肥皂和合成洗滌劑

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1、 前 言眾 所 周 知 ， 洗 滌 劑 是 指 以 清 潔 、 去 污 為 目 的 而設(shè) 計(jì) 、 生 產(chǎn) 的 用 品 。 肥 皂 和 洗 滌 劑 是 我 們 最 熟悉 的 日 常 生 活 中 使 用 得 最 多 得 洗 滌 劑 。 隨 著 經(jīng)濟(jì) 的 發(fā) 展 ， 人 民 生 活 條 件 的 改 善 ， 洗 滌 劑 工 業(yè)已 經(jīng) 取 得 了 迅 速 的 發(fā) 展 。 而 洗 滌 劑 產(chǎn) 品 已 經(jīng) 并將 繼 續(xù) 向 多 樣 化 、 專 一 化 、 高 級(jí) 化 的 方 向 發(fā) 展 ，以 滿 足 人 們 的 需 求 。 一 .肥 皂肥 皂 是 脂 肪 酸 金 屬 鹽 的 總 稱 ， 日 用 肥 皂 中

2、的 脂 肪酸 碳 數(shù) 一 般 為 10-18， 金 屬 主 要 是 鈉 或 鉀 等 堿 金屬 ， 也 有 用 氨 及 某 些 有 機(jī) 堿 如 乙 醇 胺 、 三 乙 醇 胺等 制 成 特 殊 用 途 肥 皂 的 。 肥 皂 包 括 洗 衣 皂 、 香 皂 、金 屬 皂 、 液 體 皂 ， 還 有 相 關(guān) 產(chǎn) 品 脂 肪 酸 、 硬 化 油 、甘 油 等 。 制 皂 的 基 本 化 學(xué) 反 應(yīng) 是 油 脂 和 堿 相 互 作 用 生 成 肥 皂和 甘 油 ： 皂 化 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式反 應(yīng) 所 得 的 皂 經(jīng) 鹽 析 、 洗 滌 、 整 理 后 ， 稱 為 皂 基 ，再 繼 續(xù) 加

3、 工 而 成 為 不 同 商 品 形 式 的 肥 皂 。 肥 皂 的 去 污 原 理從 結(jié) 構(gòu) 上 看 ， 在 高 級(jí) 脂 肪 酸 鈉 的 分 子 中 含 有 非 極 性 的 憎 水 部分 (烴 基 )和 極 性 的 親 水 部 分 (羧 基 )。 憎 水 基 具 有 親 油 的 性 能 。在 洗 滌 時(shí) ， 污 垢 中 的 油 脂 被 攪 動(dòng) 、 分 散 成 細(xì) 小 的 油 滴 ， 與 肥皂 接 觸 后 ， 高 級(jí) 脂 肪 酸 鈉 分 子 的 憎 水 基 (烴 基 )就 插 入 油 滴 內(nèi) ，靠 范 德 華 力 與 油 脂 分 子 結(jié) 合 在 一 起 。 而 易 溶 于 水 的 親 水 基

4、(羧基 )部 分 伸 在 油 滴 外 面 ， 插 入 水 中 。這 樣 油 滴 就 被 肥 皂 分 子 包 圍 起 來 ， 分 散 并 懸 浮 于 水 中 形 成 乳濁 液 ， 再 經(jīng) 摩 擦 振 動(dòng) ， 就 隨 水 漂 洗 而 去 ， 這 就 是 肥 皂 去 污 原理 。 但 普 通 肥 皂 不 宜 在 硬 水 或 酸 性 水 中 使 用 。 在 硬 水 中 因 生成 難 溶 于 水 的 硬 脂 酸 鈣 鹽 和 鎂 鹽 ， 在 酸 性 水 中 生 成 難 溶 于 水的 脂 肪 酸 ， 大 大 降 低 其 去 污 能 力 。 二 .合 成 洗 滌 劑由 表 面 活 性 劑 （ 如 烷 基 苯

