洗涤剂的组成与复配规律课件.ppt

第一章洗涤剂的组成与复配规律表面表面张张力力了解知识点了解知识点1 1：表面张力：表面张力多相体系中相之间存在着界面习惯上人们仅将气-液，气-固界面称为表面通常，由于环境不同，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0，但在表面的一个水分子却不如此因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力促使液体表面收缩的力叫做 表面张力物理意义：沿着与表面相切的方向，垂直通过液体表面上任一单位长度，收缩表面的力表面张力是物质的特性，其大小与温度和界面两相物质的性质有关表面张力的单位在SI制中为牛顿/米（N/m），但仍常用达因/厘米（dyn/cm）, 1dyn/cm = 1mN/m在293K下水的表面张力为72.7510-3Nm-1，乙醇为22.3210-3Nm-1，正丁醇为24.610-3Nm-1，而水-3-1正丁醇（4.1）的界面张力为3410 Nm 了解知识点了解知识点2 2：表面活性：表面活性根据物质的浓度对溶剂表面张力影响的规律，可将物质分为三大类第一类物质使溶剂的表面张力略为升高强电解质：无机盐、酸、碱强电解质：无机盐、酸、碱含羟基较多的化合物：糖含羟基较多的化合物：糖第二类物质使溶剂的表面张力逐渐下降低碳醇、醛、脂肪酸低碳醇、醛、脂肪酸第三类物质使溶剂表面张力急剧下降，降低到一定程度后便下降很慢，或者不再发生变化。

有时由于液相中出现杂质，会使表面张力曲线出现最低值肥皂中的硬脂酸钠洗衣粉中的烷基苯磺酸钠表面活性能使溶剂表面张力降低的性质具有表面活性的物质，第二、三类物质表面活性物质第一类物质不具有表面活性，称为非表面活性物质了解知识点了解知识点3：表面活性剂：表面活性剂少量的第三类物质能明显的降低溶剂的表面张力，而且在某一浓度下表面张力曲线出现水平线凡是能够使体系的表面状态发生明显变化的物质，称为表面活性剂化妆品起泡过程洗得干净又不伤皮肤护手霜乳化过程洗涤剂是由多种原料复配而成的混合物这些原料可分为两大类：一 12主要原料具有洗涤作用的各种表面活性剂辅助原料在洗涤过程中发挥助洗作用或赋予洗涤剂某种功能（助洗剂）硫酸钠是一种来源广、价格低的无机化工原料，它有很好的防结块作用，通常洗衣粉中含有20%一50%硫酸钠，既可以作为填料降低成本，同时又有防结块和降低表面活性剂在水中的临界胶束浓度、提高表面活性剂在织物纤维表面吸附量、有利去污的作用第一节第一节洗涤剂的去污原理洗涤剂的去污原理一、污垢的种类和性质一、污垢的种类和性质被洗涤对象表面上需除去的表面黏附物以及不需要的杂质全称为污垢一）按被洗涤对象划分污垢（一）按被洗涤对象划分污垢1.人体污垢 2.住宅污垢 3.餐具和炊具污垢油性污垢固体污垢5.被服污垢4.工业污垢硅污垢炭质污垢用氢氟酸或氟化氢铵与盐酸一起使用可溶解硅污垢特殊污垢（二）按污垢的化学成分划分（二）按污垢的化学成分划分1.水溶性污垢2.色素类3.脂肪4.蛋白质5.碳氢化合物 6.其他类污垢（三）按污垢相应的洗涤方法划分（三）按污垢相应的洗涤方法划分1.能溶于酸、碱的污垢3.水分散污垢2.水溶性污垢4.不溶于水的污垢二、污垢的黏附二、污垢的黏附1.机械黏附2.分子间力黏附3.静电力黏附4.化学结合力黏附铁锈污垢黏附泥点三、污垢的去除三、污垢的去除（一）去除污垢的作用方式（一）去除污垢的作用方式污垢的去除主要包括化学作用和物理作用，污垢的去除一般依靠以下几种作用。

