2008-12-16 16:28:12| 分类： 默认分类 | 标签： |字号大中小 订阅
表面活性剂的种类很多，分类方法也有多种，如根据用途可将表面活性剂分为润湿剂、渗透剂、乳化剂、分散剂、柔软剂、抗静电剂、洗涤剂等。比较常见的是根据表面活性剂在水溶液中的电离特性而将其分为阴离子、阳离子、两性离子以及非离子四大类的分类方法。
一、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。从结构上把阴离子表面活性剂分为脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐四大类。
1．脂肪酸盐(RCOO-M+)
是亲水基为羧基的阴离子表面活性剂，包括高级脂肪酸的钾、钠、铵盐以及三乙醇铵盐。在水中电离后起表面活性作用的部分是脂肪酸根阴离子。如：
电离
RCOONa ——>RCOO-+Na+
脂肪酸盐表面活性剂是历史上开发最早的阴离子表面活性剂，也是重要的洗涤剂，目前仍是皮肤清洁剂的重要品种。
(1)肥皂是最常见的脂肪酸盐阴离子表面活性剂 肥皂的主要性能特点是它的水溶液的pH在0.9～9.8，呈弱碱性，它有良好的润湿、发泡、去污等作用而被广泛用作洗涤剂。
肥皂的缺点是耐硬水性能差，在硬水中使用肥皂不仅洗涤力差，同时生成的钙皂污垢在 酸水中悬浮并且粘附在衣物上很难去除。肥皂与硬水中的钙、镁等离子反应生成皂垢，不但增加肥皂的耗费，而且粘结在衣物上产生的斑点会使衣物发硬。含有皂垢的布在印染加工时会造造成染色不匀。肥皂在pH低于?的酸性介质中会转变成不溶于水的游离脂肪酸，会使皂液变混浊并粘附在衣物上不易被除去。因此肥皂只能在中性和碱性介质中使用。通常使用肥皂时常配合加人适量纯碱以保持皂液pH在10左右，其目的为防止肥皂水解和提高洗涤效果。注意在去除酸性污垢或在酸性媒液中不能使用肥皂。
软脂酸盐和硬脂酸盐水溶性差，要充分发挥它们的洗涤能力往往需要在较高温度条件下 使用，而含有不饱和键的油酸盐比较适合在较低温度的洗涤场合。以上的高碳脂肪酸盐 由于在水中溶解度太低，但油溶性好，所以适合作掺水干洗溶剂中的表面活性剂(变性皂)，脂肪酸的有机胺盐和二乙醇胺、三乙醇胺盐大多表现为油溶性的，常用作乳化剂、润湿 剂，如三乙醇胺肥皂常在有机溶剂中作乳化剂。
(2)亲油基通过牛间键与羧基相连的羧酸盐(雷米邦A) 脂肪酸盐除了常见的月巴皂外，还有这种形式的羧酸盐，如用多肽混合物与脂肪酰氯发生缩合反应制成的N—烷酰基多肽。其中用油酰氯与脱脂皮屑等废蛋白的水解产物缩合制成的表面活性剂，商品名为雷米邦A (Lamepon A)，国内商品名为613洗涤剂，化学名称为N—油酰基多缩氨基酸钠(或N—油酰基多肽)。其合成反应式为：
油酰氯 多缩氨基酸钠 雷米邦A
(其中R'、R”是含有1～6个碳原子的烃基)
雷米邦A在毛纺、丝绸、合成纤维及印染工业等纺织部门常做洗涤剂、乳化剂、扩散剂，也可做金属清洗剂和皮肤清洁剂，由于它结构中的多肽部分化学结构与蛋白质相似，对皮肤刺 、激性低，可形成良好的保护胶体，因此也适用于头发用品和香波中或用于护肤香脂中。用它洗涤丝、毛等蛋白质类纤维织品，有洗后柔软、富有光泽、弹性的优点。它有很强的乳化力，如22份雷米邦A可乳化1000份植物油。并且它对钙皂有很强的分散力。它在中性和碱性介质中稳定，在碱性介质中去污力更佳。但在pH值小于5的介质中会以沉淀形式析出。由于它的吸湿力强，通常不制成粉状产品，商售为黄棕色粘稠状液体产品，活性物含量为32%～40%。
制造雷米邦A的多肤部分的原料来自皮屑、蚕蛹、猪毛、鸡毛、骨胶、豆饼、菜籽饼等蛋白质下脚料，经水解后得到水解蛋白液。油酰氯与水解蛋白液中的多缩氨基酸钠缩合即得到雷米邦A。
2．磺酸盐(R—SO-3M+)
把在水中电离后生成起表面活性作用阴离子为磺酸根(R--S03)者称为磺酸盐型阴离子表面活性剂，包括烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基磺酸盐、α-磺基单羧酸酯、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、石油磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基甘油醚磺酸盐等多种类型，其中比较重要和常用作洗涤剂的有下列几种。
(1)烷基苯磺酸钠(LAS或ABS) 烷基苯磺酸钠通常是一种黄色油状液体，通式为CnH2n+1HC6H4SO3Na，其疏水基为烷基苯基，亲水基为磺酸基。
其早期产品为四聚丙烯苯磺酸钠(ABS)，曲于烷基部分带有支链，所以生物降解性差，60年代各国相继改为生产以正构烷烃为原料的直链烷基苯磺酸钠(LAS)。烷基苯磺酸盐不是纯化合物；烷基组成部分不完全相同，因此烷基苯磺酸盐性质受烷基部分碳原子数、烷基链支化度、苯环在烷基链的位置、磺酸基在苯环上的位置及数目以及磺酸盐反离子种类影响而发生很大变化。
