阴离子表面活性剂综述作业

阴离子表面活性剂综述

【摘要】本文主要描述阴离子表面活性剂，将在水中电离后起表面活性作用的部分带负电荷的表面活性剂称为阴离子表面活性剂。具有澄清净化、沉降促进等作用。大量应用于清洗，化妆品等日常生活用品中，是我们生活中必不可少的表面活性剂。 【关键词】阴离子表面活性剂 澄清净化 生活用品

一．概述

阴离子表面活性剂的数量相较于阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂在数量上是最高的，从结构上把阴离子表面活性剂分为羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐四大类。下图为阴离子表面活性剂通式

表面活性剂的结构特点

表面活性剂降低表面张力的有效形式是表面活性剂分子中的。两亲性质”结构，即分子中既有可溶于有机相的亲油部分(或疏水部分)，又有不溶于有机相的疏油部分(或亲水部分)如图1．1，造成在界面的选择吸附—亲水基受到水分子的吸引，而亲油基受到水分子的排斥，只有占据到溶液的表面，将亲油基伸向气相，亲水基伸入水里，从而达到稳定结构。表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。

图1-1表面活性剂的结构 FigureI-1 The structure ofsurfaean

按结构分类在水溶性体系中，表面活性剂最有用的化学分类是建立在亲水基性质基础上的，疏水基团一般含有长链烃基。按离解或不离解分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂；离子型表面活性剂又可按产生电荷的性质分为阴离子型、阳离子型和两性型表面活性剂

阴离子表面活性剂 英文化学术语： An-ionic surfactant. 表面活性剂的一类。在水中解离后，生成憎水性阴离子。如脂肪醇硫酸钠在水分子的包围下，即解离为ROSO2-O-和Na+两部分，带负电荷的ROSO2-O-，具有表面活性。 阴离子表面活性剂分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类，具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。产量占表面活性剂的首位。不可与阳离子表面活性剂一同使用，在水溶液中生成沉淀而失去效力。

物理化学性质

阴离子表面活性剂有良好的生物降解性，有利于环境保护，使用安全，且具有许多优良的使用性能。 1、 澄清净化作用； 2、 沉降促进作用； 3、 过滤促进作用； 4、 增稠作用及其它作用。

在废液处理、污泥浓缩脱水、选矿、洗煤、造纸等方面，能够充分满足各种领域的要求。

应用性能

在清洗领域中，阴离子表面活性剂是发展最早、产量最大、品种最多及工业化最成熟的一类，虽然阴离子型表面活性剂在净洗能力普遍差于非离子表面活性剂，但是具有非离子所不具备的耐酸、耐碱、耐硬水、低温流动性好等优点，特别是是价格上相比非离子品更加低廉，所以阴离子表面活性剂也是表面活性剂家族中品种最多，用量最大一个品种

阴离子表面活性剂通常分为磺酸盐型、羧酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型等【1】。2010年，欧洲洗涤剂协会（AISE）对在欧盟27个国家在清洗领域的阴离子表面活性剂使用做了统计数据，下图列出了2010年，几种阴离子表面活性剂在清洗领域的消耗总量比例【2】

阴离子型表面活性剂在各种清洗配方中应用广泛，通过复配各种阴离子成分，从而起到降低产品成本，提高产品的浊点、耐酸碱性以及低温流动性。

下表为各种阴离子表面活性剂的应用性能【7】

二．现有生产方法

举例 AES

产品：脂肪醇聚氧乙烯醚 无色或微黄色白色膏体

液碱 透明液体（含量>=42%，硫酸盐<=0.1%，铁<=10%） 硫磺 黄色粉末、黄色液体 磷酸 无色透明液体，纯度>=75% 双氧水 含量>=27.5

产品：（AES）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 纯度70%+-2 无色、白色或淡黄色粘稠液体

