表面活性剂的应用进展

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化学前沿论文

论文题目:表面活性剂的应用与发展

学院:化学与化工学院

专业:___化学___

班级:__101A___

学号:__

学生姓名:____

2013年 6 月7

摘要 (3)

前言 (4)

第一章表面活性剂的发展历史 (4)

第二章表面活性剂的应用 (5)

1.表面活性剂在日用品领域的应用 (5)

2.表面活性剂在选矿领域的应用 (6)

3.表面活性剂在农药领域的应用 (7)

4.表面活性剂在生物体中的重要作用 (8)

第三章表面活性剂的发展前景 (9)

结语 (9)

参考文献 (10)

致谢 (11)

表面活性剂的应用与进展

摘要

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。表面活性剂在日常生活或者工业生产中都有广泛的应用。随着科学技术的发展,越来越多的新型表面活性剂被合成出来,并且广泛的应用于日用品、选矿、农药、制药表面处理等领域。本文主要讲述了表面活性剂的发展历史、表面活性剂在现实生活生产中应用以及表面活性剂的发展趋势。

关键词:表面活性剂,应用,进展

前言

表面活性剂分子在结构上具有共同的特点是都由非极性的憎水基与极性的亲水基两部分构成,结构与性能截然相反的分子碎片或基团处于同一分子的两端,并以化学键相连接,形成了一种不对称的、极性的结构。因而这类分子具有既亲水,又亲油,但又不是整体亲水或亲油的特性。同时,这种特性也决定了它在生活生产中的应用。

表面活性剂的分类按亲水基生成的离子类型可将表面活性剂分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四大表面活性。

表面活性剂的主要作用【1】有:润湿作用,起泡作用,增溶作用,乳化作用。在工业生产或者生活中经常利用这些性质作用来为我们服务,比如农药中利用表面活性剂降低表面张力使其均匀的润湿庄稼,能更好的起到杀虫作用。

第一章表面活性剂的发展历史

回顾表面活性剂的历史,其实人类很早就开始使用使用表面活性剂,不过人们的对其认识程度还远远不及现在。公元前2500年—1850年,人们用羊油和草木灰制造肥皂。早期,还有土耳其人用蓖麻油与硫酸反应制造出土耳其红油。这些都是先人们靠经验与智慧生产出来的,而表面活性剂的真正腾飞阶段是在近一个多世纪。19世纪初,出现了矿物原料制备洗涤剂。特别是石油工业的发展促生了许多洗涤剂。石油硫酸(绿油)蜡和茶的磺化混合物―石油磺酸皂(溶于酸中,呈绿黑色,用碱中和制得)。石油磺酸皂具有良好的水溶性,俗称绿钠。它是第一个矿物原料制得的洗涤剂,在表面活性剂的发展历史上具有重要意义。两次世界大战在某种程度上极大的促进了表面活性剂的发展。第一次世界大战期间,油脂出现煤炭产量,煤化工业的发展使诞生了短链烷基、奈磺酸盐类表面活性剂,如丙基奈磺酸盐、丁基奈磺酸盐。第一次世界大战后,德国开发乙二醇衍

生物,如聚乙二醇衍生物产品,聚乙二醇与各种有机化合物(包括醇、酸、酯、胺、酰胺等)结合,形成多种优良性能的非离子表面活性剂。从此表面活性剂得到了长足的发展,现在在这领域涌现出了许多新型的表面活性剂,比如碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、冠醚型表面活性剂、生物表面活性剂等。

展望未来,表面活性剂将会被更加深入的研究,同时在我们的生活生产中也会更加广泛的应用表面活性剂,为我们带来更多的便利。

第二章表面活性剂的应用

表面活性剂在平时生活中,在生产中,还有再有机生命体中都承担着重要的作用。英国化学家Clint曾经说过:“冰淇淋是我们最喜爱的食物;有了洗涤剂我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂,这两样东西都不会有。这真是太可悲了。”但是,如果真没有了表面活性剂,也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂,人也不存在了。由此,可见表面活性剂对我们的重要性。

这一部分从表面活性剂在日用品、选矿、农药领域的应用以及在生命体中的作用四个角度来介绍它的重要性。

1.表面活性剂在日用品领域的应用

提到表面活性剂我们的第一反应就是肥皂、洗洁精等日用品,确实,表面活性剂在日用品领域应用比较广泛而且较早应用。合成洗涤剂是表面活性剂消费最大的市场之一。由于表面活性剂的分子结构既具有亲水基团又有疏水基团,根据相似相溶性,它能够将疏水基团伸入油污内,而亲水基团则暴露在极性溶剂中,经过搅拌使油污分解达到去污的目的。这就是表面活性剂的去污原理。

在洗涤方面的表面活性剂用量最多、最广泛的是阴离子和非离子表面活性

剂,阳离子和两性表面活性剂只是在生产某些特殊类型和功能的洗涤剂时才使用。主要品种【2】有LAS(指连烷基苯磺酸脂盐)、AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐)、MES(α-磺酸脂肪酸脂盐)、AOS(α-烯基磺酸盐)、烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酰二乙醇胺、胺基酸型、甜菜碱型等。

除此之外,表面活性剂广泛用于各类化妆品中。比如作乳化剂、渗透剂、洗涤剂、柔软剂、润湿剂、杀菌剂、分散剂、增溶剂、抗静电剂、染发剂等。非离子表面活性剂由于不刺激且和其他组分易相容,在化妆品中最常用,一般多为一些脂肪酸酯类和聚醚。

2.表面活性剂在选矿领域的应用

选矿是表面活性剂的一个很重要的应用。同时用表面活性剂选矿的历史也相对来说比较悠久。

自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和辉钼矿等矿物颗粒表面疏水、具有天然的可浮性外,大多数矿物均是亲水的。加入表面活性剂,改变矿物颗粒的亲水性而产生疏水性使之可浮。极性表面活性剂的亲水基团与矿物粒子吸附,疏水基团暴露在水中其分子或离子呈定向排列形成疏水膜,从而使矿位具有可浮性。当从选矿槽底部通以一定流速的气体时,能够使矿物粒子浮在液体表面上,因此达到分离的目的。

贵州省内的矿物种类繁多,全省已发现矿产110多种,其中有76种探明了储量,有多种保有储量排在全国前列。但是很多矿的品位比较低,比较难富集,开采的成本较大。也因此很多品位低的矿物被直接丢弃,这样不仅大量的浪费资源,而且还污染了环境。采用表面活性剂法进行矿物浮选能够有效的解决此问题。比如,贵州境内含量较多的磷矿。当磷的品位低于30%时则开采成本比较大,有的品位稍低的甚至不能够开采,因此改善采矿方法才是真正解决问题的关键。若能研究出浮选磷矿的廉价表面活性剂,那么就能够将低品位的磷矿开采,不至于资源的浪费。

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