1、精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)時(shí)：20福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)一：洗發(fā)香波的配制和感觀、理化指標(biāo)的檢測(cè)（16學(xué)時(shí)）（綜合性實(shí)驗(yàn)）1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握高級(jí)醇硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑的合成原理和合成方法。（2）掌握配制洗發(fā)香波的工藝。（3）了解洗發(fā)香波中各組分的作用和配方原理。（4）了解行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)洗發(fā)香波的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則，掌握香波感觀、理化指標(biāo)的檢測(cè)。2、實(shí)驗(yàn)方法由月桂醇與氨基璜酸作用后經(jīng)中和制得十二烷基硫酸鈉，測(cè)定表面張力和發(fā)泡性能，以十二烷基硫酸鈉為主表面活性劑，根據(jù)配方添加輔助表面活性劑和添加劑，復(fù)配成香波，并對(duì)之進(jìn)行感觀（外觀、色澤、香氣

2、）、理化指標(biāo)（pH值、粘度、泡沫、耐熱穩(wěn)定性、耐寒穩(wěn)定性）的檢測(cè)。（一）十二烷基硫酸鈉的合成（1）主要性質(zhì)和用途十二烷基硫酸鈉（sodiumdodecylbenzosulfate,代號(hào)AS）是重要的脂肪醇硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑。脂肪醇硫酸鈉是白色至淡黃色固體，易溶于水。泡沫豐富，去污力和乳化性都比較好，有較好的生物降解性，耐硬水，適于低溫洗滌，易漂洗，對(duì)皮膚刺激性小。十二烷基硫酸鈉是硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑的典型代表。熔點(diǎn)180185，185分解。易溶于水，有特殊氣味，無(wú)毒。它的泡沫性能、去污力、乳化力都比較好，能被生物降解，耐堿、耐硬水，但在強(qiáng)酸性溶液中易發(fā)生水解，穩(wěn)定性較磺酸鹽差；可

3、做礦井滅火劑、牙膏起泡劑、洗滌劑、高分子合成用乳化劑、紡織助劑及其他工業(yè)助劑。（2）合成原理由月桂醇與氯磺酸或氨基磺酸作用后經(jīng)中和而制得。其反應(yīng)原理如下：用氯磺酸硫酸化Ci2H25OH+CIS03H-Ci2H25OS03H+HClTCi2H25OS03H+NaOH-Ci2H25OS03Na+H2O用氨基磺酸硫酸化Ci2H250H+NH2s03H-Ci2H25OS03NH4（二）香波的配制（1）主要性質(zhì)和分類洗發(fā)香波（shampoo）是洗發(fā)用化妝洗滌用品，是一種以表面活性劑為主的加香產(chǎn)品。它不但有很好的洗滌作用，而且有良好的化妝效果。在洗發(fā)過(guò)程中不但去油垢、去頭屑，不損傷頭發(fā)、不刺激頭皮、不脫脂

4、，而且洗后頭發(fā)光亮、美觀、柔軟、易梳理。洗發(fā)香波在液體洗滌劑中產(chǎn)量居第三位。其種類很多，所以其配方和配制工藝也是多種多樣的?？砂聪窗l(fā)香波的形態(tài)、特殊成分、性質(zhì)和用途來(lái)分類。按香波的主要成分表面活性劑的種類，可將洗發(fā)香波分成陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型和兩性離子型。按不同發(fā)質(zhì)可將洗發(fā)香波分為通用型、干性頭發(fā)用、油性頭發(fā)用和中性洗發(fā)香波等產(chǎn)品。按液體的狀態(tài)可分為透明洗發(fā)香波、乳狀洗發(fā)香波、膠狀洗發(fā)香波等。按產(chǎn)品的附加功能，可制成各種功能性產(chǎn)品，如：去頭屑香波、止癢香波、調(diào)理香波、消毒香波等。在香波中添加特種原料，改變產(chǎn)品的性狀和外觀，可制成蛋白香波、菠蘿香波、草莓香波、黃瓜香波、啤酒香波、柔性香波

