陰離子乳化劑

它是由大分子鏈的羧酸與堿作用而生成的陰離子瀝青乳化劑。常用的有脂肪酸鹽和環(huán)烷酸鹽。其化學(xué)結(jié)構(gòu)為：RCOOM

R為憎水烴基，為長烴脂肪烴或環(huán)烷烴基，碳原子個(gè)數(shù)為9-21.

M為金屬離子，包括K+ Na+

在羧酸鹽型瀝青乳化劑中應(yīng)用最多的為油酸鈉、松香酸鈉、月桂酸鈉、環(huán)烷酸鈉等。脂肪酸的碳鏈越長，親油性越強(qiáng)，凝固點(diǎn)越高，制成的脂肪酸皂越硬，在水中的溶解性越差。脂肪酸的碳鏈越短在水中的溶解性越好，親油性越差，對瀝青的乳化效果越差。選擇脂肪酸鹽乳化劑一般選擇碳數(shù)為12-20之間，其中應(yīng)用最多的碳原子為12-18.

環(huán)烷酸存在于很多瀝青中，可以從瀝青中提取。用作瀝青乳化劑的環(huán)烷酸的酸值應(yīng)在75-175之間，瀝青酸值在0.75KOH/g左右或更高的環(huán)烷酸瀝青，可簡單的用堿性乳化劑所乳化，可獲得較滿意的環(huán)烷皂乳化瀝青。

油酸皂是用天然油脂與氫氧化鈉進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而生成的一種陰離子型乳化劑，學(xué)名為順-9-十八碳烯酸鹽，是含一個(gè)雙鍵的不飽和脂肪皂。其化學(xué)式為：CH3(CH2)7-CH=CH-(CH2)7COONa

油酸是橄欖油、牛脂的主要成分，碳數(shù)均為18，由于分子中含有雙鍵，增加了親水性，在水中溶解性增強(qiáng)，具有極強(qiáng)的表面活性，是乳化瀝青中常用的瀝青乳化劑。但在硬水中與鋁、鎂等離子形成不溶性的鋁皂、鎂皂，影響乳化效果。

硬脂酸鈉是由硬脂酸和堿作用而生成的硬脂酸皂。其化學(xué)式為CH3(CH2)16Na

硬脂酸鈉多數(shù)是含有十八碳的飽和脂肪酸皂。其碳鏈越長，憎水性越強(qiáng)，親水性羧酸基僅為一個(gè)，親水性不足，顧在冷水中溶解性較差，易溶于熱水。但對瀝青親和力較大，是瀝青較好的乳化劑。

油酸皂雖與硬脂酸皂的碳鏈基本相等，均為18個(gè)碳組成，但因含有雙鍵，其性質(zhì)很不相同。由于受雙鍵的影響，親水性較好，易溶于水，對瀝青的乳化能力較硬脂酸皂好。

月桂酸皂是月桂酸油脂與氫氧化鈉作用而生成的一種陰離子乳化劑。其化學(xué)式為：C11H23COONa

月桂酸脂主要存在于椰子油中，由于碳數(shù)為12，疏水基較短，易溶于水，同樣是瀝青乳化中較好的乳化劑。

松香油皂是天然松香和堿作用而生成的一種陰離子乳化劑。其化學(xué)式為C19H29COONa松香是從切開針葉樹干滲出的粘稠性樹脂類物質(zhì)，在室溫下呈半透明狀態(tài)，主要成分是松香酸和松香酸酐，為不飽和化合物，活性較大，易于造化，形成松香酸皂。在每個(gè)松香酸皂分子中含有兩個(gè)不飽和雙鍵，由于雙鍵的存在可增強(qiáng)對水的親和力，但影響瀝青的乳化性能，通常是加氫除去雙鍵。松香皂易溶于水，有較好的水溶性和抗硬水能力，潤濕能力較好，為瀝青常用的陰離子乳化劑。

