[拼音]：yinlizi biaomian huoxingji

[外文]：anionic surfactant

表面活性劑中產(chǎn)量最大的一類，其分子溶于水發(fā)生電離后，與親油基相連的親水基是帶陰電荷的表面活性劑。由于它所帶的電荷正好與陽(yáng)離子表面活性劑相反，一般兩者不能混合使用，否則會(huì)產(chǎn)生沉淀，失去表面活性；但它能和非離子表面活性劑或兩性表面活性劑配合使用。目前，工業(yè)生產(chǎn)的陰離子表面活性劑品種很多，按陰離子的化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為羧酸鹽、硫酸鹽、磺酸鹽等。

羧酸鹽

典型的代表品種是肥皂，它是一類脂肪酸的金屬鹽，通式為RCOOM，碳原子數(shù)以12～18為最好。普通洗滌用的肥皂有油酸(十八烯酸)、硬脂酸（十八酸）、軟脂酸（十六酸）、肉豆蔻酸（十四酸）、月桂酸（十二酸）的鈉鹽或鉀鹽。工業(yè)上用天然油脂和氫氧化鈉共熱，經(jīng)皂化和鹽析可得到肥皂和副產(chǎn)甘油。原料油脂可用動(dòng)物油脂、椰子油、棕櫚油、米糠油。由于皂化用的堿通常是氫氧化鈉，所制得的皂常稱為鈉皂。某些化妝用皂是用氫氧化鉀生產(chǎn)的，并使甘油留存在肥皂中，稱為鉀皂或軟皂。制皂時(shí)往往還要添加水玻璃、磷酸鈉、香料、色素等，最后成型為塊皂、片皂、粒皂等。事實(shí)上所有肥皂都含10％～30％的水分，含水肥皂容易溶解，使用方便。

硫酸鹽

是一類已經(jīng)使用很久的陰離子表面活性劑，具有良好的潤(rùn)濕、分散、乳化和洗凈能力。其分子通式為R-CH₂-O-SO₃Na，親水基-O-SO₃Na中的硫原子不與烷基中的碳原子直接相連，因而硫酸鹽與磺酸鹽相比，穩(wěn)定性較差，它在酸性或堿性溶液中容易發(fā)生水解反應(yīng)，工業(yè)上大量生產(chǎn)的硫酸鹽品種有脂肪醇硫酸鹽和硫酸化油。

脂肪醇硫酸鹽

又稱烷基硫酸鹽，是具有較長(zhǎng)烷基的高級(jí)脂肪醇經(jīng)硫酸化生成的陰離子表面活性劑。脂肪醇硫酸鹽的水溶性、洗凈力和乳化性能都比肥皂好，其水溶液呈中性，不損傷羊毛，在硬水中不會(huì)象肥皂那樣產(chǎn)生沉淀，對(duì)皮膚的刺激性小，容易漂洗，生物降解性好。通常它與烷基苯磺酸鹽復(fù)配成合成洗滌劑，還可用于制備液體洗滌劑、洗發(fā)香波、藥物制劑等。脂肪醇硫酸鹽在酸堿介質(zhì)中容易水解，在高溫下也容易分解。高級(jí)脂肪醇硫酸鹽的碳原子數(shù)和肥皂相似，以12～18為最好。高級(jí)脂肪醇早期主要取自動(dòng)、植物油脂（如鯨油、椰子油、牛脂），之后工業(yè)上利用石油化工的烯烴、一氧化碳和氫等原料合成了各種高級(jí)脂肪醇。濃硫酸和三氧化硫是最簡(jiǎn)單且又便宜的硫酸化劑，使用最廣。當(dāng)高級(jí)脂肪醇的分子中含有不飽和雙鍵或其他容易與硫酸發(fā)生反應(yīng)的基團(tuán)時(shí)，則要采用氯磺酸或氨基磺酸作為硫酸化劑。脂肪醇的硫酸化反應(yīng)式：

