洗滌用表面活性劑的類型（一）

1   陰離子表面活性劑
    陰離子表面活性劑的歷史久。l8世紀興起的制皂業所生產的肥皂即為陰離子表面活性劑，肥皂屬高級脂肪酸鹽。此外，有代表性的陰離子表面活性劑還有磺酸鹽、硫酸酯鹽、脂肪酰-肽縮合物等。
    陰離子表面活性劑在低溫下較難溶解，隨溫度升高溶解度加大，溶解度達到極限時會析出表面活性劑的水合物。但是，水溶液加熱至一定溫度時，表面活性劑分子發生締合，溶解度會急劇增大。
    陰離子表面活性劑親水基團的種類有限，而疏水基團可以由多種結構構成，故種類很多。陰離子表面活性劑一般具有良好的滲透、潤濕、乳化、分散、增溶、起泡、抗靜電和潤滑等性能，用作洗滌劑有良好的去污能力。
1.1  高級脂肪酸鹽
    肥皂即屬高級脂肪酸鹽，其化學式為RCOOM。這里R為烴基，可以是飽和的，也可以是不飽和的，其碳數在5～22之間。M為金屬原子，一般為鈉，也可以是鉀或銨。
    肥皂為典型的陰離子表面活性劑，它是以油脂與堿的水溶液加熱起皂化反應制得的。此外，也可先將油脂水解，分離出脂肪酸，然后再用堿中和制取。
    所使用的油脂，可以是動物油脂如牛油，也可以是植物油脂如椰子油、棕櫚油、米糠油、大豆油、花生油、硬化油等。皂化所使用的堿可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水。用氫氧化鈉皂化油脂得到的肥皂稱為鈉皂，而用氫氧化鉀或氨水皂化油脂得到的肥皂分別叫做鉀皂和銨皂。洗滌用肥皂一般為鈉皂，化妝用肥皂為鉀皂和銨皂，鈉皂質地較鉀皂硬，銨皂軟。此外肥皂的性質還與脂肪酸部分的烴基組成有關，脂肪酸的碳鏈越長，飽和度越大，凝固點越高，用其制成的肥皂越硬。例如用硬脂酸、月桂酸和油酸制成的三種肥皂中，硬脂酸皂硬，月桂酸皂次之，油酸皂軟。硬脂酸鈉為具有脂肪氣味的白色粉末，疏水性強，難溶于冷水，易溶于熱水和熱乙醇中，在低溫下去污力差，主要用作化妝品乳化劑。硬脂酸的鉀鹽和銨鹽也用于此目的。油酸鈉由于分子中有雙鍵，所以分子的極性大，親水性好，易溶于水，去污力也較好。月桂酸鉀是淡黃色漿狀物，易溶于水，起泡力大，主要用于液體皂和香波生產，也常用作乳化劑。除簡單的脂肪酸皂外，也可用多羧酸制造具有某些特殊作用的肥皂，這種多羧酸皂在膠片生產中用作潤濕劑。用三乙醇胺與油酸制成的油酸三乙醇胺皂為淡黃色漿狀物，溶于水，易氧、化變質，常用作乳化劑。揮發性胺的脂肪酸鹽主要用于上光劑，銨鹽水解生成的游離胺揮發后，表面涂層中留下疏水物質，可提高表面的抗水性能。松香酸與純堿溶液中和形成的松香皂易溶于水，有較好的抗硬水能力和潤濕能力，主要用于洗滌肥皂生產中。
1.2  磺酸鹽
    磺酸鹽型表面活性劑的化學式為R-SO3Na，式中R碳數在8～20之間。這類表面活性劑易溶于水，在酸性溶液中也不發生水解，有良好的發泡能力，用于生產洗滌劑，產品去污能力好。
