阴离子表面活性剂综述作业
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表面活性剂一、表面活性剂的性质1.表面活性剂的定义表面活性剂(surfactant),是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。
具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。
表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
2.表面活性剂的结构特点表面活性剂分子具有独特的两亲性:一端为亲水的极性基团,简称亲水基,也称为疏油基或憎油基,有时形象地称为亲水头,如-OH、-COOH、-SO3H、-NH2;另一端为亲油的非极性基团,简称亲油基,也称为疏水基或憎水基,如R-(烷基)、Ar-(芳基)。
两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接,形成了一种不对称的、极性的结构,因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油,但又不是整体亲水或亲油的特性。
表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”(amphiphilic structure),表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。
3.表面活性剂的性质表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力,也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。
许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。
囊泡和胶束都是此类聚集体。
表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。
当胶束在水中形成,胶束的尾形成能够包裹油滴的核,而它们的(离子/极性)头能够形成一个外壳,保持与水接触。
表面活性剂在油中聚集,聚集体指的是反胶束。
在反胶束中,头在核,尾保持与油的充分接触。
表面活性剂系统的热动力学很重要,不论是理论上还是实践上。
因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。
表面活性剂溶液可能含有有序相(胶束)和无序相(自由表面活性剂分子和/或离子)。
胶束——表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部,避免与极性的水分子接触;分子的极性亲水头端则露于外部,与极性的水分子发生作用,并对胶束内部的憎水基团产生保护作用。
洗涤剂中常用阴离子表面活性剂介绍表面活性剂表面活性剂是一类能够降低液体的表面张力,或液-液,液-固相界面张力的化合物。
因此,表面活性剂具有增加润湿性、增加乳化和分散性、增溶性、发泡和消泡性、金属腐蚀的抑制性、抗静电性等基本性质,在清洗过程中能够起到重要的作用。
表面活性剂按照组成和结构,可以分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂,前者又可以分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性表面活性剂。
按用量和品种,在清洗剂中使用最多的是阴离子表面活性剂,其次是非离子表面活性剂,两性表面活性剂使用较少。
阳离子表面活性剂,一般不用于清洗剂,但阳离子表面活性剂的加入,可以使洗涤剂具有杀菌消毒的能力。
选用表面活性剂时,同时还需要考虑特殊的要求。
比如当清洗剂用于强碱、强酸、高温、强氧化剂等极端条件时,可以使用仲烷基磺酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐及氟硅表面活性剂等化学性质稳定的表面活性剂;当要求清洗剂对人体温和、无刺激,且对环境友好时,可以选用N-酰基肌氨酸盐、烷基氧化胺、烷基醚羧酸盐等较安全的表面活性剂。
阴离子表面活性剂在水溶液中,可以分解为亲油性阴离子和亲水性金属离子。
在分子结构中,亲油基主要是烷基基主要是烷基、异烷基、烷基苯等;亲水基主要是钠盐、钾盐、乙醇胺盐等水溶性盐类。
阴离子表面活性剂是清洗剂中用量最多的,其中以脂肪酸碱金属盐(肥皂)、烷基硫酸酯盐、烷基磺酸盐等最为常见。
它们的优点有:价格便宜,与碱配合使用可以提高洗涤力,随温度增加有更好的溶解性,使用范围广泛等。
