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带你了解一下磺酸盐在阴离子表面活性剂中的工作原理
时间:2020-12-03 点击次数:42
  磺酸盐
  介绍
  把在水中电离后生成起表面活性作用阴离子为磺酸根(R--S03)者称为磺酸盐型阴离子表面活性剂,包括烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基磺酸盐、α-磺基单羧酸酯、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、石油磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基甘油醚磺酸盐等多种类型,其中比较重要和常用作洗涤剂的有下列几种。
  重要产品
  ⑴烷基苯磺酸钠(LAS或ABS) 烷基苯磺酸钠通常是一种黄色油状液体,通式为CnH2n+1HC6H4SO3Na,其疏水基为烷基苯基,亲水基为磺酸基。
  其早期产品为四聚丙烯苯磺酸钠(ABS),曲于烷基部分带有支链,所以生物降解性差,60年代各国相继改为生产以正构烷烃为原料的直链烷基苯磺酸钠(LAS)。烷基苯磺酸盐不是纯化合物;烷基组成部分不完全相同,因此烷基苯磺酸盐性质受烷基部分碳原子数、烷基链支化度、苯环在烷基链的位置、磺酸基在苯环上的位置及数目以及磺酸盐反离子种类影响而发生很大变化。
  烷基苯磺酸盐是阴离子表面活性剂中最重要的一种品种,也是中国合成洗涤剂的主要活性成分。烷基苯磺酸钠去污力强、起泡力和泡沫稳定性以及化学稳定性好、而且原料来源充足、生产成本低,在民用和工业用清洗剂中有着广泛的用途。
  ①支链烷基苯磺酸盐(ABS) 当高级烯烃(如十二碳烯)与苯发生反应时,生成支链烷基苯,再与浓硫酸发生磺化反应,得到支链型烷基苯磺酸,与碱(NaOH)中和后得到支链型烷基苯磺酸钠盐,其中十二烷基苯磺酸钠是很常见的产品。
  作用原理
  十二烷基苯磺酸钠是一种性能优良的合成阴离子表面活性剂,它比肥皂更易溶于水,是一种黄色油状液体。易起泡由于它的泡沫粘度低所以泡沫易于消失。它有很好的脱脂能力并有很好的降低水的表面张力和润湿、渗透和乳化的性能。它的化学性质稳定,在酸性或碱性介质中以及加热条件下都不会分解。与次氯酸钠过氧化物等氧化剂混合使用也不会分解。它可以用烷基苯经过磺化反应制备,原料来源充足,成本低,制造工艺成熟,产品纯度高。因此自1936年由美国国家苯胺公司开始生产烷基苯磺酸钠以来,迄今历经60多年一直受到使用者的欢迎和生产者的重视,成为消费量最大的民用洗涤剂,在工业清洗中也得到广泛应用。
  其不足之处是用它洗过的纤维手感不好。皮肤与它长时间接触会受到刺激。它易在洗涤物体表面形成吸附膜残留在物体上,这种吸附膜在低温下不易被水冲洗去除。它起泡性好,因此在不希望产生泡沫的情况下又是不受欢迎的。
  十二烷基苯磺酸钠特别容易与其他物质产生协同作用(把两种物质混合后能产生比原来各自性能更好的使用效果叫协同作用),因此它常与非离子表面活性剂和无机助洗剂复配使用,以提高去污效果。
  它在硬水中不会像肥皂那样生成钙皂沉淀,但生成的烷基苯磺酸钙不易溶于水,只能分散在水中使它的洗涤能力降低。使用时如果与三聚磷酸钠等络合剂复配,把钙、镁离子络合,就可以在硬水中使用而不影响它的洗涤效果。
  支链结构的烷基苯磺酸钠由于难被微生物降解,对环境污染严重,所以从60年代中期,逐渐被直链烷基苯磺酸钠代替。
