新型表面活性剂和功能性表面活性剂
烷基糖苷
烷基糖苷
烷基糖苷,简称APG,是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的,是一种性能较全面的新型非离子表面活性剂,兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性,具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性,是国际公认的首选"绿色"功能性表面活性剂。
目前市场上大多数产品是以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)作为清洁产品的主表活,AES的产品刺激性会相对高的多,并且对环境不友好,生物难降解,分解之后还会产生一些有害物质。
虽说其清洁能力较高且价格相对便宜,但是其存在的缺陷依旧不容忽视。
相对于目前一些追求健康,环保,安全,天然的人来说,烷基糖苷类型的清洁产品将是最适合的选择。
烷基糖苷是由天然脂肪醇加上由植物来源的葡萄糖进行简单的一步合成而形成的,在合成过程中没有其余的有害物质产生。
同样的,合成之后的烷基糖苷稳定且具有高效的清洁性,使其内在价值得到提升,相对于脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠而言,优点的确过于突出。
然而目前市场上的产品却不以烷基糖苷作为清洁产品的主表活,其中原因较为复杂。
烷基糖苷在一款清洁产品中作为主要起清洁作用的表面活性剂时,其整体给人的肤感会较脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠差一点,而最主要的原因应该是其价格相对昂贵。
但是烷基糖苷的优异性能是值得人们去肯定的,它是一种极为绿色且安全的原料。
烷基糖苷作为一种温和体系的清洁表活,它不会给人体带来刺激,也不会产生一些有害的副产物,更是天然来源,我们相信其在未来的清洁产品中将会得到越来越多的重视。
新型的Gemini表面活性剂
1 / 12表面活性剂是工农业生产和人类日常生活中常会用到的一种重要材料。
传统的表面活性剂有一个亲水基团和一个疏水基团,其离子头基间的电荷斥力或水化引起的分离倾向使得它们在界面或分子聚集体中难以紧密排列,造成表面活性偏低。
而相对分子质量在数千以上的高分子表面活性剂,尽管增溶性、增稠性、分散性、絮凝性等较佳,但一般难于在界面上形成稳定的取向层,表面活性较传统的表面活性剂弱,表面张力要很长时间才能平衡。
这些不足限制了传统的表面活性剂和高分子表面活性剂的应用。
近年出现的所谓低聚表面活性(Oligomericsurfactants),是将两个或两个以上的两亲成分,在其头基或靠近头基处由联接基团通过化学键连接在一起而形成的一类新型表面活性剂。
与传统的表面活性剂相比,它具有极高的表面活性,很低的克拉夫特(Kraff1)点和很好的水溶性,有些还具有与高分子表面活性剂相媲美的增稠性。
低聚表面活性剂在分子量上通常介于传统表面活性剂与高分子表面活性剂之间,它的出现填补了两者之间的空白,被誉为新代表面活性剂,最有可能成为21世纪广泛应用的一类表面活性剂。
1971年Bunton等率先合成了一族阳离子型低聚表面活性剂,不过在当时未引起重视。
Menger于1991年合成了刚性基连接的双离子头基双碳氢链表面活性剂,并命名为Geminis(天文学用语,意为双子星座),形象地表述了此类表面活性剂的结构特征。
Rosen小组采纳了“Gemini”的命名,并系统合成和研究了氧乙烯及氧丙烯柔性基团连接的Gemini表面活性剂,而后人们才真正系统地开展了这方面的研究工作。
近年来,人们在探索新型表面活性剂的合成和应用方面作出巨大的努力。
新型表面活性剂低聚表面活性剂(尤以Gemini为代表)的出现,引起了众多学者的兴趣和关注。
这些新型表面活性剂打破了传统表面活性剂单疏水基单亲水基的结构,使其具有比传统表面活性剂更为优良的性能。
下面主要结合低聚表面活性剂中研究最多、合成技术最为成熟的Gemini表面活性剂的一些结构特性和溶液性能与特性进行阐述,进而全面了解低聚表面活性剂的结构性能特点。
表面活性剂原理
将芳香族化合物与硫酸反应,生成磺酸基团, 增加水溶性。
酯化反应
将醇与羧酸或酸酐反应,生成酯类表面活性 剂。
氧化反应
通过氧化剂将烃类化合物转化为羧酸盐,如 烷基酚的氧化。
聚合反应
通过聚合反应制备高分子量表面活性剂,如 聚醚、聚酯等。
表面活性剂的复配技术
协同效应
将不同类型和结构的表面活性剂进行复配,以获得更好的性能和效果。
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表面活性剂的作用机理
降低表面张力
形成胶束
表面活性剂分子在溶液表面形成排列紧密 的单分子层,降低表面张力,使液体更容 易润湿其他表面。
当表面活性剂浓度超过临界胶束浓度(CMC) 时,分子在溶液中形成胶束,进一步降低表 面张力。
乳化与分散
润湿与渗透
表面活性剂能够降低油水界面张力,形成 稳定的乳状液和分散体系,使油污、颜料 等物质在水中均匀分散。
表面活性剂的环境污染问题
生态毒性
表面活性剂可能对水生生物产生毒性作用,影响其生 长和繁殖。
持久性污染
部分表面活性剂不易降解,可在环境中长期积累,造 成持久性污染。
富营养化
表面活性剂中的磷、氮等元素可促进水体中藻类的生 长,导致水体富营养化。
表面活性剂的安全性评价
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急性毒性评价
评估表面活性剂对生物体的急性毒性,通常采用 半致死浓度(LC50)等指标。
促进吸收
表面活性剂能够促进液体对固体表面 的吸收,有助于提高涂层和粘附的效 果。
03
表面活性剂的应用
洗涤剂
洗涤剂是表面活性剂的重要应用领域之一,表面活性剂能够降低水的表面张力,使 油污和污渍更容易被去除。
