关于低泡类型清洗用表面活性剂
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关于低泡类型清洗用表面活性剂
一、表面活性剂泡沫形成原因
当表面活性剂和水混合时,亲水性的一端会溶于水中,疏水基的一端则会脱离水,聚集在水面。在水面的表面活性剂,疏水基会离开水面,进入空气中,亲水基溶于水,并排在水面上。当搅动水时,会将空气进入水中,此时疏水基会包住空气,成为汽泡。一般而论,阴离子和阳离子表面活性剂泡沫最髙,非离子表面活性剂泡沫相对低些。
在大多数的工艺里面,泡沫带来的都是负面影响,就是说我们追求的低泡和无泡的表面活性剂。但在某些领域,却恰恰相反,如日用化学品,沐浴露洗面奶等,追求的就是泡沫多,泡沫细腻;再如造纸脱墨领域的浮选脱墨,也需要表面活性剂有良好的发泡性能。
二、具有清洗功能的低泡表面活性剂
在讨论低泡表面活性剂时,必须先说明使用的条件、工艺等,表面活性剂的泡沫除了与自身结构有关,还与水的硬度、使用温度、酸碱pH 值、压力等有诸多联系。
1,肥皂
肥皂在硬水的使用条件下,可以称之为低泡沫的表面活性剂。有些时候可以用肥皂来检验和区分软水和硬水,泡沫多的为软水,泡沫少的为硬水。主要是因为在硬水里面,肥皂会结合钙镁离子形成不溶于水的
钙皂或镁皂,在泡沫的表面容易形成缺口,导致泡沫破裂。
2、脂肪醇的EO/PO嵌段的聚氧乙烯瞇
众所周知,脂肪醇与E0 (环氧乙烷)缩合加成,即AEO系列,引入亲水性的E0基团,会获得极佳的润湿、乳化、净洗以及髙泡沫的性能。而P0环氧丙烷则是憎水基团,引入环氧丙烷可以有效的降低所形成的泡沫表面的表面力,导致泡沫破裂并消失。但是引入P0 不可避免的降低E0的含量,从而降低表面活性剂的乳化、分散等去污性能。所以对于EOPO嵌段聚瞇,其乳化、分散等净洗功能与低泡必定是相互矛盾的。泡沫越低,其它性能就会越差。
3、脂肪酸甲酯乙氧基化物及其衍生物
脂肪酸甲酯,特别是18碳的硬脂酸甲酯,本身也是一种消泡剂,所以18碳硬脂酸甲酯为原料的表面活性剂也相应的会具有低泡沫的性能,并且这种低泡的性能不像EOPO嵌段聚瞇是以损失其净洗性能为代价的,因此是颇有实际应用价值的低泡沫净洗剂。
4、低碳链的脂肪醇瞇及其衍生物
低碳链的脂肪醇具有一定的消泡功能,因此,以低碳链脂肪醇为原料的表面活性剂,也相应的具有低泡沫的特性,最常见的为异辛醇聚氧乙烯瞇、异辛醇的磷酸酯和异辛醇瞇的磷酸酯都具有低泡沫的特性。但是低碳链的脂肪醇衍生物往往只具有渗透性,其它的性能则较差,从而
限制了其应用围。
三、国低泡表面活性剂的供应
皇马集团和奥克聚瞇是国生产EOPO嵌段醇瞇的专业生产商。对于异辛醇聚氧乙烯瞇及其衍生物,生产厂家较多,如助剂厂、楚龙达
化工、天泽化工等。脂肪酸甲酯乙氧基化物该类产品,国暂时没有能
力生产,多为进口产品。
化的原因.通过降低表面张力使之易于乳化(或分散)正是表面活性剂的作用。
所以,用作乳化剂或分散剂的物质必须具有两亲基团才能起作用,表面活性剂是能满足此要求的最佳乳化剂或分散剂。
分子内含弱亲水基越多的被乳化物质所要求的H.JB.值越大,被乳化
物的亲水性越大对乳化列要求的H.L.B.值也越大。
• •• • • •・