①脂肪酸碱金属盐一般由油脂与碱在加热条件下皂化制得。
油脂中脂肪酸的碳原子数不同和所用碱的不同,可以制成性质差别很大的肥皂。
例如,脂肪酸碳链加长,则凝固点增高,硬度加大;脂肪酸钠与脂肪酸钾的水溶液pH值约为10,脂肪酸铵的水溶液pH值约为8,可以根据对清洗剂碱性的要求选择使用。
硬脂酸钠,可溶于热的水和酒精,在冷水和冷酒精中溶解较慢。
耐硬水,耐酸性不好,发泡性能差,高温时洗涤力良好,中温、低温时洗涤力弱。
阴离子表面活性剂测定方法综述董淮晋; 孟甜【期刊名称】《《化工设计通讯》》【年(卷),期】2019(045)011【总页数】2页(P116-116,123)【关键词】阴离子表面活性剂; 亚甲蓝分光光度法; 流动注射法; 滴定法【作者】董淮晋; 孟甜【作者单位】中国环境科学研究院北京 100012【正文语种】中文【中图分类】X832阴离子表面活性剂是普通合成洗涤剂的主要活性成分,使用最广泛的阴离子表面活性剂是直链烷基苯磺基酸钠(LAS)。
洗涤剂的使用虽然给生活带来了方便,另一方面也造成了水质的污染,消耗水中的氧,形成不易消除的泡沫,阻断了水中氧气交换,导致水质恶化,散发恶臭味,给人类健康带来了很大的危害[1]。
因此环境水体中的阴离子表面活性剂是水污染重要指标之一。
本文列举了阴离子表面活性剂测定方法以及方法的优缺点,可根据自身条件和测试要求选择合适的方法。
1 阴离子表面活性剂测定方法1.1 分光光度法《水质阴离子表面活性剂的测定亚甲蓝分光光度法》(GB/T 7494—1987),该方法需要反复萃取和水洗,过程繁琐,试剂消耗量大,萃取过程中易出现乳化现象,需要加入少量异丙醇进行破乳。
汪海波等[2-6] 进行了方法的改进,一次性加入10~15mL 的三氯甲烷萃取定容测定,操作简便,节省试剂等优点,但是具有局限性,基质复杂样品并未考虑,只适用浓度比较低,比较干净的样品。
谢莲英[7] 向100mL 水中加入相同量的LAS,分别加入不同体积的异丙醇,实验结果表明异丙醇的量应控制在3~7mL,pH 为8~10。
2004 年周峰[8] 提出用乙醇来破乳,通过对空白,样品平行,样品加标,标准样品进行加入乙醇破乳,结果表明空白值、准确度、精密度均为良好,符合质量要求。
1.2 流动注射法流动注射分析(Flow Injection Analysis,FIA),1975年由丹麦技术大学提出的,在热力学非平衡的条件下,在液流中重现地处理试样或者试剂区带的定量流动分析技术。
阴离子表面活性剂处理目前我国生产的表面活性剂多属于阴离子表面活性剂,以直链烷基苯磺酸钠(LAS)为主。
表面活性剂废水的来源很多,LAS除用于洗涤用品外,也广泛用于制革、纺织等工业的洗涤和脱脂。
因此,家庭厨房废水、酒店宾馆废水、洗衣房废水中均含有LAS,洗涤、化工、纺织等行业也产生大量含LAS的废水;LAS 生产厂也排放大量表面活性剂废水。
1表面活性剂废水的特点(1)表面活性剂废水成分复杂,废水中除了含有表面活性剂和其乳化携带的胶体污染物外,还含有助剂、漂白剂和油类物质等;废水中的LAS以分散和胶粒表面吸附两种形式存在。
2)表面活性剂废水一般呈弱碱性,pH约8-11;但是部分LAS生产废水的pH 为4-6,呈酸性;餐饮废水、洗浴废水和洗衣废水的LAS质量浓度一般为1-10mg/L,而LAS生产废水的质量浓度一般为200mg/L左右;CODcr差异也很大,从100-10000mg/L甚至达10的5次方mg/L。
(3)废水中的表面活性剂会造成水体起泡、产生毒性,且表面活性剂在水中起泡会降低水中的复氧速率和充氧程度,使水质变坏,影响水生生物的生存,使水体自净受阻。
此外它还能乳化水体中其他的污染物质,增大污染物质的浓度,造成间接污染。
2表面活性剂废水对环境的危害LAS属于生物难降解物质,它的广泛使用,不可避免地对水环境造成了污染,在我国环境标准中把它列为第二类污染物质。
表面活性剂被使用后最终大部分形成乳化胶体状物质随着废水排入自然界,其首要污染物LAS进入水体后,与其他污染物结合在一起形成具有一定分散性的胶体颗粒,对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。
阴离子表面活性剂具有抑制和杀死微生物的作用,而且还抑制其他有毒物质的降解,同时表面活性剂在水中起泡而降低水中复氧速率和充氧程度,使水质变坏,若不经处理直接排入水体,将造成湖泊、河流等水体的富营养化问题;LAS还能乳化水体中其他的污染物质,增大污染物质的浓度,提高其他污染物质的毒性,而造成间接污染。
海水中阴离子表面活性剂的测定作业指导书1 主题含义及有关质量或排放标准1.1 主题含义规定了测定海水中阴离子表面活性剂的方法。