5、、珠光香波等。還有具有多種功能的洗發(fā)香波，如兼有洗發(fā)護(hù)發(fā)作用的“二合一”香波，兼有洗發(fā)、去頭屑、止癢功能的“三合一”香波等。配制原理現(xiàn)代的洗發(fā)香波已突破了單純的洗發(fā)功能，成為洗發(fā)、潔發(fā)、護(hù)發(fā)、美發(fā)等化妝型的多功能產(chǎn)品。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行配方設(shè)計(jì)時(shí)要遵循以下原則：具有適當(dāng)?shù)南磧袅腿岷偷拿撝饔谩Ｄ苄纬韶S富而持久的泡沫。具有良好的梳理性。洗后的頭發(fā)具有光澤、潮濕感和柔順性。洗發(fā)香波對(duì)頭發(fā)、頭皮和眼險(xiǎn)要有高度的安全性。易洗滌、耐硬水，在常溫下洗發(fā)效果應(yīng)最好。用洗發(fā)香波洗發(fā)，不應(yīng)給燙發(fā)和染發(fā)操作帶來(lái)不利影響。在配方設(shè)計(jì)時(shí)，除應(yīng)遵循以上原則外，還應(yīng)注意選擇表面活性劑，并考慮其配伍性良好。主要原料要求：能提供

6、泡沫和去污作用的主表面活性劑，其中以陰離子表面活性劑為主。能增進(jìn)去污力和促進(jìn)泡沫穩(wěn)定性，改善頭發(fā)梳理性的輔助表面活性劑，其中包括陰離子、非離子、兩性離子型表面活性劑。賦予香波特殊效果的各種添加劑，如去頭屑藥物、固色劑、稀釋劑、螯合劑、增溶劑、營(yíng)養(yǎng)劑、防腐劑、染料和香精等。主要原料洗發(fā)香波的主要原料由表面活性劑和一些添加劑組成。表面活性劑分主表面活性劑和輔助表面活性劑兩類。主劑要求泡沫豐富，易擴(kuò)散、易清洗，去垢性強(qiáng)，并具有一定的調(diào)理作用。輔劑要求具有增強(qiáng)穩(wěn)定泡沫作用，洗后頭發(fā)易梳理、易定型、光亮、快干，并具有抗靜電等功能，與主劑具有良好的配伍性。常用的主表面活性劑有：陰離子型的烷基醚硫酸鹽和烷基

7、苯磺酸鹽，非離子型的烷基醇酰胺（如椰子油酸二乙醇酰胺等）。常用的輔助表面活性劑有：陰離子型的油酰氨基酸鈉（雷米邦）、非離子型的聚氧乙烯山梨醇酐單酯（吐溫）、兩性離子型的十二烷基二甲基甜菜堿等。香波的添加劑主要有：增稠劑烷基醇酰胺、聚乙二醇硬脂酸酯、羧甲基纖維素鈉、氯化鈉等。遮光劑或珠光劑硬酯酸乙二醇酯、十八醇、十六醇、硅酸鋁鎂等。香精多為水果香型、花香型和草香型。螯合劑最常用的是乙二胺四乙酸鈉（EDTA）。常用的去頭屑止癢劑有硫、硫化硒、吡啶硫銅鋅等。滋潤(rùn)劑和營(yíng)養(yǎng)劑有液體石蠟、甘油、聚氧乙烯山梨醇酰單酯、羊毛酯衍生物、硅酮等。還有胱氨酸、蛋白酸、水解蛋白和維生素等。（三）表面張力的測(cè)定表面張力

