表面活性剂
表面活性剂在化工方面的应用
表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。
1.增溶
要求：C>CMC （HLB13~18）临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。当其浓度高于CMC值时，表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构。增溶体系为热力学平衡体系；CMC越低、缔合数越大，增溶量（MAC）就越高；温度对增溶的影响：温度影响胶束的形成，影响增溶质的溶解，影响表面活性剂的溶解度Krafft点：离子型表面活性剂的溶解度随温度增加而急剧增大这一温度称为Krafft点，Krafft点越高，其临界胶束浓度越小昙点：对于聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升高到一定程度时，溶解度急剧下降并析出，溶液出现混浊，这一现象称为起昙，此温度称为昙点。在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越低；在碳氢链相同时，聚氧乙烯链越长则浊点越高。
2.乳化作用
亲水亲油平衡值（HLB）：表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力。根据经验，将表面活性剂的HLB值范围限定在0-40，非离子型的HLB值在0-20。混合加和性：HLB=（HLBa Wa+HLBb /Wb）/ （Wa+Wb）理论计算：HLB=∑（亲水基团HLB值）+∑（亲油基团HLB）-7 HLB：3-8 W /O型乳化剂：Tween；一价皂HLB：8-16 O/W型乳化剂：Span；二价皂
3.润湿作用
要求：HLB：7-9。使用表面活性剂可以控制液、固之间的润湿程度。农药行业中在粒剂及供喷粉用的粉剂中，有的也含有一定量的表面活性剂，其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量，提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积，提高防病、治病效果。在化妆品行业中，做为乳化剂是乳霜、乳液、洁面、卸妆等护肤产品中不可或缺的成分。
4.助悬作用
在农药行业，可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面活性剂，如可湿性粉剂中原药多为有机化合物，具有憎水性，只有在表面活性剂存在的条件下，降低水的表面张力，药粒才有可能被水所润湿，形成水悬液；
5.起泡和消泡作用
表面活性剂在医药行业也有广泛应用。在药剂中，一些挥发油脂溶性纤维素、甾体激素等许多难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度；药剂制备过程中，它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等。
6.消毒、杀菌
在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用，其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能，这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度，根据使用浓度，可用于手术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒；
7.去垢、洗涤作用
去除油脂污垢是一个比较复杂的过程，它与上面提到的润湿、起泡等作用均有关。
最后要说明的是，表面活性剂起作用，并不单单是因为某一方面的作用，很多情况下是多种因素共同作用。如在造纸工业中可以用作蒸煮剂、废纸脱墨剂、施胶剂、树脂障碍控制剂、消泡剂、柔软剂、抗静电剂、阻垢剂、软化剂、除油剂、杀菌灭藻剂、缓蚀剂等。
,生物表面活性剂还可以用作食品加工业和精细化工中的保湿剂、防腐剂、润湿剂、起泡剂、增稠剂、润滑剂等。据报道蔗糖酯加入食品中可以改善食品的加工性能、提高食品抗氧化防霉作用和香味质量,蔗糖酯对柑桔、苹果、梨等水果的保鲜已取得良好效果。产朊假丝酵母(Ｃａｎｄｉｄａｕｔｉｌｉｓ)合成的生物乳化剂可用作色拉调味剂。槐糖脂具有良好的皮肤亲和性,可作为皮肤保湿剂用于化妆品中,还可用于制造洗涤剂、增加感光乳剂的稳定性等。
表面活性剂在石油方面的应用
表面活性剂作为石油处理剂的应用
随着石油工业迅速发展,海洋溢油事故常常发生。石油在海上漂浮扩散广,污染水质,必须及时地加以清除处理。石油处理剂处理是常采用的方法之一。石油处理剂由溶剂和表面活性剂组成。表面活性剂能使石油分散形成水包油型乳状液,形成微粒子而分散于海水中,消除污染,溶剂能降低石油的粘度,使其易于乳化。石油处理剂的效果与所使用的表面活性剂密切相关,因此配制石油处理剂必须选择适当的表面活性剂。为使石油处理剂符合实用要求,所选用的表面活性剂应具有以下条件:对流出油的乳化分散力强;对水产资源无不良影响;生物降解性
良好;使用方便和价格便宜。海洋上漂浮的石油经石油处理剂处理后形成的乳状液,由于这种乳状液是水包油型的,不易粘附在油轮和岩石上,而且乳化油表面积非常大,沉降深度一般不
超过3ｍ,所以油粒很快被水中溶解氧、细菌及微生物分解,最后成为无害于水体的物质。
生物表面活性剂在黏稠性石油运输和油罐清洗中的应用