洗涤剂中的表面活性剂能够通过吸附在油污和污渍上,将其从衣物或器皿上彻底清 洁掉。
表面活性剂介绍
表面活性剂的分类
01
按化学结构分类
阴离子型、阳离子型、非离子型和 两性离子型等。
按应用分类
洗涤剂、化妆品、食品工业、医药、 农药等专用表面活性剂。
03
02
按来源分类
天然表面活性剂和合成表面活性剂。
表面活性剂能够降低固体表面与液体的接 触角,提高固体表面的润湿性,有利于物 质的分离和制备。
在泡沫体系中,表面活性剂可以控制泡沫 的大小和稳定性,发泡和消泡在日化、食 品、医药等领域有广泛应用。
03
表面活性剂的应用领域
工业清洗
总结词
表面活性剂在工业清洗中发挥重要作用,能够降低水的表面张力,使污渍和油 脂更容易被去除。
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石油工业
总结词
表面活性剂在石油工业中用于提高采收率和油水分离效果。
详细描述
表面活性剂能够降低油水界面张力,改善原油的流动性,提高采收率。同时,它 们在油水分离过程中发挥重要作用,能够将水和原油有效分离,提高油品质量和 产量。
食品工业
总结词
表面活性剂在食品工业中用于食品加工、乳化、增稠和稳定食品体系。
04
表面活性剂的发展趋势与展望
新材料与新技术的应用
纳米材料的应用
表面活性剂在纳米材料制备中发 挥重要作用,如纳米颗粒、纳米 纤维和纳米膜等。
高分子材料的应用
高分子表面活性剂在胶束、乳液 、微乳液等领域具有广泛应用, 可提高材料的性能和稳定性。
绿色环保与可持续发展
生物可降解表面活性剂
随着环保意识的提高,生物可降解表 面活性剂成为研究热点,如脂肪酸酯 、烷基多糖苷等。
表面活性剂新型应用
表面活性剂新型应用摘要表面活性剂已经广泛应用于日常生活、工农业及高新技术领域。
表面活性剂是当今世界最重要的工业助剂,其应用已渗透到几乎所有的工业领域,被誉为“工业味精”。
在许多行业中表面活性剂起到画龙点精的作用;作为最重要的助剂常能极大地改进生产工艺和产品的性能。
随着科技的不断发展,表面活性剂也在不断的更新,表面活性剂源自肥皂,发展到今天已经发展成为了一门单独的学科进行其研究。
它的应用已得到了相应的推广,应用领域不断的再扩大,在工业化的现代社会生产中,表面活性剂不断的体现了自身的应用价值,下面主要介绍了它在现代农业技术领域、生物工程和医药技术领域、新能源与高效节能技术领域等新领域的应用。
关键字:表面活性剂;农业;新能源;悬浮剂;分散剂1表面活性剂1.1表面活性剂的概念既然说道至表面活性剂的应用领域,那么首先必须晓得表面活性剂的定义,我们通常就是这样定义:凡是在低浓度下溶解于体系的两相界面上,发生改变界面性质并明显减少界面能够并通过发生改变界面状态,从而产生润湿与反华润湿,乳化与破乳,腹满与消泡以及在较为高浓度下产生配线的物质称作表面活性剂。
表面活性剂是一类具有一定功能特性的化合物,是一类专用化学品。
它通常不作为最终制品或商品直接与使用者或消费者见面,而是作为最终制品或某种商品的一个重要组分加入以应用。
由表面活性剂可以配制多种最终制品或商品,如洗涤剂、润湿剂、渗透剂、乳化剂、破乳剂、消泡剂、分散剂等。
这些制品或商品是按一定的配方调制的产品,其必要组分是表面活性剂,出表面活性剂外,还有助剂、促进剂,其配方的目的是提高表面活性剂的功能。
1.2结构特点表面活性剂之所以能够在界面上溶解,发生改变界面性质,减少界面张力,主要就是由分子结构所同意的。
表面活性剂分子具备不对称性,它涵盖对水由亲和性的极性基团和对油存有亲和性的非极性的基团――烃链。
这样在一个分子中既有亲油基,又存有和亲水基,即为形成了表面活性剂分子的两亲性。
新型表面活性剂-烷基糖苷
《材料表面与界面》课程论文题目:新型表面火性剂——烷基糖苷学生姓名:葛影学号:1121416033专业: M11材料科学与工程所在学院:金陵科技学院龙蟠学院日期:2012年5月18日新型表面活性剂—烷基糖苷葛影1121416033摘要:烷基糖苷是一种新型的非离子型表面活性剂,与其它表面活性剂相比,它具有配伍性好,对皮肤刺激性小、毒性低,生物降解性好等优点。
以淀粉为主要原料合成烷基糖苷。
不仅成本低,而且无污染,符合现代环境保护的要求。
本文介绍了烷基糖苷的合成方法、主要性能和用途。
关键字:烷基糖苷合成方法性能应用1 引言烷基糖苷(APG)是20世纪90年代开发出的一类基于淀粉的新型绿色非离子表面活性剂。
它具有以下突出优点:①表面活性高(表面张力低)、润湿能力强、去污能力强、泡沫丰富细腻且稳定,与其他表面活性剂合用时显示出明显的协同效应,配伍性能极佳;②在浓度很高的酸、碱和盐溶液中仍有较高的溶解度,无浊点和胶凝现象;③毒性小,对皮肤刺激不大,且生物降解完全,符合环保理念;④属可再生资源,可以弥补天然油脂资源的不足和解决石油资源日渐枯竭带来的各种弊端。
因此,它将是下一代新型表面活性剂最有希望的品种之一,是绿色表面活性剂领域中真正能称得上“世界级”的唯一品种。
2 烷基糖苷的结构与性能2.1烷基糖苷的结构烷基糖苷是糖类化台物和高级醇的缩合反应产物, 其结构式为:式中: R为C8-C10的烷基,n为平均聚合度。
当R< C8时,烷基糖苷的性能不佳,而R为= C8-C16时,其性能优良。
2.2 烷基糖苷的性能2.2.1物理性状纯的烷基多苷一般为白色粉末,它与玻璃体相似,没有明确的熔点,从软化点开始到流动点有一个较宽的熔程。
对于烷基单苷而言,软化点随烷链增长而提高。
实际工业生产所得的烷基多苷都为混合物,并根据精制情况不同可分为浅色、淡黄色乃至棕色吸湿性固体。
烷基多苷一般溶解于水,但难溶解于一些常见的有机溶剂。
表面活性剂的类型
含氟表面活性剂的分子结构中含有一氟或多氟基团,这些基 团的存在使得含氟表面活性剂具有极佳的表面活性和化学稳 定性。它们广泛应用于石油、化工、制药、电子等领域,作 为清洁剂、乳化剂、分散剂等。
高分子表面活性剂
要点一
总结词
