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日用化学品化学 于占龙 K6-312 第一章 绪论 日用化学工业 生产日常生活所需化学品的工业 日用化学品 日常生活所需化学品 第二章 表面活性剂理论简介 2.1 表面活性剂 1 表面张力（表面自由能） 单位 N·m-1=J·m-2 5 胶束的形成 和溶液浓度有关 5.1 临界胶束浓度（p14表2.1） 5.2 胶束的形状 1 碳氢链长对临界胶束浓度的影响 2 亲水基位置和碳氢链分支的影响 3 碳氢链不饱和度的影响 4 碳氢链极性取代基的影响 5 碳氢链上苯环取代基对临界胶束浓度的影响 6 表面活性剂的类型的影响 7 无机盐的影响 8 醇的影响 2.2 亲水亲油平衡值-HLB 1 HLB值的实际含义 2 HLB值的规定 0-40(石蜡，十二万基硫酸钠） 3-6、8-18，可用作W/O，O/W乳化剂。 第三章 家用洗涤用品 3.3 特殊污垢的去除 3.4 干洗的去污机理 8）脱色剂 脱色作用有物理吸附脱色，有与色素发生氧化或还原反应而脱色。 借助物理作用的脱色剂有活性白土和活性碳，借助化学反应的脱色剂有次氯酸钠、双氧水、保险粉和雕白粉。 保险粉-连二硫酸钠 雕白粉-甲醛合亚硫酸氢钠、甲醛合次硫酸氢钠的混合物 磷酸盐的替代品 3.4 主要家用洗涤用品的配方设计原理 三角图法筛选配方 抗污垢再沉积剂 羧甲基纤维素钠（CMC） 聚乙烯吡咯烷酮 盐析：向皂胶中加入食盐或饱和食盐水，使甘油和肥皂分离的过程。 该过程可回收甘油，并去掉部分色素和杂质，得到上层皂粒和下层盐水废液。 盐析的原理：肥皂难溶于盐水，所以与水相分离，甘油则溶于水，从而达到甘油与肥皂分离的目的。 进一步洗出肥皂中的甘油,也可以去除一部分色素及杂质.当经皂化盐析后的皂粒的皂化率不足时,尚可加碱补充皂化. 碱析：排除废液的上层肥皂中，除含有水分外，还有甘油和若干不皂化物。碱析就是加入过量的碱液，使第一次皂化反应中剩余的少量油脂完全皂化，也叫补充皂化 碱析时，先在盐析皂中加水煮沸后，再加入过量的NaOH溶液，适当地反复搅拌后，静置分层，放出下层的碱析水（可用于下一锅油脂的皂化中） 整理是调节皂基中肥皂、水和电解质三者之间的比例，使皂基和皂脚充分分离，尽量增加皂基的量。 整理时，在碱析后的皂粒中加少量水或碱液，小心谨慎地加热、搅拌，使其均匀，在锅中静置15-48h后，分成两层，上层为脂肪酸含量较高的肥皂，下层为皂脚（含杂质较多,色泽深，脂肪酸含量低的肥皂），再次进行分离后，将上层的纯肥皂经过加热干燥后即为皂基。 油污卷缩被水力（箭头）除去的过程 污垢去除过程 3.2 固体污垢的去除机理 洗涤液对污垢质点及载体表面的润湿，进而减小了污垢与载体之间的相互作用。 对于固体污垢，去除机理有所不同。差异主要来自两种污垢与固体表面粘附性质之不同。 对于液体污垢，粘附强度可以很清楚地定量表示为固/液界面的粘附自由能。 对于固体污垢在固体表面上的粘附，则情况复杂得多。在固体表面上，固体污物的粘附很少像液体那样，扩大成一片，而往往仅在较少的一些点与表面接触、粘附。 一般固体表面在介质中带负电。