离子型表面活性剂

1双性离子型表面活性剂双性离子型表面活性剂（即zwitterionic surfactants）是一种具有特殊结构、既有正电聚合，又有负电复制物的表面活性剂。

在液态状态下，双性离子型表面活性剂可以将形式为离子的阴离子和阳离子的离子交互作用，由此形成具有双重结构的双链表面活性剂。

它不仅具有极好的表面活性特性，而且具有良好的稳定性、环境友好性和降解特性。

2双性离子型表面活性剂的结构双性离子型表面活性剂是由离子性末端基团、非离子性核心基团和中间基团三部分构成的X-Y(X:离子性末端基团，Y：非离子性核心基团)及X-Z(X离子性末端基团，Z：中间非离子性基团)的衍生物，它的结构形式有很多，其中X可以表示含有羧基、磷酸配体或硝基基团，Y可以表示经了高级氧加成和脱水重构等各种微分反应后形成的各种基团，还可以表示未经高级氧化过程和脱水重构过程所构成的各种基团，Z可以表示H、底物或含有羧基的杂环基团等。

3双性离子型表面活性剂的分类双性离子型表面活性剂分为：有机磷型表面活性剂、有机硫型表面活性剂和有机氯型表面活性剂。

（1）有机磷型表面活性剂主要以磷及其衍生物为活性基团，如乙基磷酸（PEG）、化磷酸酯类表面活性剂，以及各种醚醚醚酰磷类表面活性剂等。

（2）有机硫型表面活性剂主要以含有硫基类通过加强环系表面活性剂，如醚硫酸酯表面活性剂、萘硫酸酯表面活性剂、双甲氧基硫醚表面活性剂等。

（3）有机氯型表面活性剂主要以含有氯或三氟乙酸酯位结构、以氨基酸衍生物组成的双链结构以及具有穿孔性双链氯烃类等构成，如氯化烷基磺酸钠表面活性剂、氯烷基氯化基磺酸钠表面活性剂等。

4双性离子型表面活性剂的特点双性离子型表面活性剂具有很高的表面活性能力，具有很好的水溶性能，对于水和油的分离效果很好，运用极广泛。

而且，它极易在水溶液中被氧化水解，无毒易降解，节省能源，清洁环境。

此外，双性离子型表面活性剂具有良好的稳定性和安全性，在稳定高原温度处理也能持续稳定使用，不易爆破或燃烧、不会凝结成固体。

常用表面活性剂种类有哪些1.阴离子型表面活性剂本类起表面活性作用的部分是阴离子。

主要包括肥皂类、硫酸化物、磺酸化物。

1肥皂类表面活性剂为高级脂肪酸盐分子结构通式为RCOO-nMn+。

常用脂肪酸的烃链通常在C11~C18之间以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常用。

根据其金属离子Mn+的不同有碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂等。

本类表面活性剂具有良好的乳化能力但容易被酸破坏碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏电解质可使之盐析有一定的刺激性一般只用于外用制剂。

2硫酸化物主要是硫酸化油和高级脂肪醇的硫酸酯类分子结构通式为ROSO3-M+其中高级醇烃链R在C12~C18之间。

硫酸化油的代表品种是硫酸化蓖麻油俗称土耳其红油为黄色或橘黄色黏稠液体微臭可与水混合为无刺激性的去污剂和润湿剂可代替肥皂洗涤皮肤也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。

高级脂肪醇硫酸酯类常用的有十二烷基硫酸钠又名“月桂醇硫酸钠”、十六烷基硫酸钠又名“鲸蜡醇硫酸钠”、十八烷基硫酸钠又名“硬脂醇硫酸钠”等其乳化能力强并较肥皂类稳定主要用作外用软膏的乳化剂。

