表面活性剂的分类

日用化学品制造工艺主讲人：洪璐琳琅满目的日用品日用化学品的概念及分类日用化学品是指人们日常生活中经常使用的精细化学品，主要包括化妆品、洗涤用品、香精香料等精细化学品，如肥皂、洗衣粉、洁面乳、牙膏、洗发香波、润肤霜、口红等都属于日用化学品。按日用化学品所占有的市场份额区分，化妆品与洗涤用品是日用化学品的两大类产品。这些日用品具有哪些共同的特性？交流讨论美化去污保护表面活性剂亲油基亲水基降低界面或表面张力一、表面活性剂基本知识一、表面与表面张力•多相体系中相之间存在着界面•将气-液，气-固界面称为表面•表面张力是指促使液体表面收缩的力•自然界中存在表面张力：露水总是尽可能的呈球型荷叶上的水珠也是呈球形将自来水管慢慢关闭的最后水滴呈近球形滴下。二、表面活性剂的定义•表面活性剂的定义：加入少量表面活性物质就能显著降低溶液表面张力，改变体系界面状态的物质。•实例：荷叶上的水珠中加入一滴洗洁精，立即就在荷叶表面铺展开来。•它是两性化合物（双亲物）：即该化合物一部分是亲水的，另一部分是亲油的。亲水部分可具有极性的或没有极性的，亲脂部分要有一定的长度。三、表面活性剂的结构四、表面活性剂的分类1、按照溶解性分类•水溶性表面活性剂•油溶性表面活性剂2、按照亲水基的解离性质分类•阴离子表面活性剂•阳离子表面活性剂•两性离子表面活性剂•非离子表面活性剂四、表面活性剂的分类•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。•表面活性剂的结构亲油部分+亲水部分五、表面活性剂的性质1、在液面形成单分子膜2、形成“胶束”3、临界胶团浓度cmc•表面活性剂的表面张力、去污能力、增溶能力、浊度、渗透压等物理化学性质随溶质浓度变化而发生突变的浓度。4、表面活性剂在水中的溶解度•krafft点：离子型表面活性在水中的溶解度随温度的升高而慢慢增加，但达到某一温度后，溶解度迅速增大，这一点的温度称为krafft点。•浊点：非离子型的表面活性剂溶液随温度的升高会变浑浊，当溶液出现浑浊的温度就是浊点。各类表面活性剂有何结构和性质特点？确定了其通常使用在何种日用品中？交流讨论阴离子表面活性剂分子结构示意图—OSO2-CH3CH2CH2…CH2CH2阴离子表面活性剂的亲水端为阴离子。洗涤带负电荷的棉织纤维时，能将溶油端插入织物上的油污中，在机械作用下，将油污拉入水中，且不再与织物结合。洗涤效果好，但溶液会有一定的碱性。常见的有脂肪酸盐、磺酸盐、磷酸酯盐、硫酸酯盐四大类。阳离子表面活性剂分子结构示意图CH3|—N+CH3|CH3CH3CH2CH2…CH2CH2阳离子表面活性剂的亲水端为阳离子，可分为胺盐、季铵盐、杂环类三种。它的洗涤原理和阴离子表面活性剂差不多，适合洗涤毛丝等织物和羽绒制品。两性表面活性剂的分子中既有阴离子亲水基，又有阳离子亲水基，还有烃基亲油基。它可与其它表面活性剂复配使用。它还能杀灭细菌并有抗硬水作用，对皮肤刺激较小，所以还可用于食品餐具的洗涤。CH3|—N+—CH2COO-|CH3两性表面活性剂CH3CH2CH2CH2CH2…CH2CH2非离子表面活性剂的亲水基由易溶于水的基团担任，憎水基由难溶于水的基团担任。其水溶液呈中性，温和、安全无毒、高效低泡、抗硬水，对酸碱稳定，常用于洗涤羊毛和绢丝。CH3CH2CH2CH2CH2…CH2CH2—O(CH2CH2O)nH中性的非离子表面活性剂在日用品中表面活性剂起着何种作用？提出问题（一）起泡作用六、表面活性剂的作用起泡作用对含有表面活性剂的溶液进行机械搅拌，使空气进入溶液，在水中形成气泡，此时疏水基伸向气泡内部，亲水基伸向液相，水中气泡上浮逸出液面，形成肥皂泡。表面活性剂的起泡作用（二）乳化作用•乳化：加入表面活性剂，在强烈搅拌下油被分散在水中，形成乳状液的过程。•乳状液：一种或多种液体分散在另一种与它不相溶的液体中的体系。•乳状液类型：水包油型(O/W)和油包水型(W/O)。乳化作用加入表面活性剂后，降低了油水界面张力，保护了乳液稳定性，从而达到油与水形成乳化液的目的。