2 分析方法2.1 方法出处亚甲基蓝分光光度法海洋监测规范第4部分海水分析GB17378.4-2007(23)2.2适用范围本法适用于海水。
对有较深颜色的水样本法受干扰。
有机的硫酸盐、磺酸盐、羧酸盐、酚类以及无机的氰酸盐、硝酸盐和硫氰酸盐等引起正干拢,有机胺类则引起负干扰。
本方法为仲裁方法。
2.3 原理阴离子洗涤剂与亚甲基蓝反应,生成蓝色的离子对化合物,用氯仿萃取后,在650 nm波长处测定吸光值。
测定结果以直链烷基苯磺酸钠((LAS,烷基平均碳原子数为12)的表观浓度表示,实际上是测定了亚甲基蓝活性物质(MBAS)。
2.4 试剂和材料2.4.1直链烷基苯磺酸钠标准贮备溶液(1. 00 mg/mL):称取100. 0 mgLAS溶于50 mL水中,全量转人100 mL量瓶,加水至标线,混匀。
在冰箱内保存.至少可稳定6个月。
2.4.2 直链烷基苯磺酸钠标准使用溶液(10. 0ug/mL):量取10. 0 mL标准贮备溶液于100 mL量瓶中,加水至标线,混匀。
再量取10. 0 mL此溶液于100 mL量瓶中,加水至标线,混匀。
此标准使用溶液1. 00 mL含LAS 10.0ug。
在冰箱中保存,可稳定7 d。
2.4.3 氯化钠(NaCl)溶液:300 g/L。
2.4.4 亚甲基蓝溶液:于1 000 mL烧杯中加500 mL水,加50 g磷酸二氢钠(NH2P()4·H2 ()),搅拌下缓缓加入6. 8 mL硫酸(H2SO,p=1. 84 g/mL),加入50 mg亚甲基蓝(C16H18N3C1S·3H20)指示剂,搅拌溶解,加水至1 000 mL,混匀。
转入棕色试剂瓶保存。
2. 4. 5 洗涤液:于1 000 mL烧杯中加入500 mL水,加人50 g磷酸二氢钠,搅拌下缓缓加入6. 8 mL硫酸,搅拌溶解。
阴离子表面活性剂合成及其性能研究阴离子表面活性剂,是一类化合物,具有良好的表面活性和分散能力,广泛应用于化妆品、洗涤剂、水处理、石油开采等领域。
然而,传统的合成方法往往涉及到高温高压条件,对环境和健康存在较大影响。
因此,开发低成本、环境友好的合成路线,成为了当前研究热点之一。
一、阴离子表面活性剂的合成方法1.传统合成方法传统合成方法主要包括硫酸化和氧化合成两种。
硫酸化方法是利用环氧乙烷与硫酸反应,生成硫酸酯,并与脂肪醇反应,得到硫酸酯型阴离子表面活性剂。
氧化合成方法是利用氧化剂如高锰酸钾、过氧化氢等氧化脂肪醇,生成羧酸,再通过酯化反应,得到羧酸酯型阴离子表面活性剂。
这两种方法均存在一定的缺点,如反应条件苛刻、产生大量废液等,不利于大规模生产和环保要求。
2.新型合成方法目前,学者们开始探索新型的阴离子表面活性剂合成方法。
例如:(1)微生物法:利用微生物代谢能力,产生具有表面活性的代谢产物。
该方法无需高压高温,且产生的无机盐废液易于处理,因此备受关注。
(2)电化学法:在一定电位下,将含有亲电基团的底物与氧化剂反应,得到阴离子表面活性剂。
该方法具有反应温和、产生无机有价值产物等优点。
(3)催化法:利用金属催化剂或有机催化剂,促进反应的进行。
人们发现,通过催化反应,可以得到结构更加单一、性质更优异的阴离子表面活性剂。
二、阴离子表面活性剂的性能研究1.结构与性能的关系阴离子表面活性剂的性质与其结构密切相关。
通常来讲,碳链长度、氧化程度、羧基含量、芳基取代等结构因素都会影响其表面活性、乳化能力、泡沫性能等。
例如,一般认为,相对分子质量在400~600之间,羧基含量在1%~3%之间的阴离子表面活性剂,具有最佳的表面活性性能和分散能力。
2.改性与应用阴离子表面活性剂可以通过各种改性方法,以适应不同的应用场合。
例如,(1)常见改性方法:①烷基化:将阴离子表面活性剂中的羧基、羟基等取代为烷基,提高其溶解度和分散性能。
阴离子表面活性剂1. 简介阴离子表面活性剂是一类常用的化学物质,具有优异的表面活性和界面活性特性。
它们能够在溶液中形成胶束结构,降低液体的表面张力,增加液体与固体表面的接触面积,并具有乳化、分散、增稠等多种功能。
本文将介绍阴离子表面活性剂的基本性质、应用领域以及研究进展。
2. 基本性质2.1 化学结构阴离子表面活性剂由两部分组成:亲水基团和亲油基团。
亲水基团通常是含有羧酸、磺酸、羟基等官能团的化合物,而亲油基团则是由长链烷基或芳基结构组成。
这两部分结构的不对称性赋予了阴离子表面活性剂独特的界面活性。
2.2 溶解性和溶解度阴离子表面活性剂在水中具有良好的溶解性,但其溶解度受到温度、pH值和其他物质的影响。
通常情况下,阴离子表面活性剂的溶解度随温度的升高而增加,但在一定温度范围内会达到饱和。
另外,当溶液中存在其他电解质时,阴离子表面活性剂的溶解度会受到抑制。
2.3 表面活性和界面活性阴离子表面活性剂具有显著的表面活性和界面活性特性。