3磺酸化物表面活性剂主要有脂肪族磺医`学敎育网搜`集整理酸化物、磺基芳基磺酸化物、磺基萘磺酸化物等分子结构通式为ROSO3-M+。

其水溶性和耐钙、镁盐的能力虽比硫酸化物稍差但不易水解在酸性水溶液中较稳定。

常用的有①脂肪族磺酸化物如二辛基琥珀酸磺酸钠商品名“阿洛索-OT”②磺基芳基磺酸化物如十二烷基苯磺酸钠广泛用于洗涤剂中。

2.阳离子型表面活性剂本类起表面活性作用的部分是阳离子其分子结构中含有一个五价的氮原子又称季铵化物。

其水溶性大在酸性或碱性溶液中均较稳定除具有良好的表面活性外还具有很强的杀菌作用因此主要用于杀菌和防腐。

如苯扎医`学敎育网搜`集整理氯铵商品名“洁尔灭”、苯扎溴铵商品名“新洁尔灭”、氯化溴化十六烷基吡啶商品名“西白林”等。

3.两性离子型表面活性剂本类表面活性剂的分子结构中与疏水基相连的亲水基是电性相反的两个基团即同时具有正、负电荷基团。

表面活性剂的分类及性质一、表面活性剂概念：能使水的表面张力下降的物质称为水的表面活性剂（surfactant）。

结构特征：具有极性的亲水基和非极性的疏水基，且两部分分别处于表面活性剂分子的两端。

表面活性剂称之为两性分子（亲水亲油分子），但两性分子不一定是表面活性剂。

二、表面活性剂的类型（一）阴离子型（二）阳离子型表面活性剂（三）两性离子型表面活性剂分子中同时具有正电荷基团和负电荷基团的表面活性剂称之为两性离子型表面活性剂。

（四）非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂的两亲性常以其分子亲水和疏水的平衡值(HLB值)表示。

HLB值越低，亲酯越强。

（五）高分子型表面活性剂特点：相对分子量数千以上，有时达数十万，分子内有极性和非极性部分。

常用：蛋白质、阿拉伯胶、树脂、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺。

三、表面活性剂溶液的表面性质液体表面存在表面张力，使液体表面有收缩的趋势。

收缩的液体表面处于最低的能量状态。

两亲性分子在水溶液中趋于表面聚集，疏水基远离水相而获得最低自由能。

由于水分子与非极性基团分子间相互吸引力小于水分子与水分子间的相互吸引力，所以表面收缩力减少。

四、表面活性剂在溶液中形成胶束理论在临界胶束浓度时，溶液的性质如渗透压、密度、界面张力、摩尔电导都存在突变现象。

胶束的种类：（一）离子型表面活性剂（二）非离子型表面活性剂常温下，聚氧乙烯基的聚合度较大时，胶束呈网状；升温时，聚氧乙烯基与水分子之间的氢键被破环，发生失水，胶束则变为球状。

（三）高分子型表面活性剂一些高分子型表面活性剂，分子很长，在溶液中卷曲形成聚氧乙烯基为表面，聚氧丙烯基为内核的胶束，一个或几个分子就可以形成胶束。

几种常见阴离子表面活性剂使用指南1，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐AES优点：抗硬水能力好，产品本身是由AEO-2,3获得，因此有较好的除油性能。