稠油的黏度较高，给开采特别是运输带来很大的困难。目前，国内外提出的稠油降黏以利于运输的方法种类很多。其中，乳化降黏是非常有效的一种。使用表面活性剂降黏运输，特别是远距离运输，可取消相应的加热设备，大大降低能耗和生产成本。石油和生物学的研究人员还把微生物技术用于石油的降黏和运输，即利用微生物代谢产物生物表面活性剂，代替化学合成的溶剂和分散剂。这也是生物表面活性剂在石油工业上的一个重要应用。
使用相应的表面活性剂就能满足
两个要求。①形成O／W型乳浊液；②保证乳浊液在输送过程中是稳定的。使用相应的表面活性剂就能满足以上两个要求。
高黏度稠油的输送，主要是利用表面活性剂改善原油在输送过程中的流动性。在此过程中，加入表面活性剂，原油即以很少的液滴分散到表面活性剂的水溶液中，形成O／W型乳状液。0／W型乳状液比原油的黏度降低2～3个数量级，以便于原油的输送
表面活性剂吸附在管道上还可以形成亲水膜，降低了运输时的摩擦阻力，降低输送时的能耗。在此过程中，如混合状况不好，至少可以在管壁形成亲水膜，显著降低摩擦阻力和能耗。选
择合适的表面活性剂、浓度及输送条件，可使原油输送时0／W型乳状液具有适度的稳定性，即在管道中保持稳定不发生破乳，但又能够在集输站或炼油厂容易破乳而实现油水分离。
生物表面活性剂在稠油运输中的使用由细菌等微生物代谢作用产生的生物表面活性剂，其结构和化学合成的表面活性剂非常接近
细菌等微生物在石油烃类基质中生长时，常伴有培养液中水不溶性碳源的乳化。实际上，这种乳化作用是细菌等微生物在发酵过程中产生的生物表面活性剂所引起。因此，可以把细菌和足够的营养物质加入到石油中，如有合适的生长环境，细菌就可能在黏稠的石油中进行代谢作用，产生生物表面活性剂。生物表面活性剂在石油中的乳化作用，可有利于石油的运输。生物表面活性剂分子结构的双亲性，可以使原油在一定程度上分散在生物表面活性剂的水溶液中，形成o／w型原油乳状液或拟乳浊液。0／w型乳状液比纯石油黏度下降2～3个数量级，可以大大降低原油的表观黏度，使油的流动加速。另外，生物表面活性剂分子吸附在输油管道上，形成一层薄薄的亲水膜，同样可以降低管壁的摩擦阻力。0／w型乳状液和亲水膜的形成，都可以降低原油管道运输时的能耗。。
应用于石油开采业(ＭＥＯＲ技术)
由于石油工业对生物表面活性剂的纯度和专一性要求不高,所以可直接使用含完整微生物细胞的生物表面活性剂发酵液。微生物强化采油(ｍｉｃｒｏｂｉａｌｅｎｈａｎｃｅｄｏｉｌｒｅｃｏｖｅｒｙ,ＭＥＯＲ)技术就是指往油层中注入某些微生物,同时注入一些微生物
生长所必需的营养物,这些微生物在生长的同时,能产生生物表面活性剂。这些生物表面活性剂可降低原油与水两相界面的张力,从而可提高油田的开采量。ＭＥＯＲ技术是生物表面活性剂的一个重要应用领域。在油田开采中,应用一次及二次采油技术开采后,仍有大约70%的原油滞留在储油层中。为进一步采集这些极为可观的残留原油,通常向油井中注入化学合成的表面活性剂,以降低原油与水的界面张力,使地层毛细管孔隙中所夹持的原油大量释放出来,从而提高原油采收率。但化学合成的表面活性剂通常难以生物降解,会造成严重的环境污染。而生物表面活性剂可被微生物降解,所以不会对环境造成污染。
直接向地下注入产生物表面活性剂的微生物,并配以适当的营养物质,以地下石油为唯一碳源,将油层当作生物反应器的微生物驱采油方法是目前国内外力争攻克的难题。微生物驱与化学驱的重要区别是微生物不但可沿注水压差方向运移,还可在油层中纵深迁移,并与水驱难以扫及的原油作用,大大提高了水驱或化学驱的波及效率。另外微生物在与原油作用的同时,会产生有利于提高原油采收率的代谢产物,除产生生物表面活性剂外,还产生某些小分子的有机酸、有机溶剂等,既能降低油水间界面张力,又使油层的通透性增强。在此基础上,再与化学驱结合将会在最大程度提高原油采收率的同时,大大降低化学驱的成本。据报道,紫红诺卡氏菌(Ｎｏｃａｒｄｉａｒｈｏｄｏｃｈｒｏｕｓ)产生的海藻糖脂,用于地下砂石中石油的回收,出油率提高了30%。
在制药方面的应用
◆表面活性剂在医药工业中的应用
表面活性剂用作制剂辅料，它可以作为载体、乳化剂、润湿剂或渗透剂、增溶剂及助溶剂等，赋予药剂以必要的物理、化学、药理和生物学性质。有的还可以直接作为药物。
◆1、用作药物载体
在制剂中表面活性剂常用作载体。载体可以分为无水载体、脂膏载体及水乳载体。常用品种有非离子型的失水山梨醇脂肪酸酯及其聚氧乙烯醚、蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸聚乙二醇酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、羊毛脂的聚氧乙烯醚等，以及某些阴离子型的活性剂。非离子型活性剂与大多数药物有较好的相容性，与阴离子型相比，刺激性与毒性也较低。在大多数情况下，阴离子型适合偏碱性配方中，而阳离子型适合酸性配方中。
◆2、用作增溶剂
某些亲油性药物不溶于一些溶剂或溶解度比较小，可以借助表面活性剂的增溶作用，使其溶解。例如：维生素油可以用Tween80或甘油草蓖麻油酸酯聚氧乙烯醚增溶。利用这一作用，可以将很多药制成稳定、透明、均一的液体，这在制剂中有着广泛的应用。
由于阳离子型活性剂的毒付作用比非离子型和阴离子型大，所以用作药物增溶剂的多使用非离子型和阴离子型活性剂。其中以非离子型用途较广，可以用于外用、内服、注射等制剂制备，常用品种有Tween、Myri、AEO等牌号产品。阴离子型多用于外用制剂制备，最常用品种有磺基琥珀酸二辛酯-钠盐。
◆3、用作乳化剂
近年来在国外乳关液制剂发展较快，其主要原因是乳液制剂使用方便，特别是作为口服药，更适合儿童、老年病人服用，显效速度与效果比传统的片剂好。作为注射药，肌肉对乳剂比油剂有更快的吸收作用。
