表面活性剂第一周_第一讲2.docVIP

第一周 第一讲 第一单元 表面活性剂概论 本单元的学习目的和要求：介绍了表面活性剂的基础知识，包括其发展历史、结构与分类、基本性质与作用和其结构与功能的关系，通过上述学习要求学生掌握表面活性剂的基础理论知识和其基本分类。 本单元的重点和难点：表面活性剂的基础理论知识和其基本分类。 概论 概念： 　　表面活性剂(surfactant)是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。 1.1表面活性剂的发展历史 从历史的角度看，表面活性剂在某种意义上讲，是肥皂／清洗剂／洗涤剂的同义词，因为5000年来表面活性剂的历史一直被这种产品分类和主题所统治。在合成洗涤剂尚未问世的一段漫长的岁月里，肥皂一直和人类的生活相依相伴。肥皂是历史极其悠久、至今仍被广泛使用的油脂化学制品，它的起源可以追溯到公元前2800多年。制皂工业发展的黄金时期始于碱的开发（联想皂化反应）。19世纪初，法国化学家尼古拉·路布兰、比利时化学家苏尔维发明了以食盐、石灰和氨为原料制造纯碱的方法。由于所有的油脂都可以做肥皂，扩大了制皂原料的品种，加上烧碱工业、制皂设备和工艺技术的改进，使肥皂生产成本降低、质量提高，肥皂工业得以迅猛发展。 肥皂的生产在很大程度上决定于油脂的资源，而油脂又是人们重要副食品之一。在战争时期或在农业歉收的情况下，油脂来源受到影响，肥皂产量就要降低。为了摆脱农业原料的束缚，早在第一次世界大战之前，人们就试图用非农业原料生产洗涤剂，这就是合成洗涤剂的开端。1925年德国开始合成洗涤剂的工业性生产。1935年美国的National Aniline公司研制出烷基苯磺酸，真正引起了世人对合成表面活性剂的注意。随后各种表面活性剂先后从实验室规模发展成大规模商业生产，生产能力不断扩大。诺贝尔奖获得者Pierre―Gilles de Gennes（皮埃尔-吉勒·德热纳）认为20世纪50年代早期至20世纪70年代中期是表面活性剂发展的黄金时期。这时期也是人们狂热地研制新型表面活性剂品种并很快转变成商业生产的年代。随着表面活性剂新品种的不断开发，表面活性剂的品种和产量快速增大，同时表面活性剂的应用范围也从洗涤剂延伸到工农业各个领域，逐渐使表面活性剂从洗涤剂中独立出来，形成了一类新的功能性精细化工产品。 表面活性剂是一类易于富集于界面、并对界面性质及相关工艺过程产生明显影响的物质。从发展历史看，表面活性剂源于洗涤剂，但随着技术发展而脱离了洗涤剂，形成了独立的工业。随着表面活性剂的发展和整体工业水平的提高，表面活性剂已从日常生活中的家用洗涤与个人保护用品，进入了国民经济各个领域和国家支柱产业，它是一种负载“功能”型化工材料，可有效地改进相关行业的生产工艺，提高效率，改善产品质量、节约能源和改善环境，起着被誉为“工业味精”的助剂作用。20世纪80年代中期，诺贝尔奖得主Gilles de Gennes在其陈述中这样写道：“没有了表面活性剂，我们对于工业上90％的问题都无能为力。”这是对当时和现在状态的一个真实反映。 自20世纪后期起，以信息技术产业、生物技术产业为重点的高技术产业迅速发展成长，已经成为体现一个国家竞争力的重要先导产业和国民经济发展的新增长点。经过多年的努力，我国已经建立了包括许多高新技术产业。表面活性剂在高新技术产业中的应用也越来越广泛和深入，成为高新技术产业中不可或缺的重要助剂。 表面活性剂和合成洗涤剂形成一门工业得追溯到上世纪30年代，以石油化工原料衍生的合成表面活性剂和洗涤剂打破了肥皂一统天下的局面。目前全世界表面活性剂的品种接近2万种，产量超过1200万吨。据专家预测，全世界人口从2000年到2050年将翻一番，洗涤剂总量将净增1.4倍，这是一个令人鼓舞的数字。从世界范围看，大约50%的表面活性剂应用于工农业各个领域，只有不到50%的表面活性剂应用于家庭洗涤和个人保护用品，在发达国家前者比例更高。我国表面活性剂品种超过3000种，产量超过150万。 中国的表面活性剂和合成洗涤剂工业起始于50年代，尽管起步较晚，但发展较快。1995年洗涤用品总量已达到310万吨，仅次于美国，排名世界第二位。其中合成洗涤剂的生产量从1980年的40万吨上升到1995年的230万吨，净增4.7倍，并以年平均增长率大于10%的速度增长。据中国权威部门预测，2000年洗涤用品总量将达到360万吨，其中合成洗涤剂将达到65.5万吨。在表面活性剂应用领域不断扩大的同时，发现在很多情况下，表面活性剂仅是在某一阶段发挥其功用，在以后的阶段里可能不需要它们，甚至它们的存在会带来消极影响，在可持续发展和无害化生产的趋势下，我们应该重新审视表面活性剂的利与弊，开发更绿色的表面活性剂。 1.2表面活性剂的结构与分类 传统观念上