的非极性基团所组成的有机化合物，当它们一低浓度存在于某一体系中时，可被吸附在该体系的表面上，采取极性基团向着水，非极性基团脱离水的表面定向，从而使表面自由能明显降低。 1、表面活性剂类型的鉴别 不同类型的表面活性剂具有不同的性质，因此可采用不同的方法将它们鉴别出来。离子表面活性剂可利用他们的离子反应来鉴别，非离子表面活性剂则利用其与金属离子形成络合物的颜色来鉴别。 亚甲基蓝属阳离子型有色物，在容量分析中可作指示剂使用，当它遇阴离子表面活性剂时，生成不溶于水而溶于氯仿的产物，使氯仿层色泽变深；如果实验液中含有阳离子表面活性剂，由于阴阳离子表面活性剂的结合，使亚甲基蓝脱离
阴离子表面活性剂而从氯仿中重新回到水中，使氯仿色泽变浅。 2、表面活性剂克拉夫特点和浊点 离子型表面活性剂在温度较低时溶解度很小，但随温度升高而逐渐增加，当到达某特定温度时，溶解度急剧陡升，把该温度称为临界溶解温度又称克拉夫特点。 浊点是非离子表面活性剂的一个特性参数，其受表面活性剂的分子结构和共存物质的影响。表面活性剂在水溶液中，当温度升到一定值时，溶液中出现浑浊，而不完全溶解的现象，此时的温度称为浊点温度。 3、表面活性剂的表面张力及CMC的测定 由于净吸引力的作用，处于液体表面的分子倾向于到液体内部来，因此液体表面倾向于收缩。要扩大面积，就要把内部分子移到表面来，这就要克服净吸引力作功，所作的功转变为表面分子的位能。单位表面具有的表面能叫表面张力。 在一定温度、压力下纯液体的表面张力是定值。但在纯液体中加入溶质，表面张力就会变化。若溶质使液体的表面张力升高，泽荣指在溶液相表面层的浓度小于在溶液相内部的浓度；若溶质使液体的表面张力降低，则溶质在溶液相表面层的浓度大于在溶液相内部的浓度。这种溶质在溶液相内部和溶液相表面浓度不同的现象叫吸附。 在一定温度、压力下，溶质的表面吸附量与溶液的浓度、溶液的表面张力之间的关系，可用吉布斯吸附等温式表示： Γ= 式中Γ-吸附量（mol/L） c-吸附质在溶液内部的浓度（mol/L） -表面张力（N/m） R-通用气体常数（） T-绝对温度（K） d/dc<0,溶质为正吸附；反之，溶质为负吸附。通过实验若能测出表面张力与溶质浓度的关系，则可作出-c曲线，并在此曲线上任取若干个点作曲线的切线，这些曲线的斜率即为浓度对应的d/dc,将此值代入公式可求出此浓度
表面活性剂作业题答案 第一章绪论 1.表面活性剂的结构特点及分类方法。 答：表面活性剂的分子结构包括长链疏水基团和亲水性离子基团或极性基团两个部分。 由于它的分子中既有亲油基又有亲水基，所以，也称双亲化合物 表面活性剂一般按离子的类型分类，即表面活性剂溶于水时，凡能离解成离子的叫做离 子型表面活性剂，凡不能离解成离子的叫做非离子型表面活性剂。而离子型表面活性剂按其 在水中生成的表面活性离子种类，又可分为阴离子、阳离子和两性离子表面活性剂三大类。 此外还有一些特殊类型的表面活性剂，如元素表面活性剂、高分子表面活性剂和生物表面活 性剂等。 2.请解释表面张力、表面活性剂、临界胶束浓度、浊点、Krafft点等概念。 表面张力是指垂直通过液体表面上任一单位长度、与液体面相切的，收缩表面的力。 表面活性剂是指在加入很少量时就能显著降低溶液的表面张力，改变体系界面状态，从 而产生润湿、乳化、起泡、增溶等一系列作用，以达到实际应用要求的物质。 表面活性剂在水溶液中形成胶团的最低浓度，称为临界胶团浓度或临界胶束 浓度。 浊点（C. P值）：非离子表面活性剂的溶解度随温度升高而降低，溶液由澄清变混浊时 的温度即浊点。 临界溶解温度（krafft点）：离子型表面活性剂的溶解度随温度的升高而增加，当温度 增加到一定值时，溶液突然由浑浊变澄清，此时所对应的温度成为离子型表面活性剂的临界 溶解温度。 3.表面活性剂有哪些基本作用？请分别作出解释。 1）润湿作用：表面活性剂能够降低气-液和固-液界面张力，使接触角变小，增大液体对固体表面的润湿的这种作用。 2）乳化作用：表面活性剂能使互不相溶的两种液体形成具有一定稳定性的乳状液的这种作用。 3）分散作用：表面活性剂能使固体粒子分割成极细的微粒而分散悬浮在溶液中的这种作用，叫作分散作用。 4）起泡作用：含表面活性剂的水溶液在搅拌时会产生许多气泡，由于气体比液体的密 度小，液体中的气泡会很快上升到液面，形成气泡聚集物（即泡沫），而纯水不会产生 此种现象，表面活性剂的这种作用叫发泡作用。 5）增溶作用：表面活性剂在溶液中形成胶束后，能使不溶或微溶于水的有机化合物溶 解度显著增加的这种作用称作表面活性剂的增溶作用。 6）洗涤去污作用：洗涤去污作用实际上是由于表面活性剂能够吸附在固液界面上，降 低表面张力并在水溶液中形成胶团，从而产生的润湿、渗透、乳化、分散等各种作用的 综合效果。
含氟表面活性剂的合成与性能学院：化学与材料工程学院班级：应化1001 学号：05011001
