硫酸酯盐

    分子中阴离子官能团为硫酸根的表面活性剂为硫酸酯盐型阴离子表面活性剂。硫酸酯盐表面活性剂可分为烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、甘油脂肪酸酯硫酸盐、硫酸化蓖麻酸钠、环烷硫酸钠、脂肪酰氨烷基硫酸钠等。

硫酸酯盐是阴离子表面活性剂中应用很广的一大类，具有良好的表面活性。

1．烷基硫酸盐

    烷基硫酸盐的化学通式为ROS0₃M，式中M可以是Na、K、NH₄、NH(CH₂CH₂OH)₃，R中的碳原子数为8～18。这类表面活性剂具有良好的起泡能力和洗涤性能，在硬水中稳定，其水溶液呈中性或微碱性，故主要用于洗涤剂中。

    烷基硫酸盐是以脂肪醇经硫酸化后，以碱中和而制得。工业上脂肪醇可由油脂或脂肪酸酯通过氢化分解得到，也可由乙烯出发通过齐格勒反应制得，硫酸化剂可采用硫酸、氯磺酸、氨基磺酸、三氧化硫等。制备烷基硫酸盐的反应如下：

    目前，工业上主要采用脂肪醇与三氧化硫和空气的混合气体在特殊的反应器内进行硫酸化来制备。

    烷基硫酸盐的性质受烷基的链长、支化度的影响。实验证明，C₁₂～C_l4的烷基硫酸盐溶解度高，C₁₂～C₁₆的烷基硫酸盐降低表面张力的能力较强，其中以C₁₄～C₁₅的最强；C₁₂的烷基硫酸盐润湿性最好；C₁₃～C₁₆的烷基硫酸盐洗涤性能优良，与α-烯烃磺酸盐相近；C₁₄～C₁₅的烷基硫酸盐起泡性能好，接近于C₁₄～C₁₆的α-烯烃磺酸盐。

    烷基硫酸盐的主要代表是十二烷基硫酸钠(C₁₂H₂₅0S0₃Na)，亦称月桂醇硫酸酯钠，为白色粉末，有特征气味，易溶于水，起泡力强，泡沫丰满、洁白、细密，还有优良的乳化性能和洗涤能力。十八烷基硫酸钠的溶解度较低，起泡力也差，在温度较高时才有较好的洗涤能力。油烯基硫酸钠的烃链中带1个双键，其溶解度高于十八烷基硫酸钠，在低温下也有很好的洗涤性能。

    脂肪醇硫酸酯的成盐离子也影响烷基硫酸盐的性质，二价金属盐的溶解度按如下次序递降：Mn²⁺>Cu²⁺>Co²⁺>Mg²⁺>Pb²⁺>Sr^2-。二价金属盐的溶解度较一价金属盐溶解度高。此外还发现，二价盐和一价盐混用，有调节洗涤、乳化性能的作用。

    烷基硫酸钠广泛用于毛、丝类精细织物的洗涤，亦可用于棉、麻织物的洗涤，还可与非离子表面活性剂复配制造各种洗涤剂。十二烷基硫酸钠广泛用于牙膏、香波、润发油膏生产中，也用于其他工业生产中。此外，在医疗方面，十二烷基硫酸钠可用于胃溃疡病治疗，在农药方面可用于配制杀蚜虫药剂。

    支链烷基硫酸钠主要是仲烷基硫酸钠，即硫酸基团接在碳链的第二、三、四、……碳原子上。仲烷基硫酸钠的溶解度大，润湿性强，但洗涤能力较烷基硫酸钠差。随着碳链的增长，洗涤能力有所改进。仲烷基硫酸钠吸湿性强，制成的粉末状洗涤剂易吸湿、发黏而结块，故主要用于制备液体洗涤剂、浆状洗涤剂。仲烷基硫酸钠在纺织工业中用作润湿剂、洗涤剂、渗透剂、匀染剂，也广泛用于造纸、皮革、农药、金属加工等工业生产中。