加入阴离子表面活性剂后，固体表面和污垢表面都可吸附阴离子表面活性剂，质点表面的负电荷密度增加，于是污垢和污垢之间，污垢与被洗涤的固体表面之间，由于同种电荷的斥力增加，从而提高了洗涤效果。 为什么阴离子表活剂适合作洗涤剂？ 思考：阳离子表面活性剂如何？ 非离子表面活性剂？ 3.5影响洗涤作用的因素 1 表面张力 较低的表面张力可以提高洗涤效果 2 表面活性剂浓度 达到cmc时才有良好的洗涤效果，高于cmc时效果递增不明显。 局部洗涤时可利用增溶作用，提高洗涤效果。 3 温度 表面活性剂作用下，难容有机物较纯水中溶度增大的作用。 4 乳化与泡沫 乳化 泡沫 5 污垢载体的性质 6 水的硬度 液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体中的作用。 3.2 家用洗涤用品种类、发展趋势 浓缩洗涤剂 特点：密度大，含有高含量表面活性剂，去污力强，易漂洗等。 浓缩洗涤剂提高了单位体积的洗涤剂的有效成分含量（或提高单位质量的洗涤剂的去污性能），从而增强单位质量洗涤剂的洗涤效果，同时减少非有效化学品和水等的使用，节约运输、仓储，减少排放。 3.3 家用洗涤用品的主要原料 肥皂-通常指高级脂肪酸或者混合脂肪酸的盐。 化学通式:RCOOM，R代表长碳链烷基，M代表某种金属离子。 具有洗涤、去污、清洁等作用的皂类主要是脂肪酸钠盐、钾盐和铵盐，其中最常用的是脂肪酸钠盐 。 1 肥皂的主要原料 1）油脂（油和脂） 几个重要参数 相对密度 凝固点 皂化值 碘值 （干性油、半干性油和不干性油） 2）脂肪酸 3）松香 4）木浆浮油 5）碱 （皂化原料） 肥皂厂用于皂化反应的碱是氢氧化钠，有时用氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等。 6）食盐（盐析，分离肥皂和水相） 7）硅酸钠 又称泡花碱，水玻璃。主要用做洗衣皂的添加剂,少量为香皂的抗氧化剂. 9)着色剂 使肥皂全部染色时使用染料，局部染色或制造条纹皂时使用颜料。 ?? 10）香料 11）其他材料 荧光增白剂 抗氧剂-防止肥皂酸败和褪色 杀菌剂 螯合剂-软化硬水，降低水的硬度 ?颜料与染料的区别在于：染料可溶于介质中，而使被染物品全部染色；而颜料不溶于介质中，仅能使物品表面着色。?? 加脂剂 钙皂分散剂 透明剂 2 洗涤剂的主要原料 洗涤剂是按一定的配方配制的产品。洗涤剂配方的必要组分是表面活性剂，其他辅助成分等。 按用量和品种，用的最多的是阴离子表面活性剂，其次是非离子表面活性剂，两性表面活性剂很少使用。 阳离子表面活性剂，由于它在纤维上的吸附大、洗涤力小，且价格昂贵，不适合用于洗涤剂，有时在洗涤剂中加入阳离子表面活性剂主要是为了使洗涤剂具有杀菌消毒能力或起柔软作用。 无机助剂 （1）磷酸盐 常用的磷酸盐有磷酸三钠、三聚磷酸钠、焦磷酸四钾。 合成洗涤剂中最常用也是性能最好的螯合剂是三聚磷酸钠。 三聚磷酸钠 它对Ca2+,Mg2+、Fe3+等金属离子有良好的络合能力等，可以起到软化水的作用； 它对蛋白质有膨润,增溶作用，对脂肪起促进乳化作用，对尘土等固体污垢有分散作用； 它还有碱缓冲作用，即使有酸性污垢存在也能使洗涤液保持一定的碱度，有利于酸性污垢的去除； 它还具有吸收水分防止洗衣粉结块的作用，能保持合成洗涤剂制品始终成为干爽的粒状。 