陰離子表面活性劑(2)(編輯修改稿)
2025-05-29 06:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ℃ 為好 中和 烷基苯磺酸鹽的應(yīng)用 ? 家用洗滌劑配方 ? 工業(yè)表面活性劑 ? 農(nóng)業(yè)應(yīng)用 α 烯烴磺酸鹽 α 烯烴磺酸鹽的性質(zhì)和特點(diǎn) α 烯烴的磺化歷程 α 烯基磺酸鹽的生產(chǎn)條件 α 烯烴磺酸鹽 ? α 烯烴磺酸鹽（簡(jiǎn)稱 AOS） 是由 α 烯烴與強(qiáng)磺化劑直接反應(yīng)得到的陰離子表面活性劑? 生物降解性能好、能在硬水中去污、起泡性好、對(duì)皮膚剌激性小? 生產(chǎn)工藝流程短，使用的原料簡(jiǎn)單易得 ? 組成復(fù)雜 ，存在許多不同位置的異構(gòu)體，各種磺酸鹽的相對(duì)數(shù)量和異構(gòu)物的分布隨工藝過(guò)程條件和原料質(zhì)量的不同而有變化的。 AOS的主要成分：（ 1）烯基磺酸鹽 [RCH=CH（ CH2） nSO3Na] 64～ 72%（ 2）羥基磺酸鹽（ RCHOH CH2CH2SO3Na） 21～ 26%（ 3）二磺酸鹽 7～ 11%? 疏水基碳鏈越長(zhǎng)，溶解度越低? 在具有實(shí)用價(jià)值的表面活性劑中，含十二個(gè)碳原子的烯基磺酸鹽溶解度最高，而含十八個(gè)碳原子的產(chǎn)品溶解度最低 圖 414AOS溫度和溶解度的關(guān)系 α 烯烴磺酸鹽的性質(zhì)和特點(diǎn) 溶解性 表面張力 ? 碳?xì)滏満?15～ 18個(gè)碳原子 時(shí)，溶液的表面張力較低 圖 415 陰離子表面活性劑碳鏈長(zhǎng)度和表面張力的關(guān)系 ? 去污力在碳原子大于 12時(shí)明顯提高，在 15～ 18范圍內(nèi)保持較高的水平，超過(guò) 18個(gè)又呈下降趨勢(shì)? 以 碳原子數(shù)為 16的活性劑去污力最高 圖 416 碳鏈長(zhǎng)度和去污力的關(guān)系 圖 417 水的硬度對(duì)去污力的影響 去污力? 含 14～ 16個(gè)碳原子 的 α 烯烴磺酸鹽具有較好的起泡力，在硬度較廣范圍內(nèi)（ 50～ 400ppmCaCO3） 的硬水中泡沫高度變化不大，起泡力保持良好。圖 418 陰離子表面活性劑碳鏈長(zhǎng)度與泡沫高度的關(guān)系 圖 419 水的硬度對(duì)發(fā)泡力的影響 起泡力? 生物降解性較高 ，生物降解速率比直鏈烷基苯磺酸鹽快，而且 降解更為完全 ，只需 5天即可完全消失而不污染環(huán)境? 在 α 烯烴磺酸鹽的各種組分中，生物降解速率按烯基磺酸鹽、羥基鏈烷磺酸鹽和二磺酸鹽的順序呈下降趨勢(shì)，因此該產(chǎn)品中所含 各組分的比例對(duì)其生物降解性有較大的影響? α 烯烴磺酸鹽的毒性比直鏈烷基苯磺酸鹽低，刺激性較小。 生物降解性 毒性? α 烯烴磺酸鹽的毒性比直鏈烷基苯磺酸鹽低，刺激性較小 α 烯烴的磺化歷程 ? 烯烴的親電加成反應(yīng)圖 420 α 烯烴用三氧化硫磺化的反應(yīng)歷程 ? α 烯烴的最終磺化產(chǎn)物中只鑒定出五員環(huán) 1,3磺內(nèi)酯 ，但反應(yīng)過(guò)程中還可能生成 1,4磺內(nèi)酯 和 二磺內(nèi)酯 。? 1,3磺內(nèi)酯和 1,4磺內(nèi)酯均不溶于水，在工業(yè)生產(chǎn)中常采用堿性水解的方法將其轉(zhuǎn)化為羥基烷基磺酸? 1,3磺內(nèi)酯和 1,4磺內(nèi)酯水解時(shí)主要是 CO鍵的發(fā)生斷裂? 二磺內(nèi)酯：– 堿性條件下水解，產(chǎn)物以烯基磺酸鹽為主– 酸性條件下水解會(huì)生成難溶的 2羥基磺酸? 還會(huì)生成烯烴磺酸酐和二聚 1,4磺內(nèi)酯 α 烯基磺酸鹽的生產(chǎn)條件 ? 