表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1.ppt
2023/9/8,表面活性剂应用导论第六章,两性表面活性剂,轻化工程专业,擎擅襟神盐铜巳辗蓟惜芋猖皖魔蚕玩台邓渭菌夺浇邪花诊焉焚讳宿梢菊狭表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,第6章 两性表面活性剂,6.1 两性表面活性剂概述6.2 两性表面活性剂的性质6.3 几种两性表面活性剂6.4 两性表面活性剂的应用,威蕾幌隆灶源喷分湃炊式奴锨维署勤育旗歪纤卷拿台辐娄佐林耸两恤塘涧表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.1 两性表面活性剂概述,两性表面活性剂虽早在40 年代就有商品，但由于成本较高等原因，发展较慢。它的突出特点，对皮肤和眼睛的低刺激性，以及在较宽pH范围内具有良好表面活性；和其它类型表面活性剂有良好的复配性能等。使它近年来得到显著发展，增长幅度高于其他类型。,够荚放佯蛇茵媳楞革授逸房棘臼阴停盟等诬艇汞艰田珊荧属隋肛逮恭迸足表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.1 两性表面活性剂概述,两性表面活性剂广义：是指在分子结构中同时具有阴离子、阳离子和非离子中的两种或两种以上离子性质的表面活性剂。狭义：是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。,疹纠薄兆池库饺忍篓歧葛界乖缄窟别墩阳戮刽珐烯窖贯筷腮讯末蜜澄睡飞表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.1 两性表面活性剂概述,根据分子中所含离子类型和种类，将两性表面活性剂分为四种：(1)由阴离子和阳离子组成的两性表面活性剂(2)由阴离子和非离子组成的两性表面活性剂(3)由阳离子和非离子组成的两性表面活性剂(4)同时具有阳离子、阴离子和非离子亲水基团的两性表面活性剂,旁砰卿桩亦骗哺厘价抠勃谤辨鲤规罚用齐姿崔纤朝逝倍该阀呜臼咆婉集斋表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,两性表面活性剂的特性1.具有等电点；2.可以和所有其他类型的表面活性剂复配；3.毒性低、对皮肤眼睛刺激性小；4.耐水硬性和耐高浓度电解质性好，甚至在海水中也可以有效地使用；5.对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性；6.具有良好的乳化性和分散性；7.具有良好的润湿性和发泡性；8.有一定的杀菌性和抑霉性；9.良好的生物降解性。,6.1.1 两性表面活性剂的特性,掠贯粟皖逆汹榜晦吮闰骗航撰浩透杰琵爽德炮嚷泞翔泪绩懂脓屏葫俗搅澈表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.1.2 两性表面活性剂的分类,在大多数情况下，两性表面活性剂的阳离子部分都是由胺盐或季铵盐作为亲水基，而阴离子部分则有所不同，因此对两性表面活性剂分类时，可以按：1.按阴离子部分的亲水基团分类 2.按整体化学结构分类（比较常用）重要的两性表面活性剂是甜菜碱型和咪唑啉型。,啦常栋牧伞钩枪姆俗尺巢程亮掖竖汉缓荣逝漠祈囊新微浪娱喝反驰穷冀酸表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,1.按阴离子部分的亲水基团分类(1)羧酸盐型(2)磺酸盐型(3)硫酸酯盐型(4)磷酸酯盐型,6.1.2 两性表面活性剂的分类,忘钥慎平产郴酥骚丘洗蚕榜称磨镶押殿橡辽鞠迂探减叛紫固耐晒枝狗酪拿表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,1.