  ②直链烷基苯磺酸钠(LAS) 直链烷基苯磺酸盐是由直链烷烃与苯在特殊催化剂作用下合成直链烷基苯,再经过磺化,中和反应制得的。典型代表结构为(对位)直链十二烷基苯磺酸钠,它的性能与支链烷基苯磺酸钠相同,其优点是易于被微生物降解,从环境保护角度看是性能更优良的产品。目前使用的烷基苯磺酸钠已全部是直链烷基结构的了。
  ⑵α-烯烃磺酸盐(AOS) 是α-烯烃与SO3在适当条件下反应,然后中和、水解得到的具有表面活性阴离子的混合物,成分较复杂,随工艺条件和投料量不同成分有变化。其主要成分是烯基磺酸盐(R--CH==CH--(CH2)-pSO3Na)、羟烷基磺酸盐(RCH--(CH20)-pSO3Na)和少量二磺酸盐(R'-CH=CH-CH-(CH2)-SO3Na)或R'-CH-(CH2)-xCH-(CH2)-ySO3Na。其商品名为。-烯烃磺酸盐,缩写AOS。
  α-烯烃磺酸盐是一种性能优良的洗涤剂,尤其是在硬水中和有肥皂存在时具有很好的起泡力和优良的去污力。由于它的毒性低对皮肤刺激性小以及性能温和的优点,在家庭和工业、清洗中均有广泛的用途。常用作个人保护、卫生用品、手洗餐具清洗剂、重垢衣物洗涤剂、毛羽,毛清洗剂、洗衣用合成皂、液体皂以及家庭用和工业用硬表面清洗剂的主要成分。
  ⑶烷基磺酸盐(AS和SAS) 烷基磺酸盐的通式为RSO3M(M为碱金属或碱土金属),R为C12~C20范围的烷基,其中以十六烷基磺酸盐性能较好。其中正构烷基在、引发剂作用下与SO2、O2反应得到的磺酸盐,分为伯烷基磺酸盐(AS)和仲烷基磺酸盐(SAS)两类。其中仲烷基磺酸盐结构式为R--CH--R',缩写名称为SAS,国内商品名为601洗涤剂,是一种具,有很好水溶性、润湿力、除油力的洗涤剂。烷基碳原子一般为C14~C18,以C15~C16去污能力很强。其去污能力与直链烷基苯磺酸(LAS)相似,发泡力稍低,是配制重垢液体洗涤剂的主要原料。它的毒性和对皮肤的刺激性都比iLAS低,生物降解性好。使用时常与醇醚硫酸(AES),α-烯基磺酸盐(AOS)复配,以弥补SAS在硬水中泡沫性差的缺点。可做个人卫生盥洗制品、各种洗衣物以及硬表面清洗剂。
  ⑷α-磺基单羧酸及其衍生物(MES) 它们的结构式为CH2一COOR', (R为长链烃基或金属离子)。α-磺基单羧酸本身不具有表面活性,但通过酯化或酰胺化生成的衍生物具有表面活性,如CH2-C--OC12H25等。其中以脂肪酸甲酯为原料经磺化中和后得到的商品称为α-磺基脂肪酸甲酯,简称MES,通式为R--CH--COOCH3。
  MES是近年来开发生产的一种由天然油脂为原料的阴离子表面活性剂。它有良好的生物降解性,有利于环境保护,使用安全而且去污力强。其去污力随水硬度增加下降较少,因此在硬水中有很好的去污力,如在洗衣粉配方中用MES取代蚝LAS则在低浓度高硬度水中的去污力明显高于只用LAS的配方。它还是优良的钙皂分散剂,它与肥皂配合使用可弥补肥皂不耐硬水会形成皂垢的缺点,因此它是液体皂的主要成分。MES起泡能力好。它对碱性蛋白酶、碱性脂肪酶的活性影响小,适合配制加酶洗衣粉。它对油污有很强的加溶能力,而且毒性低安全性好,因此是一种应用前景良好的新品种。但应防止其在碱性介质中水解失效。
  ⑸脂肪酸磺烷基酯(1geponA)和脂肪酸磺烷基酰胺(1gepon T) 商品名为伊捷邦A(1gepon A,洗净剂210)的阴离子表面活性剂典型代表物是油酰氧基乙磺酸钠

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