5、磺 酸 鈉 、 脂 肪 醇 硫 酸鈉 ） 和 各 種 助 劑 （ 如 三 聚 磷 酸 鈉 ） 、 輔 助 劑 配制 成 的 ， 在 洗 滌 物 體 表 面 上 的 污 垢 時(shí) ， 能 改 變水 的 表 面 活 性 ， 提 高 去 污 效 果 的 物 質(zhì) 。 按 產(chǎn) 品外 觀 形 態(tài) 分 為 固 體 洗 滌 劑 、 液 體 洗 滌 劑 。 合 成 洗 滌 劑 的 分 類1.液 體 衣 料 洗 滌 劑 普 通 洗 滌 劑絲 毛 洗 滌 劑漂 白 劑柔 軟 劑2.餐 具 洗 滌 劑 手 洗 餐 具 洗 滌 劑機(jī) 用 餐 具 洗 滌 劑 3.個(gè) 人 衛(wèi) 生 用 清 潔 劑 洗 手 液沐 浴 液洗 發(fā)

6、液護(hù) 發(fā) 素4.硬 表 面 清 洗 劑 浴 室 清 潔 劑潔 具 清 潔 劑玻 璃 清 潔 劑 合 成 洗 滌 劑 的 主 要 成 分 表 面 活 性 劑1.概 念 ：表 面 活 性 劑 是 指 具 有 固 定 的 親 水 親 油 基 團(tuán) ， 在 溶 液 的 表 面 能 定向 排 列 ， 并 能 使 表 面 張 力 顯 著 下 降 的 物 質(zhì) 。2.組 成 ：分 子 結(jié) 構(gòu) 具 有 兩 親 性 。非 極 性 烴 鏈 ： 8個(gè) 碳 原 子 以 上 烴 鏈 。極 性 基 團(tuán) ： 羧 酸 、 磺 酸 、 硫 酸 、 氨 基 或 胺 基 及 其 鹽 ， 也 可 是 羥基 、 酰 胺 基 、 醚 鍵 等

7、 。3.吸 附 性 ：溶 液 中 的 正 吸 附 ： 增 加 潤(rùn) 濕 性 、 乳 化 性 、 起 泡 性 。固 體 表 面 的 吸 附 ： 非 極 性 固 體 表 面 單 層 吸 附 ， 極 性 固 體 表 面 可發(fā) 生 多 層 吸 附 。 表 面 活 性 劑 的 分 類按 極 性 基 團(tuán) 的 解 離 性 質(zhì) 分 類 ：1、 陰 離 子 表 面 活 性 劑 ： 硬 脂 酸 ， 十 二 烷 基 苯 磺 酸 鈉 。2、 陽 離 子 表 面 活 性 劑 ： 季 銨 化 物 。3、 兩 性 離 子 表 面 活 性 劑 ： 卵 磷 脂 ， 氨 基 酸 型 ， 甜 菜 堿 型 。4、 非 離 子 表 面

8、活 性 劑 ： 脂 肪 酸 甘 油 酯 ， 脂 肪 酸 山 梨 坦 （ 司盤 ） ， 聚 山 梨 酯 （ 吐 溫 ） 。 陰 離 子 表 面 活 性 劑1、 肥 皂 類 系 高 級(jí) 脂 肪 酸 的 鹽 ， 通 式 : (RCOO )n M。 脂 肪 酸 烴 R一 般 為 11-17個(gè) 碳 的 長(zhǎng) 鏈 ，常 見 有 硬 脂 酸 、 油 酸 、 月 桂 酸 。 根 據(jù) M代 表 的 物 質(zhì) 不 同 ， 又 可 分 為 堿 金 屬 皂 、 堿土 金 屬 皂 和 有 機(jī) 胺 皂 。 它 們 均 有 良 好 的 乳 化 性 能 和 分 散 油 的 能 力 。 但 易 被 破 壞 ，堿 金 屬 皂 還 可

9、 被 鈣 、 鎂 鹽 破 壞 ， 電 解 質(zhì) 亦 可 使 之 鹽 析 。2、 硫 酸 化 物 RO-SO3-M主 要 是 硫 酸 化 油 和 高 級(jí) 脂 肪 醇 硫 酸 酯 類 。 脂 肪 烴 鏈 R在 12-18個(gè) 碳 之 間 。 硫 酸 化油 的 代 表 是 硫 酸 化 蓖 麻 油 ， 俗 稱 土 耳 其 紅 油 。 高 級(jí) 脂 肪 醇 硫 酸 酯 類 有 十 二 烷 基硫 酸 鈉 （ SDS、 月 桂 醇 硫 酸 鈉 ） 。 乳 化 性 很 強(qiáng) ， 且 較 穩(wěn) 定 ， 較 耐 酸 和 鈣 、 鎂 鹽 。在 藥 劑 學(xué) 上 可 與 一 些 高 分 子 陽 離 子 藥 物 產(chǎn) 生 沉 淀 ，