高分子表面活性剂是一类具有高分子量和高表面活性的物 质,具有优异的分散性、增稠性和稳定性等特点。
的水溶性和生物相容性。
氨基酸型表面活性剂在低浓度下 即可显著降低水的表面张力,具 有较好的润湿、乳化、分散和泡
沫性能。
常见的氨基酸型表面活性剂有甘 氨酸、丙氨酸等。
05
其他表面活性剂
含氟表面活性剂
总结词
含氟表面活性剂是一种具有优异性能的表面活性剂,具有高 表面活性、低表面张力、良好的化学稳定性和热稳定性等特 点。
硫酸盐类
烷基硫酸酯盐
如十二烷基硫酸钠(SDS),具有良 好的发泡、去污和乳化性能,常用于 洗涤剂、化妆品和农药等领域。
脂肪醇硫酸酯盐
如月桂醇硫酸钠(SLS),具有较好的 去污和发泡性能,常用于洗发水、沐浴 露等领域。
磺酸盐类
烷基磺酸盐
如十二烷基磺酸钠(SDS),具有较好的去污和乳化性能,常用于洗涤剂、农 药等领域。
04
两性表面活性剂
咪唑啉型
咪唑啉型表面活性剂是一种两性表面活性剂,其分子结构中同时含有阳离子和阴离 子,具有较好的水溶性和生物相容性。
咪唑啉型表面活性剂在低浓度下即可显著降低水的表面张力,具有较好的润湿、乳 化、分散和泡沫性能。
常见的咪唑啉型表面活性剂有十二烷基二甲基咪唑啉、十六烷基二甲基咪唑啉等。
季铵盐型
总结词
季铵盐型阳离子表面活性剂是一种高效 、低毒、生物降解性好的阳离子表面活 性剂。
表面活性剂的应用和发展
特种表面活性剂
特种表面活性剂
特种表面活性剂是指具有特定应用性能的表面活性剂,如高泡性、低泡性、 耐硬水性等。有机硅表面活性剂是一种重要的特种表面活性剂,其具有独特的性 能,如高表面活性、低毒性、良好的生物降解性和优异的热稳定性等。这些特点 使得有机硅表面活性剂在个人护理、建筑、工业清洗等领域中得到了广泛的应用。
参考内容
引言
引言
表面活性剂是一类能够降低表面张力、改变界面性质的化学物质。特种表面 活性剂和功能性表面活性剂是其中两个重要的类别。有机硅表面活性剂作为一种 重要的特种表面活性剂和功能性表面活性剂,在许多领域中发挥着广泛的应用。 本次演示将重点介绍有机硅表面活性剂和有机硅功能性表面活性剂的特点和应用 场景。
2、提高液体分散性
2、提高液体分散性
表面活性剂可以降低液体的表面张力,从而提高液体的分散性。在纺织、涂 料和制药等领域中,这一特点可以被用来提高原料的分散性,从而达到更好的混 合和分散效果。
3、乳化和稳定作用
3、乳化和稳定作用
表面活性剂可以作为乳化剂和稳定剂,帮助不同性质的液体混合,形成稳定 的乳液体系。在化妆品和制药等领域中,这一特点可以被用来制备稳定的乳液体 系,从而提高产品的稳定性和使用效果。
一、表面活性剂的应用领域
1、纺织
1、纺织
在纺织工业中,表面活性剂主要用于织物染色、柔顺整理以及纤维保护。通 过使用表面活性剂,可以提高染料的溶解度,从而达到更好的染色效果。此外, 表面活性剂还可以降低纤维表面的摩擦系数,使织物更加柔软、光滑,提高穿着 舒适度。
2、涂料
2、涂料
在涂料中,表面活性剂主要起到润湿、分散、乳化等作用。它们可以帮助颜 料和填料在涂料中更好地分散,提高涂料的稳定性和涂膜的性能。此外,表面活 性剂还可以降低涂料的表面张力,使其更好地润湿和铺展在基材上,提高涂层的 附着力。
35种常用表面活性剂
6135 种常用表面活性剂1,低泡洗涤剂用表面活性剂 XP\XL 系列一、产品组成:异构十碳醇的聚氧乙烯醚结构为:RO(CH2CH2O)xHR = C10H21x = 3, 5, 7, 8, 9, 10, 14二、用途 该系列产品为低泡洗涤剂产品用单体,泡沫低、具有良好的洗净性能。
用户可根据产品浊点不同来选择,满足配制需要。
洗涤性好;浊点低,消泡、抑泡性好。
三、 包装及储运 铁桶包装,每桶净重200kg 。
运输时注意轻装、轻卸、防淋,储存于阴凉、通风干燥处,储存期1年,一年后复检合格仍可使用。
供应商:巴斯夫化学2,13碳异构醇醚TO 系列一、TO 类型是非离子表面活性剂,由饱和的十三碳异构醇加工而成。
用于清洗、去污的非离子表面活性剂,也可用于相关的化学及工业领域,对环境无毒害。
结构式:RO(CH 2 CH 2 O)x HR = iso-C 13 H 27x = 3, 5, 6, 6.5, 7, 8, 10, 12, 15 或20 数字代号指示乙氧化程度。
二、Lutensol TO 类型属于非离子表面活性剂, 主要应用于清洁,清洗行业,也适用于其它相关的化学及工业领域,具有优秀的表面活性。
在清洁、净洗领域的应用涉及家庭、工业及公共设施。
由于是非离子表面活性剂,Lutensol TO 类型产品能够和其它非离子、阴离子和阳离子活性剂及助剂复配使用,并与烷基磺酸盐等产品有良好的兼容性。
三、包装及储运 镀锌铁桶或塑料桶包装,每桶净重200kg 。
运输时注意轻装、轻卸,储存于阴凉、通风干燥处,储存期1年。
一年后,复检合格仍可使用。
供应商:巴斯夫、陶氏化学、沙索表面活性剂3,蓖麻油聚氧乙烯醚系列一、 产品组份 蓖麻油与环氧乙烷的加成缩和物。
二、结构式:RO —(CH2CH2O )m —OH ,R=蓖麻油三、质量指标项 目 EL-10 EL-20 EL-30 EL-40外 观 淡黄色液体 淡黄色液体 淡黄色粘稠液体 淡黄色液体至膏状物 羟值(mgKOH/g ) 55—60 90—100 70—80 58—68酸值(mgKOH/g) ≤2 ≤2 ≤1.0 ≤1.062浊点(1%水溶液) -- -- -- ≥85PH(1%水溶液) 5—7 5—7 5—7 5—7水份(%) ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5四、用途 本品为淡黄色透明油状液体,溶于乙醇、油酸、矿物油、甲乙酮、三氯乙烯,部分溶于硬脂酸丁酯、花生油,可分散于水中,耐硬水、酸和无机盐,具有优良的乳化、抗静电性能。
新型表面活性剂
新型表面活性剂摘要近年来,特别是20世纪90年代以来,一些具有特殊结构的新型表面活性剂被相继开发。