在水溶液中,阴离子表面活性剂分子会自发地聚集形成胶束结构,其中亲水基团朝向水相,亲油基团朝向内部,形成疏水核心。
这种形成胶束的能力使得阴离子表面活性剂能够改变溶液的流变性质、界面张力和液体-固体、液体-气体之间的相互作用。
3. 应用领域阴离子表面活性剂在众多领域中都有广泛的应用,下面介绍几个主要的应用领域:3.1 清洁剂和洗涤剂阴离子表面活性剂是清洁剂和洗涤剂的重要成分。
其具有良好的乳化和分散性能,能够有效去除污渍和油脂,并在水中形成稳定的乳状液体。
3.2 纺织工业阴离子表面活性剂在纺织工业中被广泛应用于染料的上染过程,可以提高染料的亲水性,增强染料与纤维的结合力,并改善染色效果。
3.3 农业领域阴离子表面活性剂在农业领域中被用作农药和植物营养剂的辅助剂。
它们可以促进农药的吸附和渗透,提高农药的效果;同时,还能改善土壤性质,增强植物的养分吸收。
4. 研究进展阴离子表面活性剂的研究近年来在新材料开发、环境污染治理等方面取得了一定的进展。
阴离子表面活性剂测定方法的综述与研究进展摘要:随着表面活性剂在工业和日常生活中的广泛应用,大量含有表面活性剂(尤其是阴离子表面活性剂)的生产废水和生活废水未经处理直接排放,对水体造成严重污染。
本文对国内外近年来对环境水样中阴离子表面活性剂的测定方法进行综述,了解研究进展。
关键词:阴离子表面活性剂;测定方法;综述Abstract:With the wide application of surfactants in industry and daily life,the untreated wastewater from industry and daily life,containing a large number of surfactants especially an-ionic surfactants,will cause serious water pollution if discharged directly.In this article the latest progresses of determination methods inAn-ionic surfactant were reviewed.Keywords:An-ionic surfactant;determination;review表面活性剂(surfactant),是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。
具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。
表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为疏水基团。
表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
阴离子表面活性剂(An-ionic surfactant)是表面活性剂的一类。
在水中解离后,生成亲水性阴离子。
阴离子表面活性剂分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类[1],具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。
阴离子表面活性剂分析方法亚甲基蓝分光光度法(GB7494-87)1.1 阴离子表面活性剂含义阴离子表面活性剂主要指直链烷基苯磺酸钠类物质。
它的污染会造成水面产生不易消失的泡沫,并消耗水中的溶解氧。
2.1 适用范围:本方法适用于测定饮用水、地面水、生活污水及工业废水中的低浓度亚甲蓝活性物质(MBAS),亦即阴离子表面活性物质。
在实验条件下,主要被测物是LAS、烷基磺酸钠和脂肪醇硫酸钠,但可能存在一些正的和负的干扰。
当采用10mm光程的比色皿,试份体积为100ml时,本方法的最低检出浓度为0.05mg/L LAS,检测上限为2.0mg/L LAS。
2.2 原理:阳离子染料亚甲蓝与阴离子表面活性剂作用,生成蓝色的盐类,统称亚甲蓝活性物质(MBAS)。
该生成物可被氯仿萃取,其色度与浓度成正比,用分光光度计在波长652nm处测量氯仿层的吸光度。
2.3 试剂:在测定过程中,仅使用公认的分析纯试剂和蒸馏水,或具有同等纯度的水。
2.3.1氢氧化钠4%(NaOH):1mol/L。
2.3.2硫酸3%(H2SO4):0.5mol/L。
2.3.3氯仿(CHCl3):三氯甲烷(分析纯)2.3.4直链烷基苯磺酸钠贮备溶液。
称取0.100g标准物LAS(平均分子量344.4),准确至0.001g,溶于50ml水中,转移到100ml 容量瓶中,稀释至标线并混匀。
每毫升含1.00mgLAS。
