当前课程知识点:精细化学品生产工艺学 > 第三章 表面活性剂 > 3.3-3 松香合成表面活性剂-松香基表面活性剂 > 考核-视频(附件中含PPT)3.3-3
同学们好
我们这节课来具体讲解
由松香可以合成哪些表面活性剂
在松香原料预处理当中
我们把松香改性
得到了比较稳定的歧化松香
歧化松香的分子结构当中
亲油性基团是比较强的
而羧酸的亲水性基团
相对就比较弱
如果我们增加分子当中的亲水性基团
来提高整个分子的亲水能力
那么就可以得到表面活性剂
如何来提高它的亲水能力呢
有一个比较简单的办法
也就是把羧酸变成羧酸的盐
盐的溶解性比有机羧酸的要高很多
比如说把它转化成钾盐或者钠盐
我们把它称为歧化松香钾皂
或者歧化松香钠皂
这里面的皂
类似于我们说的肥皂的意思
都是金属盐
这便是我们要讲的
第一类歧化松香基
阴离子型的表面活性剂
歧化松香钾皂的HLB值约等于19
它的亲水能力是非常强的
它可以作为肥皂的增泡剂
润湿剂
以及防腐剂来用
特别是作为合成橡胶的乳化剂
在作为橡胶乳化剂当中使用时
松香酸中的双键
可以使丁二烯和苯乙烯的聚合速度
显著的减弱
起到了一个阻聚的作用
但松香皂具有明显的缺点
第一
它的碱性比较强
pH值在达到了9和10左右
第二
它在酸性溶液当中
会转变成松香树脂酸
溶解性又明显降低
而使它失去表面活性
第三个
以它来作为洗涤来用的时候
对织物的纤维会产生不良的影响
对人体也会有刺激
这是皂类的物质的缺陷
所以针对皂盐出现的以上缺点呢
美国又合成了松香磺酸盐类的
表面活性剂
那我们来看一下
松香磺酸盐的合成方法
歧化松香的主成分为去氢枞酸
我们把它来作为原料的一个分子式
反应是将松香酸的羧酸进行改性
先经过酰氯化改性
再跟磺酸类的醇发生酯化反应
先经过酰氯化改性
再跟磺酸类的醇发生酯化反应
来得到松香酸酯的磺酸盐
这类磺酸盐具有比较好的分散
和乳化能力
pH值对它的影响也比较小
可以作为脱墨剂的一个主要的成分
但是这类化合物
并没有特别突出的优势
所以在1944年
人们便合成出松香基
阳离子型表面活性剂
此后便出现了大量的季铵盐类的
松香基表面活性剂
比如我们图中的这么一个反应方程式
它是以环氧氯丙烷
来引入季铵盐类的化合物
图中所列的这个
季铵盐化合物表面活性剂
在CMC值下时
它的表面张力
在CMC值下时
它的表面张力
能够达到小于40毫牛每米
而且具有比较优异的钙离子稳定性
我们在讲解制备歧化松香胺时提到
是为了给松香提供氮元素
以利于得到阳离子型的表面活性剂
那么歧化松香胺
如何转化为阳离子表面活性剂呢
我们知道有机胺的亲水性
同松香酸有机酸的亲水性类似
也不强
那么同样把它转化成盐
可以大幅度来提高它的亲水性
也就是歧化松香胺在酸的作用下
例如说盐酸的作用下
可以转变成盐
它就是一种比较好的
阳离子型的表面活性剂
另外
近年来又出现了非常多的
其他类型的
功能性的松香基表面活性剂
例如在langmuir上
2017年发表的一篇文章
例如在langmuir上
2017年发表的一篇文章
以去氢枞酸为原料
得到的最终目标化合物为
含氮氮双键的松香酯偶氮的钠盐
也是一种表面活性剂
偶氮可以在紫外光的作用下
发生氮氮双键的反式
和顺式结构的一个转化
导致目标产物在溶液当中
产生不同的一个表面性能
我们来看一下它们的表面张力图
我们可以看到
紫外光照射前后
表面张力γ与log c图当中
会具有两个明显的变化
这是目标产物
对紫外光明显的响应性
也就是得到了去氢枞基的
光智能响应性的功能表面活性剂
又例如2018年
精细化工期刊当中发表了一篇
松香基可分解型的磷酸酯表面活性剂
这类表面活性剂可以在酸性的条件下