它们有的是在普通表面活性剂的基础上进行结构修饰(如引人一些特殊基团),有的是对一些本来不具有表面活性的物质进行结构修饰,有些是从天然产物中发现的具有两亲性结构的物质,更有一些是合成的具有全新结构的表面活性剂。
这些表面活性剂不仅为表面活性剂结构与性能关系的研究提供了合适的对象,还具有传统表面活性剂所不具备的新性质,特别是具有针对某些特殊需要的功能。
本文简述了今年来新型表面活性剂的合成制备,介绍新一代表面活性剂的性能。
关键词新型表面活性剂合成性能引言表面活性剂具有吸附于物质表面,使其表面性质发生变化的特性,它的分子构造由亲水基和憎水基两部分组成,通常的表面活性剂几乎全是分子量为数百(300左右)的低分子量物质。
高分子表面活性剂是指那些分子量在数千以上并具有表面活性功能的高分子化合物。
随着高分子化学工业的迅速发展,各种具有表面活性的高分子化合物引起了人们广泛注意。
最早的高分子表面活性剂有淀粉、纤维素及其衍生物等天然水溶性高分子化合物[1]。
1951年Stauss将含有表面活性基团的聚合物--- 聚l-十二烷-4-乙烯吡啶溴化物命名为聚皂[2],从而出现了合成高分子表面活性剂。
1954年,美国Wyandotte公司发表了聚(氧乙烯-氧丙烯)嵌段共聚物作为非离子高分子表面活性剂的报道以后,各种合成高分子表面活性剂相继开发并应用于各种领域。
与常用的低分子表面活性剂相比,高分子表面活性剂降低表面张力的能力差,成本偏高,始终未能占据表面活性剂领域的优势。
近十余年来由于能源工业(强化采油、燃油乳化、油/煤乳化)、涂料工业(无皂聚合、高浓度胶乳)、膜科学(仿生膜、LB膜)的需要,高分子表面活性剂研究有了新的进展,得到了性能良好的氧化乙烯、硅氧烷共聚物、乙烯亚胺共聚物、乙烯基醚共聚物、烷基酚、甲醛缩合物、氧化乙烯共聚物等品种。
新型生物表面活性剂-槐糖脂(sophorolipid)
新型⽣物表⾯活性剂-槐糖脂(sophorolipid)⽣物表⾯活性剂,是微⽣物在⼀定条件下代谢过程中分泌出的具有⼀定表⾯活性的代谢产物,如糖脂,多糖脂,脂肽或中性类脂衍⽣物等。
槐糖脂(sophorolipid)是由假丝酵母菌以糖和植物油为碳源,经⼀定条件的发酵⼯艺产⽣的⼀种糖脂类⽣物表⾯活性剂。
槐糖脂是⼀种环境友好、⽆毒、⽆污染的⽣物表⾯活性剂,不仅可以⽤于⾷品⼯业、环境保护等领域,并且在医学和免疫学上也有⼴泛的应⽤价值,具有抗炎、抗肿瘤、抗病毒的作⽤。
最新研究表明,槐糖脂也可应⽤于纳⽶技术中,作为昂贵材料的原材料,有很好的应⽤前景。
西宝⽣物作为⽣物新材料领域综合供应商,⼤量供应各种规格槐糖脂,质量保证,量⼤从优,咨询订购电话:400-021-8158。
⼀、槐糖脂介绍:槐糖脂由亲⽔性的槐糖( 2 个葡萄糖分⼦以β-1,2糖苷键结合) 和疏⽔性的饱和或不饱和的长链ω-( 或ω-1) 羟基脂肪酸两部分构成。
不同结构的槐糖脂具有不同的理化性质。
槐糖脂主要两种类型: 内酯型和酸型。
⼯业化⽣产的槐糖脂⼀般为混合结构产品,因发酵过程的不确定性,每批次的产品组成都会略有差异。
如果经过提纯处理,也只是酸型和内酯型两类分开,除试剂⽤途外,通常很少有单⼀结构产品。
⼆、槐糖脂应⽤⼯业品的槐糖脂是各种构型的混合物,主要分为酸型和内酯型。
其可将⽔的表⾯张⼒降⾄30~40mN/m,与其他成份进⾏复配后的驱油产品可将界⾯张⼒降低到10-3甚⾄10-4mN/m,其临界胶束浓度为40-100mg/L,远远低于⼀般的化学表⾯活性剂。
槐糖脂在120的⾼温条件下、⾼盐条件下其表⾯活性不受影响。
另外,槐糖脂具有100%的可降解性,不会对⽯油、储层等带来⼆次污染,在⽯油⽣产过程中可以减少化学品⽤量;不带来⼆次污染,减轻污⽔处理压⼒,降低环保成本。
2农作物在⽣产过程中会⼤量使⽤农药,农药⼤多组分是亲脂性的,所以会⽤到⼤量的乳化剂,以保证产品稳定和利于喷施使⽤。
表面活性剂的性能与应用
3、乳化性
表面活性剂具有乳化作用,可以将两种或多种不混溶的液体混合在一起,形 成稳定的乳状液。乳状液在化妆品、制药和工业领域中被广泛应用,例如乳化香 料、制作乳液和悬浮液等。然而,表面活性剂的选择和用量不当可能影响乳状液 的稳定性,甚至导致乳状液分层或破业领域
在工业领域,表面活性剂被广泛应用于石油、化工、制药、纺织等行业。例 如,在石油工业中,表面活性剂可以降低井壁和钻具的表面张力,提高石油的采 收率。在纺织工业中,表面活性剂可以用作织物柔软剂、抗静电剂和防水剂等, 提高织物的性能和舒适度。
2、润湿性
表面活性剂可以改变液体在固体表面上的润湿性质,使其更容易附着在固体 表面上。在涂料、化妆品和制药行业中,润湿性是评估产品质量的重要指标之一。 通过添加表面活性剂,可以改善产品的润湿性,从而提高其附着力和渗透性。然 而,过强的润湿性可能导致液体在固体表面上的过度铺展,甚至引起液体在固体 表面的聚集。
2、制药领域
在制药领域,表面活性剂是一种重要的辅料和药物载体。它们可以改善药物 在体内的吸收和分布,提高药物的生物利用度和疗效。例如,聚山梨酯类表面活 性剂可以作为药物载体,将难溶性药物包裹成胶束,增加药物在体内的溶解度和 吸收率。
3、化妆品领域
在化妆品领域,表面活性剂主要用于洗涤剂、润肤剂、化妆品和口腔卫生用 品等。它们可以改善产品的性能、提高使用效果和舒适度。例如,月桂醇硫酸酯 钠是一种常用的洗涤剂表面活性剂,具有优良的洗涤和润湿性能,被广泛应用于 洗发水、沐浴露和洗涤剂等产品中。
三、未来发展方向
随着科技的不断进步和创新,表面活性剂的发展趋势和应用前景日益广阔。 未来,表面活性剂将更多地朝着环保、高效、多功能方向发展。新型的表面活性 剂如阳离子型、两性离子型和生物降解型等将逐渐取代传统非离子型和阴离子型 表面活性剂,以满足日益严格的环保和安全要求。
特种表面活性剂和功能性表面活性剂(Ⅰ)——含氟表面活性剂的研究进展与发展趋势
他表 面活 性 剂 所 没 有 的 一 些 特 性 ,常 被 概 括 为 “ 三 高” “ 、 两憎 ”,即高表 面活 性 、高 耐热 稳 定性 及 高化 学 稳定 性 ;它 的含 氟 烃基 既憎 水又 憎油 。