保存于4℃冰箱中。
每周配制一次。
2.3.5直链烷基苯磺酸钠标准溶液。
当天配制准确吸取10.00ml直链烷基苯磺酸钠贮备溶液(2.3.4),用水稀释至1000ml,每毫升10.00μgLAS。
2.3.6亚甲蓝溶液。
先称取50g一水磷酸二氢钠(NaH2PO4·H2O)溶于300ml水中,转移到1000ml容量瓶中,缓慢加入6.8ml浓硫酸(H2SO4,ρ=1.84g/ml),摇匀。
另称取30mg亚甲蓝(指示剂级),用50ml 水溶解后也移入容量瓶,用水稀释至标线,摇匀。
阴离子表面活性剂的分类周升辉湖南工学院材料与化学工程系化学工程与工艺0901班摘要:阴离子表面活性剂在低温下较难溶解,随温度升高溶解度加大,溶解度达到极限时会析出表面活性剂的水合物。
但是,水溶液加热至一定温度时,表面活性剂分子发生缔合,溶解度会急剧增大。
阴离子表面活性剂亲水基团的种类有局限,而疏水基团可以由多种结构构成,故种类很多。
阴离子表面活性剂一般具有良好的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、起泡、抗静电和润滑等性能,用作洗涤剂有良好的去污能力。
关键词:阴离子表面活性剂表面活性性质1.磷酸酯盐磷酸酯盐表面活性剂具有良好的乳化、分散、抗静电、洗涤和防锈性能,对酸、碱的稳定性好,易被生物降解,又由于它易溶于有机溶剂,故用途极为广泛。
1.1磷酸酯盐阴离子表面活性剂可分为脂肪醇磷酸酯盐和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐两类阴离子表面活性剂。
1.1.1脂肪醇磷酸酯盐1.1.1.1化学通式脂肪醇磷酸酯盐有单酯盐和双酯盐两种,它们的化学通式分别为:式中,R为烷基;M为一价正离子。
1.1.1.2性质1.1.1.2.1溶解性脂肪醇磷酸酯盐的溶解性与疏水基的性质、脂肪醇链的长短、酯化程度及中和试剂密切相关。
单脂肪醇磷酸酯盐的溶解性大于双脂肪醇磷酸酯盐的溶解性。
单酯盐中,短链脂肪醇磷酸酯盐的溶解性大于长链脂肪醇磷酸酯盐的溶解性。
不同的盐中,三乙醇胺盐的溶解性最大,其次是钾盐,钠盐最差。
1.1.1.2.2表面张力脂肪醇磷酸酯盐的表面张力与疏水基的构型、酯化度有关。
单脂肪醇磷酸酯盐的表面张力较双脂肪醇磷酸酯盐高得多。
正构碳链磷酸酯盐的表面张力高于异构碳链的磷酸酯盐。
碳链增大,表面张力下降。
1.1.1.2.3起泡性能脂肪醇磷酸酯盐的起泡性能与脂肪醇链的长短有关,短链烷醇(如C7~C9烷醇)磷酸酯盐的起泡能力高于长链的C10~C18烷醇磷酸酯盐,但后者的泡沫稳定性较好。
脂肪醇磷酸酯的一钠盐的起泡能力高于二钠盐,其原因是由于一钠盐的表面张力低,而二钠盐的表面张力高导致的。
阴离子表面活性剂的制备及性能研究阴离子表面活性剂是一种具有明显降低表面张力、增强液体的乳化和分散能力的化合物,广泛应用于日化、能源、环保等领域。
本文将介绍阴离子表面活性剂的制备方法以及其在实际应用中所表现出的性能研究。
一、制备方法阴离子表面活性剂的制备方法主要包括化学合成法、生物法和天然来源法三种。
化学合成法是指通过有机合成反应制备阴离子表面活性剂,常用的有乙氧基化法、缩聚法和反应聚合法等。
生物法是利用微生物、酵素等生物体制备阴离子表面活性剂,生产成本低,环保性好,但工艺控制和成分变异性较大。
天然来源法是指从天然植物、动物或微生物中提取磷脂类物质,如卵磷脂、脂肪酸磷酸酯等,制备成为阴离子表面活性剂。
二、性能研究阴离子表面活性剂具有许多优异的性能,主要集中在以下几个方面。
1. 降低表面张力。
阴离子表面活性剂能够显著降低水、油等液体的表面张力,甚至降至0.001N/m以下。
这种能力使得阴离子表面活性剂在洗涤剂、乳化剂等领域有着广泛的应用。
同时,也使其在制备泡沫塑料、油墨、火焰熄灭剂等方面具有潜在用途。
2. 增加液体的乳化和分散能力。
阴离子表面活性剂通过与水、油等液体分子结合,形成胶束,使液体分子分散在其内部,从而使颗粒间的距离变得更远,增加分散能力。
同时,由于阴离子表面活性剂极性强,很容易与水结合,使不易溶于水的油类物质更容易与水混合,从而增加乳化能力。
这种乳化和分散能力使阴离子表面活性剂在食品、医药、石油等领域有着广泛的应用。
3. 稳定化作用。
阴离子表面活性剂具有一定的稳定化作用,可以抗聚集剂、抑制胶体泥化等。
这种稳定化作用在纳米材料的合成、药物的转运等领域具有潜在的应用价值。
除了以上几个方面,阴离子表面活性剂还具有高效的湿润性、增稠作用等性能,有着非常广泛的应用前景。
三、应用前景随着日化、能源、环保等领域的快速发展,对阴离子表面活性剂的需求日益增加。
在生产上,阴离子表面活性剂的合成工艺不断完善,成本持续降低,同时,生物法、天然来源法等制备方法也开始逐渐受到重视,有望成为未来阴离子表面活性剂制备的热点。