烷基苯磺酸盐是阴离子表面活性剂中最重要的一种品种，也是中国合成洗涤剂的主要活性成分。烷基苯磺酸钠去污力强、起泡力和泡沫稳定性以及化学稳定性好、而且原料来源充足、生产成本低，在民用和工业用清洗剂中有着广泛的用途。
①支链烷基苯磺酸盐(ABS) 当高级烯烃(如十二碳烯)与苯发生反应时，生成支链烷基苯，再与浓硫酸发生磺化反应，得到支链型烷基苯磺酸，与碱(NaOH)中和后得到支链型烷基苯磺酸钠盐，其中十二烷基苯磺酸钠是最常见的产品。
十二烷基苯磺酸钠是一种性能优良的合成阴离子表面活性剂，它比肥皂更易溶于水，是一种黄色油状液体。易起泡由于它的泡沫粘度低所以泡沫易于消失。它有很好的脱脂能力并有很好的降低水的表面张力和润湿、渗透和乳化的性能。它的化学性质稳定，在酸性或碱性介质中以及加热条件下都不会分解。与次氯酸钠过氧化物等氧化剂混合使用也不会分解。它可以用烷基苯经过磺化反应制备，原料来源充足，成本低，制造工艺成熟，产品纯度高。因此自1936年由美国国家苯胺公司开始生产烷基苯磺酸钠以来，迄今历经60多年一直受到使用者的欢迎和生产者的重视，成为消费量最大的民用洗涤剂，在工业清洗中也得到广泛应用。
其不足之处是用它洗过的纤维手感不好。皮肤与它长时间接触会受到刺激。它易在洗涤物体表面形成吸附膜残留在物体上，这种吸附膜在低温下不易被水冲洗去除。它起泡性好，因此在不希望产生泡沫的情况下又是不受欢迎的。
十二烷基苯磺酸钠特别容易与其他物质产生协同作用(把两种物质混合后能产生比原来各自性能更好的使用效果叫协同作用)，因此它常与非离子表面活性剂和无机助洗剂复配使用，以提高去污效果。
它在硬水中不会像肥皂那样生成钙皂沉淀，但生成的烷基苯磺酸钙不易溶于水，只能分散在水中使它的洗涤能力降低。使用时如果与三聚磷酸钠等络合剂复配，把钙、镁离子络合，就可以在硬水中使用而不影响它的洗涤效果。
支链结构的烷基苯磺酸钠由于难被微生物降解，对环境污染严重，所以从60年代中期，逐渐被直链烷基苯磺酸钠代替。
②直链烷基苯磺酸钠(LAS) 直链烷基苯磺酸盐是由直链烷烃与苯在特殊催化剂作用下合成直链烷基苯，再经过磺化，中和反应制得的。典型代表结构为(对位)直链十二烷基苯磺酸钠，它的性能与支链烷基苯磺酸钠相同，其优点是易于被微生物降解，从环境保护角度看是性能更优良的产品。目前使用的烷基苯磺酸钠已全部是直链烷基结构的了。
(2)α-烯烃磺酸盐(AOS) 是α-烯烃与SO3在适当条件下反应，然后中和、水解得到的具有表面活性阴离子的混合物，成分较复杂，随工艺条件和投料量不同成分有变化。其主要成分是烯基磺酸盐(R--CH==CH--(CH2)—pSOaNa)、羟烷基磺酸盐(RCH--(CH20)—pSO3Na)和少量二磺酸盐(R'—CH＝CH—CH-(CH2)-SO3Na)或R'—CH—(CH2)—xCH—(CH2)—ySO3Na。其商品名为。—烯烃磺酸盐，缩写AOS。
α—烯烃磺酸盐是一种性能优良的洗涤剂，尤其是在硬水中和有肥皂存在时具有很好的起泡力和优良的去污力。由于它的毒性低对皮肤刺激性小以及性能温和的优点，在家庭和工业、清洗中均有广泛的用途。常用作个人保护、卫生用品、手洗餐具清洗剂、重垢衣物洗涤剂、毛羽，毛清洗剂、洗衣用合成皂、液体皂以及家庭用和工业用硬表面清洗剂的主要成分。
(3)烷基磺酸盐(AS和SAS) 烷基磺酸盐的通式为RSO3M(M为碱金属或碱土金属)，R为C12～C20范围的烷基，其中以十六烷基磺酸盐性能最好。其中正构烷基在、引发剂作用下与SO2、O2反应得到的磺酸盐，分为伯烷基磺酸盐(AS)和仲烷基磺酸盐(SAS)两类。其中仲烷基磺酸盐结构式为R--CH--R'，缩写名称为SAS，国内商品名为601洗涤剂，是一种具，有很好水溶性、润湿力、除油力的洗涤剂。烷基碳原子一般为C14～C18，以C15～C16去污方最强。其去污能力与直链烷基苯磺酸(LAS)相似，发泡力稍低，是配制重垢液体洗涤剂的主要原料。它的毒性和对皮肤的刺激性都比iLAS低，生物降解性好。使用时常与醇醚硫酸(AES)，α—烯基磺酸盐(AOS)复配，以弥补SAS在硬水中泡沫性差的缺点。可做个人卫生盥洗制品、各种洗衣物以及硬表面清洗剂。
(4)α—磺基单羧酸及其衍生物(MES) 它们的结构式为CH2一COOR'， (R为长链烃基或金属离子)。α-磺基单羧酸本身不具有表面活性，但通过酯化或酰胺化生成的衍生物具有表面活性，如CH2—C--OC12H25等。其中以脂肪酸甲酯为原料经磺化中和后得到的商品称为α-磺基脂肪酸甲酯，简称MES，通式为R--CH--COOCH3 。