磷酸盐的污染——水体的富营养化 传统的合成洗衣剂都含有三聚磷酸盐的成分，其含量在20%～40%之间。 然而，“磷”是造成水体富营养化的罪魁祸首，因为磷是一种营养物质，它可以造成水中藻类的疯长。 而大量藻类又会消耗水中的氧分，造成水中微生物缺氧死亡、腐败，水体失去自净功能从而破坏水质。 作为有磷洗涤剂中的“磷”造成水体富营养化已被国内外环保专家所公认。 韩国赤潮致死鱼成堆 很多国家提出了禁磷和限磷措施； 研究和开发替代品，其中比较有效的助剂有：有机螯合助剂，如二乙胺四醋酸(EDTA)、氮川三醋酸(NTA)、酒石酸钠、柠檬酸盐、葡萄糖酸盐等；高分子电解质助剂，如聚丙烯酸盐以及人造沸石等。 目前普遍认为，人造沸石是比较有发展前途的洗涤助剂。 是一种硅铝酸盐，分子式Na12Al12Si12O48·27H2O，是一种无毒、无臭、无味且流动性较好的白色粉末，具有较强的钙镁离子交换能力，对环境无污染，是替代三聚磷酸钠理想的无磷洗涤助剂，表面吸附能力强，是理想的吸附剂和干燥剂。 （2）硅酸钠 硅酸钠（Na2O·nSiO2）通常称为水玻璃或泡花碱，水玻璃的水溶液相当于由硅酸钠与硅酸组成的缓冲溶液。 水玻璃在溶液中能缓冲pH值、保持弱碱性，起到减少洗涤剂消耗和保护织物的作用。 水玻璃还具有悬浮力、乳化力和泡沫稳定作用，起到阻止污垢在被洗物上再沉积的作用。 制造粉状洗涤剂时，加入水玻璃能使产品保持疏松，防止结块，增加颗粒的强度、流动性和均匀性。 （3） 硫酸钠、碳酸钠 漂白剂和荧光增白剂 酶制剂 抗静电剂和柔软剂 泡沫剂和抑泡剂 肥皂的生产工艺 中性油皂化法 脂肪酸中和法（油脂先水解生成脂肪酸，然后经过蒸馏精制后得到较纯净的脂肪酸，与碱中和生成皂） 大锅皂化法 连续皂化法 （间歇生产） （连续生产） 在美国的油脂制造业中，采用脂肪酸中和法制皂基占70%，其余30%采取中性油皂化法制造，而这30%中，大锅皂化法基本不用，均采用连续皂化法 在国内，大部分皂基仍采用大锅皂化法生产 一、油脂预处理 二、皂化 三、盐析 五、碱析 六、整理 四、洗涤 一、制皂用油脂 植物油：椰子油、棕榈油、大豆油、米糠油等 动物油：牛脂、猪脂等 相对密度：反应了油脂分子质量及黏度的高低 凝固点：油脂凝固点太高，肥皂易龟裂，泡沫少，去污力差 凝固点太低，肥皂硬度不足，油脂饱和度越高，则凝固点高 皂化值：指1g油脂完全皂化，所消耗KOH的质量，油脂分子量 越高，则皂化值越低 碘值：油脂分子的双键能与碘加成，由加成反应消耗的碘量，可以衡量油脂的不饱和程度 不皂化物：不皂化物指油脂中所含脂肪酸以外的脂肪成分，如维生素A等，这些物质不会中和皂化，以杂质状态存在于肥皂中，通常其质量分数应不高于1% 酸值：指中和1g油脂中的游离脂肪酸所需KOH的质量（mg) 酸值高的油脂制得的肥皂易变质、发汗、发臭 油脂是肥皂的主要原料之一，天然动植物油脂中，除了含有三甘油脂肪酸酯之外，还含有不少杂质。如：
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