    (1)烷基苯磺酸鹽烷基苯磺酸鹽是有代表性的陰離子系表面活性劑。按烷基的結構可將其分為支鏈烷基苯磺酸鹽和直鏈烷基苯磺酸鹽。支鏈的為硬性型，直鏈的為軟性型，一般將硬性型的稱為硬性ABS，或略稱ABS；軟性型的稱為軟性ABS，或略稱LAS。烷基苯磺酸鹽在硬水中不與鈣、鎂離子形成沉淀，既耐酸又耐堿，有良好的去污力、滲透力、潤濕力和起泡力。工業上用的烷基苯磺酸鹽表面活性劑主要是十二烷基苯磺酸鹽，如鈉鹽、銨鹽。烷基苯磺酸鹽的制法包括烷基化、磺化、中和等過程。烷基化是以氟化氫或氯化鋁為催化劑，將苯與碳原子數為12個左右的烯烴或氯代烷烴進行反應制成烷基苯的過程；磺化是將烷基苯與濃硫酸、發煙硫酸或三氧化硫進行反應生成烷基苯磺酸的過程；中和一般是用20％氫氧化鈉對烷基苯磺酸進行中和反應的過程，根據需要還要用次氯酸鈉對中和產物進行脫色。
    十二烷基苯磺酸鈉為白色粉末，易溶于水，有良好的洗滌去污能力和發泡性能。大量用于洗衣粉和家用洗凈劑中，也可適量配入香波和泡沫浴等；在纖維工業中可用作煮練劑、洗手劑、染色助劑；在金屬電鍍過程中用作金屬脫脂劑；在造紙工業中用作樹脂分散劑、毛氈洗滌劑、脫墨劑；在農藥生產中用作乳化劑、顆粒劑和可濕性粉末劑用的分散劑；在皮革工業上用作滲透脫脂劑；在肥料工業中用作防結塊劑；在水泥工業中用作加氣劑等諸多方面或單Du使用，或作為配合成分使用。ABS和LAS在去污方面幾乎沒有什么不同，但前者生物降解性明顯低于后者。
    (2)烷基磺酸鹽烷基磺酸鹽與烷基苯磺酸鹽相比，耐硬水穩定性和生物降解性均好些，洗滌去污能力大致相同。早期，烷基磺酸的工業規模生產是在德國實現的，在特殊反應器中于紫外線照射下烷烴經氯磺化反應制得，現在主要采用磺氧化方法制取。正烷烴在紫外線照射下與二氧化硫和氧反應，但在生成烷基磺酸鈉的同時，二氧化硫、氧與水反應生成硫酸。然后以苛性鈉中和，產物為膏狀體。本法由于不使用氯氣，副產物少，可以簡化提純工藝，降低成本。
琥珀酸酯磺酸鈉也屬該類表面活性劑，烴基中碳數為4～8。其代表物為二辛基琥珀酸酯磺酸鈉，它是白色軟蠟狀物，易溶于水和乙醇，在硬水中穩定，洗滌和發泡性能好，無毒性，對皮膚刺激性小，有良好的潤濕性能，多用于香波、泡沫浴和牙膏生產中。
(3)a-烯烴磺酸鹽a-烯烴磺酸鹽簡稱AOS，為鏈烯基磺酸鹽和羥基烷基磺酸鹽的混合物。其制法是以三氧化硫等作磺化劑，對“α-烯烴進行磺化，然后將含有磺內酯的反應混合物用苛性鈉進行中和、水解。
    AOS的碳鏈中碳數為15～18時，該表面活性劑具有優異的去污力、起泡力和滲透力，其中以C16的AOS在硬水中去污力好。起泡力高。
    AOS較烷基苯磺酸鹽的生物降解性好，對皮膚的刺激性低、毒性小，用作洗滌劑可使織物有良好的手感，此外還能防止粉狀洗滌劑結塊。AOS廣泛用作粉狀合成洗滌劑、廚房用洗滌劑和香波等的原料，現在也用作工業用合成洗滌劑的原料。
    (4)脂肪酸乙酯磺酸鹽脂肪酸乙酯磺酸鈉由環氧乙烷與亞硫酸氫鈉反應生成烴乙基磺酸鈉，經干燥后再與脂肪酸酯化其烴基即得。脂肪酸乙酯磺酸鈉對皮膚刺激性很小、性溫和，主要用于合成香皂及香波生產中。