使磷酸酯基团发生水解
起到分解的作用
松香基磷酸酯表面活性剂水解之后呢
可以产生磷酸根
那么这个磷酸根
又可以作为无机盐的一个原料
比如说羟基磷灰石的一个磷源的原料
也就是说松香基磷酸酯表面活性剂
在水解过程中产生的磷酸根
原位与钙离子反应
来得到了羟基磷灰石
由于有机物水解的速度是比较慢的
所以它是可以控制羟基磷灰石材料
生成比较规律的形貌的
相关的研究发表在了2018年的
ceramics international期刊上
松香基的表面活性剂
在溶液当中可以形成圆形的胶束
它可以作为模板作用
来制备出毛刺状和玫瑰花状的
中空的羟基磷灰石
来制备出毛刺状和玫瑰花状的
中空的羟基磷灰石
同时在这个羟基磷灰石材料上
还含有了松香的官能团
这个官能团
可以使得到的羟基磷灰石功能材料
具有更好的一个载药效果
比如说载抗癌药物阿霉素DOX
去氢枞酸与DOX的分子之间
具有ππ的电子配位作用
可以大幅度来增加载药材料
DOX的载药量
同时也可以提供了比较好的一个
pH靶向释放的效果
靶向释放率可以接近50%
以上我们所讲到的功能性的可分解型
智能响应性的松香基表面活性剂
是目前比较新的一些研究成果
同时这些表面活性剂
还被用在了
无机纳米功能材料开发上面
好 同学们
我们今天讲解了
以松香预处理之后的歧化松香
和歧化松香胺为原料
来合成阴离子型
和阳离子型的表面活性剂
以及目前合成的比较新型的
功能性表面活性剂
通过这节课的学习
我们就可以看出来
以我们自然界的任何一种物质
通过分析它原料的化学结构
比如说它本身有亲油基团也好
亲水基团也好
那么我们就可以通过
调整整体的亲水亲油能力
来构建出表面活性剂的结构来
希望同学们能够学会这种
分析和应用的思路
我们在下节课
将给大家讲解目前常用的表面活性剂
它们都有什么样的特点
希望同学们继续关注我们的课程
-0 课程简介和参考资料
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--讲义1.6
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--习题 2.1-1
-2.1-2 先修知识介绍-淀粉和纤维素化学结构
--讲义 2.1-2
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-2.1-3 先修知识介绍-松脂简介
--讲义 2.1-3
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--讨论:琥珀与松香
-2.2 单元反应-卤化、磺化、羟基化和酰化反应
--讲义 2.2
--考核-习题 2.2
-2.3 单元反应-硝化与亚硝化、氨解、重氮化、烷基化与环化反应
--讲义 2.3
--考核-习题 2.3
-2.4 单元反应-氧化与还原、歧化及其它反应
--讲义 2.4
--考核-习题 2.4
-第二章 单元反应汇总
-作业:【北林混合式教学线上学习】第二章 笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(松香树脂酸反应汇总)
-3.1 表面活性剂概述
--讲义 3.1
--习题 3.1
-3.2-1 表面活性剂基础知识-概念
--讲义 3.2-1
--考核-习题 3.2-1
-3.2-2 表面活性剂基础知识-结构和分类
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--讨论:使用氨基酸表面活性剂的洁面究竟对皮肤有什么好处呢?