1溶解和分散作用对污垢起溶解和分散作用的主要是水和溶剂，同时也是洗涤媒介水是良好的洗涤媒介，但它有以下缺点：?水对油脂类的污垢不具有溶解和分散能力；?水的表面张力很大；?水中含有多种盐类对污垢溶解力强的溶剂主要用于工业清洗或干洗剂等；乙醇之类的亲水性溶剂比水更容易分散油性污垢1） 溶剂的利用和溶解的范围（2） 溶剂的种类（适用于家庭使用）（a）烃类 价格便宜对油脂类的溶解性良好但易燃易爆煤油、石油醚、环己烷（b）氯代烃 主要用作干洗剂，毒性强，与水共存时易水解三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳家庭不宜使用四氯乙烯干洗机（c）醇类 毒性较低但易燃，对油脂的溶解力较差乙醇、异丙醇、多元醇（d）酮类 水溶性溶剂，对油脂的溶解力比醇类强，毒性小，易燃丙酮、丁酮（e）氯代氟代烃类 难燃，毒性低，但能破坏臭氧层，现用丙烷-丁烷混合物替代家庭喷雾式洗涤剂便携式氟氯烃气体检验器2表面活性剂作用表面活性剂作用在洗涤剂中，表面活性剂对去污起主要作用3化学反应作用化学反应作用酸、碱、氧化剂、还原剂等药品的化学反应也有重要的去污作用4吸附作用吸附作用吸附作用去除污垢的机理主要是利用同污垢有亲和性的某种物质将附着在被洗物上的污垢吸附到某种亲和性物质的表面。

脱色吸附剂5物理作用物理作用物理作用主要是为了提高洗涤剂与纤维的接触面积，利用机械力促使污垢从纤维上脱离和移走6酶的分解作用酶的分解作用酶对生物体内许多物质的分解和合成具有催化作用，可借助酶的这种作用达到去污目的脂肪分解酶添加了活性酶的洗涤剂（二）（二） 污垢的去除过程污垢的去除过程被洗物、污垢和洗涤剂构成去污体系洗涤过程可简化为：F ?S? D ? F ? S?DF代表被洗物；S代表污垢；D代表洗涤剂污垢的去除过程可分为以下3步：1润湿被洗物表面不同被洗物的润湿性能的判别，可以依据以下两个物不同被洗物的润湿性能的判别，可以依据以下两个物理量理量A 接触角接触角接触角是指气、液、固三相交界处的气-液界面和固-液界面之间的夹角，是润湿程度的量度若90，则固体是憎液的，即液体不润湿固体，容易在表面上移动B 临界表面张力临界表面张力以其cos 对液体表面张力作图，可得一直线，将直线延长至cos =1之处，相应的表面张力值称为此固体平面的临界表面张力接触角越小，临界表面张力越大，材料的润湿性能越好2污垢从物体表面去除洗涤过程中，油污呈液滴状从被洗物表面脱离，即“卷缩”机理液体油污原来以铺展的方式存在于物品表面。

洗涤剂润湿物品时，油污开始卷与织物接触面变小，最后变成油滴因机械作用或漂洗离开织物表面R?cos?oswsow?j ?os?ws?j而在洗涤过程中，由于织物吸附了表面活性剂?ws变小固体上油相在每单位面积的水相上放置时表面张力减少的量?j变大 R? ?j ?cos?ow当小于90时，R是正值时，油滴被挤压，随时间的延续而增大当超过90时，有两种情况：接触角从0变到180，R均为正A ?j ?ow值，且逐渐减小，当= 180 时则完全变成球形而卷离随着接触角增加，R逐渐减小，直到接触角到达某一个值o时，R=0时，卷离停止B ?j ?ow?j?cos?o?ow3洗脱的油污进入洗液介质洗脱的油污进入洗液介质洗涤过程的第三步是被洗脱的油污进入洗液介质，呈O/W型乳液分散四、去污力的评定四、去污力的评定对于不同的洗涤剂，其去污力评定的方法不同1.织物用洗涤剂去污力测定织物用洗涤剂采用光学白度法，使用瓶式去污机进行测定平面去污机具体方法是：将人工制备的污布放在放在盛有洗涤剂硬水的玻璃瓶中，瓶内放有橡皮弹子，在机械转动下，人工污布受到擦洗在规定温度下洗涤一定时间后，用白度计在一定波长下测定污染棉布试片洗涤前后的光谱反射率，并与空白进行对比。

去污力=（洗后白度-洗前白度）样品去污值标准去污值100%白布白度值-洗前白度值去污指数=2.餐具洗涤剂去污力的测定人工污垢的配制盘上涂污去污力测定3.金属清洗剂去污力的测定去污力=洗涤涂污试片质量-涂污试片清洗后的质量涂污试片质量-试片质量4.自然污垢评定法5.其他专用洗涤剂的评价方法第二节第二节洗涤剂常用的表面活性剂洗涤剂常用的表面活性剂一、表面活性剂的特征一、表面活性剂的特征所有表面活性剂都具有 “双亲结构”和“亲油基团和亲水基团强度的相互平衡 ”两个特性1表面活性剂分子中的“双亲结构”表面活性剂是一种两亲分子，既亲水又亲油；一端是亲水基（极性的）；另一端是亲油基（非极性的），在分子的两端形成不对称结构结构表示方法如下2亲油基团和亲水基团强度的相互平衡一个良好的表面活性剂,不但具有亲油及亲水基团，同时亲水亲油强度必须匹配亲油性太强，会完全进入油相；亲水性太强，会完全进入水相亲油基亲油基的强度除了受基团的种类、结构影响外，还受烃链的长短影响；亲水基亲水基的强度主要取决于其种类和数量二、阴离子表面活性剂二、阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂溶于水中时，分子电离后亲水基为阴离子基团，如羧酸、磺酸基、硫酸基，在分子结构中还可能存在酰胺基、酯键、醚键。