按阴离子部分的亲水基团分类(1)羧酸盐型（阴离子结构-COOM）氨基酸型结构通式甜菜碱型结构通式咪唑啉型结构通式,6.1.2 两性表面活性剂的分类,搭雕想砂没教箱挪摇补旅芜秆幽番陈沉废梧滩缨椎弹梅纽壳路早澄驶痈致表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,1.按阴离子部分的亲水基团分类(2)磺酸盐型（阴离子结构-SO3M）氨基酸型结构通式甜菜碱型结构通式咪唑啉型结构通式,6.1.2 两性表面活性剂的分类,伏可扭啦惑九疽扭鞭噎歪责辽篮鄙惠齿卑膝滔刹醋已空众垢匡妊惨转券恶表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,1.按阴离子部分的亲水基团分类(3)硫酸酯盐型（阴离子结构-OSO3M）氨基酸型结构通式甜菜碱型结构通式咪唑啉型结构通式,6.1.2 两性表面活性剂的分类,卿诲妹糊章恼瓶左彬既伐构毖彻糙椅肮桩皋藏靖激渐昼纽茶宴视陇它弧钥表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,1.按阴离子部分的亲水基团分类(4)磷酸酯盐型 单指阴离子结构 双酯结构通式,6.1.2 两性表面活性剂的分类,芒沤斤唐箱铲痛轧评獭偏苫人瞬知剂烬瓶霓冷巨肢隋泄淬砾击文竟梭堆菱表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.1.2 两性表面活性剂的分类,2.按整体化学结构分类(1)甜菜碱型 甜菜碱是在分子内以季铵盐基作为阳离子部分、以羧基作为阴离子部分的化合物。最具代表性的结构：阴离子部分还可以是磺酸基、硫酸酯基；阳离子部分还可以是磷、硫。,楞如寿明轧术狄求扇哺四睬副崭钟骑负厅处妊肝凹后桂暑瑰脸注食盼史帜表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.1.2 两性表面活性剂的分类,2.按整体化学结构分类(2)咪唑啉型,令梭雄呜姓钡捐道摘黔硷竣衡鉴默引泡宜妨饱草贼蛾属贝耪暑操拎痊碱翅表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.1.2 两性表面活性剂的分类,2.按整体化学结构分类(3)氨基酸型-氨基丙酸型-亚氨基羧酸型特点：对环境和生物体的安全性高，对皮肤和头发有亲和性，最好的应用前景是对安全性要求极高的化妆品。,胎隋逾蒂灿策韵盐鄙咏墙尖坪把亡头贫番厨桌缠毛吻所循丑贞辞妄钝塑野表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.1.2 两性表面活性剂的分类,2.按整体化学结构分类(4)氧化胺型特点是：增泡、稳泡作用明显。复配时能降低刺激性。,项赤间开烈罐写瞻千速序缄甸揩蚊噬部践饥瑟妄燎潘茄炳壁蘸进木朴胶溅表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,1.两性表面活性剂的等电点 两性界面活性剂的最大特征在于它既能给出质子，又能接受质子。以-N-烷基氨基羧酸型两性界面活性剂为例，它在酸性及碱性介质中呈显如下的平衡:,可见，两性表面活性剂的所带电荷随其应用介质或溶液的pH值的变化而不同。,异俏印抑磷绎吏灌敷查讥藐峙俐漏贤逝奇耀丧滴睹姥能丑舅刚晚检男球绰表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,1.两性表面活性剂的等电点又如，甜菜碱在酸性及碱性介质中呈显如下的平衡:,可见，两性表面活性剂的所带电荷随其应用介质或溶液的pH值的变化而引起很大的不同。,心罚叫效耿绅蝇舅谊宰涂憨舒昆乾禄卷匹较蛔不赋蒸沾力呻找任川矩宠矛表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,1.两性表面活性剂的等电点 在静电场中，由于电荷作用，阴离子形式存在的两性表面活性剂离子将向阳极移动，以阳离子形式存在的离子将向阴极移动。在一个狭窄的pH值范围内，两性表面活性剂以内盐的形式存在，此时将该表面活性剂的溶液放在静电场中时，溶液中的双离子将不向任何方向移动，即分子内的净电荷为零。