d s d a tg swe e d s r e n d t i T e a p ia in f f o o a b n s r ca t i er l u i d s y, ia v n a e r e c b d i ea l h p l t s o l r c r o u f t n s n p toe m n u t i . c o u a r i f e —f h i g, b o d cn t a r ic s e . F t r e e o me t te d o h s k n f s r ca t wa r i t g n i me ii e e lwe e d s u s d u u e d v l p n r n ft i i d o u f tn s a p o p ce . r s e t d
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含 氟 表 面 活 , 剂 的 研 究 进 展 与 发 展 趋 势 陡
刘 家胜 ,徐 宝财 ,程 杰成 ,吴军政 。
(.北京工商大学 化学与环境工程 学院,北京 103 ; .大庆油田有限责任公司 ,黑龙江 大庆 135 ) 1 007 2 643
摘要 :简要介绍 了含氟表 面活性剂 的结构 、性质和分类 ,详细 阐述 了 目前工业生产含 氟表 面活性剂的 3种合成 方法 以
Ke r y wo ds: f r c r o u fc a s s n h ss; a l a in; d v lpme t l uo o a b n s ra tnt ; y t e i pp i t c o e eo n
化妆品中的表面活性剂选择与应用
化妆品中的表面活性剂选择与应用表面活性剂是一种常见的化学物质,广泛应用于化妆品行业。
它们能够改善化妆品的稳定性、增加产品的质感和触感,并提供必要的功能性。
本文将探讨化妆品中表面活性剂选择的重要性,并介绍几种常用的表面活性剂及其应用。
一、表面活性剂的作用和选择原则表面活性剂作为化妆品中的一个重要组分,具有以下作用:1. 清洁作用:表面活性剂能够与水和油相结合,将油脂和污垢从皮肤表面或头发中洗净。
2. 乳化稳定作用:表面活性剂可以使油水混合物形成乳液,使化妆品更加稳定,易于使用和保存。
3. 赋予质感作用:表面活性剂可以改善产品的质感,提供丝滑、柔软等触感。
4. 渗透促进作用:一些表面活性剂具有渗透和加速化学反应的作用,可以增加其他功能性成分的渗透性。
在选择表面活性剂时,需要考虑以下原则:1. 安全性:表面活性剂要符合安全合规要求,不对人体造成危害。
2. 兼容性:表面活性剂应与其他成分相容,不影响化妆品的稳定性和效果。
3. 功能性:表面活性剂应具备期望的清洁、乳化、稳定等功能。
4. 环境友好性:优先选择生物降解性好、环境影响小的表面活性剂。
二、常用的表面活性剂及其应用1. 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂具有良好的洗净和消毒能力,广泛应用于洗发水、护发素和护肤品中。
它们能够使头发更加柔软、顺滑,并具备一定的抗静电效果。
然而,部分阳离子表面活性剂可能会留下残留物,对皮肤和头发造成刺激,因此需要谨慎选择使用。
2. 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂是化妆品中最常用的表面活性剂之一,具有良好的洗净能力、泡沫丰富和稳定性。
它们广泛应用于洗面奶、沐浴露和洗涤剂等产品中。
阴离子表面活性剂可以溶解脂质和去除油脂,但有时会给皮肤带来干燥的感觉,因此需要在配方中搭配保湿剂以减轻其干燥效果。
3. 非离子表面活性剂非离子表面活性剂常用于洗面奶、洗发水等产品中,具有良好的温和性和抗刺激性。
由于非离子表面活性剂不带电荷,所以对皮肤和头发的刺激较小。
各类表面活性剂特性
• (1) 优异的杀菌性(主要是季胺盐类)。杀菌 能力主要决定于它对细胞的渗透性和对蛋白质 的沉淀能力。
• (2) 容易吸附于一般固体表面。这主要是由于 水介质中的固体表面(固-液界面)一般是负 电性,如硅胶、活性炭等,所以正表面活性离 子容易被吸附在固体表面上于是有了某些特殊 用途。
H CH2OOHH H O OH H O R
H OH n
4、两性离子型表面活性剂 (1)有较强的耐酸、耐碱性。 (2)有一定的杀菌性和抑霉性。 (3)有良好的乳化性和分散性。 (4)与其他类型表面活性剂有良好的配伍性,
在一般情况下会产生协同增效效应。
(5)可以吸附在带负电荷或正电荷的物质 表面上,而不生成憎水薄层,因此有很 好的润湿性和发泡性。
水溶液中ch和离子型表面活性剂相反聚氧乙烯链的非离子型表面活性剂一般在温度低时易溶解于水中成为澄清的溶液温度升高到一定程度后对每一个表面活性剂不同表面活性剂将在水中浑浊析出分层
• (4) 阴离子表面活性剂在水中的溶解度随温度 变化与一般无机盐有些相似,即随温度升高而 增大;但有一个特点,即溶解度随温度的变化 存在明显地转折点,这一点的突变温度称为克 拉夫特点(Krafft Point)。
O CH2 CH2 CH2
O CH2 CH2
O
O
O
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH2 O
CH2 CH2 O
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
O
O
O
• (b)婉曲形 (水溶液中)
• 和离子型表面活性剂相反,聚氧乙烯 链的非离子型表面活性剂一般在温度低 时易溶解于水中成为澄清的溶液,温度 升高到一定程度后(对每一个表面活性剂 不同),表面活性剂将在水中浑浊、析出、 分层。其产生的原因是非离子表面活性 剂溶于水时,水分子以氢键与聚氧乙烯 醚的氧原子连结,此时水分子的氢原子 连到醚键氧原子的“自由电子对”上。 通过羟基和醚键中的氧原子与水形成氢 键而溶于水,故亲水性不强。