疏水基主要是烷基和烷基苯常见的阴离子表面活性剂主要有以下几类：1羧酸盐即高级脂肪酸盐（RCOOM）M=Na、K、N+H(CH2CH2OH)3等R=C8C22羧酸盐是用油脂与碱溶液加热皂化而制得的，也可用脂肪酸与碱直接反应而制得由于油脂中脂肪酸的碳原子数及选用的碱剂的不同，所制成的肥皂的性能有很大差异具有代表性的脂肪酸皂是硬脂酸钠（C17H35COONa ），它在冷水中溶解缓慢，且形成胶体溶液，在热水及乙醇中有较好的溶解性能钾皂脂肪酸皂的碳链越长，饱和度越大，其凝固点越高，硬度越大，但水溶性越差钠皂质地最硬，钾皂次之，胺皂最软洗涤一般用钠皂，化妆用钾皂钠皂是香皂和洗衣皂等洗涤用品的主要原料钾皂是制液体、膏状洗涤用品的主要原料钠皂2烷基硫酸酯盐 （RO-SO3M）M=Na,K, N+H(CH2CH2OH)3R=C8C22，烷基硫酸酯盐的制备方法是将高级脂肪醇经过硫酸化再以碱中和，这类表面活性剂具有很好的洗涤能力和发泡能力，在硬水中稳定，溶液呈中性或微碱性，是配制液体洗涤剂的主要原料，用于洗涤脂肪物硫酸酯盐（R=脂肪醇、脂肪醇醚、脂肪酸单甘油酯）月桂醇硫酸钠，即十二烷基硫酸氢钠（SDS ）月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）C12H25(OCH2CH2)nOSO3Na3烷基磺酸盐 （ R-SO3M ）R可以是直链烃、支链烃基或烷基苯 M=Na,K,Ca, N+H(CH2CH2OH)3烷基磺酸盐的疏水基不同时，可以表现出不同的表面活性，可作乳化剂、润湿剂、发泡剂、洗涤剂等。

1）烷基苯磺酸钠（ABS）由烷烃脱氢后直接与苯缩合制得烷基苯，然后用SO3磺化，中和后即得成品特点： 发泡力、去污力良好，综合洗涤性能优越(2)仲烷基磺酸钠（SAS）紫外线RCH2R+2SO2+O2+H2ONaOHRCHR+H2SO4SO3Na优点优点：溶解性能及生物降解性能优于直链烷基苯磺酸钠缺点缺点：用它作为主要成分的洗衣粉发黏，不松散，只用于液体洗涤剂中3)-烯基磺酸盐（AOS）石蜡裂解后得到的C15C18的-烯烃用SO3磺化后，再进行中CH(CH )n SO Na和可得其主要成分为烯基磺酸盐RCH23和羟基烷基磺酸盐RCHOH (CH )n S ONa23优点：去污力高于LAS，生物降解性能好，不污染环境，刺激性小，毒性远小于LAS及AS;与非离子及阴离子表面活性剂都有良好的配伍性能，与酶有良好的协同作用4烷基磷酸酯盐可用高级脂肪醇与五氧化二磷直接酯化制得，所得产品主要是磷酸单酯及磷酸双酯的混合物ONaRO POOR单酯盐RO PO双酯盐ONaONa可用作乳化、洗涤、抗静电、消泡等作用对酸，碱有良好的稳定性，洗涤能力强，特别是对硬表面的洗净性更好，可用于金属洗涤、电镀十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯盐ORC H (CH CH O)nOPO12 2522ONa黏度高，去污力强，综合性能与配伍性能好5分子中具有多种阴离子基团的表面活性剂为了改进表面活性剂的性能，随着有机合成技术的进步，可在分子中引入多种离子型官能团。

OCH (CH ) (OCH CH ) OCCHCH COONa32 1122 32SO Na3性能温和、生物降解好、发泡力强，刺激性小，配伍时可降低硫酸酯类表面活性剂的刺激性，可用于配制高档香波和化妆品阴离子氟碳表面活性剂防水型。