    (5)仲醇聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸鹽  仲醇聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸鹽是陰離子表面活性劑的新品種。l985年由原輕工業部研制成功，l987年獲原輕工業部技術進步三等獎。該產品為淺黃色黏稠液體，具有表面張力低、去污力高、泡沫觸感柔嫩、抗硬水性強的性能。此外，性溫和，對眼睛、皮膚的刺激性極低，因此，適合用作香波、嬰兒用洗滌劑、泡沫浴和絲、毛洗滌等家用洗滌劑的原料，也可作為工業用特殊的乳化劑。
    此外，雙-2-乙基己醇琥珀酸酯磺酸鈉也具有與其相似的結構。乙基己醇琥珀酸酯磺酸鈉具有極佳的滲透力，除用作滲透劑外，也部分用作乳化劑。
    (6)石油磺酸鹽  石油磺酸鹽是各種磺酸鹽的混合物，主要成分為烷基苯磺酸鹽和烷基萘磺酸鹽，其次為脂肪烴的磺酸鹽、環烴的磺酸鹽及其氧化物等。石油磺酸鹽大都為油溶性，常用于切削油，在農藥中用作乳化劑，在礦物浮選中用作泡沫劑，在燃料油中用作分散劑，高分子量的用作金屬防銹油中的防蝕劑。大量的石油磺酸鈉用于石油開采，特別是3次采油提高采收率。
    (7)N，N-油酰甲基牛磺酸鈉  N，N-油酰甲基?；撬徕c是化學名稱，我國的商品名稱為209洗滌劑，國外商品名為伊蓋明T(Lgepon T)。209洗滌劑既有一般陰離子合成洗滌劑的特性，又有天然油脂肥皂的特征。它是由N-甲基?；撬徕c與油酰氯反應制得的。
    N，N-油酰甲基?；撬徕c為液狀或漿狀體，．也可噴霧干燥成為奶白色粉末狀物，在紡織工業中用作染料助劑、洗絨劑、精練劑等。
    (8)丁基萘磺酸鈉  丁基萘磺酸鈉俗稱拉開粉，它屬于烷基芳基磺酸鹽的一種，具有良好的潤濕力、乳化力和分散力。拉開粉Bx是較常用的一種拉開粉，主要成分為l，2-二丁基萘-6-磺酸鈉(有文獻報道是l，4-二丁基萘-6-磺酸鈉)，為米白色或微黃色粉末，易溶于水，耐酸、堿和硬水。在紡織、印染、皮革、造紙工業以及農藥中用作潤濕劑，在涂料和油墨等工業中用作分散劑，在合成橡膠工業中用作乳化劑。拉開粉Bx由丁醇、萘與發煙硫酸作用后用苛性鈉中和制得。．
    (9)脂肪酰胺磺酸鈉  脂肪酰胺磺酸鈉代表產品為Lissapo1LS(國外產品商品名)，國內稱為凈洗劑LS。凈洗劑LS的制法是將對氨基苯甲醚進行磺化，再與油酰氯進行縮合，以苛性鈉中和。
    凈洗劑LS具有良好的洗滌力、乳化力、滲透力、起泡力，也具有很好的勻染、柔軟性能，對鈣皂分散力強，耐酸、耐堿、耐硬水、耐電解質和耐熱等性能均好，但耐氧化劑性能較差。在印染工業中，凈洗劑LS用作毛織物的凈洗劑，織物經其洗后手感柔欽；也用作棉織物印花后的凈洗劑、還原染料和酸性染料的勻染劑。
1.3  硫酸酯鹽