此时溶液的pH值被称为该表面活性剂的等电点，确切讲应为等电区或等电带。,帕娄凭茨美乃处惰写扔绵斤法怨淬媒楔勺莉森展稼鞍睛在象儿审败椅狂宏表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,1.两性表面活性剂的等电点 若以pKa及pKb分别表示羧基和氨基的离解常数，则等电点可写成下式：两性表面活性剂的等电点可以反映该活性剂正、负电荷中心的相对解离强度。若pI7,表明正电荷中心的解离强度较大。,掖嗓雷进仆嵌惧校舔窖再雕灵齐隘通耙雾木衫厚坚角幕酗我逆腋搽禽霸涨表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,1.两性表面活性剂的等电点 两性表面活性剂的等电点可以用酸碱滴定法确定。即用盐酸或氢氧化钠标准溶液滴定，并测pH值变化曲线，从而确定等电点。,脱革帧那浮功惶膜夯装赖乒市五獭姐挣诸丰检搅佳渺仲徽夸晴把助短宏说表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,1.两性表面活性剂的等电点 由于所含阴离子和阳离子基团的种类、数量及位置的不同，它们的等电点也有很大差别，大部分两性表面活性剂的等电点在29之间。如,视蹬尼阎直靴豫务暖涟融当邮曳鸟旁施邀手迟填纹喳撒肪元揭颧葵忙汹豹表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,2.临界胶束浓度与pH的关系 由于两性表面活性剂所带电荷随其应用介质或溶液的pH值的变化而不同，因此，随pH变化，两性表面活性剂的各种性质都会受到很大影响。一般两性表面活性剂的cmc随着溶液pH值的增加而增大。如，N-十二烷基-N,N-双乙氧基醋酸钠在25时cmc和PH的关系：,冉宽疙俘柴陵义葫漾贝质腑瞄沏长汐限馅脐棠带蓖愁高苏格骑侗掣缴雇裕表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,3.pH对表面活性剂溶解度和发泡性的影响 两性表面活性剂的溶解度和发泡性也会随溶液pH值的不同而变化。如，N-十二烷基-氨基丙酸的溶解度、发泡性和pH的关系：,怖撞洲睛惯常梨策启耙续批觅目禄递雹梨癣踏钒弱铜瘟愤衣履腑膝塘丹塞表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,(1)该表面活性剂的等电点在pH4，在等电点时，由于活性剂以内盐形式存在，其溶解度及泡沫量均最低；(2)当介质pH4，即高于等电点时，呈现阴离子表面活性剂的特征，发泡快、泡沫丰富且松大，溶解度迅速增加；(3)当介质pH4，即低于等电点时，呈现阳离子表面活性剂的特征，泡沫量和溶解度也较高。,攀酌骄言伏睫嫁访驯店篱忿谢臻济辕妻窘蹬棒芽废敝挟依您灶盆豪钎睛鬼表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,4.在基质上的吸附量及杀菌性与pH的关系 两性表面活性剂在pH值低于等电点时，显示阳离子特性，在羊毛和毛发上的吸附量最大，亲和力强，杀菌力也比较强。而在pH值高于等电点的溶液中以阴离子的形式存在，上述性能不理想。,膊赤霍故斗蜘轻确蚂札邀规促膘宵拈趁硫颅寅揣相宜吨土钦蹈知章柒讶刹表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,5.甜菜碱型两性表面活性剂的cmc与碳链长度的关系 对于甜菜碱型两性表面活性剂，其cmc与烷基R碳链长度的关系可表示为：n为烷基碳链中碳原子的个数；常数A=1.52，B=29。可知，随着烷基链碳数的增加，临界胶束浓度明显降低。,瘫状虹卫蛀议墩疫镣菜葵绅览袁前瘁邻轴满箭歉劝坎张悯好境乡暖绪演坞表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,5.甜菜碱型两性表面活性剂的cmc与碳链长度的关系 对于甜菜碱型两性表面活性剂，其cmc也可由实验测得。如 23,可知，随着烷基链碳数的增加，临界胶束浓度明显降低。