磺酸鹽型陰離子乳化劑是直鏈烷烴、烷基苯、烷基萘等與硫酸或發(fā)煙硫酸經(jīng)磺化和堿中和而制成的表面活性劑，其化學(xué)式為：R-SO3Na R為碳原子數(shù)為8-20中間的碳鏈。在瀝青乳化劑中常用的磺酸鹽型乳化劑只要有烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽和植物油磺酸鹽。

烷基苯磺酸鹽又稱石油苯磺酸鹽，這是因?yàn)樗迷贤榛拖N是由天然或人造石油的餾分制的。

從烷基苯磺酸鈉分子中可以看出，是由烷基苯磺化，直接引入磺酸基經(jīng)堿中和而成。其他親油基（或稱憎水劑、疏水基）為烷基苯（C12H2n+1－C6H4）,親水基為磺酸鹽。在個(gè)烷基苯鏈細(xì)長（鏈長為13-20Å,直徑小于4.9Å）。由于合成工藝與原料的不同烷基鏈的鏈長及支鏈情況不同，苯環(huán)和烷基連接位置不同，以及磺酸基引入苯環(huán)的多少和位置不同等，烷基苯磺酸鈉不是單一成分，而是一個(gè)復(fù)雜的含異構(gòu)體的體系。

在支鏈烷基苯磺酸鹽中，表面張力以14碳最低，12碳次之，以直鏈18個(gè)碳乳化能力強(qiáng)。各種不同異構(gòu)體的C12，以n=12為最好。苯核在烷基鏈上結(jié)合位置，以苯環(huán)移向中心的為好，以3-苯基異構(gòu)體的最好。

烷基苯磺酸鈉與羧酸鹽相比，磺酸鹽不易與酸及金屬離子反應(yīng)，可在寬的PH值范圍內(nèi)及相當(dāng)?shù)慕饘匐x子濃度下保持活性。簡單的苯基磺酸鹽沒有太大的表面活性，其核上有一個(gè)或幾個(gè)短鏈的烷基取代基對界面活性就有不同程度的提高，取代的烷基使陰離子的非極性部分的憎水性增大。

烷基苯磺酸鈉為白色或淡黃色粉末或片狀固體，對酸、堿或硬水都比較穩(wěn)定，但在240℃時(shí)極易發(fā)生分解，表面張力為0.3Mn/cm。

十二烷基苯磺酸鈉、雙十二烷基苯基醚二磺酸鈉是乳化瀝青中常用的陰離子乳化劑。用平均分子量400-500單烷基和雙烷基苯磺酸鈉，可制得貯存穩(wěn)定性好的瀝青乳液。如果與凝結(jié)劑（如氯化鈣或水泥）混合，可控制其分裂速度。與其他某些陰離子乳化劑混合 使用時(shí)，所發(fā)揮的乳化效果比單獨(dú)使用時(shí)，其乳化效果更好，具有選擇性的協(xié)同效應(yīng)，也是乳化瀝青中常用的陰離子乳化劑。

在苯環(huán)上的烷基碳原子很少，甚至為零時(shí)（或僅有兩個(gè)甲基），如苯磺酸鈉、甲基磺酸鈉、二甲基苯磺酸鈉和異丙磺酸鈉，能增大烷基苯磺酸鈉及其他組分在水溶液中的溶解度，常作表面活性劑的助溶劑。

烷基磺酸鈉又稱為石油磺酸鈉，俗稱石油皂。它是由高沸點(diǎn)石油餾分（230℃-320℃）先行氫化或用濃硫酸處理除去不飽和烴而得到的純烷基，在紫外光照射下與氯和二氧化硫作用生成一氯化合物，再用燒堿皂化而成。其化學(xué)式為：R－SO3Na

R為C13-C18的烷基或烷基苯稠環(huán)結(jié)構(gòu)。

烷基磺酸鈉的表面活性與烷基苯磺酸鈉接近，它在堿性、中性和弱酸性溶液中較為穩(wěn)定，在硬水中仍具有較好的乳化能力。支鏈烷基苯磺酸鈉溶液的溶解度及臨界膠束濃度、表面張力和碳原子數(shù)有關(guān)，乳化能力以C15-C16為好。