MES是近年来开发生产的一种由天然油脂为原料的阴离子表面活性剂。它有良好的生物降解性，有利于环境保护，使用安全而且去污力强。其去污力随水硬度增加下降较少，因此在硬水中有很好的去污力，如在洗衣粉配方中用MES取代LAS则在低浓度高硬度水中的去污力明显高于只用LAS的配方。它还是优良的钙皂分散剂，它与肥皂配合使用可弥补肥皂不耐硬水会形成皂垢的缺点，因此它是液体皂的主要成分。MES起泡能力好。它对碱性蛋白酶、碱性脂肪酶的活性影响小，适合配制加酶洗衣粉。它对油污有很强的加溶能力，而且毒性低安全性好，因此是一种应用前景良好的新品种。但应防止其在碱性介质中水解失效。
(5)脂肪酸磺烷基酯(1geponA)和脂肪酸磺烷基酰胺(1gepon T) 商品名为伊捷邦A(1gepon A，洗净剂210)的阴离子表面活性剂典型代表物是油酰氧基乙磺酸钠
CH3(CH2)7CH=CH--(CH2)7—C—O CH2SO3Na。商品名为伊捷邦f(1gepon T又称FX洗涤剂，胰加漂T，万能皂，洗涤之王，209洗涤剂)的阴离子表面活性剂的典型代表物是N—油酰基N-甲基牛磺酸钠，其分子式为CH3(CH2)7CH-=CH(CH2)7C-CH2CH2SO3N。
Igepon A是由羟乙基磺酸钠与脂肪酸或脂肪酰氯反应生成的：
R一C—Cl+HOCH2CH2— SO3Na——>O CH2CH2SO3Na+HCl 其通式为R1—C--O R2S03M。
Igepon T是由N—甲基牛磺酸钠与脂肪酸或脂肪酰氯反应生成的：
R—C—c1+HN一CH2CH2S03Na—>Rc—CH2CH2SO3Na+HCl 通式为R1c—N—R3SO3M
当改变通式中R1、R2、R3、M四个可变因素时，表面活性剂的乳化、泡沫、润湿、洗涤性能会发生相应改变。
脂肪酸磺烷基酯(1gepon A)和脂肪酸磺烷基酰胺(1gepon T)最初是做纺织助剂使用的，特别是Igepon T系列产品具有对硬水不敏感、有良好去污能力、润湿力和对纤维柔软作用，并可在酸性介质中使用，所以在纺织工业中有广泛用途。其中N—油酰基—N甲基牛磺酸钠是最重要的一种，用于粗羊毛、合成纤维以及染色布料的清洗，而且对纤维有很好的柔软作用。磺烷基酯和磺烷基酰胺两类产品是重垢精细纺织品洗涤剂，手洗、机洗餐具洗涤剂，各种香波、泡沫浴，香皂的重要配方成分。通常用的是椰子油脂肪酸和牛油脂肪酸的磺烷基酯或磺烷基酰胺。其物理性质及表面活性见表7—7和表，7—8。
表7-7 脂肪酸磺烷基酯和磺烷基酰胺的物理性质
①在35℃测定。
②克拉夫特点(KrafftP。int)。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，当到达某二特定温度时，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)以rk表示。
(6)石油磺酸盐 是由天然石油馏分或化工反应所得高碳烃副产物经磺化、中和得到的，是多种烃磺化产物的混合物。石油磺酸盐主要用作发动机润滑油的清洁分散剂及起分污泥，保持金属部件清洁，降低酸性抑制锈蚀的作用。作这种用途的石油磺酸盐约占总产量60%。石油磺酸盐配制的金属清洗剂可有效地去除金属部件上的油污。
(7)其他磺酸盐型阴离子表面活性剂 包括以下几种。
表7-8 脂肪酸磺烷基酯和磺烷基酰胺的表面活性
① 在35℃测定。
①琥珀酸酯磺酸盐 按结构分为琥珀酸单酯磺酸盐和双酯磺酸盐。
AerosolOT(渗透剂OT)是最早问世的一种琥珀酸双酯磺酸盐，是优良的工业用润湿剂渗透剂。它是由脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸单乙醇酰胺与马来酸酐生成的单酯经磺化得到的产品。它性能温和对皮肤、眼睛刺激性低、袍沫性优良，在个人保护用品中应用日益广泛。因原料充分、生产成本低并不产生三废，近年来得到很大发展。
AerosolOT化学名称为琥珀酸二异辛酯磺酸钠。
②烷基萘磺酸盐 典型产品如二丁基萘磺酸钠，俗称拉开粉，是纺织印染行业常用的一种渗透剂、乳化剂。
另有烷基萘磺酸盐的甲醛缩合物，商品名称为分散剂NNO。
③木质素磺酸盐 是造纸工业中亚硫酸法制浆过程中废水的主要化学成分。它的结构相当复杂，一般认为它是含有愈创木基丙基、紫丁香
基丙基和对羟苯基丙基的多聚物磺酸盐，相对分子质量200～10000，是以非石油化学制造的表面活性剂中重要的一类。由于价格低，具有低泡性，主要用作固体分散剂、O/W型乳状液的乳化剂，染料、农药、水泥等悬浮液的分散剂，可加在石油钻井泥浆配方中控制钻井泥浆的流动性，还可作矿石浮选剂或水处理剂。
④烷基甘油醚磺酸盐(AGS) 其通式为ROCH2--CH—CH2SO-3M+，它具有良好的水溶性， OH对酸碱稳定是有效的润湿剂，泡沫剂和分散剂，但由于价格高，使应用和发展受到限制。
另外，磺酸盐型阴离子表面活性剂还有，净洗剂LS(净洗剂MA)，化学名称为对甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠，结构为 是一种有优良净洗、发泡、对钙皂分散能力好的表面活性剂，易溶于水，耐酸碱和硬水，可作羊毛和蚕丝的洗涤剂。