含氟表面活性剂的合成与性能 （江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡214122） 摘要：含氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种，有很多碳氢表面活性剂不可替代的用途。含氟表面活性剂主要以全氟烷基或全氟烯基或部份氟化了的烷基等作为疏水基部分，然后再按需要引入适当的连接基及亲水基团，根据亲水基团性质的不同分别合成阴离子型、阳离子型、非离子型及两性型等不同系列的含氟表面活性剂产品。另外，含氟表面活性剂具有“三高二憎”的特点，所谓“三高”是指高表面活性、高热稳定性和高化学惰性；所谓“二憎”(也称“双憎”)是指同时具有憎水性和憎油性。其已广泛应用于洗涤、消防、石油、纺织等多个领域。本文主要介绍了含氟表面活性剂的一些合成方法和性能。 关键词：含氟表面活性剂；三高二憎；合成；性能； Synthesis and Properties of fluorine-containing surfactant LI Yong-liang (College of Chemical and Material Engineering, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122 ,China) Abstract: The fluorine-containing surfactant is the most important varieties of specialty surfactants, there are a lot of hydrocarbon surfactants irreplaceable purposes. This paper describes the fluorine-containing surfactant fluorinated alkyl perfluoroalkyl or perfluorinated alkenyl or in part as a hydrophobic moiety, and then need to introduce appropriate linking group and hydrophilic groups, according to the nature of the hydrophilic group of different synthetic anionic, cationic, nonionic and amphoteric type different series of fluorine-containing surface active agent product. In addition, the fluorine-containing surfactant has three sophomore hate "is characterized by the so-called" three high "refers to the high surface activity, high thermal stability and high chemical inertness; the so-called" hate "(also called" hate ") hydrophobic and oleophobicity. It has been widely used in washing, fire, oil, textile and other fields. This paper describes the fluorine-containing surfactant synthesis methods and performance. Keywords：Fluorinated surfactant; Three highways and two hated ways;
新型螯合性表面活性剂的合成 梁政勇Ξ 叶志文 吕春绪 (南京理工大学化工学院,江苏南京210094) 摘 要:简要介绍了螯合性表面活性剂的发展背景以及前景。重点介绍了N 2十二烷基乙二胺三乙酸钠的合 成机理与工艺。采用过量的无水乙二胺与12溴代十二烷反应合成中间体N 2十二烷基乙二胺。然后再与过量的氯乙酸反应合成N 2十二烷基乙二胺三乙酸,用NaOH 中和,即得终产物N 2十二烷基乙二胺三乙酸钠。合成中间体的最佳工艺条件为n (乙二胺)∶n (12溴代十二烷)=(25～30)∶1,反应温度为60℃,反应时间8h ,收率97%;终产品最佳合成工艺条件为n (氯乙酸)∶n (中间体)=(6～7)∶1反应温度80℃,反应时间10h ,收率86%以上。 