    仲烷基硫酸钠的生产原料主要采用烯烃，尤其以双键位置在末端的烯烃为好。硫酸化剂以质量分数为92％～98％的硫酸为宜。硫酸化反应如下：

生成的仲烷基硫酸用氢氧化钠中和后，即得仲烷基硫酸钠。

2．脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐

    烷基硫酸盐的溶解度小，在水中充分稀释才能得到透明溶液，若将亲水性强的聚氧乙烯链接在烷基链和硫酸基团之间，水溶性便得到显著改善，后者称为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，其通式为，式中碳链的链长为C₁₂～C₁₈，M可为Na、K、NH₄、Ca_1/2：等，行为环氧乙烷的物质的量，通常为2～4。

    脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐的制法是脂肪醇与环氧乙烷进行加成反应后，以气态三氧化硫进行硫酸化，最后以碱中和而制得：

进行中和使用的碱有氢氧化钠、氢氧化钙等。

    脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐中的代表性产品为月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠。该产品易溶于水，具有优良的起泡、乳化性能和洗涤能力，对皮肤刺激性小。该产品与其他阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、氧化胺复配使用有协同效应，可增强与皮肤的相容性，改善泡沫的结构以及对油的分散能力。该产品广泛用于配制香波、泡沫浴剂和餐具液体洗涤剂等。

    3．甘油脂肪酸酯硫酸盐   

    将甘油单酸酯硫酸化后，以氢氧化钠中和，即得甘油单酸酯二硫酸钠。常用的原料为甘油单月桂酸酯、甘油单硬脂酸酯等，硫酸化剂为气态三氧化硫，中和剂为氢氧化钠。反应如下：

式中，R为C_llH₂₃～C_l7H₃₅。   

甘油单月桂酸酯二硫酸钠可用于配制清垢液体洗涤剂。

    4．硫酸化脂肪酸盐

    硫酸化脂肪酸盐是由不饱和脂肪酸经硫酸化后，再以碱中和而得，其结构式如下：

    该分子中有两个亲水基，故其洗涤性能较脂肪酸钠差，但润湿性能和渗透性能则较高。

  5．环烷硫酸钠

    环烷硫酸钠的结构式如下：

    环烷硫酸钠的生产方法，首先由己二酸在氢氧化钡作用下，经干馏制成环戊酮，然后在乙醚的溶液中用四氢化铝锂加氢还原制得环烷醇，环烷醇经硫酸化后再以碱中和而得：

环烷硫酸钠易溶于水，具有良好的乳化、起泡性能，可用作乳化剂、起泡剂和洗涤剂。

6．月桂酰氨乙基硫酸钠

月桂酰氨乙基硫酸钠易溶于水，具有良好的起泡、乳化、分散和洗涤性能。

月桂酰氨乙基硫酸钠可由月桂酰单乙醇胺经硫酸化反映后以碱中和制得:

月桂酰氨乙基硫酸钠用作乳化剂、发泡剂、洗涤剂，用于配制各种洗涤剂、香波等。

7．硫酸化蓖麻酸钠

    硫酸化蓖麻酸钠为黏稠状透明液体，易溶于水，耐酸和耐硬水性能比肥皂好，具有良好的乳化、润湿和渗透性能。若水的硬度过高，仍生成钙皂和镁皂，对酸的抵抗力也不太强，因此硫酸化蓖麻酸钠用作乳化剂的价值受到影响。

    硫酸化蓖麻酸钠是由蓖麻油经硫酸化后，以氢氧化钠中和而制得，主要反应为：

    硫酸化蓖麻酸钠可用作染色助剂、人造纤维上油剂、消泡剂和农药乳化剂，还用于制革和造纸工业。   

    8．硫酸化蓖麻酸丁酯钠

    硫酸化蓖麻酸丁酯钠易溶于水，由于分子中的羧酸基团被酯化，其耐硬水、耐酸的性能较硫酸化蓖麻酸钠好，具有良好的乳化、渗透和抗静电性能。

    硫酸化蓖麻酸丁酯钠的制法是将蓖麻酸与丁醇进行酯化生成蓖麻酸丁酯，然后用硫酸进行酯化，再以氢氧化钠中和。反应如下：

    硫酸化蓖麻酸丁酯钠用作0-W型乳化剂、染色助剂，也用于配制合成纤维油剂。

    将硫酸化蓖麻酸丁酯与三乙醇胺反应，可制得硫酸化蓖麻酸丁酯三乙醇胺，结构式加下:

    硫酸化蓖麻酸丁酯三乙醇胺为W-0型乳化剂，一些性质和用途与硫酸化蓖麻酸丁酯钠相同。