3．硫酸酯盐
硫酸是一种二元酸与醇类发生酯化反应时可以生成硫酸单酯和硫酸双酯。硫酸单酯和碱中和生成的盐叫硫酸酯盐。
ROH+HOSO2--OH===RO--SO2--OH+H2O
(醇) (硫酸) (硫酸单酯
)
RO--S02—OH+NaOH＝RO--SO2--ONa+H20
(硫酸酯盐)
R0一S02—0Na一般写成R—OSO3Na形式，有的书上写成RSO4Na并简称为烷基硫酸酯盐。它与磺酸盐结构的区别在于硫酸酯盐中的硫原子不与烃基中的碳原子直接相连。它们性质上的最大区别在于硫酸酯盐在酸性条件下可以发生水解：硫酸酯盐型阴离子表面活性剂主要有脂肪醇硫酸酯盐(又称伯烷基硫酸酯盐)和仲烷基硫酸酯盐两类。
(1)脂肪醇硫酸(酯)盐(FAS或AS) 脂肪醇硫酸盐的通式为：ROS0-3M+，R为烷基，M+为钠、钾、铵、乙醇胺基等阳离子，又名伯烷基硫酸盐，英文简写为FAS或AS①。
FAS是肥皂之后出现的最早阴离子表面活性剂，是由椰子油氢解生成的C12～C14脂肪醇与硫酸酯化并中和制得。它有合适的溶解性、泡沫性和去污性。大量应用于洁齿剂、香波、泡沫浴和化妆品中，也是轻垢、重垢洗涤剂、地毯清洗剂、硬表面清洗剂配方中的重要组分。’如月桂基硫酸钠(C12H25OSO3Na)，商品名为K12的洗涤剂在洁齿剂中有润湿、起泡和洗涤的作用；而月桂基硫酸酯的重金属盐有杀灭真菌和细菌的作用；用牛脂和椰子油制成的钠肥皂与烷基硫酸酯的钠、钾盐配制成的富脂香皂泡沫丰富、细腻，还能防止皂钙的生成；高碳脂肪醇硫酸盐与两性离子表面活性剂复配制成的块状洗涤剂有良好的研磨性和物理性能，并具有调理作用。
高碳脂肪醇硫酸盐可用作工业清洁剂、柔软平滑剂、纺织油剂组分、乳液聚合用乳化剂等。它们的铵盐和三乙醇胺盐用于香波和溶剂中。
商品名为阴离子洗涤剂ASEA的表面活性剂成分为脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐，结构为 ROS03NHaCH2CH20H。
(2)仲烷基硫酸盐(Teep01) 它是由。—烯烃与硫酸反应生成的仲烷基硫酸酯，经中和后得到的产品，通式为R厂CH—o—SOaN，，商品名为梯波尔(Teep01)。
与伯烷基硫酸(酯)盐不同，其硫酸酯盐部分一(O—SO3Na)是与烷基链上的仲碳原子相连，烷基链的碳原子数为10～18。
梯波尔(Teep01)与FAS相似，也是一种性能良好的表面活性剂，但由于结构上的差异，它的溶解性和润湿性更好。因制成粉状产品易吸潮结块，一般制成液体或浆状洗涤剂。
(3)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(AES) 脂肪醇聚氧乙烯醚是一种非离．子表面活性剂，与硫酸酯化、中和得到硫酸酯盐(AES)。实际上AES是非离子—阴离子型两性混合表面活性剂，一般也将它归在阴离子型硫酸酯盐表面活性剂中。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐，简称醇醚硫酸盐(AES)。由于它的溶解性能、抗硬水性能、
①AS可以是alk9nesul{。n9te，烷基磺酸盐，也可以是alkancswlfatc伯烷基硫酸酯盐的缩写，此处为后者。
起泡性；润湿力均比脂肪醇硫酸盐(AS)好且刺激性低，因此常作为AS的替代晶广泛应用于香波、浴用品、剃须膏等盥洗卫生用品中，也是轻垢、重垢洗涤剂、地毯清洗剂、硬表面清洗剂的重要组分。
(4)脂肪酸衍生物的硫酸酯盐 这类物质的通式为R一CXR'OSO-3M+ (X为氧原子、--N、-N、R'，为烷基、亚烷基、羟烷基、烷氧基)。这类产品有良好的润湿性和乳化性，通常用润湿剂。如用硫酸处理含有羟基或不饱和键的油脂或脂肪酸酯，中和后得到的产品为油脂或脂肪酸酯的硫酸酯盐。其中有代表性的是用蓖麻油酸化、中和得到的土耳其红油(因适合做土耳其红染料的匀染助剂而得名)。
(5)不饱和醇的硫酸酯盐 当脂肪醇硫酸酯盐结构中脂肪醇部分是含有双键的不饱和醇时其性能有较大改变，如在低温时仍呈透明状，有较低表面张力和临界胶束浓度，有良好的润湿性能。其中油醇硫酸盐[CH3(CH2)7CH＝CH(CH2)7一CH2OS3Na]是一种重要的不饱：和醇硫酸盐，它的起泡力好、去污力强并有良好的乳化能力和良好的钙皂分散力，是目前正在研制开发的新产品。
4．磷酸酯盐
烷基磷酸酯盐包括烷基磷酸单、双酯盐，也包括脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸单双酯盐和烷基酚聚氧乙烯醚的磷酸单、双酯盐。常见的是烷基磷酸单、双酯盐。
(1)烷基磷酸单、双酯盐(AP) 这是烷基醇与磷酸酯化、中和后的产物。磷酸是三元酸可与脂肪醇酯化生成单酯、双酯与三酯。形成单酯、双酯的产物中仍含有显酸性的氢离子可与碱中和生成盐。生成的烷基磷酸单、双酯盐具有表面活性。