在制备乳剂时，可以根据需要，选择一定HLB值的乳化剂进行乳剂配制。乳剂可以W/O、O/W或W/O/W型。制备W/O型乳剂，所需HLB值为3-8，O/W为8-18。但在配制时，往往在分散相中要加入少量的助乳化剂、分散剂。乳化剂则加在连续相中。这样，可使乳化易于进行，制品有更好的乳化稳定性。
国外用作乳化剂的品种比较多，其中包括非离型、阴离子型、阳离子型及两性型的各种表面活性剂。
◆4、用作润湿剂
某些表面活性剂具有良好的润湿性能。润湿剂广泛用于疏水性药物的混悬剂、混悬型注射剂以及气雾剂液体等制剂中。润湿剂也常作为浸出剂的组分。润湿剂可促进药物释放或缓释，控制药物释放速度，以达到合理给药和充分发挥疗效，尤其是对痊剂和膏剂这一作用尤为重要。在酚类消毒剂中加入润湿剂如磺基琥珀酸辛酯一钠，可以增加杀菌剂向细菌细胞壁的渗透，从而增加杀菌剂进入细胞的浓度而提高酚系数。
用作润湿剂的常用品种有数十种，如脂肪醇或脂肪酸的聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、某些牌号的Span和Twween、蔗糖酯等非离子型活性剂以及阴离子型的烷基醚硫酸钠、酸基琥珀酸酯—钠盐等。但用作内服制剂中时，对安全要求更为严格，常用品种为Tween类和磺基琥珀酸—钠盐。
◆5、用作药物
某些表面活性剂可以直接用作药物，如长链季铵盐类可以用作杀菌剂。表面活性剂碘络合物用作杀菌剂比传统的碘酒有更好的稳定性和对皮肤的低制激性。某些壬基酚或脂肪醇的聚氧乙烯醚具有很强的杀精子作用而用作避孕药。某些表面活性剂具有对血管的舒张作用。一些非离子型活性剂可作为便秘润滑剂和人体对脂肪吸收促进剂。阴离子型的磺基琥珀酸二辛酯—钠可以作为缓泻剂。
◆6、其它方面
表面活性剂Span 60可以用片剂等包衣层的饰料，以防止吸湿而易发生霉变，提高存放稳定性。某些活性剂可用于合成食物的制造，使病人从这种食物获取比从输液中更多的营养物质。一些发达国家，利用W/O/W型乳化技术，将乳化剂作为农药中毒解毒剂。大多数农药为
O/W型乳液，人误食后对其有较强的吸收作用。如果O/W乳状体再乳化成O/W/O，即可阻断人体对其吸收作用而排出体外。
在纺织工业中的应用
面活性剂在纺织加工中的应用有以下几个方面：
●一、前处理助剂
腈纶纯纺织物精练时所用的精练剂一般为非离子洗涤剂(如净洗剂W)或阴离子洗涤剂(如净洗剂LS，净洗剂ES等)。织物上的浆料如果是聚乙烯醇、聚丙烯酸、羧甲基纤维一类的水溶性化学浆，在精练过程中即已退除。淀粉浆料则用淀粉酶退浆。色织物的精练，可以采用阳离子助剂，如阳离子表面活性剂1631。阳离子助剂精练，去油污效果不如非离子或阴离子助剂，但织物的手感、光泽较好，适于较干净的纯纺腈纶物。腈纶不含天然杂质，本身有较好的白度，若想进一步提高百度和去除织物上所沾的杂质，可经漂白和荧光增自处理。漂白时用亚氯酸钠为漂白剂效果好，它兼有退浆效果。腈纶的荧光增白，主要应用分散性荧光增白剂和阳离子荧光增白剂。荧光增白剂为一类白色的有机染料。分散性荧光增白剂有Uvitex A，Blankophor DGB，Blankophor ACF等;阳离子荧光增白剂有Daitophor AN，Leucophor WS，Tinopal AN，Tinopal WG，Blankophor WT等。荧光增白剂增白是一种光学的增白效应，它能吸收日光光谱中不可见的紫外线，并反射为可见的蓝色或紫蓝色荧光，从而抵消了腈纶上的微黄色色调，使腈纶织物产生很好的洁白感。由于反射光增强，故亮度一般也增加了。阳离子增白剂对腈纶的亲和力较大，吸收速率很快更详细更多的清洗水处理，迁移性较差。一般加入烷芳基季铵盐一类的匀染剂(如匀染剂PAN等)，可以减缓阳离子增白剂的吸收速率，提高增白剂的迁移性，达到均匀增白。
●二、染色助剂
腈纶的染色比棉、毛及其他化学纤维都容易染花，特别是用阳离子染料染色。专用染色助剂主要有阳离子和阴离子助剂。有时某些无机盐和有机化合物也可作为染色助剂。
1.阳离子助剂
这是腈纶用阳离子染料染色的重要匀染剂。有些阳离子助剂在染浴中能延缓阳离子染料的上染，又称缓染匀染剂。用于腈纶染色的阳离子助剂主要是烷基季铵盐或烷芳基季铵盐。如阳离子表面活性剂1631和匀染剂PAN(Levegal PAN)是烷基季铵盐型，匀染剂ODB、阳离子表面活性剂1227、匀染剂TAN(Ospin TAN)是烷芳基季铵盐型，匀染剂DC是烷基酰胺基季铵盐型。这三种阳离子匀染剂都是以缓染剂作用为主，兼有一定的移染作用。有些季铵化合物作为匀染剂主要是以移染作用为主，缓染作用较弱，如匀染剂AN(三丁基芳基氯化铵)。有些芳基或烷基吡啶型阳离子化合物也可作腈纶染色的匀染剂，如匀染剂BPG和匀染剂
0PC。有些阳离子一非离子两性助剂也可作为腈纶染色的匀染剂，如十八烷基二甲基聚氧化乙烯氯化铵(即匀染剂SN)。匀染剂SN对腈纶不但有缓染匀染作用，而且有防静电作用。阳离子匀染剂都含有阳离子基团，它对腈纶也产生相对亲和力。当染浴中存在阳离子匀染剂时。将发生匀染剂与染料争夺纤维上的染色位置的情形。但由于匀染剂对腈纶的亲和力一般较小，故在沸染过程中，匀染剂所占据的位置能够部分地让位于阳离子染料，从而达到缓染目的。有些阳离子助剂，如匀染剂AN等，在腈纶染色时主要起移染作用。移染匀染剂的用量
可按需要的移染率而定，一般加入1.5%-5.0%，可使染色织物上有30%-50%的染料转移到未染色的织物上去。
2.阴离子助剂
腈纶用阳离子和碱性染料染色，可以选择适当的阴离子助剂作为匀染剂。在染浴中阴离子助剂与染料阳离子生成络合物，这种络合物在一定的温度阶段，类似分散性染料，处于悬浮体状态，因此在使用阴离子助剂时，一定要配合使用非离子分散剂，使络合物保持良好的悬浮体状态。亚甲基双萘磺酸钠(即扩散剂NNO)作为阳离子染料染色使用的阴离子助剂效果较好。配合使用的非离子分散剂可以采用脂肪醇聚氧化乙烯醚(如匀染剂0)或烷基酚聚氧化乙烯醚(如乳化剂OP-10).