用途：广泛应用与洗涤剂、洗发香波、复合皂等洗涤化妆用品，另外还广泛应用于农业、纺织、医药、 石油等。

生产工艺：液体硫磺经氮气雾化后，与经过压缩、冷却、硅胶吸附的露点可达到-60oC左右的空气，燃烧生产SO2，高温下，在钒触媒的催化作用下SO2转化成SO3，经稀释空气调节SO3浓度后进入磺化反应器。应用醇醚车间提供的AEO经过硫酸化 得到AES。【3】

三．国内外研究、生产、应用现状对比

国外研究、生产

表面活性剂的生产，最初是以动、植物油脂做为原料制成肥皂，在公元前600年，腓尼基人就已制造肥皂，并把它作为与高卢人进行交换的商品。英匡人用脂肪和木灰生产肥皂，并给其命名为。“Saipo”，现今肥皂(Soap)一词即由那时得名。1917年德国化学家刚什尔成功地由煤焦油合成了表面活性剂烷基萘磺酸盐，它具有很高的发泡性和润湿性。虽然它的洗涤能力不高，但它却为以后新表面活性剂的开发奠定了基础。第二次世界大战后，随着石油化工的崛起，为合2新型含氟表面活性剂的合成、性能及应用研究成表面活性剂工业提供了大量的廉价原料，促进了这一工业的迅猛发展，进一步扩大了它在各个领域中的应用。另一方面，因为合成表面活性剂的大规模生产和应用，对于消除表面活性剂所引起的环境污染的呼声也日趋强烈。许多国家对烷基支化度很高而难以生物降解的表面活性剂品种采取限制和停止生产的严厉措施。如在1964年用性能优异的直链烷基苯磺酸钠取代难以生物降解造成环境污染的TPS；同时，50年代后石油化工的发展促进了醇系表面活性剂的大力发展，其中醇醚非离子表面活性剂因其优良的低温洗涤性、低泡性、可生物降解性等，加之脂肪醇和环氧乙烷原料的充足供应而获得迅猛发展。90年代以后，表面活性剂向无毒、无公害、高效等发展，氟表面活性剂等成为很具有潜力的表面活性剂。据有关业内人士分析，未来表面活性剂工业的发展趋势是：

其一，环保和安全将成为行业发展的主要推动力；其二，醇系表面活性剂在家用洗涤剂中的用量将持续增长；其三，功能性和有效性将成为表面活性剂的开发方向；其四，重大开发研究课题将集中在高技术领域，主要是能源、煤炭、石油采掘和加工技术中的表面活性剂的应用【4】

国内发展现状

总体看国内市场，金桐、南烷．抚顺以磺酸产品为主，中轻物产浙江化工、吉化，湖南丽臣、浙江赞成等企业以AES为主，AES利润空间相比磺酸大，而胺盐、K12的利润空间就更大些。不难看出烷基苯生产厂的重点是将烷基苯加工成磺酸．以产量。规模取胜，抚顺、吉化、中轻物产浙江化工将发挥自身生产脂肪醇的优势．大力发展下游产品AES。另外随着国内市场国际化、原料来源多样化以及Ⅱ一烯烃的价格走低，国内AOS的产量还将会增加．AOS的增加为促进无磷洗衣粉及改进肥皂的品质据供了方便。目前新型、使用量大的磺化产品暂时还没有．磺化企业的产能都在扩大。石油原料价格没有下降迹象。民用洗涤剂、个人清洁用品的价格竞争也是十分激烈．限制了磺化产品价格的上调，因此，对大型磺化企业来说，相互间的竞争仍然会十分激烈。【9】

应用现状

阴离子活性剂

1、肥皂类

系高级脂肪酸的盐，通式： (RCOOˉ）n M。脂肪酸烃R一般为11~17个碳

表面活性剂肥皂 表面活性剂肥皂

的长链，常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。根据M代表的物质不同，又可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。但易被破坏，碱金属皂还可被钙、镁盐破坏，电解质亦可使之盐析。 碱金属皂：O/W 碱土金属皂：W/O 有机胺皂：三乙醇胺皂