阴离子表面活性剂
阴离子表面活性剂是化学行业中常用的一类化学制剂,一般主要应用于液体清洗、乳化剂和表面清洁剂中,可以改善表面疏水性,改善清洁媒体的性能,是清洁剂的关键剂型之一。
目前,阴离子表面活性剂的研发技术更加精良,在性能、稳定性、降低耗费等方面都得到大幅提升,正日益受到各行各业的青睐。
阴离子表面活性剂主要应用于各种清洗领域,如厨具、家用电器、瓷砖等的清洗领域;医药的抗菌领域,可以降解各种病毒、细菌及病原体;汽车领域,可以清除汽车油膜、污渍及泥渣;建筑工业,可以行业钢材、不锈钢、水管及玻璃表面的清洗等。
阴离子表面活性剂具有优越的物理化学性能,可形成脂肪腈类、烯烃腈类和提高表面张力的共聚物,具有高活性、稳定性好、低毒性、环境友好等特点,可以有效地改进作业工况、减少外污,节约能源,大幅降低生产成本,提高生产效率。
阴离子表面活性剂多种多样,配比也较为复杂,其应用范围也很广泛,因此,使用者必须提高使用意识,根据实际应用条件合理选择不同的阴离子表面活性剂,以充分发挥其不可替代的功能。
阴离子表面活性剂含量的测定――对甲苯胺法阴离子表面活性剂能和对甲苯胺盐酸盐定量地形成对甲苯胺络合物沉淀,经乙醚萃取后用氢氧化钠滴定。
滴定后的溶液再进一步用硝酸银滴定,校正溶解于乙醚中的对甲苯胺盐酸盐微量的量,即可求得阴离子表面活性剂的含量。
试剂:1、对甲苯胺试剂:将100g对甲苯胺溶于78mL HCl中,加水至1L;此溶液pH<2,如有必要再加入HCl。
2、HCl:1+33、乙醚4、乙醇5、甲基红:0.1%乙醇溶液。
6、5%K2CrO47、0.1%酚酞:0.1 g酚酞溶解100 mL 60% 乙醇。
实验步骤:1、0.1mol/L NaOH标准溶液的配制和标定称2g NaOH溶解于500mL水中。
准确称取0.4~0.5g邻苯二甲酸氢钾于锥瓶中,加水溶解后加入1~2滴酚酞指示剂,用待标定的NaOH标准溶液滴定至溶液呈微红色,半分钟不褪为终点。
平行标定3次,计算NaOH标准溶液的准确浓度。
2、0.1mol/L AgNO3标准溶液的配制和标定称1.5~1.8g AgNO3溶解于100mL水中。
准确称取0.10~0.12g NaCl于锥瓶中,加水溶解后加入0.5mL 5%K2CrO4溶液,在不断摇动下用待标定的AgNO3标准溶液滴定至溶液呈砖红色为终点。
平行标定3次,计算AgNO3标准溶液的准确浓度。
3、试样的测定准确称取0.6~0.7g十二烷基硫酸钠2份于两个小烧杯中,加约40mL水溶解,移入分液漏斗中。
溶液加(1+3)盐酸至pH~4(pH试纸检验),然后加10mL对甲苯胺试剂和25mL乙醚,强烈振荡。
静置待溶液分层后,将水层放入第二个分液漏斗中,再加10mL乙醚进行萃取,弃去水层,合并乙醚萃取液(另一分液漏斗用少量乙醚洗涤,洗涤液并入萃取液中),再加5mL 对甲苯胺试剂和20mL水,再次强烈振荡,静置分层后弃去水层。
另在锥瓶中加入50mL乙醇和5~8滴甲基红,用0.1mol/L NaOH溶液滴定至溶液呈黄色(如加甲基红后已为黄色则不用加NaOH溶液),加入乙醚萃取液(用少量乙醚洗涤分液漏斗,洗涤液并入锥瓶中),用0.1mol/L NaOH溶液滴定至溶液呈黄色为终点(滴定过程中应充分摇动锥瓶),记下消耗NaOH 溶液的体积V。
阴离子表面活性剂综述【摘要】本文主要描述阴离子表面活性剂,将在水中电离后起表面活性作用的部分带负电荷的表面活性剂称为阴离子表面活性剂。
具有澄清净化、沉降促进等作用。
大量应用于清洗,化妆品等日常生活用品中,是我们生活中必不可少的表面活性剂。
【关键词】阴离子表面活性剂澄清净化生活用品一.概述阴离子表面活性剂的数量相较于阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂在数量上是最高的,从结构上把阴离子表面活性剂分为羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐四大类。
下图为阴离子表面活性剂通式表面活性剂的结构特点表面活性剂降低表面张力的有效形式是表面活性剂分子中的。
两亲性质”结构,即分子中既有可溶于有机相的亲油部分(或疏水部分),又有不溶于有机相的疏油部分(或亲水部分)如图1.1,造成在界面的选择吸附—亲水基受到水分子的吸引,而亲油基受到水分子的排斥,只有占据到溶液的表面,将亲油基伸向气相,亲水基伸入水里,从而达到稳定结构。
表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
图1-1表面活性剂的结构FigureI-1 The structure ofsurfaean按结构分类在水溶性体系中,表面活性剂最有用的化学分类是建立在亲水基性质基础上的,疏水基团一般含有长链烃基。