R-CH₂OH+H₂SO₄─→R-CH₂-O-SO₃H+H₂O

硫酸化反應(yīng)是在內(nèi)襯搪瓷、有冷卻和攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的。反應(yīng)完畢后要用堿中和成為硫酸鹽。

硫酸化油

是天然油脂經(jīng)硫酸化和中和成鹽的產(chǎn)物。硫酸化油的親水性通常都較小，僅能微溶于水或成為乳狀液，因此一般不宜用作洗滌劑，而多用作紡紗油劑、染色助劑、纖維整理劑等（見染整助劑）。油脂的硫酸化是在有攪拌和冷卻裝置的反應(yīng)器內(nèi)，把硫酸滴加到油脂中，待反應(yīng)完畢后用鹽水洗除未反應(yīng)的硫酸，再中和、鹽析分離產(chǎn)物。油脂的硫酸化反應(yīng)常發(fā)生在油脂分子的羥基或不飽和雙鍵處，都形成-O-SO₃H基團(tuán)。油脂的硫酸化程度一般較低，如紅油(又稱土耳其紅油或太古油)即為低度硫酸化的蓖麻油，但它仍易溶于水。因?yàn)楸吐橛驮诹蛩峄瘯r(shí)，還會(huì)發(fā)生部分水解反應(yīng)，生成肥皂。反應(yīng)的最終產(chǎn)物是混合物，包括硫酸化油的鈉鹽、油脂水解生成的羧酸鈉鹽，未反應(yīng)的油脂和無(wú)機(jī)鹽類等。商品紅油的濃度約在40％左右。工業(yè)生產(chǎn)的還有硫酸化牛脂、硫酸化花生油、硫酸化抹香鯨油等。當(dāng)油脂分子中的不飽和度較高時(shí)，由于容易引起聚合副反應(yīng)，不宜進(jìn)行硫酸化反應(yīng)。

磺酸鹽

產(chǎn)量最大的一類陰離子表面活性劑?；撬猁}分子的通式為 R-SO₃Na。親水基SO₃Na中的硫原子是和烴基中的碳原子直接相連的。它在酸性介質(zhì)中或加熱時(shí)均不會(huì)發(fā)生水解，比硫酸鹽穩(wěn)定。工業(yè)上較重要的磺酸鹽品種有烷基萘磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽和烷基磺酸鹽。

烷基萘磺酸鹽

是最早合成的品種，所用的原料是萘、異丙醇或丁醇、硫酸，經(jīng)烷基化、磺化和中和反應(yīng)便得烷基萘磺酸鹽，同時(shí)還有少量二烷基及多烷基萘磺酸鹽。此外，還有用甲基萘、硫酸、甲醛來制備烷基芳基磺酸鹽。這些陰離子表面活性劑的潤(rùn)濕、乳化性能均較好，且不受酸性介質(zhì)或硬水的影響，原料豐富，制造方便，至今仍廣泛應(yīng)用于紡織印染工業(yè)。

烷基苯磺酸鹽

在表面活性劑中產(chǎn)量居首位，是工業(yè)和民用洗滌劑的主要活性物，結(jié)構(gòu)式為：

式中R為碳原子數(shù)接近12的烷基。20世紀(jì)30年代末，剛開始發(fā)展烷基苯磺酸鹽時(shí)，將煤油先經(jīng)氯化制成氯化烷烴，然后作為烷基化劑再與苯合成烷基苯，最后用濃硫酸、發(fā)煙硫酸或三氧化硫磺化成為烷基苯磺酸，再經(jīng)中和成為鈉鹽成品。第二次世界大戰(zhàn)后，曾利用石油化工的副產(chǎn)物丙烯的四聚體作為烷基化劑，使苯經(jīng)烷基化、磺化、中和制得十二烷基苯磺酸鈉鹽。這樣制得的產(chǎn)品雖有良好的表面活性，經(jīng)濟(jì)效果也好，但由于丙烯四聚體有支鏈結(jié)構(gòu)，生物降解性很差，因此會(huì)污染江湖水源。后來改為直鏈烷基苯磺酸鈉，就有足夠的生物降解性，可以安全使用。生物降解性是指洗滌劑活性物在一定條件下，被微生物分解程度的大小。分解率在90％以上者稱為軟性洗滌劑；分解率在80％以下者稱為硬性洗滌劑。目前，世界和中國(guó)生產(chǎn)的洗滌劑大部分均屬軟性洗滌劑。