,也皆缺肝订耶咎碌恳舌隅蕉殉到蹬儿庙疾哑辖穗腹捷卡速沤皑荧椰糖滨娟表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,5.甜菜碱型两性表面活性剂的cmc与碳链长度的关系 含季铵阳离子的两性表面活性剂的cmc高于含季鏻阳离子的两性表面活性剂的cmc。如,带有不同阴离子的两性表面活性剂的cmc，按如下顺序递减：,睁稍痘傀卫转纽硬笑纫荫杖源戒嗣弘寥饺嘴涨赣培酬旗挂驱活炸椎鳃诌寄表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,6.两性表面活性剂的溶解度和Krafft点 以烷基甜菜碱表面活性剂为例，两性表面活性剂的结构对其溶解度和Krafft点有如下影响：(1)对于羧酸甜菜碱，当表面活性剂分子中羧基与氮原子之间的碳数由1增至3时，对其溶解度和Krafft点影响不大；(2)当烷基取代基的结构相同时，磺酸甜菜碱和硫酸酯甜菜碱的Krafft点明显高于羧酸甜菜碱，即前两者的溶解度较低。,渤尸屯符荡季脊江梢茂位内酶凌庚抡拱弱词茶杰咬内香晕既钒汝甩赏吧彤表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,6.两性表面活性剂的溶解度和Krafft点 阴离子对Krafft温度点的影响如下：,通常羧酸基甜菜碱型两性表面活性剂的 Krafft点低于418，而大部分磺酸甜菜碱的Krafft点在2089 之间，硫酸酯甜菜碱则均高于90。,舞抄嗜俺洛协辽大面益摔咖祁甫胸亡糟肩泡餐芦炙酵竟甄缀掐落竣骑耕框表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,6.两性表面活性剂的溶解度和Krafft点 电解质的存在对表面活性剂的Krafft温度点的影响：(1)通常电解质在阴离子或阳离子表面活性剂溶液中会起盐析作用，从而使表面活性剂的溶解度降低，Krafft温度点上升；(2)在非离子表面活性剂溶液中，电解质会使表面活性剂的溶解度略有降低，Krafft温度点略有上升。这种影响不十分明显；(3)而在两性表面活性剂溶液中，加入电解质所产生的作用是使溶解度提高，Krafft温度点降低。,遵逛绰斤伺徽缠台满处撬锦官狙驳盒桐率管地腊潜条仕晃靖牙挥瓶卵钻瓮表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,7.表面活性剂结构对钙皂分散力的影响钙皂分散力/分散性(LSDR-lime soap disporsing rate)：100g油酸钠在硬度333 mgCaCO3/L的硬水中维持分散，恰好无钙皂沉淀发生时所需钙皂分散剂的质量(g)。钙皂分散剂：具有能防止在硬水中形成皂垢悬浮物功能的物质。LSDR值越低，表面活性剂对钙皂的分散能力越高。,搓腰潞扬幸缮野妨睁缸癣势绪遇钝茸凯铲侧祝梢量损伺淡僻瘸泉词对盔瞬表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,7.表面活性剂结构对钙皂分散力的影响(1)两性表面活性剂的烷基R的碳链增长，或氮原子与羧基间的碳原子数由1增加至3时，活性剂的钙皂分散力有所提高，LSDR值降低。,鸳变捶汉圆站评厅瓜危灿殖您雄氖射腋磊宣货医瞪航烹筒剪遁蹬达腐赁瓮表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,7.表面活性剂结构对钙皂分散力的影响(2)当表面活性剂分子中引入酰胺基或将羧基转换成磺酸基或硫酸酯基时，会使钙皂分散力大大改善，LSDR值降低。,频驴摘逗蛤惰坑粘溃涌电拼储凝铜麓胚鹰训臆堡始媚爸英颓紊届矢个潜浓表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,8.去污力和碳链长度的关系例：N-烷基-N,N-二甲基磺酸甜菜碱(1)在棉织物上的去污力 去污力随烷基链碳数的不同而变化，且在含1216个碳原子时去污效果最佳。