8、是指由自由表面能引起的沿液面表面作用在單位長(zhǎng)度的力，在數(shù)值上同單位表面上的自由表面能相等，表面張力的單位是毫牛頓/米（mN/m）。表面活性劑溶液的表面張力是作為表面活性劑特征不可缺少的物化性能。表面張力的測(cè)定有多種方法，如環(huán)法、滴重法、平板法、懸滴法、最大泡壓法、振動(dòng)噴射法、彎月面下降法等。本實(shí)驗(yàn)用環(huán)法。3、實(shí)驗(yàn)儀器和藥品電動(dòng)攪拌裝置、電熱套、研缽、電子天平、氯化氫吸收裝置、表面張力儀、羅氏泡沫儀、超級(jí)恒溫儀、酸度計(jì)、粘度計(jì)、三口燒瓶（250ml）、滴液漏斗（60ml）、定量漏斗（200ml）、燒杯（50ml、250ml、500ml）、高型燒杯、溫度計(jì)（0100、0-150）、量筒（10ml、

9、100ml）、水浴鍋、玻璃棒、滴管、蒸發(fā)皿、廣泛pH試紙。月桂醇、氫氧化鈉、尿素、氨基磺酸、氫氧化鈉溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)30）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）、脂肪醇二乙醇酰胺（尼諾爾）、硬酯酸乙二醇酯、十二烷基苯磺酸鈉（ABSNa）、十二烷基二甲基甜菜堿（BS12）、聚氧乙烯山梨醇酊單酯、檸檬酸、氯化鈉、香精、色素、去離子水。4、實(shí)驗(yàn)操作方法十二烷基硫酸鈉的合成用氨基磺酸硫酸化在裝有電動(dòng)攪拌器、溫度計(jì)的250ml四口燒瓶中加入74g月桂醇。稱取40g氨基磺酸、8g尿素放入研缽中研細(xì)，混合均勻。在30-40時(shí)將研細(xì)的混合物分多次慢慢加人四口燒瓶中，同時(shí)充分?jǐn)嚢?，使混合物分散均勻，加完后升溫?05

10、110C,反應(yīng)1.52h。反應(yīng)結(jié)束后，加人150ml水，攪拌均勻。趁熱倒出，在攪拌下用質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%氫氧化鈉中和至pH為78.5。測(cè)定十二烷基硫酸鈉的表面張力取一定量的十二烷基硫酸鈉配成0.1%、1%溶液（分別約0.10110.1014g、1.0111.014g試樣溶于100ml蒸儲(chǔ)水中），用表面張力儀測(cè)定溶液的表面張力。液體香波的配制（3學(xué)時(shí)）洗發(fā)香波的參考配方質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%配方1配方2配方3配方4配方5配方6脂肪醇聚氧乙烯酸硫酸鈉（AES）8.018.09.04.01213(70%)脂肪酸二乙醇酰胺（6501、尼諾爾）4.054.04.03.53.0十二烷基二甲基甜菜堿（BS12）6.051

11、2.0十二烷基苯磺酸鈉（ABSNa）7.0十二烷基硫酸鈉15.04.0硬脂酸乙二醇酯2.5聚氧乙烯山梨醇酊單酯（吐溫）9.0檸檬酸適量適量適量適量適量苯甲酸鈉1.01.0NaCl1.51.02.0色素適量適量適量適量0.3香精適量適量適量適量0.5適量去離子水余量余量余量余量余量77.5將去離子水稱量后加入250ml燒杯中，將燒杯放入水浴鍋中加熱至60Co加入AES控溫在60-65C,并不斷攪拌至全部溶解。控溫60-65C,在連續(xù)攪拌下加入其他表面活性劑至全部溶解，再加入羊毛酯、珠光劑或其他助劑，緩慢攪拌使其溶解。降溫至40c以下加入香精、防腐劑、染料、螯合劑等，攪拌均勻。測(cè)pH值，用檸檬酸調(diào)