生產(chǎn)直鏈烷基苯磺酸鈉鹽所用的原料主要為煤油餾分或 α－烯烴。煤油餾分通過分子篩或尿素精制可得到正構(gòu)直鏈烷烴，然后經(jīng)氯化制成直鏈烷烴氯化物，再與苯經(jīng)烷基化成為直鏈烷基苯。苯與直鏈 α－烯烴在酸性催化劑的存在下，發(fā)生烷基化反應(yīng)，生成直鏈烷基苯。再用發(fā)煙硫酸或三氧化硫磺化生成烷基苯磺酸，經(jīng)中和便成直鏈烷基苯磺酸鈉鹽。這是合成洗滌劑的主要活性物，但是工業(yè)和民用洗滌劑通常都不是單獨(dú)使用這種活性物，而幾乎都使用兩種或兩種以上的活性物。烷基苯磺酸鈉鹽可與烷基磺酸鈉或脂肪醇硫酸鈉復(fù)配，也有與肥皂或非離子表面活性劑復(fù)配的。幾種活性物中還要添加各類助洗劑和輔助劑，經(jīng)復(fù)配便能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使洗滌能力比原來的單一活性物有所提高，配制成為合成洗滌劑商品。添加的無(wú)機(jī)助劑有三聚磷酸鈉、硅酸鈉、純堿、硫酸鈉和過硼酸鈉等；添加的有機(jī)助劑有羧甲基纖維素、烷基醇酰胺、熒光增白劑、香料、色素、酶制劑等。這樣配制成的合成洗滌劑就具有分散、乳化、膠溶、洗凈、軟化硬水、抗污垢沉積、維持pH、漂白或增白織物、穩(wěn)定泡沫等綜合性能。由于三聚磷酸鈉會(huì)污染河流水源，有些國(guó)家已禁止或限制使用而改用合成沸石(見分子篩)。

烷基磺酸鹽

比烷基苯磺酸鹽發(fā)展得更早的陰離子表面活性劑。目前，它的產(chǎn)量?jī)H次于烷基苯磺酸鹽。烷基磺酸鈉的分子式是R-SO₃Na，式中烷基R的碳原子數(shù)為12～18。烷基磺酸鈉分子是由親油基（烴鏈）和親水基（磺酸基）組成，表面活性強(qiáng)，在堿性、中性和酸性介質(zhì)中均較穩(wěn)定，不受硬水影響，且能生物降解，但洗滌能力比肥皂差。烷基磺酸鈉的主要用途是與烷基苯磺酸鈉復(fù)配成合成洗滌劑。由于它極易吸潮，所以還常用來配制液體洗滌劑、洗發(fā)膏等劑型，供民用或紡織印染工業(yè)使用。工業(yè)制造方法大多采用磺氯化法：

RH+SO₂+Cl₂─→RSO₂Cl+HCl

反應(yīng)要求用輻射或其他游離基引發(fā)，生成的磺酰氯，用氫氧化鈉液水解，得烷基磺酸鈉。

參考書目

1. W.M.Linfield，Anionic Surfactants，Marcel Dekker，NewYork，1976.

參考文章

• 亞甲藍(lán)比色法測(cè)定水中陰離子表面活性劑的方法探討廢水治理
• 微電解法預(yù)處理高濃度陰離子表面活性劑廢水廢水治理
• 陰離子表面活性劑增敏動(dòng)力學(xué)光度法測(cè)定痕量鐵(Ⅲ)廢水治理
• 陰離子表面活性劑增溶催化光度法測(cè)定痕量銀廢水治理
• 納米SiO2在含陰離子表面活性劑低濁水處理中的應(yīng)用廢水治理

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標(biāo)簽：陰離子表面活性劑

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文章名稱：《陰離子表面活性劑》

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