AES做出的产品较粘稠，具有一定的增稠作用。

缺点：水溶性差，天气寒冷季节使用不方便，尤其在北方。

产品渗透性能较差。

AES分散性能较差，容易导致污垢反沾污。

生产：基本国内生产，如：台湾和桐、浙江赞宇、湖南丽臣等。

2，十二烷基苯磺酸及其钠盐ABS优点：渗透性能好，价格便宜，具有一定的除油性能，是我国产量最大的表面活性剂。

具有生产工艺简单，原料易得等优点。

缺点：泡沫极高。

不耐硬水，需要搭配使用软水作用的产品。

分散性能差，容易导致污垢反沾污。

生产：台湾和桐、南京佳佳、天津三智等产能较大。

生产工艺简单，在国内也有非常多的小型厂家生产苯磺酸，很多贸易商在销售苯磺酸。

市场上的产品也可谓鱼龙混杂。

有的颜色深，有的颜色浅，有的含量不及90%，有的氨味特别大。

3，仲烷基磺酸钠SAS-60优点：渗透性能好，并且环保。

如果想提高产品的渗透性，SAS是最佳选择。

缺点：不耐碱，净洗力一般，也很贵（只有60%的含量，性价比不高）。

本身泡沫很高，跟非离子复配后泡沫会变得更高。

只可做渗透剂用，不适合净洗用，SAS的净洗性能是比不过LAS。

水溶性差，使用不方便。

生产：国内现在没有生产，在上世纪九十年代河北轻化工厂曾经生产该产品，遗憾的是，1998年4月28日发生爆炸事故，厂毁人亡。

目前只有沙索与科莱恩生产该产品。

SAS由于生产工艺复杂，产品价格较贵，性价比不及其它阴离子净洗剂，九十年代以后SAS逐渐受到冷落，产品已经开始减产，目前沙索和科莱恩已经将产能降到最低，沙索甚至关停了生产SAS的装置。

其它的化工企业诸如三井、巴斯夫、陶氏等并不看好SAS的前景，始终没有在SAS领域投资。

仲烷基磺酸钠SAS在净洗中的使用已经很少。

4,脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐FMES优点：脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐FMES是表面活性剂里面性能比较均匀的产品。

表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种：1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性；2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；3、按分子量分类，可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂，分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。

在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。

1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。

它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重，据统计，世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。

如图所示，其亲水基一端是阳离子，故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。

阳离子表面活性剂水溶液，大多呈酸性。

而阴离子表面活性剂水溶液，一般为中性或碱性，与前者正好相反。

这是因为在中和时，各自的酸碱强度不同而造成的。

3、两性表面活性剂广义地说，所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。

然而，通常所说的两性表面活性剂，是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。

换言之，单就两性表面活性剂结构来讲，在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)，是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。

可看成是两性表面活性剂的代表。

甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。

即使在等电点也无沉淀，且在任何pH值时均可使用。

4、非离子型表面活性剂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成。

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。

两性离子型表面活性剂表面活性剂（Surfactants）是一类丰富多样的物质，可以影响液体、气体、固体和液体固体接触界面和相互作用。

表面活性剂可以起到很多作用，例如分解油脂、溶解有机物、改变液体的粘度和表面张力、增加液体的湿润性和乳液的密度、改变乳化的稳定性、增强洗涤性和抗衣物污染力等。

表面活性剂可以按照多种不同的类别划分。

其中，两性离子型表面活性剂是一类有机化合物，其分子中有一个极性基团（一般为芳环基团或羧基基团）以及一个非极性基团（一般为烷基基团或芳香族基团）。

它们是通过氢键和电解质离子来进行侧链的连接，具有良好的亲水性和亲油性，并且有较强的稳定性、制剂性能和耐热性。

而其最大的特点，就是能够形成各种不同的体系，如液晶体、乳状液、膜等，使其有更广泛的应用前景。

由于两性离子型表面活性剂的独特的结构和性质，它们在农药、医药、洗涤剂、农膜材料、油墨、香料、染料和橡胶等行业得到了广泛的应用，特别是在制剂中发挥着重要作用。

两性离子型表面活性剂可以增加液体的粘度，从而提高液体的附着力，增强液体的凝结效果和活性物质的有效剂量，以及提高洗涤剂的清洁能力。

此外，两性离子型表面活性剂还具有使液滴微粒悬浮的能力，可以促进物质的转移，从而改善物质的分散性。

除此之外，由于两性离子型表面活性剂具有抗氧化作用，经常被用于食品中以抗氧化保护食品，同时也可以用于医药、染料和纺织品中，以有效防止这些物质的氧化反应，如UV反应。

