第三章_阴离子表面活性剂技术分析.ppt

第三章阴离子表面活性剂 概述 阴离子表面活性剂溶于水后能解离出具有 表面活性的带负电基团。它是表面活性剂中 发展历史最悠久、产量最大、品种最多的一 类产品，占表面活性剂总量的40%。 阴离子表面活性剂主要包括：磺酸盐、羧 酸盐、烷基硫酸盐和磷酸酯盐等。 磺酸盐型（—SO3Na） 羧酸盐型（—COOM） 硫酸酯盐型（—OSO3Na） 磷酸酯盐型（—OPO3Na） 1. 烷基苯磺酸盐 合成过程： 制备长链烷基苯 烷基苯的磺化 成盐 长链烷基苯 （傅克烷 基化） 以烯烃为烷基化试剂 以卤代烷为烷基化试剂 （1）以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯 1.1 长链烷基苯的合成 以质子酸作催化剂： 以三氯化铝作催化剂： 烯烃转化为亲电质点后，进攻苯环形成σ配合物， 然后脱去质子，得到最终产物。 以质子酸作催化剂： 以三氯化铝作催化剂: 1.1 长链烷基苯的合成 总反应式: 1.1 长链烷基苯的合成 投料比：苯：烯烃：氢氟酸 = 1：10：有机相体积的2倍 苯：烯烃：AlCl3 = 1：7：0.045 反应温度：30 — 40℃ （2）以氯代烷为烷基化试剂合成长链烷基苯 1.1 长链烷基苯的合成 三氯化铝做催化剂的反应历程： 总反应式 总反应式 1.1 长链烷基苯的合成 投料比：苯：氯代烷：AlCl3 = （5—10）：1：（0.05—0.1） 温度：65—75℃ 工业上常用的磺化剂有浓硫酸、发烟硫（SO3·H2SO4）、 三氧化硫、氯磺酸（ClSO3H）和氨基磺酸（H2NSO3H） 等。 1.2 烷基芳烃的磺化 在磺化反应中存在下列副反应： 1.2 烷基芳烃的磺化 磺化反应的影响因素： ①磺化试剂的用量 1.2 烷基芳烃的磺化 ②温度 低温时，反应由动力学控制，磺酸基主要进入电子云密度高、 活化能较低的邻位和对位；高温时，反应为热力学控制，磺酸 基可以异构化而转移到空间位阻更小或不易水解，热力学稳定 的间位。 工业上磺化反应的生产工艺： 1.2 烷基芳烃的磺化 发烟硫酸磺化的反应工艺 发烟硫酸对烷基苯的泵式连续磺化工艺流程 1— 烷基苯高位槽；2— 发烟硫酸高位槽；3— 发烟硫酸过滤器；4—磺化反应泵； 5—冷却器；6—盘管式老化器；7—分油器；8—混酸储槽 1.2 烷基芳烃的磺化 多斧串联三氧化硫磺化的反应工艺 多斧串联三氧化硫磺化工艺 1— 烷基苯储槽；2—烷基苯输送泵；3—1号磺化反应器；4—2号磺化反应器；5—老化器；6—加水泵；7—磺酸储槽；8—SO3雾滴分离器；9—SO3过滤器；10—酸滴暂储槽；11—尾气分离器；12—尾气风机；13—磺酸输送泵 1.3 烷基苯磺酸的分酸和成盐 分酸 成盐 烷基苯磺酸及硫酸（即费酸）的分离。原理：利用硫酸比烷基 苯磺酸更容易溶于水，通过向体系中加入少量水来降低硫酸和烷基 苯磺酸的互溶性，并借助它们之间的密度差进行分离。 2. α-烯烃磺酸盐 由α-烯烃与强化试剂直接反应得到的阴离子表面活性剂。 化合物名称 结构式 比例/% 烯基磺酸盐 羟基磺酸盐 二磺酸盐 RCH=CH(CH2)nSO3Na RCHOHCH2CH2SO3Na 64-72 21-26 7-11 表2.1 α-烯烃磺酸盐产品的组成 2. α-烯烃磺酸盐 总反应式: 磺化历程: 2. α-烯烃磺酸盐 2. α-烯烃磺酸盐 或 2. α-烯烃磺酸盐 三氧化硫与α-烯烃的物质的量比的选择 当SO3和α-烯烃物质的量之比为1.05：1时，无论是α-烯烃 的转化率还是产品的颜色比较适宜。 2. α-烯烃磺酸盐 总结： α-烯烃的磺化反应历程比较复杂，所得 到的磺化产物也是多种物质的混合物，组成 复杂。因此，这一类表面活性剂的商品也是 多种组分的混合物。 3. 烷基磺酸盐（SAS） 表达通式： RSO3Me R=13—17个碳原子数的烷基； Me为碱金属或碱土金属。 目前，生产该产品的主要方法为氧磺化法和氯磺化法 支链烷基 磺酸盐 直链烷基 磺酸盐 3. 烷基磺酸盐（SAS） 氧磺化法： 3. 烷基磺酸盐（SAS） 氯磺化法： 4. 其它阴离子表面活性剂 举例：Aerosol OT的合成 琥珀酸酯磺酸盐 高级脂肪醇醚硫酸酯盐 4. 其它阴离子表面活性剂 常用P2O5和POCl3试剂反应： 4. 其它阴离子表面活性剂 磷酸酯盐型阴离子表面活性剂 单酯 双酯 单酯 双酯 4. 其它阴离子表面活性剂 羧酸盐型阴离子表面活性剂