12、節(jié)pH值為5.57.0。接近室溫時(shí)加入食鹽調(diào)節(jié)到所需粘度，并用粘度計(jì)測(cè)定香波的粘度。注意事項(xiàng)：a.用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值時(shí)，檸檬酸需配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的溶液。b用食鹽增稠時(shí)，食鹽需配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的溶液。加入食鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得超過(guò)3%。c.加硬脂酸乙二醇酯時(shí)，溫度控制在60-65C,且慢速攪拌，緩慢冷卻。否則體系則無(wú)珠光。香波主要理化指標(biāo)的檢測(cè)：配制的香波進(jìn)行感觀（外觀、色澤、香氣）、理化指標(biāo)（pH值、粘度、泡沫、耐熱穩(wěn)定性、耐寒穩(wěn)定性）的檢測(cè)，記錄。pH值的測(cè)定：在燒杯中稱取一份樣品，加入10份蒸儲(chǔ)水，攪拌均勻，用校正過(guò)的酸度計(jì)測(cè)定。粘度的測(cè)定：適量試樣倒入燒杯，恒定溫度，用粘度計(jì)測(cè)定粘度。泡

13、沫的測(cè)定：用羅氏泡沫儀測(cè)定香波的泡沫。測(cè)定方法：.表面張力的測(cè)定：用表面張力儀測(cè)定溶液的表面張力。.洗發(fā)香波理化指標(biāo)及質(zhì)量要求、檢測(cè)方法中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T1974-94對(duì)洗發(fā)液的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等要求作了規(guī)定，表1-2為洗發(fā)液感觀及理化指標(biāo)：表1-2洗發(fā)液感觀及理化指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)感觀指標(biāo)外觀無(wú)異物色澤符合企業(yè)規(guī)定香氣符合企業(yè)規(guī)定理化指標(biāo)pH值（25C）4.08.0粘度（25C）/Pas0.4功效物/%10.0泡沫（40C）/mm透明型100,非透明型50,兒童產(chǎn)品40耐熱（401）C,24小時(shí)恢復(fù)室溫后沒(méi)有沉淀、分離、變色現(xiàn)象（注明含后不溶性粉粒沉淀物除外）耐寒-5-

14、15C,24小時(shí)恢復(fù)室溫樣品正常（1）外觀取樣品在非陽(yáng)光直射條件下進(jìn)行目測(cè)。）色澤取樣品在非陽(yáng)光直射條件下進(jìn)行目測(cè)。）香氣用辨香紙分別蘸取樣品，用嗅覺(jué)進(jìn)行辨別。）pH值儀器 TOC o 1-5 h z 溫度計(jì)精度0.2。酸度計(jì)精度0.02pH。燒杯50ml.天平分度值0.1g試劑pH為6.57.5的蒸儲(chǔ)水，經(jīng)煮沸10min冷卻至室溫，當(dāng)天使用。測(cè)定在燒杯中稱取1份樣品，加入10份煮沸后冷卻的蒸餾水。攪拌均勻，在（251），用已校正過(guò)的酸度計(jì)測(cè)定，結(jié)果保留一位小數(shù)。（5）粘度儀器a溫度計(jì)精度0.2。bNDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)c高型燒杯250ml測(cè)定取適量試樣倒入250ml燒杯中，使試樣恒溫在（25

15、1），將NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)轉(zhuǎn)子的刻度浸入試樣中，且轉(zhuǎn)子壁四周無(wú)氣泡，在旋轉(zhuǎn)1min后讀取數(shù)值，結(jié)果保留一位小數(shù)?！巴?”粘度計(jì)測(cè)定的粘度是：一定量的試樣在一定的溫度下，從規(guī)定直徑的孔所流出的時(shí)間?！巴?”粘度的校正：在250.5的室溫下，在容器中注滿蒸餾水，蒸餾水全部流出所需時(shí)間應(yīng)為11.50.5S（6）有效物（略）：總固體a.儀器溫度計(jì)精度0.2。分析天平分度值0.0002g。恒溫烘箱靈敏度1燒杯250ml干燥器b.測(cè)定在烘干恒重的燒杯中稱取2g試樣（準(zhǔn)確至土0.0002g）于（1051）C恒溫烘箱內(nèi)烘干3h,取出放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫稱其質(zhì)量（準(zhǔn)確至土0.0002g）。c.計(jì)算：總固體