工业上从降低成本考虑，产物通常为单酯盐和双酯盐的混合物。从性能上看，烷基磷酸单酯盐的去污力差，烷基磷酸双酯盐稍好，其中又以二癸基磷酸双酯盐较好，但起泡性能差。由于具有降低纤维间静摩擦系数的作用，因此在纺织工业上常用作化纤产品的抗静电剂。
(2)醇醚、酚醚的磷酸酯盐 这是非离子表面活性剂烷基醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚与磷酸发生酯化反应，经中和后得到的产物。
它们实际上是非离子—阴离子型两性混合表面活性剂，但常归之于阴离子表面活性剂中，由于含有聚氧乙烯链段，具有一些非离子表面活性剂的性质，因此与烷基磷酸酯盐同类产品相比，去污、润湿性能都有所改进。烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐商品名为6503洗涤剂。
二、阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂在水溶液中电离时生成的表面活性离子带正电荷，其疏水基与阴离子表面活性剂相似。阳离子表面活性剂的亲水基离子中含有氮原子，根据氮原子在分子中的位置不同分为胺盐、季铵盐和杂环型三类。
1．胺盐
胺盐是用酸中和烷基伯胺、仲胺、叔胺或乙醇胺得到的产物。根据胺的不同分为脂肪胺盐、乙醇胺盐和聚乙烯多胺盐。
(1)脂肪胺盐 脂肪胺盐是用盐酸、甲酸、乙酸中和烷基伯胺、仲胺和叔胺得到的产物，如:
60～70℃
C12H25NH2+CH3COOH========C12H25NH+3·CH3COO-
(2)乙醇胺盐 是酸与一、二、三乙醇胺反应的产物，如
R—N(CH2CH20H)2+HCl===[R--NH(CH2CH20H)2]+C1-
(二乙醇胺)
纺织工业中常用的柔软剂索罗明A也属于这一’类。如索罗明A的制法为：
CH2CH20H CH2CH20H
C17HasCOOHd-《CHaCH20H1C17HasCOOCH2CHzN二 —HCOOH，
CH2CH20H CH2CH20H
(三乙醇胺)
CH2CH20H
／
C17H35COOCH2CH2N ·HC00H(索罗明A)
＼
CH2CH20H
(3)聚乙烯多胺盐 卤代烷与二乙三胺、三乙四胺反应可得到不同的N—烷基多胺，如：
R—X+NH2CH2CH2NHCH2CH2NH2==R— NHCH2CH2NHCH2CH2NH2
(二乙三胺) (N—烷基二乙三胺)
RNH2+n CH2—CH2==R—RH(CH2CH2NH)．H
＼／
N
H
(亚乙基亚胺) (N—烷基多乙多胺)
这些胺与酸反应得到聚乙烯多胺盐都是表面活性剂。
胺盐型阳离子表面活性剂水溶性较小，在酸性介质中较稳定；在中性、碱性介质中会发生水解析出胺，通常只适合作纤维柔软剂，不适合作洗涤剂。
2．季铵盐
季铵盐型阳离子表面活性剂通式为[ ]x-，式中R为C10～C18。长链烷基，Rl、R2、R3 一般是甲、乙基，也可以有一个是苄基或长链烷基，X是氯、溴、碘或其他阴离子基团：多数情况下是氯或溴。
季铵盐型阳离子表面活性剂是产量高、应用广的阳离子表面活性剂。一般由叔胺与醇、卤代烃、硫酸二甲酯等烃基化试剂反应制得。 ：吡啶《》(C5H5N)也可以看成一种特殊的叔胺，通常把吡啶与卤代烷的反应产物也归于季铵盐中。如溴代十六烷与吡啶反应得到的产物十六烷基溴化吡啶是一种常用的杀菌剂。
季铵盐阳离子表面活性剂水溶性好，既耐酸又耐碱且大多数具有杀菌作用。由于大部分纤维表面带负电，用季铵盐阳离子表面活性剂可中和其电荷，因此有较好的抗静电作用。它们能在纤维表面形成疏水油膜，降低纤维的摩擦系数使之具有柔软、平滑的效果所以可作柔软剂。这种表面活，生剂除可作抗静电剂柔软剂外，还可作护发产品中的头发定型调理剂，纺织工业中的匀染固色剂。但它有使机械生锈的缺点，价格也较贵。在清洗剂中常与非离子表面活性剂复配成杀菌、消毒清洗剂。
季铵盐阳离子表面活性剂列于表7—9。
表7—9 季铵盐阳离子表面活性剂
3．杂环类阳离子表面活性剂
杂环类阳离子表面活性剂可以有咪唑啉、吗啉胍类、三嗪类衍生物等。
眯唑啉是含有二个氮原子的五元杂环的单环化合物，如2—烷基咪唑啉，它与硫酸二甲酯肛 反应可生成季铵盐；如脂肪酸与二亚乙基三胺反应生成2—烷基氨基乙基咪唑啉，得到的产物乙酰化再与甲酸中和或季铵化都得到阳离子表面活性剂。它们都可做纤维柔软剂或杀菌剂。
一般阳离子表面活性剂去污力较差，因此通常不用阳离子表面活性剂作洗涤剂。但在特『 殊的清洗剂中如杀菌消毒洗涤剂中会加入阳离子特别是季铵盐型阳离子表面活性剂。
三、两性表面活性剂
通常把亲水基结构中同时含有阳、阴离子的表面活性剂叫两性表面活性剂。它是近年来发展速度最快的一类表面活性剂。目前产量虽不高，但其年增长率远超过其他类型表面括性剂。