增溶是乳化分散的一种极端情况,它是使原来完全不溶或微溶于水的物质溶解于已溶于水的表面活性剂胶束之中的一种现象。用于这一目的的表面活性剂或其他物质叫做増溶剂,增溶作用是表面活性剂溶液的一个重要作用,电镀添加剂制造过程中常利用表面活性剂溶液的这一性质。例如氯化钾镀锌添加剂的主光亮剂大多数用苯亚甲基丙酮、邻氯苯甲醛或醛銅反应物等,它们都是不溶于水的有机物.必须用非离子表面活性剂,阴离子表面活性剂进行增溶。
增溶过程屮,溶质并未分散成分子状态,而是幣体进入胶束。含聚氧乙烯基的非离子表面活性剂形成胶束时,增溶物发生特殊的堆溶,增溶物质存往于胶朿外层的聚氧乙烯亲水基之间。氯化钾镀锌光亮剂(不溶于水的苯亚甲基丙爾、邻氯苯甲醛或它们的衍生物)用非离子型、阴离子型表面活性剂增溶就是这种增容量最大的模式。
增溶作用的大小与表面活性剂的化学结构.表面活性剂的
CMC 以及胶束的数量有关。所以影响CMC 的各种因素同样也会 彩响增溶作用。例如无机盐的加入会使离子型表面活性剂的CMC 降低,并使胶团变大,结果增尢了煙类的增溶量,但却减少了极性 有机物的增溶虽。
非离子型表面活性剂的増溶能力大于相应的离子型表面活性 剂.这是因为大多数非离子型表面活性剂的CMC 较相应的离子表 面活性剂小得务,所以增溶作用强得多。阳离子表面活性剂的增溶 能力大于具有相同碳氢链的阴离子表面活性剂.这是因为阳离子表 面活性剂形成的胶束比较疏松的缘故.具有相同18水基的表面活性 剂对坯类和扱性有机物的增溶作用顺序为:非离子型表面括性剂A 阳离子型表面活性剂>阴离子型表面活性剂。
二、载体光亮剂
氯化钾镀锌的载体光亮剂的作用是增溶不溶于水的主光亮剂, 使其均匀地分散到镀液中去。同时载体光亮剂的加入明显地加大 镀液的阴极极化,特别是它与主光亮剂联合使用,阴极极化进一 步加大,镀锌层细致、光亮、镀液分散能力与覆盖能力都得到 提高。
GHz Cx H 2X + J 一 04CH2 CH 2 0亠 S03 Na
我国氯化钾光亮镀锌工艺开发至大规模应用经历了二十多个春 秋,已占镀锌总量的40%左右,20世纪80年代初期上海轻工业研 究所、武汉材料保护研究所开发的氯化钾光亮镀锌添加剂中的光亮 剂载体沿用式(7-1〉与式(7・2)两种化学结构的表面活性剂,镀 液耐温只能到30°C,满足不了工厂对耐温的要求。我国应用氯化 钾光亮镀锌的工厂很多,但设备都很差,缺少冷冻设备降温,特 别是滚镀工厂在夏天,要求镀液的浊点要到70C 。如果镀液的工 作温度趙过载体光亮剂的浊点时,载体光亮剂就失去对主光亮剂 的增溶和均匀分散作用,自身析出,镀液的性能恶化。所以镀液 的耐温性能主要取决于载体光亮剂本身的浊点,然而氯化钾镀锌 载体光亮剂过去绝大多数使用通常的载体光亮剂是非离子型表面活性剂、阴离子型表面活 性
剂。载体光亮剂的化学结构含有憎水的烷基、芳基和聚氧丙烯 基一(GHsO )”一;亲水基为聚氧乙烯基一(C2H4O )”一; —SOsHC —SO 3Na )等。 烷基酚聚氧乙烯醛
磺酸基 脂肪醇聚氧乙烯醯 例如:
=
n=10〜3C) c, H2小-O <-CH 2CH 2O ^H 工=7〜8.斤=12〜30
(7-1) (7-2) (7-3) (7-4)
■