烷基磺酸鈉為 或淡黃色粉末，易溶于水，是乳化瀝青中常用的乳化劑。該產(chǎn)品有效物為28±1%，不皂化物（以100%有效物計(jì)）≦6%，1%水溶液PH值為7-8，NaCl含量小于6%。

拉開粉的學(xué)名為二丁基萘磺酸鈉，屬于烷基萘基磺酸鹽中的一種。由醇、萘與發(fā)煙硫酸作用后即可得二丁基萘磺酸，再經(jīng)燒堿處理而制得萘磺酸鹽表面活性劑，拉開粉為俗名。

拉開粉為白色或微黃色粉末，液體呈淺橙色透明液體，易溶于水。固狀物加熱至100℃不熔化而磺化，并逸出堿性氣體，對酸堿和硬水都穩(wěn)定，活性物含量為60±1%,PH值為7-8.

將兩個(gè)烷基化的萘磺酸鹽用亞烷基連接起來得到的化合物具有較大的分散效果，是良好的分散劑。例如，亞甲基二異丙基萘磺酸鈉、亞甲基二異丙基萘磺酸鉀等。

木質(zhì)素磺酸鹽又稱磺化木質(zhì)素。木質(zhì)素是愈瘡木基（4-羥基-3-甲氧基苯基）的多聚物，是從造紙工業(yè)廢液中提取的瀝青乳化劑。

在α-碳原子上引入磺酸基，則成為磺酸鹽，它是由亞硫酸鹽制漿廢液經(jīng)石灰乳沉淀酸溶，轉(zhuǎn)化而制得的。

針葉樹含一個(gè)甲氧基，闊葉樹含有兩個(gè)甲氧基，側(cè)鏈雙鍵發(fā)生加合反應(yīng)。最普通的磺酸鹽相對分子量約為4000.一般來說低分子量木質(zhì)素磺酸鹽多為直鏈，在水溶液中締合在一起；高分子量木質(zhì)素磺酸鹽多為支鏈，在水溶液中顯示出聚合電解質(zhì)行為，并且高分子量部分很難生物降解。

木質(zhì)素磺酸鹽呈黃色固體，有良好的分散性，是固體在介質(zhì)中的較好分散劑。通常用來制造慢裂型乳化瀝青。

此外，磺化妥爾油皂、磺化琥珀酸、α-烯烴磺酸鹽、磺化松香、磺化棉籽油等，都可用作陰離子乳化瀝青的乳化劑，有的還可改善瀝青對礦物集料的粘附性。

陰離子乳化劑BH-Y在水中溶解后，其活性部分傾向離解成負(fù)電離子的表面活性物質(zhì)，其特征表現(xiàn)為具有一個(gè)大的有機(jī)陰離子，能與堿作用生成鹽。根據(jù)帶負(fù)電離子部分的結(jié)構(gòu)不同，可分為羧酸鹽型、磺酸鹽型及硫酸鹽型三大類。

陰離子 乳化劑的缺點(diǎn)是抗硬水能力較差；優(yōu)點(diǎn)是來源廣、種類多、價(jià)格便宜?？捎糜趬A性礦物集料。

丙烯酸丁酯 16.5 聚乙烯醇 適量

醋酸乙烯酯8.5 陰離子乳化劑 適量

淀粉 15 蒸餾水 150

交聯(lián)劑(雙甲基丙烯酸乙二醇酯) 1.25 過硫酸銨0.5

本實(shí)驗(yàn)自配乳化劑，非離子與陰離子乳化劑質(zhì)量比2~3，在聚合過程中的適當(dāng)時(shí)機(jī)補(bǔ)加一定量的乳化劑，使粒徑分布更加合理，制備的乳液固含量為70%，黏度在300~500mPa·s。乳液及BOPP壓敏膠帶的性能指標(biāo)如下:

