[工學(xué)]第三章表面活性劑33非離子表面活性劑(已修改)
2024-12-19 23:50 本頁面
【正文】 ? 非離子表面活性劑（ Nonionic S.）的特點 ? 非離子表面活性劑的分類 ? 環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合機理 ? 各類產(chǎn)品介紹 非離子表面活性劑特點 ? 離子型在水溶液中離解，離解后可能與其它電離物質(zhì)反應(yīng)而沉淀。 非離子型在水溶液中不會電離， 不受酸、堿影響，穩(wěn)定性高； ? 在各種溶劑中均有較好的溶解性； ? 親水性是通過氧原子與水分子的氫鍵結(jié)合（不強），溫度升高到某值后，出現(xiàn)渾濁； ? 通常是低熔點液體或蠟狀物，很難復(fù)配成粉狀。 ? 非離子表面活性劑親水原理 非離子表面活性劑的分類 ? 聚乙二醇型（聚醚型）非離子表面活性劑 ? 多元醇型非離子表面活性劑 ? 嵌段共聚醚（ block copolyethers） ? 特種聚醚 ? 聚乙二醇型（聚醚型）非離子表面活性劑 RX（ CH2CH2O） nH X＝ O、 S、 COO、 CONH、 NH ? 脂肪醇聚氧乙烯醚（ AEO） Alkyl polyethylene oxide（ polyoxyethylene） ? 烷基酚聚氧乙烯醚（ APO） Alkyl phenol polyoxyethylene ? 脂肪胺聚氧乙烯醚（ polyoxyethylene amine） ? 脂肪酸聚氧乙烯醚（ polyoxyethylene carboxylic acid） ? 脂肪酰胺聚氧乙烯醚（ polyoxyethylene amide） ? 多元醇型非離子表面活性劑 ? 甘油脂肪酸酯（ glycerin ester） ? 失水山梨醇酯（產(chǎn)品： span系列） ? 聚氧乙烯失水山梨醇酯（產(chǎn)品： Tween系列） ? 蔗糖酯（ sugar ester） ? 烷基糖苷（ APG） 環(huán)氧乙烷的開環(huán)聚合機理 ? 環(huán)氧乙烷（ oxirane）的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 結(jié)構(gòu)： CH2 CH2 三元環(huán)醚，張力很大，反應(yīng)活性非常大。 開環(huán)反應(yīng)熱： 25kcal/mol （非常大，易爆炸） 爆炸極限： 3％～ 100％（氣體） 雜質(zhì)：醛、水， GB： H2O 1000ppm 美、日： H2O 50ppm O O ? 環(huán)氧乙烷的制備 ? 氯醇法 反應(yīng)式： 副反應(yīng) 氯醇法工藝流程 ? 直接氧化法 空氣氧化和氧氣氧化 反應(yīng)式： 氧氣氧化法工藝流程 ? 堿催化條件下的環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合 ? 鏈引發(fā) SN2反應(yīng) RXH + KOH RX－ K+ +H2O RX－ + 起始劑 催化劑 O δ+ δ RXCH2CH2O－ RXCH2CH2O－ RXCH2CH2OH ＋ RXH ＋ RX－ 快 慢 二級親核取代反應(yīng)，反應(yīng)速率＝ k [oxirane][RX－ ] 質(zhì)子交換反應(yīng) ? 鏈增長 + RXCH2CH2O－ O δ+ δ RXCH2CH2OCH2CH2O－ O n RX（ CH2CH2O） n+1CH2CH2O— 只要有 RXH或脂肪族聚氧乙烯醚存在，聚氧乙烯陰離子將迅速發(fā)生質(zhì)子交換： RX（ CH2CH2O） nCH2CH2O－ RX（ CH2CH2O） mH ＋ RX（ CH2CH2O） n+1H RX（ CH2CH2O） m－ 1 CH2CH2O－ ＋ 反應(yīng)沒有終止，聚合一直進行到所有 EO反應(yīng)完為止。 ? 鏈終止 （沒有鏈終止） ? 鏈轉(zhuǎn)移 RXCH2CH2O－ ＋ RXH RXCH2CH2OH ＋ RX－ RX（ CH2CH2O） nCH2CH2O－ RX（ CH2CH2O） mH ＋ RX（ CH2CH2O） n+1H RX（ CH2CH2O） m－ 1 CH2CH2O－ ＋ 鏈轉(zhuǎn)移使反應(yīng)產(chǎn)物分子量增不大。 ? RX－ 與 RXCH2CH2O－ 相對活性的影響 它們的相對活性取決于 RXH和 RXCH2CH2OH的相對酸性。 一、 RXH的酸性大于 RXCH2CH2OH 此類物質(zhì)有： RCOOH、 RSH、 由于 RXH的酸性強，給出質(zhì)子后穩(wěn)定，即其共軛堿 RX－ 反應(yīng)活性弱。所以： OH R RXCH2CH2O－ ＋ RXH RXCH2CH2OH ＋ RX－ 反應(yīng)平衡常數(shù) K＝ [RXCH2CH2OH] [RX－ ] [RXCH2CH2O－ ] [RXH] 非常大 此類情況下，反應(yīng)只有鏈 引發(fā)階段而無鏈增長階段。即 在環(huán)氧乙烷過量的情況下，反 應(yīng)只停留在單摩爾加成物上， 直至 RXH反應(yīng)完全后，再由 RXCH2CH2O－ 與環(huán)氧乙烷發(fā) 生聚合反應(yīng)。 二、 RXH的酸性與 RXCH2CH2OH相近 此類物質(zhì)有： ROH、 RCONH H2O 此類物質(zhì)反應(yīng)時引發(fā)時間短，能更迅速的與 EO反應(yīng)，即鏈引發(fā)與鏈增長同時進行。 如十八醇的環(huán)氧乙烷聚合加成過程： 三、 RXH的酸性小于 RXCH2CH2OH 此類物質(zhì)有： RNH R2NH 此類物質(zhì)不與 KOH、 NaOH等堿性物質(zhì)反應(yīng)，所以直接堿催化反應(yīng)不行，胺的環(huán)氧開
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