3.非离子助剂
腈纶用阳离子和碱性染料染色时，可以只加入某些非离子助剂，如匀染剂0、乳化剂OP一10等。非离子助剂主要起扩散、浸透和洗净作用，一般都没有缓染作用。非离子助剂对上染速率比较缓慢的仅含弱酸性基团的腈纶比较合适。
4.某些有机物和无机盐染色助剂
腈纶用阳离子和碱性染料染色时，有些有机物和无机盐可以作为染色助剂。常用的有: 1)尿素它主要起三方面的作用:染料的助溶剂;匀染剂;酸碱度的调节剂。2)硫酸钠硫酸钠可以作为起一定的缓染作用的助剂使用。这是因为钠离子通过与纤维上的酸性基团作用，以及硫酸根离子(可以)同染料的阳离子作用，从而延缓上染过程，起一定的匀染作用。3)硫酸铵腈纶染色，一般都是低温区城上色慢，高温区域上色快，很容易造成染花，特别是某些深色，如藏青等。加入硫酸铵可缓和高温区域的上染，有利于获得匀染染色。
●三、印花助剂
分散性染料染色的腈纶织物的拔白印花，为了得到良好的拔白效果，需要加入拔白剂。在拔白印浆中加入分散性增白剂DCB一类的耐拔白剂作用的增白剂，可增加拔白印花的白度。用阳离子染料印花时，印浆中加入酒石酸或柠檬酸主要是防止在印花后和烘干时，由于乙酸挥发，使pH值升高，造成某些阳离子染料破坏变色。因两者都是高熔点和高沸点的不挥发性有机酸，可使腈纶织物在印花后和汽蒸时，pH值保持在酸性范围内。
●四、整理助剂
纯腈纶织物的抗起毛起球整理，整理剂为丙烯酸酯共聚物乳液和有机硅。处理过的织物烘干后，丙烯酸酯共聚物以点状颗粒形式将纤维粘合，在外力作用下，纤维向织物表面滑出的可能性减小，故能改善起毛起球性。有机硅类试剂，在丙烯酸酯共聚物小颗粒及纤维表面形成一种微细的弹性膜状物，提高了抗起毛起球性。用二甲基甲酰胺处理腈纶织物，也可明显提高其起毛起球性。纯腈纶织物柔软处理所用的柔软剂一般都选用阳离子型的，如柔软剂EST、柔软剂WKF、柔软剂AFS、柔软剂ES、柔软剂HS等。
表面活性剂最新研究进展
表面活性剂最新研究进展 人类的日常生活，各类生产活动，多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求，促使表面活性剂科学不断发展，迄今方兴未艾，表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中，设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化，近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。 一、高分子表面活性剂 高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的，通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。它像低分子表面活性剂一样，由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质，广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。因此，高分子表面活性剂近年来发展迅速，目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。 高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚(甲基)丙烯酸(钠)、羧甲基纤维素(钠)、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等。 开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面
表面活性剂洗涤剂的成分及性能
表面活性剂洗涤剂的成分及性能 表面活性剂洗涤剂又称水剂清洗剂，一般是由表面活性剂、洗涤助剂和添加剂组成的； 一、表面活性剂 1．主要表面活性剂品种 表面活性剂是水剂清洗剂中的主要成分，通常使用的主要有以下品种。 (阴离子表面活性剂目前洗涤剂中仍大量使用阴离子表面活性剂，而非离子表面活性剂的用量正在日益增加，阳离子和两性离子表面活性剂则使用量较少。这主要是由表面活性剂的性能和经济成本决定的 最早使用的阴离子表面活性剂是肥皂，曲于它对硬水比较敏感，生成的钙、镁皂会沉积在织物和洗涤用具的器壁上影响清洗效果，因此已被其他表面活性剂所取代。目前肥皂主要在粉状洗涤剂做泡抹调节剂使用，由于它易于与碱土金属离子结合，所以在与其他表面活性剂结合使用时，可起到“牺牲剂”作用，以保证其他表面活性剂作用充分发挥。 直链烷基苯磺酸钠盐(LAS) 由于有良好的水溶性，较好的去污和泡沫性，比四聚丙烯烷基苯磺酸盐(ABS)的生物降解性好，而且价格较低，所以是目前洗涤剂配方中使用最多的阴离子表面活性剂。 其他一些常用的阴离子表面活性剂有仲烷基磺酸盐(SAS)、α—烯烃磺酸盐(AOS)、醇硫酸盐(FAS)、—磺基脂肪酸酯盐(MES)、脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)，虽然可以渭单独作为洗涤剂主成分，但通常是与直链烷基苯磺酸盐配合使用。 其中仲烷基磺酸盐(SAS)水溶性比LAS好，不会水解广陛能稳定，常用于配制液体浙溜α—烯烃磺酸盐(AOS)抗硬水性、泡沫性、去污性好，对皮肤刺激性低牛因此多用于皮肤清洁剂。其中尤以含碳原子数在14～18的α—烯烃磺酸盐性能最好。 脂肪醇硫酸盐(FAS)是重垢洗涤剂中常用的阴离子表面活性剂，有去污力强的优点厂它的缺点是对硬水比较敏感，因此使用的配方中必须加螯合剂。 d—磺基脂肪酸酯盐(MES)是以油脂等天然原料制成的，生物降解性好，对人体安全，是近年来开发的新品种，随着人们对保护环境的重视，它日益受到人们的重视二MES是一种对硬水敏感性低、钙皂分散力好，洗涤性能优良的新品种，缺点是会水解，使用时要加入适当稳定剂。 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)，兼有阴离子非离子表面活性剂的特点，在硬水中仍有较好的去污力，形成的泡沫稳定，在液体状态下有较高稳定性，因此广泛用于配制各种液体洗涤剂。 (2)非离子表面活性剂洗涤剂中使用最多的非离子表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)。它在较低浓度下就有良好的去污能力和对污垢的分散力，而且抗硬水性能好，具有独特的抗污垢再沉积作用。 过去常使用的烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)虽然与脂肪醇，聚氧乙烯醚有类似的性能，但由于其生物降解性能差，目前在洗涤剂中用量正在减少。 烷醇酰胺配制的洗涤剂有丰富而稳定的泡沫，而且与其他表面活性剂有良好协同作、用，有利改进洗涤剂在低浓度和低温下的去污力，因此常做洗涤剂的配伍成分。 氧化胺水溶性好，与LAS配伍好，对皮肤刺激性低，有良好的泡沫稳定作用。缺点是热稳定性差，价格高，目前多用于配制液体洗涤剂。 两性离子表面活性剂虽然有良好的去污能力，但由于价格较高，目前只在个人卫生用品和特殊用途洗涤剂中有少量使用。阳离子表面活性剂去污性较差但柔软、杀菌、抗静电性能优良，因此把阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂配合可制成兼有洗涤功能与柔软、消毒
生物表面活性剂研究进展