两性表面活性剂以其独特的多功能著称。除了有良好的表面活性、去污、乳化、分散、润湿作用外，同时具备杀菌、抗静电、柔软等特性，并有相容性好，易于生物降解的优点，因 此在民用和工业应用日趋扩大。
两性表面活性剂有咪唑啉型，甜菜碱型，氨基酸型，磷脂、淀粉、蛋白质衍生物等类型。但由于价格较贵，在清洗剂中实用．不多，故在此只作简单介绍。
1．咪唑啉型
眯唑啉两性表面活性剂主要用于配制高粘度对眼睛刺激性低的香波、浴液、化妆品，它同时具有杀菌作用。也可用于硬表面清洗剂或蔬菜水果、餐具、精细纺织品的洗涤剂配方中。
特别应指出的是近年来在金属加工的清洗、缓蚀防锈液中也常加入咪唑啉型两性表面活性剂，它对提高金属对硫酸、盐酸、氢氟酸、氨基磺酸的抗蚀能力很有效。
2．氨基酸型
氨基酸是同时具有羧基、氨基的两性化合物，当氨基上的氢原子被长链烷基取代后就成为有表面活性的氨基酸型表面活性剂。目前把它的阳离子部分由胺盐构成的叫氨基酸型两性表面活性剂。
氨基酸型两性表面活性剂可用于洗涤剂香波配方中，还可用于杀菌剂、去臭剂、锅炉除锈剂、防锈剂等配方中。两性表面活性剂有相容性好的特点，常与其他类型表面活性剂复配使用以发挥协同作用。它的缺点是价格高、洗涤能力比阴离子和非离子表面活性剂差，因此只有在特殊情况下才使用，如一种常用的两性表面活性剂杀菌洗涤剂的商品名叫泰格—51
(TegO-51)其化学名称为二(N—乙基十二氨基)氨基乙酸的盐酸盐。
另外还有卵磷脂等含磷两性表面活性剂，以蛋白质、淀粉等天然产品为基础的两性表面活性剂，因与清洗技术关系不大，在此不多做介绍，有兴趣读者请查阅有关资料。
四、非离子表面活性剂
非离子表面活性剂在数量上仅次于阴离子表面活性剂，是一类大量使用的重要品种，随着石油工业的发展，所用原料环氧乙烷成本的不断降低，它的产量还会不断提高。
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( )为亲水基的两亲结构分子，曲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。正是非离子表面活性剂具有在水中不电离的特点，决定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熟用途。
非离子型表面活性剂按亲水基分成以下几类。
1．聚氧乙烯型非离子表面活性剂
这种类型的表面活性剂又称聚乙二醇型，是环氧乙烷与含有活泼氢的化合物进行加成反应的产物；具体类型列于表7—100
表7—10 聚乙二醇型非离子表面活性剂
(1)烷基酚聚氧乙烯醚 (APEO) 主要产品包括辛基酚聚氧乙烯醚 ( )和壬基酚聚氧乙烯醚 。作为洗涤剂，分子中加成的环氧乙烷数n＝9～12。由于亲水基是由羟基和醚键构成的，而且只在分子的端基存在一个羟基，亲水性很小，要使分子有足够的亲水性，必须增加环氧乙烷加成的分子数n，即含的醚键越多，亲水性越好。因此可通过结合不同的环氧乙烷分子数目来调节亲水性。一般得到的环氧乙烷加成产物都是具有不同分子数(n)的混合物，通常n是一个平均值。
表7—1l列有壬基酚聚氧乙烯醚不 ]向加成环氧乙烷分字产物的HLB值，HLB值越大亲水性越好。
对于聚乙二醇型非离子表面活性 剂，一个突出的性质表现为具有浊点，这是由它的结构特点所决定的。在无水状态下，聚乙，二醇型非离子表面活性剂中的聚氧乙烯链呈锯齿形状态，溶于水后醚键上的氧原子与水中的氢原子形成微弱的氢键，分子链呈曲折状，亲水性的氧原子位于链的外侧，而次乙基 (—CH2CH2—)位于链的内侧，因而链周围恰似一个亲水的整体。图7—12显示聚氧乙烯表面活性剂的形态变化。
形成氢键的反应是放热的，而且这种氢键结合力较弱，所以聚氧乙烯型非离子表面活性剂水溶液在温度升高时，由于结合的氢键被破坏，使其亲水性减弱，因而由原来的透明溶液变成白色混浊的乳浊液。而这种变化是可逆的，当温度降低时溶液又恢复透明。将聚氧乙烯型非离子表面活性剂的透明水溶液缓慢加热时，溶液开始呈现白·色混浊的温度称为它的“浊点”。浊点反映非离子表面活性剂亲水性大小，亲水性越大的，浊点也越高。为保证非离子表面活性剂处于良好的溶解状态，一般应控制在其浊点以下使用浊点，HLB值以圾使用性能都与非离子表面活性剂分子中加成的环氧乙烷分子数(n)有一定关系。例如壬基酚与n=9的环氧乙烷反应加成物，当其质量分数为0.2%～10%时的浊点为53℃，HLB值为12，这种产物的渗透力和去污力都很好，乳化力也相当强，因此用途广泛，是洗涤剂的争主要成分；而当环氧乙烷的加成数达到12扩时，HLB值上升到14，浊点上升到70℃，这种产品虽然去污力有所提高，但渗透力稍差；当加成的环氧乙烷n>15时，浊点超过i00℃，渗透力和去污力都很差，只能做特殊用途的乳化分散剂。因此要根据实际需要控制环氧乙烷的加成数。
水合后(与水松驰结合)成为曲折型聚氧乙烯链的非离子表面活性剂(水溶液中状态)
图7—12 聚氧l烯表面6性剂形态变化