综上所述，两性离子型表面活性剂的独特的结构和性质，在各行各业的应用中发挥了多方面的作用，且具有良好的热稳定性、耐久性和耐受性，是众多表面活性剂中最重要的一类。

未来，随着技术的发展，希望能够研发新的两性离子型表面活性剂，以满足各种不同应用需求，实现更多的价值。

化妆品中常用的表面活性剂表面活性剂的各种功能主要表现在改变液体的表面、液一液界面和液一固界面的性质，而其中液体的表(界)面性能是最主要的。

将物质加到溶剂中会大大降低溶剂的表面张力，能够使体系的表面状态发生明显的变化，这些物质都称之为表面活性剂。

按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型表面活性剂。

1)阴离子表面活性剂化妆品中常用的阴离子表面活性剂包括：脂肪酸皂、十二烷基硫酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基聚氧乙烯醚磷酸钠和大豆磷脂(卵磷脂)等，其特点是洗净、去污能力强，在化妆品中主要起清洁、润湿、乳化和发泡的作用。

2)阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂主要为高碳烷基的伯、仲、叔胺和季铵盐，如十八烷基三甲基氯化铵、C12～14烷基二甲基苄基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化钠等，其特点是具有较好的杀菌性与抗静电性，在化妆品中起柔软、抗静电、防水和固色的作用。

3)两性离子表面活性剂化妆品中常用的两性表面活性剂包括：椰油酰胺基丙基甜菜碱、咪唑啉等，两性表面活性剂的特点是具有良好的洗涤性能，且比较温和，低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性，以及良好的生物降解性。

两性表面活性剂常与阴离子或阳离子表面活性剂复配使用，有良好的配伍性，在一般情况下会产生协同增效效应。

在化妆品中起柔软、抗静电、乳化、分散和杀菌的作用。

4)非离子表面活性剂化妆品中常用的非离子表面活性剂主要有：失水山梨醇单月桂酸酯(司盘一20、司盘一40、司盘一6 0和司盘一80)、环氧乙烷加成物(吐温一20、吐温一40、吐温一60和吐温一80)、月桂醇聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、油酸单甘油酯、聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯羊毛脂等，其特点是安全，对皮肤温和、无刺激性，具有良好的乳化、增溶以及稳定性高，与其他类型表面活性剂相容性好等特点，在化妆品中应用最广。

除了上面几种表面活性剂外，最近迅速发展起来的还有天然表面活性剂(如羊毛脂和卵磷脂)、生物表面活性剂以及有机硅表面活性剂。

表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离性质，将表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。

根据离子表面活性剂所带电荷，又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。

一些表现出较强的表面活性同时具有一定的起泡、乳化、增溶等应用性能的水溶性高分子，称为高分子表面活性剂，如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等，但与低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小，增溶力、渗透力弱，乳化力较强，常用做保护胶体。

一、离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。

1．高级脂肪酸盐系肥皂类，通式为（RCOO-）nMn+。

脂肪酸烃链R一般在C11～C17之间，以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。

根据M的不同，又可分碱金属皂（一价皂）、碱土金属皂（二价皂）和有机胺皂（三乙醇胺皂）等。

它们均具有良好的乳化性能和分散油的能力，但易被酸破坏，碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏，电解质可使之盐析。

一般只用于外用制剂。

2．硫酸化物主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，通式为R·O·SO3－M+，其中脂肪烃链Ｒ在C12～C18范围。

硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油，为黄色或桔黄色粘稠液，有微臭，约含48.5％的总脂肪油，可与水混合，为无刺激性的去污剂和润湿剂，可代替肥皂洗涤皮肤，也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。

高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(SDS，又称月桂醇硫酸钠、SLS)、十六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）、十八烷基硫酸钠（硬脂醇硫酸钠）等。

它们的乳化性也很强，并较肥皂类稳定，较耐酸和钙、镁盐，但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀，对粘膜有一定的刺激性，主要用做外用软膏的乳化剂，有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。

3．磺酸化物系指脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等。

通式分别为R·SO3-M＋和RC6H5·SO3-M＋。

实验二十六表面活性剂离子型的鉴定一. 实验目的学习鉴定表面活性剂离子类型的方法。

二.实验原理离子表面活性剂可利用它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，当它遇到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；如果试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，使氯仿层色泽变浅。