生物表面活性剂研究进展 杨齐峰 （黄石理工学院，湖北，435000） 【摘要】：生物表面活性剂是由微生物分泌的天然产物，它无毒，可以生物降解，对环境影响很小，具有高效的表面活性，因此是合成表面活性剂的理想代替品。介绍了生物表面活性剂的特性及其生产制备方法，综述了近年生物表面活性剂在石油、洗涤、医药、食品等工业领域的应用与研究进展，主要介绍了利用生物表面活性剂在提高石油采收率等方面的应用，探讨了今后生物表面活性剂的主要发展方向。 【关键词】：生物表面活性剂；微生物；应用；发展趋势 Biosurfactant research progress Yangqifeng （Huangshi Institute of Technology School Hubei 435003）abstract：Biological surfactant is secreted by microbial natural products，it is avirulent,can biodegradation，a little influence and efficient surface activity，and is thus synthesis of surfactants ideal replacement. Introduces the characteristics and its biosurfactant production preparation methods，this paper reviews biosurfactant in petroleum，washing，pharmaceutical，food and other industrial areas of application and research progress，mainly introduced the use of biological surfactants in enhanced oil recovery of application，discusses the future biosurfactant the main development direction。 key words：biosurfactant；Microbial；application；development tendency 表面活性剂是一类能显著降低溶剂表面张力的物质，化学合成的表面活性剂都是以石油为原料化学合成而来的，在生产和使用过程中常常会给人类生存环境带来严重的污染，对人类的身体健康产生很大威胁。生物表面活性剂是从20世
减阻表面活性剂的研究进展
第24卷第1期2007年1月精细化工 FI NE C H E M I CAL S Vo.l24,No.1 J an.2007 表面活性剂 减阻表面活性剂的研究进展* 乔振亮,熊党生 (南京理工大学材料科学与工程系,江苏南京 210094) 摘要:介绍了表面活性剂减阻的机理。探讨了影响表面活性剂减阻效果的各种因素,包括:表面活性剂与补偿离子的结构及其浓度、管路系统的直径、流体的温度和速度以及环境中的金属离子。论述了表面活性剂的减阻与传热效率之间的关系;并且讨论了在使用减阻表面活性剂的循环系统中提高传热效率的方法。总结了减阻表面活性剂的一般特点。预测了减阻表面活性剂的发展趋势。引用文献35篇。 关键词:表面活性剂;减阻;传热效率 中图分类号:TQ423.99 文献标识码:A 文章编号:1003-5214(2007)01-0039-05 Progress i n D rag R educi ng Surfactant R esearch Q I A O Zhen li a ng,X I O NG Dang sheng (D e p ar t m ent of M aterial Science and E ngineer i ng,N anjin g Universit y of Science and T echnology,N anjing210094,J iangsu,China) Abstract:The m echanis m of drag reduc i n g surfactant is i n troduced.M any facto rs i n fluenc i n g t h e effectiveness o f drag reducing surfactant are addressed,such as surfactan,t counteri o n,concentra ti o n, dia m eter of c ircu lati n g syste m s,te m perature and velocity o f the fl u i d,and i o ns inside the recircu lation syste m s.The re l a ti o nship bet w een drag reduction and heat transfer ab ility i s discussed,and m ethods of i m prov i n g the effic i e ncy of heat transfer i n the recircu lation syste m s conta i n ing the drag reduci n g surfactan t are a lso described.Co mm on characteristics of drag reduc i n g surfactant are su mm arized. F i n ally,t h e developm ent trend of drag reduc i n g surfactant is i n d icated.35references are c ited. Key w ords:surfactan;t drag reduction;heat transfer ab ility 19世纪80年代的石油危机引起了人们对减阻技术的普遍关注,继而这一技术迅速应用于各个行业。主动减阻是一种向紊流中添加少量添加剂,使流体摩擦力大大降低的方法。流体的紊流被改变或者受到抑制,便产生了减阻的效果。 一些少量的高分子聚合物和阳离子表面活性剂可以加在水中降低紊流阻力,研究发现,紊流流动阻力最高可以降低80%[1]。所以,这一技术在远距离流体输送、城市供热制冷等领域具有良好的应用前景。虽然一些水溶性的高分子也可以用来减阻,但是在有工业泵的系统中,如果用水溶性高分子就存在着机械降解的问题,并且降解后分子结构无法恢复,使减阻能力下降。表面活性剂受大的剪切应力作用也会发生机械降解,但是它可以自行修复[2]。因此,在有机械力的场合,多用表面活性剂来进行减阻。 用来减阻的表面活性剂有阳离子、阴离子、两性离子等。阴离子表面活性剂做减阻剂使用时,易与水中的钙、镁离子形成沉淀而影响减阻效果;阳离子表面活性剂做减阻剂对水质要求不高,有更广泛的使用范围;在加热系统中用两性减阻表面活性剂也是一种增加经济效益的很有前途的方法[3]。在实际使用中最常用的表面活性剂是阳离子型和两性离子型两类。减阻表面活性剂的特殊重要性,使它受到广泛关注,国内许多人都做了相关研究[4~7]。 本文综述了减阻表面活性剂的研究进展。 *收稿日期:2006-06-19;定用日期:2006-09-08 作者简介:乔振亮(1970-),男,河南省巩义市人,博士研究生,师从熊党生教授,主要从事生物材料、仿生减阻材料的研究,电话:025-********,E-m ai:l q i aozhen liang@126.co m。
表面活性剂的理化性质
表面活性剂的理化性质和生物学性质 一、临界胶束浓度 当表面活性剂的正吸附到达饱和后继续加入表面活性剂，其分子则转入溶液中，因其亲油基团的存在，水分子与表面活性剂分子相互间的排斥力远大于吸引力，导致表面活性剂分子自身依赖范德华力相互聚集，形成亲油基团向内，亲水基团向外、在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的胶束（micelles）。在一定温度和一定的浓度范围内，表面活性剂胶束有一定的分子缔合数，但不同表面活性剂胶束的分子缔合数各不相同，离子表面活性剂的缔合数约在10～100，少数大于1000。非离子表面活性剂的缔合数一般较大，例如月桂醇聚氧乙烯醚在25℃的缔合数为5000。表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度（critical micell concentration, CMC），不同表面活性剂的CMC不同，见表4-2。具有相同亲水基的同系列表面活性剂，若亲油基团越大，则CMC越小。在CMC 时，溶液的表面张力基本上到达最低值。在CMC到达后的一定范围内，单位体积内胶束数量和表面活性剂的总浓度几乎成正比。 表4-2 常用表面活性剂的临界胶束浓度 CMC/molL-1 名称测定温度/℃CMC/molL-1 名称测定温度 /℃ 25 1.6×10-2 辛烷基磺酸钠25 1.50×10-1氯化十二烷基 铵 辛烷基硫酸钠40 1.36×10-1月桂酸蔗糖 2.38×10-6 酯