按离解或不离解分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂;离子型表面活性剂又可按产生电荷的性质分为阴离子型、阳离子型和两性型表面活性剂阴离子表面活性剂英文化学术语:An-ionic surfactant. 表面活性剂的一类。
在水中解离后,生成憎水性阴离子。
如脂肪醇硫酸钠在水分子的包围下,即解离为ROSO2-O-和Na+两部分,带负电荷的ROSO2-O-,具有表面活性。
阴离子表面活性剂分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类,具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。
广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。
产量占表面活性剂的首位。
不可与阳离子表面活性剂一同使用,在水溶液中生成沉淀而失去效力。
物理化学性质阴离子表面活性剂有良好的生物降解性,有利于环境保护,使用安全,且具有许多优良的使用性能。
1、澄清净化作用;2、沉降促进作用;3、过滤促进作用;4、增稠作用及其它作用。
在废液处理、污泥浓缩脱水、选矿、洗煤、造纸等方面,能够充分满足各种领域的要求。
应用性能在清洗领域中,阴离子表面活性剂是发展最早、产量最大、品种最多及工业化最成熟的一类,虽然阴离子型表面活性剂在净洗能力普遍差于非离子表面活性剂,但是具有非离子所不具备的耐酸、耐碱、耐硬水、低温流动性好等优点,特别是是价格上相比非离子品更加低廉,所以阴离子表面活性剂也是表面活性剂家族中品种最多,用量最大一个品种阴离子表面活性剂通常分为磺酸盐型、羧酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型等【1】。
2010年,欧洲洗涤剂协会(AISE)对在欧盟27个国家在清洗领域的阴离子表面活性剂使用做了统计数据,下图列出了2010年,几种阴离子表面活性剂在清洗领域的消耗总量比例【2】阴离子型表面活性剂在各种清洗配方中应用广泛,通过复配各种阴离子成分,从而起到降低产品成本,提高产品的浊点、耐酸碱性以及低温流动性。
下表为各种阴离子表面活性剂的应用性能【7】二.现有生产方法举例AES产品:脂肪醇聚氧乙烯醚无色或微黄色白色膏体液碱透明液体(含量>=42%,硫酸盐<=0.1%,铁<=10%)硫磺黄色粉末、黄色液体磷酸无色透明液体,纯度>=75%双氧水含量>=27.5产品:(AES)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠纯度70%+-2 无色、白色或淡黄色粘稠液体用途:广泛应用与洗涤剂、洗发香波、复合皂等洗涤化妆用品,另外还广泛应用于农业、纺织、医药、石油等。
生产工艺:液体硫磺经氮气雾化后,与经过压缩、冷却、硅胶吸附的露点可达到-60o C左右的空气,燃烧生产SO2,高温下,在钒触媒的催化作用下SO2转化成SO3,经稀释空气调节SO3浓度后进入磺化反应器。
应用醇醚车间提供的AEO经过硫酸化得到AES。
【3】三.国内外研究、生产、应用现状对比国外研究、生产表面活性剂的生产,最初是以动、植物油脂做为原料制成肥皂,在公元前600年,腓尼基人就已制造肥皂,并把它作为与高卢人进行交换的商品。
英匡人用脂肪和木灰生产肥皂,并给其命名为。
“Saipo”,现今肥皂(Soap)一词即由那时得名。
1917年德国化学家刚什尔成功地由煤焦油合成了表面活性剂烷基萘磺酸盐,它具有很高的发泡性和润湿性。
虽然它的洗涤能力不高,但它却为以后新表面活性剂的开发奠定了基础。
第二次世界大战后,随着石油化工的崛起,为合2新型含氟表面活性剂的合成、性能及应用研究成表面活性剂工业提供了大量的廉价原料,促进了这一工业的迅猛发展,进一步扩大了它在各个领域中的应用。
另一方面,因为合成表面活性剂的大规模生产和应用,对于消除表面活性剂所引起的环境污染的呼声也日趋强烈。
许多国家对烷基支化度很高而难以生物降解的表面活性剂品种采取限制和停止生产的严厉措施。
如在1964年用性能优异的直链烷基苯磺酸钠取代难以生物降解造成环境污染的TPS;同时,50年代后石油化工的发展促进了醇系表面活性剂的大力发展,其中醇醚非离子表面活性剂因其优良的低温洗涤性、低泡性、可生物降解性等,加之脂肪醇和环氧乙烷原料的充足供应而获得迅猛发展。
90年代以后,表面活性剂向无毒、无公害、高效等发展,氟表面活性剂等成为很具有潜力的表面活性剂。