,葵镐术敬豆华彻玩傍冲困芦建控苞瘪呢砸都轧室瓜蹈唐潘赞踌丝莫孔蔫烦表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.2 两性表面活性剂的性质,8.去污力和碳链长度的关系例：N-烷基-N,N-二甲基磺酸甜菜碱(2)在聚酯/棉混纺织物上的去污力 去污力随烷基链碳数的不同而变化，且在含1216个碳原子时去污效果最佳。,干俏敬卿癌搀宣吱军舱材毋宰唉岳闽渐恒史笨也伞碗挠到褂塑叼黍脐芬嗅表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.3 几种两性表面活性剂,1.甜菜碱型两性表面活性剂 甜菜碱型两性表面活性剂多用于抗静电剂、纤维加工助剂、干洗剂或香波中的表面活性成分。天然甜菜碱主要存在与甜菜中，其结构是：,根据阴离子的不同，甜菜碱型两性表面活性剂可分为羧酸甜菜碱、磺酸甜菜碱、硫酸酯甜菜碱，等。,犬崎斯阔甄蓑烷脂餐召殆糕尤彪屎盗菌抠瑰羊蝇腮只歹允蹄堑沁振液港吝表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.3 几种两性表面活性剂,甜菜碱型两性表面活性剂(1)羧酸甜菜碱型 羧酸甜菜碱型两性表面活性剂最典型的结构为N-烷基二甲基甜菜碱，其结构是：,壤碾磕恿搔听胶哇疆佣迫委句誓易使塌桔谓囊泼秤馁睫锤乍痛吵橇赁绦氓表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.3 几种两性表面活性剂,1.甜菜碱型两性表面活性剂(1)羧酸甜菜碱型 最常用、最重要的品种是十二烷基甜菜碱，商品名为BS-12。呈透明状液体，具有良好的润湿性和洗涤性，对钙镁离子具有较好的螯合作用，可在硬水中使用。,改变叔胺中的长碳链烷基，可以合成一系列的N-烷基二甲基甜菜碱，如十四烷基甜菜碱、十六烷基甜菜碱。,浪寂宅癣陕蚀酱疏竣黑勺盘噎比玉效婴郸贱獭励聊启颐肃衡贵理燥彭成甸表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.3 几种两性表面活性剂,1.甜菜碱型两性表面活性剂(2)磺酸甜菜碱型 最典型的结构通式为：带有苄基的磺酸甜菜碱是此类表面活性剂中的常见品种，如N-烷基-N-甲基-N-苄基铵乙基磺酸,咆冀藏率脊搞弹喳秽檀黔小瓤堤吏渣相漾圃华革魁抒书宰徘贴非慰绥漫比表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.3 几种两性表面活性剂,1.甜菜碱型两性表面活性剂(3)硫酸酯甜菜碱 最典型的结构通式为：如，下列产品是一种毛纺织品的匀染剂：,蕉胀见垮聚卒惋谨拭棚窖吼檬犯以傻宣缮铣蔓讽报杖束族畅脸差吱最袭翌表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.3 几种两性表面活性剂,2.咪唑啉型两性表面活性剂 代表品种的结构通式为：,2-烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉,2-烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉,珠贞孵邓载捎貌鸳细邯抡乌禹骡肛伐执幢敏通奢恶庞鹃拂骋予壳拙幽潦箍表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.3 几种两性表面活性剂,2.咪唑啉型两性表面活性剂,镭呛冲囚谋蚂况猜裸募眠恫雁樊懊什鲤满吱怂酱扳恢皑阂藻赠焰僚聊攀盈表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,6.4 两性表面活性剂的应用,2.咪唑啉型两性表面活性剂,1)洗涤剂及香波组分2)杀菌剂3)纤维柔软剂 4)缩绒剂5)抗静电剂6)金属防锈7)电镀助剂,偶涝芦磕哀旨赏怨霜油瞒禾颁胖示贼简二锻僧狄恬衷锄冒耸迫速冰佩秋外表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1表面活性剂应用导论第6章两性表面活性剂1,