十二烷基硫酸 钠40 8.60×10-3棕榈酸蔗糖 酯 9.5×10-5 十四烷基硫酸 钠40 2.40×10-3硬脂酸蔗糖 酯 6.6×10-5 十六烷基硫酸 钠40 5.80×10-4吐温20 25 6.0×10-2 (g/L,以下同) 十八烷基硫酸 钠 40 1.70×10-4吐温40 25 3.1×10-2 硬脂酸钾50 4.50×10-45吐温60 25 2.8×10-2油酸钾50 1.20×10-3吐温65 25 5.0×10-2月桂酸钾25 1.25×10-2吐温80 25 1.4×10-2 十二烷基磺酸 钠 25 9.0×10-3吐温85 25 2.3×10-2 （二）胶束的结构 在一定浓度范围的表面活性剂溶液中，胶束呈球形结构（图4-1a），其碳氢链无序缠绕构成内核，具非极性液态性质。碳氢链上一些与亲水基相邻的次甲基形成整齐排列的栅状层。亲水基则分布在胶束表面，由于亲水基与水分子的相互
表面活性剂的理化性质和生物学性质
表面活性剂的理化性质和生物学性质
表面活性剂的理化性质和生物学性质 一、临界胶束浓度 当表面活性剂的正吸附到达饱和后继续加入表面活性剂，其分子则转入溶液中，因其亲油基团的存在，水分子与表面活性剂分子相互间的排斥力远大于吸引力，导致表面活性剂分子自身依赖范德华力相互聚集，形成亲油基团向内，亲水基团向外、在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的胶束（micelles）。在一定温度和一定的浓度范围内，表面活性剂胶束有一定的分子缔合数，但不同表面活性剂胶束的分子缔合数各不相同，离子表面活性剂的缔合数约在10～100，少数大于1000。非离子表面活性剂的缔合数一般较大，例如月桂醇聚氧乙烯醚在25℃的缔合数为5000。表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度（critical micell concentration, CMC），不同表面活性剂的CMC不同，见表4-2。具有相同亲水基的同系列表面活性剂，若亲油基团越大，则CMC 越小。在CMC时，溶液的表面张力基本上到达最低值。在CMC到达后的一定范围内，单位体积内胶束数量和表面活性剂的总浓度几乎成正比。 表4-2 常用表面活性剂的临界胶束浓度 名称测定温度 /℃ CMC/molL-1 名称测定温度/℃CMC/molL-1 辛烷基磺酸 钠25 1.50×10-1氯化十二烷基 铵 25 1.6×10-2 辛烷基硫酸 钠40 1.36×10-1月桂酸蔗糖 酯 2.38×10-6
十二烷基硫 酸钠40 8.60×10-3棕榈酸蔗糖 酯 9.5×10-5 十四烷基硫 酸钠40 2.40×10-3硬脂酸蔗糖 酯 6.6×10-5 十六烷基硫 酸钠40 5.80×10-4吐温20 25 6.0×10-2 (g/L,以下同) 十八烷基硫 酸钠 40 1.70×10-4吐温40 25 3.1×10-2 硬脂酸钾50 4.50×10-45吐温60 25 2.8×10-2 油酸钾50 1.20×10-3吐温65 25 5.0×10-2月桂酸钾25 1.25×10-2吐温80 25 1.4×10-2 十二烷基磺 酸钠 25 9.0×10-3吐温85 25 2.3×10-2 （二）胶束的结构 在一定浓度范围的表面活性剂溶液中，胶束呈球形结构（图4-1a），其碳氢链无序缠绕构成内核，具非极性液态性质。碳氢链上一些与亲水基相邻的次甲基形成整齐排列的栅状层。亲水基则分布在胶束表面，由于亲水基与水分子的
表面活性剂LAS废水处理研究进展
表面活性剂LAS 废水处理研究进展 作者：姜安玺, … 文章来源：本站收集 点击数： 64 更新时间：2008-2-17 荐 近年来我国洗涤剂工业发展迅速,其产量逐年增加。1985年我国合成洗涤剂产量为100.4万T,1990年为151.4万T,1995 年已达221.8万T,2000年为382.8万T,2005年预计为460万T 。 目前我国应用比较多的表面活性剂有:阴离子表面活性剂(以直链烷基苯磺酸钠LAS 为主)占总量的70%;非离子表面活性剂占总量的20%;其他占10%。合成洗涤剂用途广泛,几乎涉及到家庭生活、工农业生产的各个方面,最后大部分形成乳化胶体状废水排入自然界,其首要污染物LAS 进入水体后,与其他污染物结合在一起形成一定的分散胶体颗粒,对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。因此对于表面活性剂LAS 的处理是这类乳化胶体废水的共同要求,该类废水可称之为表面活性剂(LAS)废水。LAS 废水的处理对于保护资源,保持生态平衡,促进经济发展,都具有重要意义。表面活性剂废水的来源除了合成洗涤剂生产过程中排放大量的LAS 废水外,洗涤、化工、纺织等行业和日常生活中都会产生LAS 废水。其特点主要有以下3点。1)废水中除含有表面活性剂LAS 和其乳化携带的胶体性污染物外,还含有混合助剂、漂白剂和油类物质;废水中的LAS 以分散和胶粒表面吸附两种形式存在。2)废水一般偏碱性,pH 值约为8～11;废水中LAS 含量有的高达上千mg/L,如洗毛废水,有的只有十几mg/L,如洗浴废水;COD 值差异也很大,从几百到几万甚至十几万mg/L 。3)废水中的LAS 会造成水面产生大量不易消失的泡沫。废水中的LAS 本身有一定的毒性,对动植物和人体有慢性毒害作用,LAS 还会引起水中传氧速率降低,使水体自净受阻。另外,废水产生的泡沫也会影响环境卫生和美观。目前对LAS 废水的处理除了原有的物化和生化法外,还有膜分离、微电解等新方法,并得到了一定的应用。本文简要总结了目前我国LAS 废水的处理技术现状,并探讨了该类废水处理技术的发展方向。 1 处理方法进展 根据对废水中LAS 的破坏性,可以将处理技术分为两类,“非破坏性”技术,即分离法,包括混凝分离法、泡沫分离法、膜分离法、吸附法;“破坏性”技术,即氧化分解法,包括催化氧化法、微电解法、生物氧化法。 1.1 混凝分离法 常用的混凝剂包括无机混凝剂和有机混凝剂两大类:其中无机混凝剂主要是铁盐、铝盐及其聚合物。目前国内研究主要集中在对原有混凝剂的复配使用和新型混凝剂的开发上,如用铝铁复合混凝剂处理COD 为684mg/L 、LAS 为160mg/L 的废水。与传统的聚铁、聚铝混凝剂相比,COD 、LAS 的去除率可提高6%、8%左右,同时沉降速度、污泥量都有所改善[4]。有机混凝剂包括阳离子高分子混凝剂,两性有机高分子混凝剂,阴离子型高分子混凝剂和非离子型混凝剂。其中阳离子型混凝剂二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)作为水处理剂在国内用得不多,而在国外应用极为广泛,几乎涉及工业废水、生活污水以及饮用水的各个方面。今后混凝剂的开发应以现有混凝剂为基础,在混凝剂 的结
表面活性剂的基本知识
表面活性剂的基本知识(2009/08/30 22:46) 表面活性剂的基本知识 12.9.1 表面活性剂的基本性质 表面活性剂分子结构的特点是具有不对称性，即由一亲水基和另一憎水基（或称亲油基）组成。例如棕榈酸钠（C15H31COONa）的结构可分为如图12-31所示的亲水基和憎水基部分： 图12-31 棕榈酸钠的两亲性结构 表面活性剂的用途十分广泛，以下仅就其基本性质、结构和主要应用方面作一简单介绍。 实验证实，在低浓度时，溶液的表面力随着浓度增大近乎线性地下降，然而，在高浓时，则表现出不同寻常的物理性质。如图12-32所示，当达某一界限浓度时，某些物理性质如表面力、比电导、摩尔电导、渗透压以及浊度等，都发生了突然的变化。其中，渗透压随浓度增大的幅度反常地变低，说明在溶液中有某种缔合现象发生；而溶液比电导仍然随浓度增大而增大，说明电离作用还在继续进行。麦克拜因认为这种象是"反常"的行为可用"胶束"（Micelles）的形成解释之。在水溶液中十二烷基硫酸钠电离成为十二烷基硫酸根阴离子和钠离子，前者既有吸附于表面上让其憎水基朝着空气而亲水基朝着水相的倾向，也存在着形成如图12-33所示的憎水基朝而亲水基朝外的"胶