新型表面活性剂Genapol EC 50在自动洗碗机中的应用
随着年轻一代生活方式的改变以及消费升级的大环境,自动洗碗机在中国市场保持着快速上升趋势。
同时得益于领先制造商对洗碗机领域创新的关注,国内厂商不断设计推出更适合中国市场的小型洗碗机,如适用于有限空间的厨房用小型桌面洗碗机,进一步扩大了自动洗碗机的市场接受度及普及率。
洗碗机的逐渐普及也促进了洗碗机专用洗涤剂的消费,如图1所示,2019年中国自动洗碗机用洗涤剂销售额达到4.5亿人民币,相较于2018年增长约20%。
目前这一细分市场以进口品牌为主,给市场带来了欧美前沿清洁技术。
同时笔者也看到了许多新兴国内品牌开始涉足自动洗碗机用洗涤剂市场,基于中国消费者深层次的需求理念,开发更适合中国市场的洗涤剂产品。
消费者对于自动洗碗机的使用述求,主要包括以下几点:(1)使用便利,多效合一产品让自动洗碗机黄 立 张祎璐(科莱恩化工(中国)有限公司,上海,200335)摘 要:研究了机洗洗碗粉、含聚醚的洗碗粉及含Genapol EC 50的洗碗粉对餐具洗后光亮度以及残水干燥速度的影响,测试结果显示,Genapol EC 50应用于机洗清洗剂能有效提升餐盘洗后光亮度,加速餐盘干燥。
关键词:自动洗碗;餐具光亮度;餐具快干剂中图分类号:TQ658.8 文献标识码:A 文章编号:1672-2701(2020)09-91-04作者简介:黄立,硕士,主要从事工业清洗及家居护理产品研发。
E-mail: allen.******************。
的使用更加方便;(2)可持续发展,可持续发展是消费者以及化工从业人员设计开发化工产品的不变追求;(3)餐具经自动洗碗机清洗后,充分洗净,光亮如新;(4)餐具经自动洗碗机清洗后,餐具表面无水珠聚集,快速干燥。
随着自动洗碗机在国内市场的普及,相应的配套洗涤剂产品也应势而生,根据功能不同,机洗产品种类见表1。
表2显示了自动洗碗机用洗涤剂的成分。
在这图1 中国自动洗碗机用洗涤剂用量60050040030020010060.050.040.030.020.010.00.02016 2017 2018 2019 2020销售额/(百万元 )增长率/%终端市场销售额 增长率些成分中,大部分与清洗效果直接相关。
新型表面活性剂Gemini性能和其研究进展
文献综述题目:新型表面活性剂Gemini性能及其研究进展姓名:XXX学号:XXXXXXXXX专业:有机化学二零一二年十二月一日新型表面活性剂Gemini性能及其研究进展摘要Gemini是一种新型表面活性剂,它以联结基团联结在头基或靠近头基处,使得表面活性剂的表面活性大幅度提高。
与一般的表面活性剂相比, Gemini表面活性剂是概念上的突破,被誉为新一代的表面活性剂。
本篇综述详细介绍了Gemini表面活性剂的性能以及研究进展。
关键词Gemini;双子;联结基团;高表面活性传统表面活性剂分子中只有1 个亲水基和1 个亲油基,由于这种表面活性剂疏水链之间的缔合作用,离子头基间电荷斥力和水化作用引起的分离作用存在平衡,使得它们在界面或分子聚集体中不能更紧密排列,因而降低表面张力的能力有限。
近年,一种新型表面活性剂引起重视,即用化学键将2个或2 个以上的相同或不同的两亲成分联结起来,成为具有多个亲水基和多个疏水长链的表面活性剂,统称为多聚表面活性剂,其中以二聚体研究较多。
由于该类表面活性剂的亲水基团是以共价键结构连接,可实现亲水基之间的更紧密排列,因而具有更高的表面活性,同时还有许多特殊性能。
1结构和性能1.1 Gemini表面活性剂特殊结构示于图1[1]Gemini表面活性剂的疏水基有两类:一类为纯碳链,另一类是碳链中有其它基团如酯基、酰胺基、氟等。
亲水基可以是阳离子型(主要是季铵盐),阴离子型(主要有羧酸盐、磷酸酯盐、磺酸盐及硫酸酯盐),非离子型(主要是多羟基和环氧甲烷缩合基团)。
1.2 Gemini表面活性剂优良性能Gemini表面活性剂由于其特殊结构,有许多传统表面活性剂所不具备的特性[2~3],现列举如下:①易吸附在气液表面,从而更有效地降低表面张力。
②极易聚集成胶团,cmc 值比传统表面活性剂溶液低。
③具有较低的表面活性剂应用温度下限(Krafft点) 。
④具有优良的润湿性,洗涤去污能力强。
⑤与传统非离子型表面活性剂复配时产生更大的协同效应,可大幅度降低体系的表(界)面张力。
新型表面活性剂Gmini
4.相转移催化剂
1971年,Bunton等将Gemini阳离子表面活性剂(C16一4一C16,2Br‘和C16一4一C16,2Br- ) 应用于水解反应,发现该类表面活性剂的催化效率是其相应单体表面活性剂的2一5倍;并且所 需Gemini阳离子型表面活性剂的催化浓度更低。Bunton等还将C16一s一C16,ZBf应用于催化 6一硝基苯氧氮杂茂一3一羧酸盐脱梭反应。在研究正十二烯在水/有机溶剂中的氢甲酞化反 应时,Chen等I’“2]发现:与相应的单体表面活性剂相比(C16一s一C16,2Br-,s=2,4,6)更有效的提 高反应的选择性和反应速度。由于Gemini阳离子型表面活性剂具有较低的CMC,在较低的浓 度下就能够形成聚集体,对正十二烯的增溶能力更强,有利于反应物分子传输到两相反应界面, 从而更有效地降低相转移的自由能。Qiu等在研究2,4一二硝基氯代苯碱性条件下水解时发现, 在浓度较低时(<5mM), C12一4一C12,2Br与C12TAB的催化机制相似,但当表面活性剂的浓度 大于5mM时, C12一4一C12,2Br-的催化效率比其相应的单体表面活性剂高许多。Liu等以C16一 3一C16,2Br‘的水溶液为反应介质合成纳米材料一银丝,能够制备平均直径为30纳米、长度为 几到十几微米的高质量的银丝。
目前对Gemini非离子表面活性剂的研究报道相对较少,亲水基团主要为聚氧乙烯链和 糖基。