-3.2-3 表面活性剂基础知识-表面张力
--讲义 3.2-3
--考核-习题 3.2-3
-3.2-4 表面活性剂基础知识-胶束化性质
--讲义 3.2-4
--考核-习题 3.2-4
-3.2-5 表面活性剂基础知识-CMC值测定方法
--讲义 3.2-5
--考核-习题 3.2-5
--期刊论文-滴体积法测定表面活性剂溶液临界胶束浓度的新方法
-3.2-6 表面活性剂基础知识-HLB值及其它性质
--讲义 3.2-6
--考核-习题 3.2-6
-3.2-7 表面活性剂基础知识-作用
--讲义 3.2-7
--考核-习题 3.2-7
-3.2-8 表面活性剂基础知识-影响表面活性剂性能的因素
--讲义 3.2-8
--习题 3.2-8
-3.3-1 松香合成表面活性剂-歧化松香
--讲义 3.3-1
--考核-习题 3.3-1
-3.3-2 松香合成表面活性剂-歧化松香胺
--讲义 3.3-2
--习题 3.3-2
-3.3-3 松香合成表面活性剂-松香基表面活性剂
--讲义 3.3-3
--习题:3.3-3
--参考文献:8分
-3.4 常用表面活性剂产品
--讲义 3.4
--习题:3.4
-3.5 拓展-实验:一滴洗洁精的魅力
--讲义 3.5
--习题 3.5
-第三章 表面活性剂汇总
-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-1
-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-2
-前三章知识点翻转课堂(含实验)
-作业:前三章讨论课总结(需上传)
-作业:梁希混合式第三章笔记
-4.1 胶粘剂概述
--讲义 4.1
--考核-习题 4.1
-4.2 植物单宁胶粘剂
--讲义 4.2
--考核-习题 4.2
-4.3 松香胶粘剂
--讲义 4.3
--习题 4.3
-4.4 拓展-访谈:软包装胶粘剂
--讲义 4.4
--习题 4.4
-第四章 胶粘剂笔记(北林林化17)
-5.1 食品添加剂概述
--讲义 5.1
--考核-习题 5.1
-5.2 食品抗氧化剂
--讲义 5.2
--考核-习题 5.2
-5.3-1 食用香料概述
--讲义 5.3-1
--习题 5.3-1
-5.3-2 食用香料-天然食用香料生产
--讲义 5.3-2
--考核-习题 5.3-2
-5.3-3 食用香料-香料单离技术
--讲义 5.3-3
--考核-习题 5.3-3
-5.3-4 食用香料-合成食用香料
--讲义 5.3-4
--习题 5.3-4
-5.3-5 实验:天然苯甲醛合成
-5.4 拓展-实验:糖尿病患者应该如何吃糖
--讲义 5.4
--习题 5.4
--讨论:甜味剂
-5.5 拓展-访谈:食品添加剂的安全问题
--讲义 5.5
--习题 5.5
-第五章 笔记
-6.1 医药制剂概述和银杏叶制剂
--讲义 6.1
--考核-习题 6.1
-6.2 松节油合成冰片
--讲义 6.2
--习题 6.2
-6.3 拓展-访谈:医改形式下的医药发展
--讲义 6.3
--习题 6.3
-6.4 拓展-讲座:松节油基萜类驱避剂与驱避机理的新认识
--讲义 6.4
-第六章 医药制剂笔记(北林林化17课程要求)
-7.1 造纸助剂概述
--讲义 7.1
--考核-习题 7.1
--讨论:对纸的认识
-7.2 造纸施胶剂概述
--讲义 7.2
--考核-习题 7.2
-7.3 强化松香施胶剂
--讲义 7.3
--习题 7.3
-7.4 纸张增强剂
--讲义 7.4
--考核-习题 7.4
-第七章 造纸助剂笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(4-7章内容)
-8.1 概述
--讲义 8.1
--考核-习题 8.1
-8.2 松香在涂料中应用
--讲义 8.2
--习题 8.2
-8.3 带锈涂料
--讲义 8.3
--考核-习题 8.3
--第八章 涂料笔记
-9.1-1 油墨概述
--讲义 9.1-1
--考核-习题 9.1-1
-9.1-2 油墨结构与生产过程
--讲义 9.1-2
--考核-习题 9.1-2
-9.1-3 松香在油墨中的应用
--讲义 9.1-3
--习题 9.1-3
-9.2 活性炭纤维
--讲义 9.2
--考核-习题 9.2
--第九章其它精细化学品笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(8-9章)
-10.1 碳和氢元素分析
--讲义 10.1
--考核-习题 10.1
-10.2 氮元素分析
--讲义 10.2
--考核-习题 10.2
-10.3 硫和卤素分析
--讲义 10.3
--考核-习题 10.3
-10.4 精细化工产品的仪器分析法
--讲义 10.4
--考核-习题 10.4
-第十章 精细化学品的分析检测 学习要点、结构导图及精华笔记
-第十章 精细化学品的分析笔记
-北林林化讨论课视频