束"的倾向。当表面活性剂浓度低时，表面活性离子多数集结于表面上，少数溶于溶液中形成小型胶束。而达一定界限浓度时，表面活性离子无法再进入表面层，只能采取形成胶束的形式以使体系趋于稳定。（参考图12-34(动画观看)）。胶束相当于一种"缔合分子"，故"缔合现象"使渗透压随浓度变化规律发生明显的变化。然而尽管发生缔合现象，十二烷基硫酸钠电离成为十二烷基硫酸根离子和钠离子的过程仍在继续，故电导仍不断增大（图12-30）。 相当于图12-30所示各项物理性质产生突变的浓度，称为"临界胶束浓度"以"C.M.C"表示。临界胶束浓度在实验中往往表现为并非一敏锐的浓度值，而为一狭窄的浓度区域。298K 时十二烷基硫酸钠的C.M.C 值约为0.008mol·dm-3 。 根据条件不同，可形成各种不同形状的胶束，如图12-35所示。 图12-33 球状胶束 图12-34 胶束形成过程与表面活性剂浓度的关系 图12-35 各种胶束形状实例
表面活性剂最新设计研究进展
word整理版 表面活性剂最新研究进展 人类的日常生活，各类生产活动，多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求，促使表面活性剂科学不断发展，迄今方兴未艾，表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中，设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化，近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。 一、高分子表面活性剂 高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的，通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。它像低分子表面活性剂一样，由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质，广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。因此，高分子表面活性剂近年来发展迅速，目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。 高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚(甲基)丙烯酸(钠)、羧甲基纤维素(钠)、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等。 开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面
表面活性剂的结构,性质及应用
表面活性剂的结构,性质及应用 姓名：朱宏宇学号:510930435 摘要：十二烷基三甲基氯化铵耐热、耐光、耐压、耐强酸强碱，它还具有优良的渗透性、乳化性、柔软性、抗静电性和杀菌等性能；十二烷基二甲基甜菜碱本品在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，配伍性良好。对皮肤刺激性低，生物降解性好，具有优良的去污杀菌、柔软性，抗静电性、耐硬水性和防锈性；四甲基氯化铵易挥发，有刺激性，易吸湿，易溶于甲醇，溶于水和热乙醇，不溶于乙醚和氯仿。加热到230℃以上分解为三甲胺和氯甲烷。也用于液晶环氧化合物的合成，极谱和波普分析，电子工业等。 关键词：十二烷基三甲基氯化铵,十二烷基二甲基甜菜碱,四甲基氯化铵 1前言 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。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。 2. 阴离子表面活性剂-十二烷基三甲基氯化铵 2.1：十二烷基三甲基氯化铵结构 结构：C15H34ClN 2.2：十二烷基三甲基氯化铵性质 性质：白色结晶至粉末状，熔点237°C可溶于水和乙醇。在100°C以下稳定，与阳离子、非离子表面活性剂有良好的配伍性。它的化学稳定性良好，耐热、耐光、耐压、耐强酸强碱，它还具有优良的渗透性、乳化性、柔软性、抗静电性和杀菌等性能。 2.3：十二烷基三甲基氯化铵用途 用途：可用作硝基还原重排法制造对胺基苯酚的转移催化剂；还可利用它的乳化性生产建筑防水涂料乳化剂；护发素乳化剂；化妆品乳化剂；阳离子氯丁胶乳
表面活性剂的研究进展论文Word版
表面活性剂的研究进展（药剂学课程论文） 2015年 5月3日
表面活性剂的应用和发展 摘要：表面活性剂素有“工业味精”之称，目前已被广泛应用于纺织、制药、化妆品、食品、造船、土建、采矿、表面处理等领域，它是许多工业部门必须的化学助剂，其用量小，收效大，往往起到意想不到的效果。本文主要讲述了表面活性剂的作用、分类、应用和发展。并且阐述了我国表面活性剂的应用、行业发展状况以及与国外的差距, 对我国相关行业的发展方向及现有产品结构的调整提出建议。 关键词：表面活性剂作用分类应用发展 表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表（界）面张力的物质。它达到一定浓度后可缔合形成胶团,从而具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用,成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。其分子结构均由两部分构成，分子的一端为极亲油的疏水基，分子的另一端为极性亲水的亲水基，两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分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，赋予了该类特殊分子既亲水又亲油，又不是整体亲水或亲油的特性,这种特有结构通常称之为“双亲结构”。 1 表面活性剂的应用 表面活性剂主要应用于洗涤、纺织等行业，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。在造纸工业中可以用作蒸煮剂、废纸脱墨剂、施胶剂、树脂障碍控制剂、消泡剂、柔软剂、抗静电剂、阻垢剂、软化剂、除油剂、杀菌灭藻剂、缓蚀剂等。表面活性剂在医药行业也有广泛应用，在药剂中,一些挥发油、脂溶性纤维素、甾体激素等许多难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度；在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用，其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能，这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度，根据使用浓度，可用于手术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒；药剂制备过程中，它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等。