三.仪器和试剂3.1浓硫酸（AR）、无水硫酸钠（AR）、氯仿（CP）、渗透剂（磺酸盐或硫酸酯盐型阴离子表面活性剂）；3.2亚甲基兰溶液：称取0.03g亚甲基兰，用水调匀，加入12g浓硫酸和50g无水硫酸钠，用蒸馏水溶解并稀释至1000mL;3.3 0.05%阴离子表面活性剂溶液（渗透剂OT），若无渗透剂OT，可用其他磺酸盐或硫酸酯盐型阴离子表面活性剂代替，但需水溶性的；3.4 0.1%待测试样溶液。

3.5具塞试管：25mL；电子天平；烧杯：150Ml；量筒：100mL。

四.实验步骤4.1 阴、阳、非离子型的表面活性剂鉴定准确吸取5mL亚甲基蓝溶液和3mL氯仿与25mL具塞试管中，逐滴加入1mL0.1%阴离子表面活性剂溶液直至上下两层呈现同一色调（一般约需加10—12滴）[注：每加一滴，应盖上塞子并剧烈摇动使之分层，观察水层和氯仿层的色泽]然后加入2mL0.1%待测试样溶液，再次摇动2—3秒，静止使其分层，观察上下两层颜色的相对强度。

4.2 两性表面活性剂（烷基甜菜碱型）的鉴定这一类化合物含有阳离子和羧酸根离子，因而用通过两步骤进行检测。

4.2-1 酸性溴酚蓝法（检验阳离子表面活性剂的存在）：配制5%（按纯组分换算）的试样水溶液，将溶液1滴置于试管中，加入5mL氯仿、5mL0.1%溴酚蓝-稀乙醇溶液和1mL6moL.L-1盐酸激烈振荡混合，氯仿层呈现黄色。

阳离子型表面活性剂
阳离子型表面活性剂是一种重要的表面活性剂，它以有机离子为依托，具有良好的溶剂能力、多种应用、易于制备、低毒性等特点，用于洗涤、
助剂、乳化剂等。

阳离子型表面活性剂一般由有机离子和非离子构成，根据其离子类型
可分为甘氨酸酯类、丙二酸酯类、芳基磺酸酯类、磺基脂类、磷酸酯类、
聚氧乙烯醚类、含氯醇类等几大类。

甘氨酸酯类是最常用的表面活性剂，它们具有较强的乳化性能，用于
制备各种洗涤剂、化妆品、护肤品和肥皂等。

丙二酸酯类表面活性剂具有
良好的渗透性、抗烧蚀和乳化作用，可用于各类洗涤剂。

芳基磺酸酯类表
面活性剂具有优异的抗烧蚀性，用于制备金属表面处理剂、洗涤剂和织物
家纺处理剂。

磺基脂类表面活性剂具有良好的抗菌、抗污染、抗烧蚀和渗
透性，用于制备抗污染的洗涤剂和乳化剂。

磷酸酯类表面活性剂具有良好
的渗透性和抗烧蚀性，应用于洗涤剂、护发素、化妆品和护肤品等领域。

聚氧乙烯醚类表面活性剂具有优异的乳化性和防腐性，可用于乳化剂、印
染助剂、针织助剂等领域。

含氯醇类表面活性剂有良好的抗菌性，用于抗
菌洗涤。

表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种：1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性；2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；3、按分子量分类，可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂，分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。

在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。

1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。

它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重，据统计，世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。

如图所示，其亲水基一端是阳离子，故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。

阳离子表面活性剂水溶液，大多呈酸性。

而阴离子表面活性剂水溶液，一般为中性或碱性，与前者正好相反。

这是因为在中和时，各自的酸碱强度不同而造成的。

3、两性表面活性剂广义地说，所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。

然而，通常所说的两性表面活性剂，是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。

换言之，单就两性表面活性剂结构来讲，在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)，是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。

可看成是两性表面活性剂的代表。

甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。

即使在等电点也无沉淀，且在任何pH值时均可使用。

4、非离子型表面活性剂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成。

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。