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【表活第五节】什么是阴离子表面活性剂

发布日期:2015/11/28

今天将从三大方面来谈关于阴离子表面活性剂的一些想法:


第一部分:教学目标分析


1、了解什么是阴离子表面活性剂的概念。


2、了解阴离子表面活性剂的分子结构。


3、记住阴离子表面活性剂的用途。


第二部分:教材分析


阴离子表面活性剂,英文化学术语: An-ionic surfactant,属于表面活性剂的一类。在水中解离后,生成亲水性阴离子。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。


第三部分:学法分析

从结构看,所有的表面活性剂分子都是由极性的亲水基和非极性的憎水基两部分组成的。亲水基使分子引入水,而憎水基使分子离开水,即引入油,因此它们是两亲分子。表面活性剂分子的亲油基一般是由碳氢原子团,即烃基构成的;而亲水基种类繁多。所以表面活性剂在性质上的差异,除与碳氢基的大小和形状有关外,还与亲水基团的不同有关。亲水基团在种类上和结构上的改变,远比亲油基团的改变对表面活性剂的影响大。因此,表面活性剂一般以亲水基团的结构为依据来分类。通常分为离子型和非离子型两大类。离子型表面活性剂在水中电离,形成带阳电荷或带阴电荷的憎水基。前者称为阳离子表面活性剂,后者称为阴离子表面活性剂;在一个分子中同时存在阳离子基团和阴离子基团者称为两性表面活性剂。非离子型表面活性剂在水中不电离,呈电中性。


阴离子表面活性剂分为高级脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐、脂肪酰-肽缩合物等。


高级脂肪酸盐


肥皂即属高级脂肪酸盐,其化学式为RCOOM,这里R为烃基,其碳数在8-22之间,M为Na、K,一般为Na。肥皂是以天然动、植物油脂与碱的水溶液加热起皂化反应制得。皂化所用的碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾。用氢氧化钠皂化油脂得到的肥皂称为钠皂,而用氢氧化钾进行皂化得到的肥皂叫做钾皂。洗涤用肥皂一般为钠皂,化妆用肥皂为钾皂。肥皂的性质除与金属离子的种类有关外,还与脂肪酸部分的烃基组成有很大关系。钠皂质地较钾皂硬,胺皂最软。


磺酸盐


磺酸盐的化学通式为R-SO3Na,碳链中的碳数在8-20之间。这类表面活性剂主要用于生产洗涤剂,易溶于水,有良好的发泡作用。磺酸盐在酸性溶液中不发生水解,可以放心使用。


1、烷基苯磺酸盐


这种表面活性剂在硬水中不与钙、镁离子形成沉淀,且耐酸和碱。制造烷基苯磺酸盐(如十二烷基苯磺酸钠)的原料主要由石油业取得。实际上制得的表面活性剂是各种异构体混合物,总称为烷基苯磺酸盐。其中最常用的是十二烷基苯磺酸钠。在工业上它是以丙烯为原料,聚合成十二烯,再与苯复应,制得十二烷基苯的混合物,然后再经磺化,并以碱中和,即制得十二烷基苯磺酸钠。十二烷基苯磺酸钠为白色粉末,易溶于水,有良好的洗涤能力和发泡性能,大量用于洗衣粉和家用洗净剂,也可适量配于香波和泡沫浴等中。


2、烷基磺酸盐


烷基磺酸盐的去污力与直链烷基苯磺酸盐相似,但对硬水的稳定性和生物降解性能更好一些。早期,烷基磺酸盐工业规模生产是在德国首先实现的,在特殊反应器中在紫外线照射下,烷经磺氯化反应制得。现在主要采用磺氧化方法制得。


3、石油磺酸盐


石油磺酸盐是各种磺酸盐的混合物,主要成分为复杂的烷基苯磺酸盐和烷基萘磺酸盐,其次则为脂肪烃的磺酸盐和环烃的磺酸盐及其氧化物等。石油磺酸盐大都为油溶性的,常用于切削油和农药中作为乳化剂,在矿物浮选中用作泡沫剂,在燃料油中用作分散剂,高分子量的用作金属防锈油中的防蚀剂,大量的石油磺酸钠用于石油采收,特别是三次采油提高采收率。


硫酸酯盐


硫酸酯盐的化学通式为ROSO3M[M为Na、K、N(CH2CH2OH)3,烃基中的碳数为8-18]。这类表面活性剂具有良好的发泡能力和洗涤性能,在硬水中稳定,其水溶液呈中性或微碱性,故主要用于洗涤剂中。


脂肪酰肽缩合物


脂肪酰-肽缩合物的化学通式为R1CONHR2COOH(R1的碳数为8-18、R2为氨基的脂族基),是由脂肪酸酰氯与蛋白质水解产物缩聚面成,在弱酸下稳定,其盐对硬水稳定,具有良好的洗涤能力。


磷酸酯盐


磷酸酯盐有单酯盐和双酯盐两种,是由醇与聚磷酸反应再以碱中和制得。这类磷酸酯盐表面活性剂对酸碱有良好稳定性,易为生物降解,洗涤能力好,特别对硬表面洗净性能更好,可用于金属洗净和电镀,又由于它易溶于有机溶剂,故可与溶剂配合,用作干洗洗涤剂,还可用作乳化剂、抗静电剂和抗蚀剂。