2、硫酸化物RO-SO3-M

主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类。脂肪烃链R在12~18个碳之间。

硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油。

高级脂肪醇硫酸酯类有十二烷基硫酸钠（SDS、月桂醇硫酸钠） 乳化性很强，且较稳定，较耐酸和钙、镁盐。在药剂学上可与一些高分子阳离子药物产生沉淀，对粘膜有一定刺激性，用作外用软膏的乳化剂，也用于片剂等固体制剂的润湿或增溶。

3、磺酸化物R-SO3 - M

属于这类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。它们的水溶性和耐酸耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差，但在酸性溶液中不易水解。

常用品种有：二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT），十二烷基苯磺酸钠，甘胆酸钠

4、 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐AES

优点：抗硬水能力好，产品本身是由AEO-2,3获得，因此有较好的除

油性能。AES做出的产品较粘稠，具有一定的增稠作用。 缺点：水溶性差，天气寒冷季节使用不方便，尤其在北方。产品渗透

性能较差。AES分散性能较差，容易导致污垢反沾污。 生产：基本国内生产，如：台湾和桐、浙江赞宇、湖南丽臣等。 5、十二烷基苯磺酸及其钠盐ABS

优点：渗透性能好，价格便宜，具有一定的除油性能，是我国产量最

大的表面活性剂。具有生产工艺简单，原料易得等优点。 缺点：泡沫极高。不耐硬水，需要搭配使用软水作用的产品。

分散性能差，容易导致污垢反沾污。

生产：台湾和桐、南京佳佳、天津三智等产能较大。生产工艺简单，

在国内也有非常多的小型厂家生产苯磺酸，很多贸易商在销售苯磺酸。市场上的产品也可谓鱼龙混杂。有的颜色深，有的颜色浅，有的含量不及90%，有的氨味特别大。 6、仲烷基磺酸钠SAS-60

优点：渗透性能好，并且环保。如果想提高产品的渗透性，SAS是最

佳选择。

缺点：不耐碱，净洗力一般，也很贵（只有60%的含量，性价比不高）。

本身泡沫很高，跟非离子复配后泡沫会变得更高。只可做渗透剂用，不适合净洗用，SAS的净洗性能是比不过LAS。水溶性差，使用不方便。

生产：国内现在没有生产，在上世纪九十年代河北轻化工厂曾经生产

该产品，遗憾的是，1998年4月28日发生爆炸事故，厂毁人亡。目前只有沙索与科莱恩生产该产品。SAS由于生产工艺复杂，产品价格较贵，性价比不及其它阴离子净洗剂，九十年代以后SAS逐渐受到冷落，产品已经开始减产，目前沙索和科莱恩已经将产能降到最低，沙索甚至关停了生产SAS的装置。其它的化工企业诸如三井、巴斯夫、陶氏等并不看好SAS的前景，始终没有在SAS领域投资。仲烷基磺酸钠SAS在净洗中的使用已经很少。【10】

四．发展趋势

粒状和片状洗涤剂在全球范围的流行．使得适用于无塔附聚成型工艺的缩型阴离子表面活性剂的需求量大大增加。一种已取得专利权的新型干燥工艺可用于生产粉状阴离子表面活性剂，如AOS、MES、FAS和LAS。该干燥工艺主要包括闪蒸、两相对流传热以及一套独特的流