据有关业内人士分析,未来表面活性剂工业的发展趋势是:其一,环保和安全将成为行业发展的主要推动力;其二,醇系表面活性剂在家用洗涤剂中的用量将持续增长;其三,功能性和有效性将成为表面活性剂的开发方向;其四,重大开发研究课题将集中在高技术领域,主要是能源、煤炭、石油采掘和加工技术中的表面活性剂的应用【4】国内发展现状总体看国内市场,金桐、南烷.抚顺以磺酸产品为主,中轻物产浙江化工、吉化,湖南丽臣、浙江赞成等企业以AES为主,AES利润空间相比磺酸大,而胺盐、K12的利润空间就更大些。
不难看出烷基苯生产厂的重点是将烷基苯加工成磺酸.以产量。
规模取胜,抚顺、吉化、中轻物产浙江化工将发挥自身生产脂肪醇的优势.大力发展下游产品AES。
另外随着国内市场国际化、原料来源多样化以及Ⅱ一烯烃的价格走低,国内AOS的产量还将会增加.AOS的增加为促进无磷洗衣粉及改进肥皂的品质据供了方便。
目前新型、使用量大的磺化产品暂时还没有.磺化企业的产能都在扩大。
石油原料价格没有下降迹象。
民用洗涤剂、个人清洁用品的价格竞争也是十分激烈.限制了磺化产品价格的上调,因此,对大型磺化企业来说,相互间的竞争仍然会十分激烈。
【9】应用现状阴离子活性剂1、肥皂类系高级脂肪酸的盐,通式:(RCOOˉ)n M。
脂肪酸烃R一般为11~17个碳表面活性剂肥皂表面活性剂肥皂的长链,常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。
根据M代表的物质不同,又可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂。
它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。
但易被破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐破坏,电解质亦可使之盐析。
碱金属皂:O/W碱土金属皂:W/O有机胺皂:三乙醇胺皂2、硫酸化物RO-SO3-M主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类。
脂肪烃链R在12~18个碳之间。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油。
高级脂肪醇硫酸酯类有十二烷基硫酸钠(SDS、月桂醇硫酸钠)乳化性很强,且较稳定,较耐酸和钙、镁盐。
在药剂学上可与一些高分子阳离子药物产生沉淀,对粘膜有一定刺激性,用作外用软膏的乳化剂,也用于片剂等固体制剂的润湿或增溶。
3、磺酸化物R-SO3 - M属于这类的有脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化物。
它们的水溶性和耐酸耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差,但在酸性溶液中不易水解。
常用品种有:二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-OT),十二烷基苯磺酸钠,甘胆酸钠4、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。
5、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。
6、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。
【10】四.发展趋势粒状和片状洗涤剂在全球范围的流行.使得适用于无塔附聚成型工艺的缩型阴离子表面活性剂的需求量大大增加。
一种已取得专利权的新型干燥工艺可用于生产粉状阴离子表面活性剂,如AOS、MES、FAS 和LAS。
该干燥工艺主要包括闪蒸、两相对流传热以及一套独特的流体分配系统。
被干燥后的表面活性剂产品为针状或片状粉末,可直接用于配制洗涤产品。
文中还介绍丁该干燥装置的传热和干燥性能数据。
【5】阴离子表面活性剂与目i离子表面活性剂的复配体系在水溶液中溶解后,溶液中同时存在两种电性相反的离子,它们会在混合吸附方面存在较强的协同效应,这是因为:两种表面活性剂间的强烈静电作用,即两活性离子间存在较强的库仑力,混合体系中各组分的吸收自由能人大下降,从而使混合体系的表面活性得到了极大的提高;两种混合吸附单层组成接近对称,与单一吸附单层相比,反离子被带相反电荷的表面活性离子取代,碳氢链在界面所占的面积几乎减小一半,即排列更紧密;它们的亲油基之间也存在相互吸引作用,与单一表面活性剂相比,除了同样存在的C-H键间亲油基之间的相互作用之外,不但没有极性基团中带相同电荷的离子之间的静电斥力,而且还增加了阴、阡1离子电荷间的静电引力,冈此,大大增加了阴离子表面活性剂与日I离子表面活性荆离子之间的缔合。