    硫酸酯鹽表面活性劑的化學通式為ROS03M，式中M為Na、K、N(CH2CH2OH)3，碳鏈中碳數為8～18。硫酸酯鹽表面活性劑具有良好的發泡力和去污力，耐硬水性能好，其水溶液呈中性或微堿性，主要用于洗滌劑中。
    (1)脂肪醇硫酸酯鹽  脂肪醇硫酸酯鹽簡稱AS，與肥皂比較，脂肪醇硫酸酯鹽溶解性大，即使在高濃度水溶液中也不會形成像肥皂那樣的凝膠，而保持液體狀態。水溶液呈中性，耐硬水，在堿性至弱酸性條件下不水解，性能穩定。脂肪醇硫酸酯鹽的制法是將脂肪醇經硫酸化后用堿中和。在工業生產中難以使脂肪醇l00％硫酸化，制得的硫酸化物一般為80％～90％，所以脂肪醇硫酸酯鹽常含有未反應的脂肪醇，還含有副產物十水合硫酸鈉。如以三氧化硫或氯磺酸作硫酸化劑，產物中幾乎不含副產物。
有代表性的脂肪醇硫酸酯鹽是十二烷基硫酸鈉，或稱月桂醇硫酸酯鈉，為白色粉末，有特征氣味，易溶于水?？捎米骷彝ハ礈靹?、化妝品和藥物的乳化劑、起泡劑。其銨鹽和三乙醇胺鹽可用于清潔劑和起泡劑，香波中含有羥基和不飽和雙鍵的脂肪酸或其酯類經硫酸化后同樣可制得硫酸酯鹽。這種硫酸酯鹽與高級醇酸酯鹽有很大的不同，這是因為其親水的硫酸基靠近分子中間，故其洗滌力較差。   
此外，也可用烯烴為原料進行硫酸化來制備仲醇硫酸酯鹽。這種產品極易溶于水，可得到濃溶液，有良好的起泡力，主要用于液體洗滌劑的生產。
    磺化蓖麻油是蓖麻油經硫酸化的產物，屬脂肪醇硫酸酯鹽。磺化蓖麻油是作土耳其紅的染色助劑使用的，故又稱土耳其紅油。
    磺化蓖麻油的原料是蓖麻油，將蓖麻油與濃硫酸在低溫下進行反應，反應后用水或食鹽、芒硝等濃溶液洗滌除去多余的硫酸，分離后用堿中和即得磺化蓖麻油。
    在制造磺化蓖麻油時，由于伴隨發生各種副反應，所以產物的組成極為復雜，通常在磺化蓖麻油中含有未反應的蓖麻油、蓖麻油脂肪酸鹽、蓖麻油脂肪酸硫酸酯鹽、二羥基硬脂酸鹽、二羥基硬脂酸硫酸酯鹽、雙蓖麻酸鹽、多聚蓖麻酸鹽、多聚蓖麻酸硫酸酯鹽和內酯等。
    磺化蓖麻油溶解度大，較一般肥皂的耐硬水性和耐酸性好，潤濕力和滲透力也好，乳化力也高，但去污力較肥皂差。
    在紡織工業中，磺化蓖麻油用作織布油劑、·纖維整理劑、柔軟劑、潤滑劑、潤濕劑、染色助劑等；在皮革工業中用作光亮劑、柔軟劑等；在農藥、金屬工業中用作乳化劑等。
    (2)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉簡稱AES，在結構上與脂肪醇硫酸酯鹽相似，起泡力好，但潤濕力差。它是由脂肪醇和環氧乙烷起加成反應后經硫酸化，再用堿中和制得的。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉由于在分子中接有聚乙二醇鏈，所以其溶解性和起泡力均有提高，性能也較溫和，并具有良好的增溶性。在化妝品工業中，用于香波和洗凈劑生產；在洗滌劑工業中，用于生產廚房洗滌劑。
    (3)脂肪胺聚氧乙烯硫酸鈉脂肪胺聚氧乙烯硫酸鈉的代表產品為Lipoto1 SK。Lipoto1 SK具有良好的去污力，適合作絲綢、錦綸織物印染后的凈洗劑。