体分配系统。被干燥后的表面活性剂产品为针状或片状粉末，可直接用于配制洗涤产品。文中还介绍丁该干燥装置的传热和干燥性能数据。【5】

阴离子表面活性剂与目i离子表面活性剂的复配体系在水溶液中溶解后，溶液中同时存在两种电性相反的离子，它们会在混合吸附方面存在较强的协同效应，这是因为：两种表面活性剂间的强烈静电作用，即两活性离子间存在较强的库仑力，混合体系中各组分的吸收自由能人大下降，从而使混合体系的表面活性得到了极大的提高；两种混合吸附单层组成接近对称，与单一吸附单层相比，反离子被带相反电荷的表面活性离子取代，碳氢链在界面所占的面积几乎减小一半，即排列更紧密；它们的亲油基之间也存在相互吸引作用，与单一表面活性剂相比，除了同样存在的C-H键间亲油基之间的相互作用之外，不但没有极性基团中带相同电荷的离子之间的静电斥力，而且还增加了阴、阡1离子电荷间的静电引力，冈此，大大增加了阴离子表面活性剂与日I离子表面活性荆离子之间的缔合。所以更易丁．在界面和表面吸附，也更容易在溶液中形成胶束而表现上较高的表面活性【6】 随着消费者讲究清洁卫生的意识的高涨，洗发香波和洁身洗剂的使用频度不断增加，这些产品使用的洗涤剂与皮肤和头发直接接触的机会多，故要求使用洗净效果好，且不损伤皮肤和头发的洗涤剂，供这样 的洗涤剂使用的多种阴离子表面活性剂中氨基酸型阴离子表面活性剂可用作高安全性的洗涤基剂，但存在不能产生洗涤剂所需要的粘度的缺点，三洋公司开发的氨基酸型两性表面活性剂是用天然原料合成

的月桂基氨基丙酸钠，与氨基酸型阴离子表面活性剂配合有明显的增粘效果，不使用增粘剂就能配制成有适当粘度的洗涤剂。两者配合制成的洗发香波发泡性好，不过度剥脱皮脂，洗发后，赋予头发以光滑的手感，梳理性好，能抑制头皮屑的产生，减少瘙痒，生物降解性优良，洗发后的废水对环境的影响小。适用作洗发香波、不损伤皮肤洁身洗剂、洗脸剂、家用辅助液体洗剂的基剂。【8】

五、结论

在所有阴离子表面活性剂中，LAS与AES生产工艺简单、成熟，也是历史最悠久的两种阴离子性表面活性剂。所需要生产原料长链脂肪酸甲酯不稳定，极易分解，运输困难，限制其快速发展。SAS渗透力极佳，润湿性出众，一直是各种渗透剂的不可替代的主体原料【11】。AEC对皮肤几乎没有任何副作用，在日化领域用途广泛，具有较大发展空间。磷酸酯类产品，主要用于工业清洗中，提高耐碱性能。 阴离子对表面活性剂组合体是不可或缺的一部分，在表面活性剂体系加入一定量的阴离子表面活性剂，能显著提高去污效果、提高抗盐、抗酸碱、抗静电性能的同时，又使成本降低，有力地增强了产品的竞争力。

六、参考文献

【1】：WORLD HEALTH ORGANIZATION. IARC monographs on the evaluation of the carcinogenic risk of chemica l to humans-polynuclear aromatic compounds: Part 1. chemica l, environmental and exper imental data [M]. Lyon, France: International Agency for Research on Cancer, 1983: 34.

【2】：WILSON S C, JONES K C. Bioremediation of soils contaminated

with polynuclear aromatic hydrocarbons (PAHs): a review［J］. Environ Pollut, 1993, 88: 229-249.

【3】：贝澄 杨新长.脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES的生产工艺:中国，[p]1006-7264（2003）06-0028-05.2003-12

【4】：新型含氟表面活性剂的合成、性能及应用研究

【5】：路易斯E、莱德贝特等，韩亚明牛金平译(1凯密桑公司，西雅图．WA 98106美国).干燥阴离子表面活性剂的新工艺

【6】：丁振军. 表面活性剂的复配及应用性能研究.[D].江南大学，2007 【7】：徐汉庭，韦 凯. 清洗用阴离子表面活性剂性能比较[D]. 北京 朝阳区. 中国科学研究院化学研究所,2011 【8】：新型表面活性剂的开发.日用化学品科学

【9】：金勤勇. 我国阴离子型表面活性剂的种类与生产现状[D].浙江 杭州，中轻物产浙江化学有限公司，2005

【10】：中国化工集团. 2010石油和化工行业节能技术研讨会会议论

文集[C].中国北京. 刘思乾,2010

【11】：RAMASWAMI A, GHOSHAL S, LUTHY R G. Mass transfer and bioavailability of PAH compounds in coal tar NAPL-slurry systems: 2. experimental evaluations［J］. Environ Sci Technol, 1997, 31: 2 268-2 276.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/emip.html