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非离子表面活性剂的分类

作者:njqinghai发布时间:2020-08-28 17:10

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

(1)烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)

  烷基酚聚氧乙烯醚  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。

  烷基酚聚氧乙烯醚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。

 

  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HLB值以及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;当加成的环氧乙烷大于15时,浊点超100℃,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。

 

  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。

  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。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九个环氧乙烷分子得到的产物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,所以它配制的洗涤剂能满足低温低泡耐硬水的要求。

 

(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

  醇醚硫酸盐比硫酸酯盐型阴离子表面活性剂在常温下有更好的水溶性,也不像脂肪醇聚氧乙烯醚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。

 

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。

 

4. 非离子氟碳表面活性剂

  非离子氟碳表面活性剂在水溶液中不电离,其极性基通常由一定数量的含氧醚键和/或羟基构成。含氧醚键通常为聚氧乙烯基链或聚氧乙烯基片段或聚氧丙烯基片段组成。这些极性基的长度是可以调节的,极性基长度的改变可改变非离子氟碳表面活性剂的亲水亲油平衡值,而非离子氟碳表面活性剂的HLB值对其所在体系的界面性质及乳液的稳定性有很大的影响。在本质上聚氧乙烯基或聚氧丙烯基的长短直接影响了分子中“过渡段”的长短,因此影响了氟碳表面活性剂的表面活性行为,这将在氟碳表面活性剂结构特点章节中详细讨论。所以使用非离子氟碳表面活性剂可以选择其极性基的长度以达到满意的应用效果。由于非离子氟碳表面活性剂在水溶液中不是离子状态,所以稳定性高,不易受到电解质及某些无机盐类存在的影响,pH值的变化对非离子氟碳表面活性剂也无明显影响。非离子氟碳表面活性剂易溶于水溶液,既可溶解于酸性介质也可溶解于碱性介质,比之于离子表面活性剂更易溶于有机溶剂,与离子表面活性剂及两性表面活性剂有良好的相溶性。非离子氟碳表面活性剂不含带电荷的表面活性离子,这使其不易优先在带负电荷的表面吸附。当然,对这一性质也不能笼统说其利弊,取决于应用的条件。

在说明非离子氟碳表面活性剂因其不存在离子状态而稳定的同时,还必须指出,这一类氟碳表面活性剂的极性基部分都是普通的碳氢化合物结构,且往往有相当的长度,所以与羧酸盐或磺酸盐极性基相比,其化学稳定性要差一些,因而限制了非离子氟碳表面活性剂在强氧化介质中的使用。

 

南京磬海商贸销售的产品如下

阴离子乳化剂:

RHODAPEX CO-436,ABEX 8018,ABEX DBR,ABEX 2005,ABEX AP235,RHODAPEX TR/2030S, RHODACAL DS-4AP,RHODAFAC RE-610,RHODAFAC RS-610,RHODAFAC RS-710,GEROPON SBN-A102W,GEROPON SBN-A103W等;

两性离子乳化剂:

RHODAPEX LA/300SB等;

非离子乳化剂:

ABEX 2535,RHODASURF BC-690,IGEPAL CO-430,IGEPAL CO-630,IGEPAL CO-897,IGEPAL CO-977等;

特殊功能单体:

GEROPON SVS-25,SIPOMER COPS-1,SIPOMER COPS-2,SIPOMER BEM,SIPOMER SEM-25,SIPOMER PAM100,SIPOMER PAM200,SIPOMER WAME,SIPOMER β-CEA等;

消泡剂:

RHODOLINE 681F,RHODOLINE DF691等;

润湿剂:

GEROPON CYA/DEP、OT-75等


 

 

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