    (4)3-酰基甘油-l，2-二硫酸酯鹽
    3-?；视?l，2-二硫酸酯鈉是用單月桂酸甘油酯或單硬脂酸甘油酯與三氧化硫作用，再用堿中和制得。
    該表面活性劑吸水性較強，不適合用于顆粒狀洗滌品的生產，主要用于生產輕垢液體洗滌劑。
1.4  脂肪酸酰氯與蛋白質水解物縮合物
    脂肪酸酰氯與氨基酸鈉進行縮合反應可獲得性能溫和、洗滌力和起泡力均好的陰離子表面活性劑，如油酰氨基酸鈉、月桂酰肌氨酸鈉和N-油酰甘氨酰甘氨酸鈉等。
    (1)油酰氨基酸鈉  油酰氨基酸鈉國外商品名稱為Lamepon  A，國內稱為雷米邦A，也叫613洗滌劑。工業生產方法是將未著色的鉻鞣皮屑、蠶蛹或蛋白質含量較多的物料水解為氨基酸，再經去鈣、濃縮氨基酸，與油酰氯進行縮合而得。雷米邦A具有較好的去污力，耐硬水和堿，在強酸中發生分解。在毛紡、絲綢、合成纖維、印染工業中用作洗滌劑、乳化劑、擴散劑；在棉紡工業中用于縮絨、煮練、上漿、退漿、習染工序；在皮革工業中用作脫脂劑；在金屬加工工業中用作金屬表面去油劑。用于洗滌蛋白質纖維織物，洗后柔軟、有光澤、有彈性。由于雷米邦A性溫和，對皮呋無刺激，所以也適用于生產皮膚清潔劑和護膚香脂。此外，還可胃作鈣皂分散劑。
    (2)月桂酰肌氨酸鈉  月桂酰肌氨酸鈉由月桂酰氯和肌氨酸鈉縮合而得。月桂酰肌氨酸鈉為白色粉末，溶于水，能產生大量泡沫，有阻止發酵的能力，可用于牙膏生產。
    (3)N-油酰甘氨酰甘氨酸鈉是以油酰氯和N-甘氨酰甘氨酸縮合而成，油酰甘氨酰甘氨酸鈉性溫和，具有良好的去污力，主要用于香波生產中。
1.5  磷酸酯鹽
    磷酸酯為陰離子表面活性劑，分子中有磷酸酯鍵。磷酸是三元酸，所以有單酯、雙酯和三酯三種類型。三酯是非離子表面活性劑，但由于制造方法上的原因，制得的三酯是含有單酯和雙酯的混合物，所以，一般將其歸屬于陰離子表面活性劑。磷酸酯型陰離子表面活性劑的性質隨脂肪醇的種類，單酯、雙酯和三酯所占的比率以及鹽的種類不同而變化。與脂肪醇硫酸酯鹽比較，磷酸酯鹽耐熱、耐酸性能良好，對皮膚也較溫和，刺激性小。
    磷酸酯鹽的制法是將脂肪醇與磷酸化劑進行反應，然后用堿中和而制得。磷酸化劑除聚磷酸外還有五氧化二磷和磷酰氯。用五氧化二磷作磷酸化劑可制得單酯和雙酯的混合物。用磷酰氯作磷酸化劑時可制得單酯、雙酯和三酯的混合物，調節醇和磷酰氯的比率，可制得高純度的三酯。若以脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚代替脂肪醇時，制得相應的三酯非離子表面活性劑，主要用在不希望有陰離子的特殊用途上。
    磷酸酯鹽表面活性劑一般較少單Du使用，大多數是作為各種用途的配合成分使用。由于磷酸酯鹽對硬表面有極好的洗凈性能，故可用于金屬洗凈和電鍍；又由于它易溶于有機溶劑，故還可與溶劑配合用作干洗洗滌劑；還可用作乳化劑、增溶劑、抗靜電劑和抗蝕劑，以及合成樹脂、涂料等的顏料分散劑等。