油水（三）去污作用（四）其他作用增溶作用渗透作用润湿作用分散作用柔软作用抗静电作用杀菌作用润湿和渗透作用若在水体中增加一些表面活性剂就可以增加润湿角，促进润湿。一些表面活性剂的加入还可以促进液体渗透到固体内部，即增加渗透作用。二、种类繁多的合成洗涤剂各种洗衣粉各种洗涤剂除表面活性剂外，各类洗涤剂中还含有哪些主要成分？各起着何种作用？提出问题1.固体洗涤剂的成分活性成分洗衣粉缓冲成分增效成分助洗成分辅助成分表面活性剂软水剂碱剂多种多样，体现特色颜色、香气等表面活性剂肥皂硬脂酸钠洗衣粉烷基苯磺酸钠适量！（13%）具有可溶、乳化、浸透、洁净、杀菌、柔化、起泡、防止衣物静电等功能交流讨论手洗和机洗的洗衣粉在泡沫的要求上有差别，为什么？软水剂含磷助洗剂无磷助洗剂用量最大！（15%-40%）通过束缚水中所含的硬度离子，使水得以软化，从而保护表面活性剂发挥最大效用。交流讨论无磷洗衣粉等同于高级洗衣粉？三聚磷酸钠+Ca2+Mg2+钙、镁螯合物对微细的无机粒子或脂肪微滴具有分散、乳化、胶溶作用，提高污垢悬浮能力，防止污垢再沉积到织物上。由于含6个结晶水，不易吸收水分，可使洗衣粉保持良好的流动性与颗粒度，使成品干爽。硅酸钠形成保护层悬浮、分散、乳化保持一定pH增效剂酶制剂具有特定的作用漂白剂抗再沉积剂柔软剂……能吸附在污垢质点周围及织物的表面上，由于它带有多量负电荷，在静电排斥力作用下，使污垢质点很好的悬浮，分散在溶液中、不会再沉积到织物上。羧甲基纤维素钠盐荧光增白剂是一种微黄色带有荧光性的染料，溶解在水中被吸附在衣服的纤维上，能增加被洗织物的光泽，保持衣服的白度、亮度及鲜艳的色彩度。交流讨论为何加酶洗衣粉不能用来洗羊毛和丝织品？蛋白酶可除去草渍、血渍、蛋渍和汗渍等蛋白质污垢。蛋白酶起着胶粘作用，使蛋白质发生水解，分解成溶解性更好的多肽或游离氨基酸，使顽固污渍能从纤维上除去。脂肪酶洗衣粉适用于棉织和聚酶等织物上油脂性污垢的洗涤，能够去除脂质性污渍，如唇膏和色拉油及衣领口的顽固污渍。淀粉酶通过改善棉混纺纤维织物上的污渍结构，使之色泽鲜亮柔软。加酶洗衣粉2.液体洗涤剂的成分洗衣液种类多样，含量高,40%-50%防止细菌繁殖表面活性剂增溶剂防腐剂交流讨论为何洗涤羊毛和丝织品的液体洗涤剂是配套产品？液体洗剂由于溶解度限制及表面活性剂的配伍问题，无机助剂加入品种和数量都受很大影响。尹先生到一家干洗店洗烫一件羊绒大衣。洗净的大衣仅穿了一天,就全身瘙痒难忍,还不时出现头晕、恶心的症状。背部、颈部和下颚部均出现大片红斑。到医院检查、化验,尹先生患上了皮肤病和轻微中毒,医生推测致病原因是干洗过的羊绒大衣。尹先生将干洗店告上了法庭,经上海金山区法院调解,尹先生与干洗店达成了调解协议,干洗店补偿给他1000元。新闻报道干洗的原理是什么？通常使用何种洗涤剂？提出问题3.干洗原理油脂等特殊污渍粉尘等有机溶剂机械力化学药品C6H6CCl4C2HCl3C2Cl4四氯乙烯是低毒类物质，但浓度较高时对中枢神经有强烈抑制作用，对肝、肾有损害，对眼、鼻、喉粘膜有刺激作用。一、洗衣粉配方实例组分名称质量分数/%作用烷基苯磺酸钠30洗衣粉的主要活性成分，去污作用。三聚磷酸钠16洗涤助剂，软化硬水等作用。纯碱4洗涤助剂，提供碱性作用。硅酸钠6洗涤助剂，起pH值缓冲剂等作用。CMC1.2洗涤助剂，起抗污垢再沉积作用。荧光增白剂0.1洗涤助剂，起增白作用。对甲苯磺酸钠3洗涤助剂，起助溶作用。过硼酸钠1洗涤助剂，起漂白作用。硫酸钠余量洗涤助剂，作为填充剂，降低成本。组分名称质量分数/%作用烷基苯磺酸钠20洗衣粉的主要活性成分，去污作用。AEO-95洗衣粉的辅助活性成分，去污作用。三聚磷酸钠15洗涤助剂，软化硬水等作用。纯碱6洗涤助剂，提供碱性作用。硅酸钠6洗涤助剂，起pH值缓冲剂等作用。CMC1.4洗涤助剂，抗污垢再沉积作用。荧光增白剂0.2洗涤助剂，增白作用。对甲苯磺酸钠2洗涤助剂，助溶作用。过硼酸钠1洗涤助剂，漂白作用。硫酸钠余量洗涤助剂，填充剂，降低成本你能找出这两个配方的区别么？