关键词:螯合性表面活性剂;12溴代十二烷;乙二胺;氯乙酸;E DT A Synthesis of N ovel Chelating Surfactant LIANG Zheng 2yong ,YE Zhi 2wen ,LV Chun 2xu (Department of Chemistry ,Nanjing University of Science &T echnology ,Nanjing 210094,China ) Abstract :In this article the development history and prospect of chelating sur factants are introduced with the em phasis on synthesis mechanism and process of N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid s odium.Excess anhydrous ethylenediamine reacted with 12brom olaurane to produce N 2lauryl ethylene diamine ,which then reacted with excessive chloroacetic acid to give N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid.The end product is obtained by neutralizing N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid with NaOH.The optimum conditions for producing the intermediate as follows ∶n (ethylene diamine )∶n (12brom olaurane )=(25～30)∶1,tem pera 2ture is 60℃,time is 8h and yield is 97%.The optimum conditions for producing the end product are :n (chloroacetic acid ):n (in 2termediate )=(6～7)∶1,tem perature is 80℃,time is 10h and yield is over 86%. K ey w ords :chelating sur factant ;12brom olaurane ;ethylene diamine ;chloroacetic acid ;E DT A 提高表面活性剂特别是阴离子表面活剂的抗硬水能力一直是业内普遍关注的课题。早在20世纪40年代,人们就开始使用各种表面活性剂助剂来提高其抗硬水能力,最先使用的五钠(STPP )是一种性能优良的助剂,具有很强的螯合Ca 2+、Mg 2+的能力,并有乳化污垢、防止污垢再沉积的作用,且价格便宜,具有较高的性价比;然而它的大量使用可导致水体过营养化,带来了极大的生态危害而限制其使用〔1〕。为了减轻水体过营养化,20世纪70年代,一些国家和地区就通过限磷和禁磷的法律,取而代之 的非磷助剂主要是4A 沸石〔2〕 ,然而其不溶于水,对Ca 2+、Mg 2+的交换能力较差,性价比较低。一项研 究甚至表明〔3〕 ,使用含4A 沸石的洗涤剂可能会造 成更加严重的环境危害,与全球的“可持续发展”战 略不符。因此,开发新型无磷助剂势在必行,螯合性表面活性剂应运而生。 螯合性表面活性剂是一种新型的功能型表面活性剂,是由有机螯合剂如E DT A 等衍生而得的产物。分子中含有一个长链的烷(酰)基和几个相邻的离子亲水基。早期的产品多是由E DT A 与脂肪醇、脂肪 胺制备的混合酯或混合酰胺产物〔4〕 ,质量不高。美国的Ham pshire 公司合成了纯度较高的N 2酰基E D3A 类表面活性剂,但工艺复杂。作者以乙二胺 为原料合成N 2烷基类表面活性剂,合成工艺较为简单。 众所周知,E DT A 是一种优良的螯合剂,据文 ? 81?Ξ收稿日期:03209230 作者简介:梁政勇(1978～),硕士,主要从事精细有机合成方面的研究工作。 V ol.12,N o.2精细与专用化学品第12卷第2期Fine and S pecialty Chemicals 2004年1月21日