当加入无机盐或阴离子表面活性剂与 非离子表面活性剂复配时，对它的浊点会有影响。由于无机盐的存在不利于非离子表面活性剂中聚氧乙烯链与水之间氢键形成而造成脱水现象，所以会降低非离子表面活性剂在水中溶解度和浊点i而加入阴离子表面活性剂与之复配时，由于协同作用会使非离子表面活性剂浊点上升，扩大了它的使用温度范围。这些在实际应用中都应注意。
浊点的测定方法，称取试样1g，溶解后配成1％水溶液，倒人大试管内(直径26mm，高200mm)，使管内液面高为SOmm，然后将大试管在甘油浴中缓缓升温，仔细观察透明度的变化，边加热边用搅拌器上下搅动，当试液变成混浊时，此时管内温度计读数，即为浊点。然后将大试管取出降温，并记下恢复透明时的温度，以资比较。浊点高于100℃的在封闭管内测定，对于很低的浊点，可置于丁基二乙二醇或乙醇液内进行。对于特别低的浊点产品，可测定其浊点滴定值，即将1g表面活性剂溶液约在10mL丙醇内，在(30土1)℃缓缓滴加蒸馏水至出现混浊为止。
工业上使用的烷基酚聚氧乙烯醚商品主要有OP系列和TX系列产品。如OP—10分子结构为 是一种纺织业常用的扩散、匀染、乳化润湿剂。TX—10的分子结构为 属于辛基酚聚氧乙烯醚中的一种。TX后面的数字随环氧乙，烷加成数而改变。由于合成这类化合物时环氧乙烷加成数是可以根据工艺条件调节的。随着分子中环氧乙烷加成数的增加，表面活性剂从亲油向亲水逐渐变化，随着HLB值的变化，可做成乳化剂、润湿剂、洗涤剂、增溶剂等多种不同用途的品种。烷基碳链含8～12个碳原子的烷基酚加成㈨个环氧乙烷分子得到的产物的洗涤性能良好是常用的洗涤剂产品。
(2)高碳脂肪醇聚氧乙烯醚 (AEO) 上面介绍的烷基酚聚氧乙烯醚是一种用途广泛的非离子表面活性图7—13 浊点的测定剂，但由于它的生物降解性差，目前已有减少使用的趋势，而主要改用生物降解性能好的碳脂肪醇聚氧乙烯醚。
高碳脂肪醇聚氧乙烯醚的水溶性受醇结构中碳原子数和加成的环氧乙烷分子数的影响很大。通常使用的脂肪醇含碳原子数在12一18之间，如果饱和十元醇的碳原子数比加成的环氧乙烷分子数多三个的话，一般在常温下都是可溶于永的，例如月桂醇(十二碳醇)加成9个增环氧乙烷分子的产物，鲸蜡醇(十六碳醇)加成13个环氧乙烷分子的产物都是常温下水溶性很好的，但鲸蜡醇加成11个环氧乙烷分子的产物水溶性较差，要加热到较高温度才能有较好的洗净能力。
而含有碳数为18的高碳不饱和醇，十八碳—9—烯醇(油醇)受不饱和基团的影响，加成12个环氧乙烷的产物水溶性很好，并有较好的洗净能力而它的15～20个环氧乙烷加成物、去污力和渗透力虽较差，但却适合作乳化剂、分散剂以及和碱合用的洗涤剂。
由于高碳脂肪醇聚氧乙烯醚在低于它浊点的温度下有良好的洗涤去污能力，所以甩它配I制的洗涤剂能满足低温低泡耐硬水的要求。
AEO产品的最大特点是化学稳定性好在热稀碱、酸及氧化剂中均稳定。工业上使用的这类产品商品名为平平加O(C18H35O (CH2CH2O)15H)、匀染剂O(C12H250 (CH2CH20)22H)渗透剂JFC(C7～9H15～19O (CH2CH20)5H)等。以脂肪醇烷基链链含12～14个碳原子加成10个左右环氧乙烷的产物洗涤去污能力最好，是常用的洗涤剂成分。
(3)脂肪酸聚氧乙烯酯(AE) 脂肪酸在催化剂的作用下可以与环氧乙烷加成，形成亲I水基与疏水基由酯键连接的聚氧乙烯型非离子表面活性剂。但与上述两类以醚键结合的非离子表面活性剂不同，由于醚键易于水解，所以这类化合物在强碱溶液中使用时会水解变成肥皂。这类化合物与高级醇或烷基酚的环氧乙烷加成物相比，一般渗透力、去污力都差些，因此不适合做洗涤剂，主要做乳化剂、分散剂、，染色助剂等。工业上使用的这类化合物如柔软剂
(4)聚氧乙烯胺 它是由高级脂肪胺与环氧乙烷加成的反应产物。所用高级脂肪胺可能是伯胺、仲胺或叔胺。
如以椰子胺、豆油胺、牛脂胺、硬脂胺等高级脂肪伯胺与环氧乙烷加成反应过程为：
低加成数的聚氧乙烯脂肪胺呈现阳离子特性，在中、碱性条件下不溶于水，在pH值较低的酸性条件下显碱性聚氧乙烯脂肪胺与H+反应形成水溶性胺离子，增进了表面活性，是一种很好的表面活性剂。这类表面活性剂具有耐酸不耐碱有杀菌力的特点。高加成数的聚氧乙烯脂肪胺，具有非离子特性，在中、碱性条件下可溶于水。随着环氧乙烷链长的增加，润湿能力也增加可作为非离子表面活性剂使用。由于与阴离子表面活性剂的不相容性减弱，因此两者可以互相混合使用。
(5)聚氧乙烯酰胺 一般是在碱性条件下脂肪酰胺与环氧乙烷加成得到的产物。由于酰胺基上可有一个或二个活泼氢与环氧乙烷加成，所以可以得到几种不同结构的产物，如：
发展起来的新型聚氧乙烯型非离子表面活性剂。根据结构与环氧乙烷加成数的不同可以做净洗剂、寻L化剂、润湿剂、破乳剂、抗静电剂、润滑剂和分散剂等，有着广泛的用途。
另外，含有羟基的蓖麻油等油脂也可以与环氧乙烷加成形成聚氧乙烯型非离子表面活 性剂。