10、 對(duì) 粘 膜 有 一 定 刺 激 性 ， 用 作外 用 軟 膏 的 乳 化 劑 ， 也 用 于 片 劑 等 固 體 制 劑 的 潤(rùn) 濕 或 增 溶 。3、 磺 酸 化 物 R-SO3 - M 屬 于 這 類 的 有 脂 肪 族 磺 酸 化 物 、 烷 基 芳 基 磺 酸 化 物 和 烷 基 萘 磺 酸 化 物 。 它 們 的水 溶 性 和 耐 酸 耐 鈣 、 鎂 鹽 性 比 硫 酸 化 物 稍 差 ， 但 在 酸 性 溶 液 中 不 易 水 解 。常 用 品 種 有 ： 二 辛 基 琥 珀 酸 磺 酸 鈉 （ 阿 洛 索 -OT） ， 十 二 烷 基 苯 磺 酸 鈉 ， 甘 膽 酸鈉 。 陽

11、離 子 表 面 活 性 劑 生 產(chǎn) 陽 離 子 表 面 活 性 劑 所 用 的 原 料 : 硫 酸 二 甲 酯 。陽 離 子 表 面 活 性 劑 其 分 子 溶 于 水 發(fā) 生 電 離 后 ， 與 親 油 基 相連 的 親 水 基 是 帶 陽 電 荷 的 。 親 油 基 一 般 是 長(zhǎng) 碳 鏈 烴 基 。 親水 基 絕 大 多 數(shù) 為 含 氮 原 子 的 陽 離 子 ， 少 數(shù) 為 含 硫 或 磷 原 子的 陽 離 子 。 分 子 中 的 陰 離 子 不 具 有 表 面 活 性 ， 通 常 是 單 個(gè)原 子 或 基 團(tuán) ， 如 氯 、 溴 、 醋 酸 根 離 子 等 。 陽 離 子 表 面 活

12、 性劑 帶 有 正 電 荷 ， 與 陰 離 子 表 面 活 性 劑 所 帶 的 電 荷 相 反 ， 兩者 配 合 使 用 一 般 會(huì) 形 成 沉 淀 ， 喪 失 表 面 活 性 。 它 能 和 非 離子 表 面 活 性 劑 配 合 使 用 。 陽 離 子 表 面 活 性 劑 分 子 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 兩 性 離 子 表 面 活 性 劑 這 類 表 面 活 性 劑 的 分 子 結(jié) 構(gòu) 中 同 時(shí) 具 有 正 、 負(fù) 電 荷 基 團(tuán) ，在 不 同 pH值 介 質(zhì) 中 可 表 現(xiàn) 出 陽 離 子 或 陰 離 子 表 面 活 性 劑的 性 質(zhì) 。1、 卵 磷 脂 ： 是 制 備 注 射 用 乳 劑

13、及 脂 質(zhì) 微 粒 制 劑 的 主 要 輔料2、 氨 基 酸 型 和 甜 菜 堿 型 ： 氨 基 酸 型 ： R-NH+2-CH2CH2COO甜 菜 堿 型 ： R-N+(CH3)2-COO 。在 堿 性 水 溶 液 中 呈 陰 離 子 表 面 活 性 劑 的 性 質(zhì) ， 具 有 很 好的 起 泡 、 去 污 作 用 ； 在 酸 性 溶 液 中 則 呈 陽 離 子 表 面 活 性劑 的 性 質(zhì) ， 具 有 很 強(qiáng) 的 殺 菌 能 力 。 非 離 子 表 面 活 性 劑正 是 由 于 非 離 子 表 面 活 性 劑 具 有 在 水 中 不 電 離 的 特 點(diǎn) ， 決 定了 它 在 某 些 方 面