word整理版 表面活性剂最新研究进展 人类的日常生活，各类生产活动，多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求，促使表面活性剂科学不断发展，迄今方兴未艾，表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中，设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化，近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。 一、高分子表面活性剂 高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的，通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。它像低分子表面活性剂一样，由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质，广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。因此，高分子表面活性剂近年来发展迅速，目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。 高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚(甲基)丙烯酸(钠)、羧甲基纤维素(钠)、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等。 开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面
头号“美丽杀手”——合成表面活性剂 你可曾想到，一直以来，你每天都在使用几乎是和厨房洗洁净一样的物质，在洗头、洗脸、沐浴、护肤？ 我们的护肤产品，通常包含了清洁产品（洗面、卸妆、洗头、沐浴等）、护肤保养品（乳霜、乳液、精华液等）以及彩妆产品。在这些产品中，有一种成分是不可或缺的，那就是——“表面活性剂”。而化学合成表面活性剂是目前世界上使用最广泛，也是污染力最大、危害最大的化合物。 曾经引以为傲的“工业味精” “表面活性剂”最大的作用，就是能使油水融合，具有渗透、分散、乳化、起泡等功能，能够很好地去除油脂污垢，具备了清洁、洗涤、保湿、润滑、杀菌、防静电等作用。因而在化妆品行业中，它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等。我们日常接触最多的日化产品——洗面奶、牙膏、沐浴露、洗发水、洗衣液、洗洁精、肥皂等，均含有表面活性剂。 我们赛奈儿需要了解的是，如果是“天然性”的表面活性剂是不会对人体造成危害的。由于它是取自于自然界的无害物质，能够轻易地被分解再回归自然界，对生态环境不会造成破坏。比如古代时人们用淘米水、用皂角、用羊油和草木灰制造的肥皂洗头、洗澡，其实就是天然性的表面活性剂。而目前使用量最大的表面活性剂并非天然产品，而是化学合成产品。 化学合成表面活性剂有着“工业味精”之称，它的开发和利用，曾被看作是“造福”人类的最伟大科学发现之一。它最早出现在十九世纪初，当时的德国化学家以人工合成的方法，开发出了化学表面活性剂；到了十九世纪中叶，随着石油工业和化工技术的发展，“肥皂”开始实现了工业化大生产，而化学表面活性剂也慢慢运用到这项工业中来。而表面活性剂和合成洗涤剂真正形成一门工业，要追溯到上世纪30年代。当时，以石油化工原料衍生的合成洗涤剂打破了肥皂一统天下的局面，成为一类灵活多样、用途广泛的化工产品。由于合成表面活性剂价格非常便宜，往往只有天然表面活性剂的几十分之一，可以大大降低成本，因此，合成表面活性剂的应用范围越来越广，几乎覆盖了所有的精细化工领域。然而随着科学研究的深入，几十年来，化学合成品的负作用渐渐显现出来，其对人体和环境的危害日益引起人们的重视。 皮肤敏感的元凶 化学合成表面活性剂的特性是使油脂与水溶合，因此，它会破坏保护皮肤表面的自然油脂，进而破坏皮肤的角质层；长期使用下来，就会使肌肤表层的防护壁丧失作用，最终侵害皮肤基底层的细胞，再渗透进入肌肤内部微血管，对人体的血液循环、微循环造成伤害，促使皮肤老化。对此，人们最直接的感受就是——皮肤敏感，干燥、瘙痒、红肿、起疹、长斑、细纹加深……出现许多皮肤问题。一些独立实验室和科学家研究发现,当合成表面活性剂的浓度超过0.5%之后，它们会使你的皮肤变得敏感和干燥，而很多起泡效果好的洗涤产品，早已远远地超过了0.5%的标准。合成表面活性剂浓度超标的的洗发水，容易引起头皮屑，头皮痒；而美发业、餐饮业工作者的手部常见粗糙、指掌角皮症（富贵手）等现象，这些都是使用化学合成表面活性剂造成的。而含有化学合作表面活性剂的牙膏，将会提高口腔溃疡的发病机率，不少人都有过刷牙之后口腔内有膜状物的现象,这就是合成表面活性剂过量带来的后果——如果你经常口腔溃疡，而且补充了好