二、洗衣粉用原料（一）、表面活性剂阴离子表面活性剂：如烷基苯磺酸钠（LAS）、烷基磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、烷基磺酸钠（AOS）、脂肪酸聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠（MES）等非离子表面活性剂：如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）（二）、洗涤助剂1、磷酸盐（1）三聚磷酸钠(STPP)•俗称:五钠；分子式：Na5P3O11；•外观：白色粉末状；•性能：能溶于水，水溶液呈碱性，对金属离子有很好的络合能力，不仅能软化硬水，还能络合污垢中的金属成分，在洗涤过程中起使污垢解体的作用；•用量：可达20～40％。（2）、三聚磷酸钠的代用品•有机螯合物，高分子电解质和分子筛；•有机螯合物：性能：通过螯合作用将金属离子封闭在螯合剂分子中而使水软化：乙二胺四乙酸钠（EDTA）、氮川三乙酸（NTA）；•高分子电解质中被开发用于助剂的主要是聚丙烯酸钠；聚丙烯酸钠的性能：可以吸附于被洗物表面和污垢表面，增加被洗物与污垢之间的静电斥力，有利于污垢的去除。并能增加污垢的分散能力，防止污垢再沉积；•分子筛也称为人造沸石是硅铝酸盐的结晶；分子筛的性能：软化硬水、吸附洗脱的污垢。2、硅酸钠•硅酸钠俗称：水玻璃或泡化碱；•分子式：Na2O·nSiO2·xH2O；•性能：粒状固体或粘稠的水溶液、对溶液的pH值有缓冲效果、水解产生的胶体溶液对固体污垢微粒有分散作用，对油污有乳化作用、在洗衣粉中加入水玻璃还能增加粉状颗粒的机械强度，流动性和均匀性；•缺点：水解生成的硅酸溶胶可被纤维吸附而不易洗去，织物干燥后会感到手感粗糙。3、硫酸钠•外观：白色结晶或粉末；•优点：使阴离子表面活性剂的表面吸附量增加，并促使在溶液中形成胶团，因而降低了洗涤液的表面张力，有利于润湿、去污等作用、降低料液的粘滞性，便于洗衣粉成型；•用途：常添加在洗衣粉中作为填充料；•用量：洗衣粉中的添加量一般可达到20％～45％。4、碳酸钠•俗称：纯碱或苏打；•优点：能使污垢皂化，并保持洗衣粉溶液一定的pH值，有助于去污、具有软化水的作用；•缺点：碱性较强；•用途：用于低档洗衣粉。5、抗污垢再沉积剂•常用的抗污垢再沉积剂：羧甲基纤维素钠盐（CMC）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）；（1）CMC抗污垢再沉积的机理：CMC吸附在纤维的表面，从而减弱了纤维对污垢的再吸附，另外，CMC能将污垢粒子包围起来使之稳定分散在洗涤液中；（2）PVP的优点：抗污垢再沉积能力强、在水中溶解性能好、遇无机盐也不会凝聚析出，与表面活性剂配伍性能好；PVP的缺点：价格昂贵。6、漂白剂（1）过硼酸钠NaBO3·4H2O；•性能：不易溶于冷水，可溶于热水、在水溶液中受热后分解和释放出H2O2NaBO2，H2O2具有漂白功效，NaBO2也有一定的助洗性能；（2）次氯酸钠•性能：漂白能力很强的氧化剂，化学性质很不稳定，易分解释出游离氯，只有在强碱性条件下，次氯酸钠才较为稳定；•用途：在工业生产中常用次氯酸钠作为纺织品的漂白剂。7、荧光增白剂•加蓝增白：以往在洗衣粉中加入少量蓝色染料，使织物上增加微量的蓝色，与原有的微黄色互为补色，从视觉上提高了表观白度，但织物反射的亮度却降低了；•现代使用的荧光增白剂是一种荧光物质，它可将肉眼看不见的紫外光吸收，并释出波长为400～500nrn的紫蓝色荧光•在洗涤用品中的添加量很少，一般为洗涤剂活性物质的1％左右。8、酶制剂•酶的定义：酶是由菌种或生物活性物质培养而得到的生物制品，它本身是一种蛋白质，能对某些化学反应起催化作用；•洗涤剂中主要用的酶有：蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶等；•酶使用时需要注意那些方面？9、稳泡剂和抑泡剂•常用的稳泡剂：甜菜碱型两性表面活性剂和烷基醇酰胺是常用的稳泡剂，同时它们本身也有洗涤功能，特别是与磺酸盐型和硫酸酯盐型阴离子表面活性剂配伍时有很