16、的含量按下式計(jì)算總固體（）=m3m1M100m2m1式中，ml空燒杯的質(zhì)量，gM2烘干試樣和燒杯的質(zhì)量，gM3烘干后殘余物和燒杯的質(zhì)量，g結(jié)果保留一位小數(shù)。無(wú)機(jī)鹽（乙醇不溶物）的測(cè)定a.儀器溫度計(jì)精度0.2C。恒溫干燥箱靈敏度士2c水浴加熱鍋古式增期30ml錐形抽濾瓶500ml抽濾器或小型真空泵量筒100ml干燥器b.試齊J95%中性乙醇（化學(xué)純）：取適量95%中性乙醇，加入幾滴酚酬:指示劑，用0.1mol/L氫氧化鈉滴定至微紅色。c.測(cè)定利用總固體測(cè)定的烘干試樣，加入100m195%中性乙醇，水熱至微沸，取出輕輕攪拌，使樣品盡量溶解。靜置沉淀后，將澄清液倒入已恒重并鋪有濾層的古式塔蝸中，用抽

17、濾器過(guò)濾至抽濾瓶中，盡可能將固體不溶物留在燒杯中，并用適量95%中性乙醇洗滌燒杯2次，洗滌液和沉淀一起移入已恒重的古式塔期內(nèi)過(guò)濾，濾液收集于同一抽濾瓶中，將古式增蝸放入（105土2）C的烘箱內(nèi)，恒溫3h,取出放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱其質(zhì)量（準(zhǔn)確0.0002g）。d.計(jì)算無(wú)機(jī)鹽的含量按下式計(jì)算：無(wú)機(jī)鹽（）=m1100m（o式中mi古式塔蝸中沉淀物的質(zhì)量，gm0稱取試樣的質(zhì)量，g結(jié)果保留一位小數(shù)。氯化物的測(cè)定a.儀器棕色酸式滴定管b,試劑需酸鉀（分析純）5%0.1mol/L硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取16.989g分析純硝酸銀，用水溶解并移入1L棕色容量瓶中,定容至刻度，搖勻，采用GB601中的方法標(biāo)定

18、，c.測(cè)定將無(wú)機(jī)鹽測(cè)定所得濾液中滴入幾滴酚血:指示劑，用酸堿溶液調(diào)節(jié)使溶液呈微紅色,然后加入2-3ml5%需酸鉀用0.1mol/L硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈紅色緩慢褪去，最后呈橙色時(shí)為終點(diǎn)。d.計(jì)算氯化物的含量（氯化鈉計(jì)）按下式計(jì)算:Vc0.0585 TOC o 1-5 h z 氯化物（）=黑100式中V滴定試樣時(shí)耗硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mlc硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/Lm稱取試樣的質(zhì)量，g0.0585氯化鈉的毫摩爾質(zhì)量，g/mmol結(jié)果保留一位小數(shù)。有效物的含量按下式計(jì)算：活性物（）=總固體（）無(wú)機(jī)鹽（為一氯化物（為結(jié)果保留一位小數(shù)。（7）泡沫儀器a、羅氏泡沫儀b、溫度計(jì)精度0.2Cc、

19、天平分度值0.1gd、超級(jí)恒溫儀精度1e、量筒100mlf、燒杯1000ml試劑1500mg/kg硬水：稱取3.7g無(wú)水硫酸鎂（MgSQ和5.0g無(wú)水氯化鈣（CaCb）,充分溶解于5000ml蒸餾水中。測(cè)定將超級(jí)恒溫儀預(yù)熱至（401），使羅氏泡沫儀恒溫在（401）。稱取2.5g樣品，加入1500mg/kg硬水100ml,再加入900ml蒸餾水加熱至（401）。攪拌使樣品均勻溶解，用200ml定量漏斗吸取部分試液沿泡沫儀管壁沖洗一下。然后取試液放入泡沫儀底部對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)刻度至50ml，再用200ml定量漏斗吸取試液，固定漏斗中心位置，放下試液，立即記下泡沫高度。結(jié)果保留整數(shù)。5思考題（僅供參考）硫酸酯鹽型陰離子表面活性