①乳液性能

固含量/% 70.0~71.5

絮結(jié)物含量/%

黏度/mPa·s 300~500

pH值 4~7

未反應(yīng)單體/% 6

粒徑分布 多元分散

②BOPP壓敏膠帶性能

180°剝離強(qiáng)度/(N/25mm) 7~8

初黏性 12

持黏性 1h無位移

乳液干燥速率:低固含量樣品是用70%乳液稀釋而得的，高固含量乳液干燥速率明顯快于低固含量樣品，稀釋得到的60%~65%的樣品黏度在60~160mPa·s，如果加入適量的濕潤劑、消泡助劑，即可用于短烘道、熱轉(zhuǎn)鼓和其他高、中、低檔涂布生產(chǎn)線，因其干燥速率快，生產(chǎn)效率可大幅度提高。

上篇 乳化劑

第一章 陰離子乳化劑

第一節(jié) 烷基羧酸鹽

一、乳化劑組成對性質(zhì)的影響

二、脂肪酸純度對物性的影響

三、山酸和蠟酸

四、不飽和脂肪酸及其鹽

五、三乙醇胺皂

六、“金屬皂”

第二節(jié) 烷基磺酸鹽

一、烷基磺酸鹽活性劑的新制法

二、應(yīng)用于乳液聚合

第三節(jié) 含肌氨酸型化合物

一、性質(zhì)

二、合成

三、應(yīng)用

第四節(jié) 琥珀酸酯磺酸鹽

第五節(jié) 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽

第六節(jié) 脂肪酰胺磺酸鹽類

第七節(jié) 肪肪酸酯乙磺酸鹽

第八節(jié) 脂肪酸多肽縮合物

第九節(jié) ?；樗猁}

第十節(jié) α?羥基磺酸鹽和α?烯烴磺酸鹽

第十一節(jié) 脂肪酸單甘油酯硫酸鹽

第十二節(jié) 磷酸酯鹽

一、磷酸酯的制備

二、影響磷酸酯鹽性質(zhì)的因素

三、磷酸酯鹽的性質(zhì)

四、應(yīng)用

第十三節(jié) 陰離子表面活性劑的鎂鹽

第十四節(jié) 取代鏈烷酸衍生物表面活性劑

一、化學(xué)結(jié)構(gòu)式

二、合成方法

第十五節(jié) 聚氧乙烯松脂型化合物

第十六節(jié) ?；撬嵝腿榛瘎?

一、制備

二、性質(zhì)

三、應(yīng)用

第十七節(jié) 石油磺酸鹽

一、種類與制備

二、性質(zhì)

三、應(yīng)用

第二章 陽離子乳化劑

第一節(jié) 乙氧基化的脂肪胺

第二節(jié) 酰氨基銨鹽

一、酰氨基銨鹽的合成(以Sapamine為例)

二、酰氨基胺乳狀液的制備

第三節(jié) 乙氧基化季銨鹽

第四節(jié) 吡啶氯化物和嗎啡衍生物

一、吡啶氯化物

二、嗎啡衍生物

第五節(jié) 聚丙氧基季銨化合物

第六節(jié) 脂肪族季銨鹽

第七節(jié) 咪唑啉型化合物

第八節(jié) 含非離子活性物的陽離子乳化劑

一、制備方法

二、合成步驟

第三章 兩性離子乳化劑

第一節(jié) 咪唑啉型和甜菜堿型兩性表面活性劑

一、咪唑啉型

二、甜菜堿型

第二節(jié) 氨基酸型兩性表面活性劑

第三節(jié) 磷脂

第四節(jié) 含氟兩性離子乳化劑

一、化學(xué)結(jié)構(gòu)式與組成

二、合成

第五節(jié) 乙氧基化磺酸類兩性離子乳化劑

一、化學(xué)結(jié)構(gòu)與組成

二、合成

三、應(yīng)用

第四章 非離子乳化劑

第五章 其它類型乳化劑

下篇 破乳劑

第六章 破乳基礎(chǔ)

第七章 改性胺聚合物破乳劑

第八章 陽離子聚胺縮合物破乳劑

第九章 其它類型破乳劑

第十章 廢水破乳

第十一章 原油破乳

第十二章 石油產(chǎn)品的破乳

第十三章 其它破乳過程

參考文獻(xiàn)