14、 較 離 子 型 表 面 活 性 劑 優(yōu) 越 ， 如 在 水 中 和 有 機(jī)溶 劑 中 都 有 較 好 的 溶 解 性 ， 在 溶 液 中 穩(wěn) 定 性 高 ， 不 易 受 強(qiáng) 電解 質(zhì) 無 機(jī) 鹽 和 酸 、 堿 的 影 響 。 曲 于 它 與 其 他 類 型 表 面 活 性 劑相 容 性 好 ， 所 以 常 可 以 很 好 地 混 合 復(fù) 配 使 用 。 非 離 子 表 面 活性 劑 有 良 好 的 耐 硬 水 能 力 ， 有 低 起 泡 性 的 特 點(diǎn) ， 因 此 適 合 作特 殊 的 洗 滌 劑 。 由 于 它 具 有 分 散 、 乳 化 、 泡 沫 、 潤(rùn) 濕 、 增 溶多 種 性 能

15、 ， 因 此 在 很 多 領(lǐng) 域 中 都 有 重 要 用 途 。 合 成 洗 滌 劑 中 的 輔 助 劑1.磷 酸 鹽2.純 堿3.羧 甲 基 纖 維 素 鈉 鹽 （ 商 品 符 號(hào) “ CMC” ）4.硫 酸 鈉5.酶 制 劑 ： 目 前 在 加 酶 洗 衣 粉 中 使 用 的 共 有 4種 ： 蛋 白 酶 、 脂 肪 酶 、 淀 粉 酶 、纖 維 素 酶 。 它 們 有 著 對(duì) 污 垢 的 特 殊 去 污 能 力 ， 并 且 具 有 在 洗 衣 粉 配 方 中 所 占 成本 較 少 而 洗 滌 效 果 提 高 很 大 的 特 性 。 酶 的 作 用 較 慢 ， 使 用 加 酶 洗 衣 粉

16、時(shí) 應(yīng) 將 衣物 在 加 酶 洗 衣 粉 的 水 溶 液 中 預(yù) 浸 一 段 時(shí) 間 ， 再 按 正 常 方 法 洗 滌 衣 物 。 加 酶 洗 衣粉 的 pH值 一 般 不 大 于 10， 在 水 溫 45 60 時(shí) ， 能 充 分 發(fā) 揮 洗 滌 作 用 ； 水 溫 高 于60 時(shí) ， 堿 性 蛋 白 酶 要 失 去 活 力 ； 水 溫 低 于 15 時(shí) ， 酶 的 活 性 迅 速 下 降 ， 影 響洗 滌 效 果 。 低 于 40 時(shí) ， 則 酶 作 用 緩 慢 ， 但 不 易 被 破 壞 而 失 活 。 因 此 ， 加 入 堿 性 蛋 白 酶 的 洗 衣 粉 ， 最 佳 洗 滌 溫 度

17、 是 40 50 。 6.過 氧 酸 鹽 這 項(xiàng) 探 究 性 活 動(dòng) 不 僅 擴(kuò) 大 了 我 們 的 知 識(shí) 面 ， 也 讓 我 們了 解 了 生 活 中 看 似 普 通 的 肥 皂 中 蘊(yùn) 涵 的 復(fù) 雜 的 生 產(chǎn) 過程 以 及 復(fù) 雜 的 去 污 原 理 ， 為 今 后 將 要 學(xué) 習(xí) 的 表 面 化 學(xué) 、有 機(jī) 化 學(xué) 打 下 了 基 礎(chǔ) 。另 外 ， 在 活 動(dòng) 過 程 中 ， 我 們 相 互 合 作 ， 相 互 交 換 彼 此建 議 與 意 見 ， 不 僅 得 到 了 這 份 最 終 的 研 究 報(bào) 告 ， 也 懂得 了 團(tuán) 隊(duì) 合 作 的 重 要 性 。 我 們 相 互 幫 助 ， 并 積 極 開 展課 外 探 究 ， 同 時(shí) 增 進(jìn) 了 我 們 組 員 與 組 員 之 間 的 友 情 。這 是 一 個(gè) 令 人 受 益 匪 淺 的 探 究 活 動(dòng) ?？?結(jié)