(6)聚丙二醇的环氧乙烷加成物(聚醚型非离子表面活性剂) 、这是由环氧丙烷通过加成聚合反应生成聚丙二醇，它是相对分子质量为1000—2500的化合物，由于分子中甲基的空间障碍，它的水溶性很小而适合作表面活性剂的亲油基原料。当聚丙二醇与环氧乙烷加成或与环氧乙烷和环氧丙烷共聚时形成聚氧乙烯、聚氧丙烯相嵌的共聚物高分子表面活性剂，这类产品称为聚醚型非离子表面活性剂，通式为RO(C3H60)m(C2H4O)nH。
此表面活性剂的亲油性(疏水性)和亲水性的大小可通过调节聚氧乙烯和聚氧丙烯的比例加以控制。不同比例和不同聚合方式得到各种不同性能的表面活性剂。聚醚型非离子表面活性剂在很低浓度时就有降低界面张力的能力可以做W/O型及O/W型乳状液的乳化剂，对硬水中钙皂有分散作用并有良好的增溶作用，有的可做消泡剂、抑泡剂。
聚醚型非离子表面活性剂具有无臭、无毒、无刺激性的特点，对化学试剂有良好的稳定性是一种新型的非离子表面活性剂。
(7)聚氧乙烯化的离子型表面活性剂 脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚分子端基上的羟基可与硫酸或磷酸发生酯化反应，因此可以制成醇醚硫酸盐或醇醚磷酸盐等非离子—阴离子混合表面活性剂；
醇醚硫酸盐(AES)比硫酸酯盐型阴离子表面活性剂(AS)在常温下有更好的水溶性，也不像脂肪醇聚氧乙烯醚(AE)存在浊点在高温下会从水中析出，所以是一种在水中有着很好溶解性，对钙皂有较好分散能力，有较好起泡能力、抗硬水、抗无机盐能力的优良表面活性剂。
醇醚磷酸盐的洗净去污能力比磷酸酯盐阴离子表面活性剂有明显提高并具有净洗能力高、低泡、耐碱、耐硬水和电解质以及耐高温等特性。把脂肪醇聚氧乙烯醚磺化并中和则可得到醇醚磺酸盐型非离子—阴离子混合表面活性剂，
SO2Cl2 Na2SO3
R(OCH2CH2)nOH————>R(0CH2CH2)nC1————>R(OCH2CH2)nSO3Na
80～86℃ 155℃，1MPa
产品对酸、碱、无机盐的稳定性都很好。
用高级脂肪胺的环氧乙烷加成物季铵化可以得到非离子—阳离子的混合型表面活性剂，其结构如 ，这种产物具有阳离子和非离子表面活性剂的特点，可作抗静电剂、乳化剂、分散剂等。
2．多元醇型
多元醇型非离子表面活性剂是乙二醇、甘油季戊四醇、失水山梨醇和蔗糖等含有多个羟基的有机物与高级脂肪酸形成的酯。其分子中的亲水基是羟基，由于羟基亲水性弱所以多做乳化剂使用。这类产物来源于天然产品，具有易生物降解、低毒性的特点，因此多用于禽磁涸医药等部门，其中应用较多的是失水山梨醇酯。
(1)失水山梨醇酯 山梨醇是由葡萄糖加氢制得的多元醇，分子中有六个羟基。山梨拱涸在适当条件下可脱水生成失水山梨醇和二失水山梨醇。
失水山梨醇分子中剩余的羟基与高级脂肪酸发生酯化反应得到失水山梨醇酯是多元酬测表面活性剂。产物实际上是单酯，双酯和三酷的混合物；脂肪酸可采用月桂酸，棕橱酸封酬脂酸和油酸。其单酯的商品代号分别叫Span(司盘)-20、40、60、80，而硬脂酸和油酸的警捌脂代号分别叫Span—65和Span—85。
若把司盘类多元醇表面活性剂再用环氧乙烷作用就得到相应的吐温(Tween)类非表面滁划性剂。由于聚氧乙烯链的引入可以提高其水溶性，如由一个Span—60分子和20个环氧乙烷劳划子加成得到的Tween—60。
Span租Tween系列非离子表面活性剂都是工业生产中常用的乳化剂。表7—工2列有司盘划
和吐温乳化剂的商品名称、化学组成和HLB值。
表7—12 司盘、吐温的性能
(2)蔗糖酯 蔗糖酯是蔗糖脂肪酸酯的简称。蔗糖(C12H22011)是一个葡萄糖分子与一个果糖分子缩合的产物，分子中有多个自由羟基，因此有良好的水溶性，能与高级脂肪酸发生酯化反应：
K2CO3
RCOOCH3+C12H22011=========RCOOC12H21O10+CH3OH
减压，90～100℃
(脂肪酸甲酯) (蔗糖) (蔗糖脂肪酸单酯)
由于蔗糖酯有易于生物降解，可为人体吸收，对人体无害，不刺激皮肤的特点，因此大量用于食品和化妆晶中作乳化剂等添加剂，也，可用作低泡沫洗涤剂成分。
3。烷基醇酰胺型
烷基醇酰胺是脂肪酸与乙醇胺的缩合产物。月旨肪酸通常为椰子油酸、脂肪酸或月桂酸，乙醇胺为单乙醇胺或二乙醇胺。
乙醇胺是二、三乙醇胺的通称，当氨与环氧乙烷反应时，氨分子中的三个活泼氢会被羟乙基取代而形成单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺：
其中比较重要的是月桂酸、椰子油酸、油酸和硬脂酸与-a,醇胺反应的产物。有脂肪酸与二乙醇胺分子比为I：1及1：2的两种产物，当lmol脂肪酸与2mol二乙醇胺反应时得到一种水溶性烷基醇酰胺产物，商品名为尼纳乐(Nin01)，6501，2：1型烷醇酰胺。
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