主要由 磺化和水解 兩個(gè)主要反應(yīng)過(guò)程構(gòu)成 三氧化硫與 α 烯烴的物質(zhì)的量比的選擇 ? 三氧化硫不宜過(guò)量太多? 與 α 烯烴適宜的物質(zhì)的量比 φ 應(yīng)為 :1。 圖 421 物質(zhì)的量比對(duì)烯烴轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物組成及性能的影響 ? 單磺化產(chǎn)物在 50℃ 時(shí)出現(xiàn)最大值，因此在磺化反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)溫度不宜高于 50℃反應(yīng)溫度（ ℃ ）磺內(nèi)酯 二磺內(nèi)酯（ %）烯基磺酸（ %）1,2 1,3和 1,430 32 32 8 2840 20 36 6 38 磺化溫度和時(shí)間的選擇 表 43 溫度對(duì)磺化反應(yīng)生成的影響表 44 溫度、時(shí)間對(duì)磺化反應(yīng)的影響反應(yīng)時(shí)間（ s）反應(yīng)溫度（ ℃）α 烯烴轉(zhuǎn)化率（ %）1,2磺內(nèi)酯生成量（ %）7 30 58 7411 30 73 7211 45 75 40? α 烯烴與三氧化硫的磺化反應(yīng)速度較快，放熱量較大（ ΔH ＝50kcal/mol? 在初始階段反應(yīng)十分劇烈，膜式反應(yīng)器中膜的溫度可高達(dá) 120℃? 這將導(dǎo)致二磺酸產(chǎn)物含量較高，產(chǎn)品顏色加深，反應(yīng)不易控制? 兩個(gè)方面措施– 將三氧化硫用惰性氣體稀釋至 3～ 5%（體積比）– 第二，引入二次保護(hù)風(fēng) 反應(yīng)設(shè)備的選擇 圖 422 三氧化硫氣體擴(kuò)散控制 磺內(nèi)酯水解條件的選擇表 45 水解溫度、時(shí)間和磺內(nèi)酯殘余量水解溫度（ ℃ ） 水解時(shí)間（ min） 磺內(nèi)酯殘存量（ ppm）140 20 568140 60 327165 20 200170 20 80180 20 30? 升高水解溫度和延長(zhǎng)水解時(shí)間可降低磺內(nèi)酯的殘存量? 在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的水解條件為在 160～ 170℃、 1MPa壓力下水解 20min。 烷基磺酸鹽 ? 烷基磺酸鹽（ SAS）的商品實(shí)際是不同碳數(shù)的飽和烷基磺酸鹽的混合物? 通式為 RSO3Me，其中 Me代表堿金屬或堿土金屬， R代表碳原子數(shù)為 13～ 17的烷基? 目前表面活性劑行業(yè)生產(chǎn)該產(chǎn)品的主要方法為氧磺化法和氯磺化法。 烷基磺酸鹽的性質(zhì)和特點(diǎn)? 溶解度和臨界膠束濃度隨烷基鏈碳原子數(shù)的增加而降低? 在硬水中也具有良好的潤(rùn)濕、乳化、分散和去污能力? 生物降解性很好。 20℃ 下，兩天生物降解率即可達(dá)到 %，無(wú)有毒代謝產(chǎn)物生成，對(duì)皮膚的剌激性較小圖 423 SAS脫脂作用與鏈長(zhǎng)的關(guān)系 圖 424 SAS的潤(rùn)濕力與鏈長(zhǎng)的關(guān)系 圖 425 直鏈烷基磺酸鈉臨界膠束濃度與碳原子數(shù)的關(guān)系 圖 424 SAS的溶解度與鏈長(zhǎng)的關(guān)系 長(zhǎng)鏈烷烴的氧磺化機(jī)理 ? 自由基反應(yīng)? 鏈引發(fā) 氧磺化法生產(chǎn)烷基磺酸鹽? 鏈增長(zhǎng)? 產(chǎn)品生產(chǎn)? 正構(gòu)烷烴鏈上的伯碳原子與仲碳原子上的氫原子的相對(duì)活性比例為 1:3，因此氧磺化反應(yīng)的產(chǎn)物以仲位取代物為主? 對(duì)于低鏈烷烴是一個(gè)
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