4.4Gemini两性离子表面活性剂和杂双子表面活性剂的合成
由于在合成方面存在一定难度,目前这两类Gemini表面活性剂的研究报道相对较
少,但这两类Gemini表面活性剂具有更独特的性能,也具有潜在的应用价值。
5.Gemini表面活性剂的应用
1、微乳燃料。
“微乳状液是一个由水、油和两亲物质(分子)组成的、光学上各相同性、 热力学上稳定的溶液体系”,在外观上呈透明和半透明状。1943 年,苏尔曼 (Schulman)和霍尔(Hoar)首次报道了这一分散体系。这种分散体系,可 以是油分散在水中(O/W型),也可以是水分散在油中(W/O型)。分散相的 质点为球形,但半径非常小,通常为 10~100nm(0.01~0.1μm)范围。在相当 长的时间内,这种体系分别被称为亲水的油胶团(hydrophilic oleomicelles) 和亲油的水胶团(oleophilic hydromicelles),亦称为溶胀的胶团或增溶的胶 团。直到 1959 年,Schulman等人才首次将上述体系称为“微乳状液”或“微 乳液(microemulsion)。于是“微乳液”一词正式诞生[2]。
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新型表面活性剂和功能性表面活性剂近年来,特别是20世纪90年代以来,一些具有特殊结构的新型表面活性剂被相继开发。
它们有的是在普通表面活性剂的基础上进行结构修饰(如引人一些特殊基团),有的是对一些本来不具有表面活性的物质进行结构修饰,有些是从天然产物中发现的具有两亲性结构的物质,更有一些是合成的具有全新结构的表面活性剂。
这些表面活性剂不仅为表面活性剂结构与性能关系的研究提供了合适的对象,还具有传统表面活性剂所不具备的新性质,特别是具有针对某些特殊需要的功能。
在此介绍Gemini型表面活性剂、Bola型表面活性剂、可解离型表面活性剂、冠醚类表面活性剂、反应型与鳌合型表面活性剂和生物表面活性剂。
Gemini表面活性剂Gemini表面活性剂是一类带有两个疏水链、两个亲水基团和一个桥连基团的化合物。
类似于两个普通表面活性剂分子通过一个桥梁连接在一起,分子的形状如同连体的孪生婴儿。
与传统的表面活性剂相比,Gemini表面活性剂具有很高的表面活性,其水溶液具有特殊的相行为和流变性,而且其形成的分子有序组合体具有一些特殊的性质和功能,已引起学术界和工业界人士的广泛兴趣和关注。
Gemini表面活性剂的结构类型迄今为止,阳离子Gemini表面活性剂已有季铵盐型、吡啶盐型、胍基型;阴离子型Gemini 表面活性剂有磷酸盐型、硫酸盐型、磺酸盐型及羧酸盐型;非离子型Gemini表面活性剂出现了聚氧乙烯型和糖基型,其中糖基既有直链形的,又有环形的。
从疏水链来看,由最初的等长的饱和碳氢链型,出现了碳氟链部分取代碳氢链型、不饱和碳氢型、醚基型、酯基型、芳香型以及两个碳链不等长的不对称型。
Gemini表面活性剂的连接基团的变化最为丰富,连接基团的变化导致了Gemini表面活性剂性质的丰富变化。
连接基团可以是疏水的、也可以是亲水的,可以很短,也可以很长,可以是刚性的,也可以是柔性的。
前者包括较短的碳氢链,亚二甲苯基、对二苯代乙烯基等,后者包括较长的碳氢链、聚氧乙烯链、杂原子等。
从反离子来说,多数Gemini表面活性剂以溴离子为反离子,但也有以氯离子为反离子的,也有以手性基团(酒石酸根、糖基)为反离子的,还有以长链羧酸根为反离子的。
近年来又一出现了多头多尾型Gemini表面活性剂,它们的出现为 Gemini表面活性剂大家族增添了新的成员。
Gemini表面活性剂的性质与普通表面活性剂相比,Gemini表面活性剂具有极高的表面活性,不同种类Gemini表面活性剂的性质差别较大,Gemini表面活性剂的连接基用化学键将两个离子头基连接起来,减少了具有相同电性的离子头基间的静电斥力以及头基水化层的障碍,促进了表面活性剂离子的紧密排列。
因此,与传统的表面活性剂相比,Gemini 表面活性剂具有很高的表面活性,主要表现在下述五个方面:与传统表面活性剂相比,Gemini表面活性剂更易吸附在两相界面上。
其吸附能力相当于传统表面活性剂的10-1000倍,这表明在表面活性剂应用的各个领域,Gemini表面活性剂远比传统表面活性剂高效。
比如,在降低溶液的表面张力、发泡或乳化等方面(要达到相同的目的所需的)Gemini表面活性剂的效率和能力都比传统表面活性剂要强得多。
Gemini表面活性剂具有较低的临界胶束浓度(cmc ),仅相当于传统表面活性剂的0.01-0.10。
这说明它们引起皮肤刺激性的可能性要小得多。
这是因为刺激皮肤的是未胶束化的单个表面活性剂分子,而小的cmc值意味着溶液中单个表面活性剂分子的个数很少。
同时,小的cmc值也说明Gemini表面活性剂的增溶性好于传统表面活性剂。
这是因为增溶现象只有在体系达到或超过cmc值时才发生。
所以与传统表面活性剂不同。
Gemini 表面活性剂溶液能有效地溶解适量的申苯、己烷、水不溶性表面活性剂、颜料和涂料、脂质体等碳氢化合物。
与常规表面活性剂相比,Gemini表面活性剂的亲油基团在界面上排列得更紧凑,当两个亲水基之间的连接基只有4个碳原子或更少时,这种现象尤为明显。
这就使得其在界面上产生了一层自默性薄膜。
它在气液界面意味着能有效降低界面张力,形成更稳定的泡沫;在液液界面意味着可形成稳定的乳状液。
在固液界面意味着更稳定的固体分散。
对离子型Gemini表面活性剂而言,其离子头基带有两倍的电荷。
这意味着固体小颗粒能稳定地分散并悬浮在水中,和其他类型表面活性剂之间可能存在更强的相互作用。
由于一种表面活性剂与其他表面活性剂的协同作用在很大程度上取决于两种表面活性剂的亲水基团间相互作用的强度,这说明Gemini表面活性剂与其他表面活性剂之间更有可能存在协同作用。
如果协同作用确实存在,则意味着这种协调作用很强。
离子型Gemini表面活性剂带有两倍的电荷,因而它对电解质不敏感。
此外,具有上述A,B结构的Gemini 表面活性剂的Krafft点都很低,一般在0℃以下。
Gemini表面活性剂的特殊理化性能当连接基较短时,Gemini表面活性剂可作为优良的润湿剂。
Gemini表面活性剂相对分子质量是传统表面活性剂的两倍,因而它向界面扩散的速度就比传统表面活性剂的慢。
其原因是它在气液界面的吸附能力比传统表面活性剂更强‘阳离子Gemini表面活性剂起泡能力特别强。
这与传统表面活性剂截然不同,传统表面活性剂要么起泡能力差,要么纯粹不能起泡。
但是关于Gemini表面活性剂起泡机理目前尚不清楚。
对于阳离子Gemini表面活性剂而言,当吸附到带相反电荷的固体颗粒表面时,只有个亲水基是吸附在固体颗粒表面上的,而另一个是伸向水相的。
当固相颗粒获得了Gemini表面活性剂上的电荷后,阳离子Gemini 表面活性剂可将带相反电荷的固相均匀地分散在水中。
传统表面活性剂的情况恰好与此相反,传统表面活性剂是通过亲水基吸附到带相反电荷的固体颗粒上,从而中和其上的表面电荷,最后使其从溶液中絮凝出来。
具有短链连接基的双阳离子Gemini表面活性剂在水溶液中可以形成“蠕虫”状的胶束。
在溶液浓度只有1.5%时就可以起到增溶作用,因此它可被用作水溶液的增溶剂。
双阳离子Gemini表面活性剂表现出比传统表面活性剂如十二烷基苯甲基二甲基澳化铵或2-乙氧甲酰十五(烷)基三甲基溴化铵高100倍的杀菌能力,当其烷基链为12个碳原子且其连接基较短时,它的杀菌能力最强。
Gemini表面活性剂可用来配制微乳状液。
Gemini表面活性剂在这方面的一个独特性质就是以适中的界面柔性和曲率优化微乳状液,其组成可通过改变Gemini表面活性剂的连接基长度来实现。
而Gemini表面活性剂的连接基的长度在合成时是很容易改变的。
由Gemini表面活性剂得到的微乳状液可用于苯乙烯的聚合反应。
Gemini表面活性剂可产生超稳定的囊泡。
由含有2个亲水基和3个亲油基的Gemini 表面活性剂产生的囊泡特别稳定,溶质保持在其内可达数月之久。
注意在多数情况下使用的Gemini表面活性剂都是阳离子型的。
这是因为阳离子Gemini 表面活性剂比较容易合成。
影响Gemini表面活性剂性能的主要因素对Gemini表面活性剂来讲,除了受到与普通表面活性剂相同的影响因素之外,桥连基的一结构(包括其长度、类型等)对其性能起着重要作用。
桥连基对Gemini表面活性剂的表面活性影响主要表现在桥连基对cmc 及气液界面表面活性剂分子截面积的影响。
其原因可能与桥连基影响表面活性剂分子在体相及界面的空间构型及排列有关。
一般来讲,Gemini表面活性剂的桥连基柔性且亲水时,其表面活性较高;桥连基刚性且疏水时,一表面活性较差。
这可能是由于亲水且柔性的碳链使桥连基弯向水相,形成向外凸的胶团表面,疏水链在表面吸附层中也易于采取直立构象;疏水的桥连基倾向于和两条疏水链一起“逃离”水相,形成胶团的困难程度较前者稍大,而刚性的桥连基对疏水链的空间构型有一定限制,形成胶团的困难程度更大,在表面吸附层中也不易采取疏水链完全直立的构象。
桥连基的长度对表面活性也有很大的影响。
当桥连基为柔性或碳链足够长时,Gemini表面活性剂分子可能在界面形成“拱门”或“环”状空间构型;桥连基较短或为刚性时,该桥连基可能平躺在界面。
前者分子排列较紧密,表面张力较低,而后者分子排列较松,表面张力偏高。
Gemini表面活性剂分子聚集体及其溶液溶度特性由于Gemini表面活性剂离子头基的化学键合产生了新几何形状的“单体分子”,直接影响到生成的分子聚集体,使其在形状上不同于相应单链单头基表面活性剂的分子聚集体,影响程度在很大程度上取决于连接基团链的情况。
对Gemini表面活性剂在溶液中的自组织行为进行计算机模拟试验,结果也证实双聚结构的Gemini表面活性剂,其分子聚集体几何构型和相应的单链单头基表面活性剂所形成的大不相同。
在一定浓度时,单链单头基表面活性剂生成了球形胶团,而它的二聚体(Gemini)在其连接基团数目s=1时,形成线形胶团。
然而当s=2时,计算机模拟的结果表明Gemini表面活性剂在低浓度时,形成线形胶团,随着浓度增加,体系成为球形胶团和具有主干和分支的树状胶团两种分子聚集体的混合溶液。
这种树状胶团被认为很可能是只有Gemini表面活性剂才能生成的特殊分子聚集体。
在其后的实验中,由电镜观察到三聚表面活性剂12-3-12-3-12生成了分支化的线形胶团,这有力地支持了计算机模拟的结果。
溶质聚集体的形态和溶液的流变性质密切相关。
由于单链单头基的普通表面活性剂在较低浓度时通常形成球形胶团,对水溶液的黏度贡献不大。
例如,C12TAB水溶液的黏度几乎和水一样。
但Gemini表面活性剂水溶液的黏度就完全不同,具有较小s的Gemini的表面活性剂水溶液具有奇特的黏度性质随着Gemini浓度增加,溶液的黏度迅速增加,黏度值的增加甚至可达6个数量级之多。
例如,12-12-12在7%时溶液就已经跟胶一样。
这种迅速增大的黏度被认为是线性胶团互相缠绕形成了网状结构所致。
但再进一步增加Gemini表面活性剂的浓度,溶液黏度反而减小。
一种解释是线形胶团变短了。
上述现象的计算机模拟结果表明,此时溶液中存在的应该是树状胶团,分子聚集体形状的转变可能是导致溶液黏度下降的原因。
鉴于在低浓度时,短连接基的Gemini表面活性剂溶液已表现出相当高的黏度值,这为调节溶液流变性质提供了新的途径。
Gemini表面活性剂连接基团对其胶团化的影响对m-s-m型Gemini表面活性剂体系,cm随m的变化情况类似于单季铵盐表面活性剂的变化规律,但随s 变化的情况则复杂得多。
在s=5时,cmc出现极大点;在s≥ 10后,继续增加s,cmc减少。
这被认为由于作为连接基团的聚亚甲基链是柔性的,当聚亚甲基链逐渐增长时构型发生变化而对cmc产生了影响,例如当其长度(s≤4)小于电荷造成的两个极性头基间的平衡距离,聚亚甲基链处于伸直的构型。