在农药行业，可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面活性剂，如可湿性粉剂中原药多为有机化合物，具有憎水性，只有在表面活性剂存在的条件下，降低水的表面张力，药粒才有可能被水所润湿，形成水悬液；而且在粒剂及供喷粉用的粉剂中，有的也含有一定量的表面活性剂，其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量，提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积，提高防病、治病效果。总之，表面活性剂作为精细化工领域的支柱产业，在国民经济中具有重要的作用。2009年我国表面活性剂的消耗情况见表 1。由于产品档次不高，与发达国家相比，我国表面活性剂在医药、农药、造纸等行业的消耗比例偏低，而且主要通过进口来满足需要。 目前，我国在表面活性剂领域，由于长期以来产业化基础比较薄弱，生产规模小，规模化大生产的能力不强，使得我国表面活性剂的生产技术落后，产品品种单一，产品配套能力差，系列化产品的研究开发能力不足，新产品的研发能力也比较低，与国外的先进技术有很大的差距，在高新技术领域差距更大。近年来，我国为了促进化工行业的发展，对表面活性剂及助剂行业投入了大量的建设和改造资金，取得了一定的成效，但是，由于与国外的先进技术有很大的差距，产品结构性的缺陷仍然存在，主要表现为在表面活性剂产品的品种单一，档次低，许
表面活性剂的研究进展论文
表面活性剂的绿色化研究进展学号：201321132250 姓名：王南建
表面活性剂绿色化研究进展 现在社会，表面活性剂的应用日益广泛，本文对现行的几种表面活性剂及其应用进行了初步的探索。 1. 脂肽生物表面活性剂 自从Fleming发现微生物产生青霉素以来，微生物成为生物活性物质的一个重要来源，为天然合成化学品提供了丰富资源。生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时，在其代谢过程申分泌出来的具有一定表面活性的代谢产物，如糖脂、多糖蛋白脂、脂肪、磷脂利脂肪酸中性类脂衍生物。它们与一般表面活性剂分子在结构上类似，即在分子中不仅有脂肪烃链构成的非极性憎水基，同时也含有极性的亲水基。 生物表面活性剂的早期研究见于1946年，1965年之后，微生物对烃类乳化机制的研究引起人们的关注。微生物产生的表面活性剂是微生物提高石油采收率的重要机制之一。用微生物生产表面活性剂成为生物技术领域中的一个新课题。1968年，Arima等首次发现枯草芽胞杆菌株(Bacillus subtilis)产生的是脂肽类表面活性剂，呈晶状，商品名为表面活性素(surfactin)，这类表面活性剂主要含:伊枯草菌素(Iturilns)，杆菌霉素(Bacillomycin)，芬荠素(Fengycin)和表面活性(Surfacin)等，其中surfactin的表面活性最强，是迄今报道的效果最好的生物表面活性齐之一。脂肽分子由亲水的肽键和亲油的脂肪烃链两部分组成，由于其特殊的化学组成和两亲型分子结构，脂肤类生物表面活性剂在医药、微生物采油、环境治理等领域有重要的应用前景。目前发现的脂肽类生物表面活性剂有数十种。 2. 高分子表面活性剂 高分子表面活性剂通常指分子量大于1000、具有表面活性的物质。减小两相界面张力的大分子物质皆可称为高分子表面活性剂。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等能力，毒性小，可用作胶凝剂、减阻剂、增粘剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。与低分于表面活性剂一样，高分子表面活性剂也可分为阴离子型、阴离子型、两个离子型和非离子型四大类。阴离子型古有解离后产生阴离子的基团如焌酸基—COOH、磺酸基-8H等;阳离子型占有解离后产生阳离子的基团如季铵盐、吡啶盐等。两性离子型同时占有以上两类基团;非离子型不含可解离基团。 1961年Strauss合成了名为聚皂高分子表面活性剂。随后，氧化乙烯氧化丙烯嵌段共聚物作为非离子型表面活性剂(产品名Pluronies)实现了工业化生产。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，始终未育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/某乳化)、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。我们采用自由基聚合法得到的丙烯酚胺表面活性大单体离子型单体共聚物，有高粘度和高表面活性，突破了分子量高则表面活性差的传统。 3. 糖基类表面活性剂 糖类物质本身己经具备多烃基的亲水性结构，如果再连接上长的疏水链就可以产生具
表面活性剂习题与答案
第一章概述 1.表面活性剂的定义 在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力，改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的一类物质。 2.表面活性剂的分类（按离子类型和亲水基的结构） 离子类型：a.非离子型表面活性剂 b.离子型表面活性剂（阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性 表面活性剂） 亲水基：羧酸盐型、磺酸酯盐型、磷酸酯盐型、胺盐型、季铵盐、鎓盐型、多羧基型、聚氧乙烯型 第二章表面活性剂的作用原理 表面活性、表面活性物质、表面活性剂？ 因溶质在表面发生吸附（正吸附）而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性，这类物质被称为表面活性物质。 表面活性剂：是一类表面活性物质，其在浓度极低时能明显降低溶液表面 张力的物质。 表面活性如何表征？ 假如ψ。是水或溶剂的表面张力，ψ为加入表面活性剂后溶液的表面张力，则表面（界面）张力降低值π可表现为π5ψ。2ψ，在稀水溶液中可以用表面张力降低值与溶液浓度的比值π/c来衡量溶质的表面活性。当物质的浓度c很小时，ψ-c略成直线，每增加一个–CH2，π/c增加为原来的3倍。 表面活性剂的两大性质是什么？如何解释？ 两大性质：降低表面张力和胶束的形成 降低表面张力：是由亲水、亲油基团相互作用、共同决定的性质，表面活性剂分子吸附于液体表面，用表面自由能低的分子覆盖了表面自由能高的溶剂分子，因此溶液的表面张力降低 胶束的形成：达到吸附饱和，表面活性剂的浓度再增加，其分子会在溶液内部采取另一种排列方式，即形成胶束。 什么是临界胶束浓度及其测定方法？ 开始形成胶束的最低浓度被称为临界胶束浓度（critical micelle concentration,简写为cmc）。 测量依据：表面张力、电导率等性质随着表面活性剂浓度的变化，上述性质发生突变的浓度。
绿色表面活性剂的现状及研究进展
题目绿色表面活性剂的现状及研究进展学科专业化学工艺 姓名何晨 学号S100030718 指导教师蒋庆哲宋昭峥老师 论文完成时间：2011年6月22日
绿色表面活性剂的现状及研究进展 摘要 绿色表面活性剂生物降解性好，对皮肤刺激性小，有优良的物化性能，与其他表面活性剂配伍性好，在许多行业和领域有广泛的应用，是很有发展前景的表面活性剂。本文介绍了几种表面活性剂的性能和应用，并对其进展进行了概述。 关键词：绿色表面活性剂；环境友好；性能 Abstract Green surfactant is easy to be biodegraded, has little irritation to skin, perfect physical chemical properties, and good compatibility with other surfactant, therefore it is widely used in many industries and fields, which is a kind of very promising surfactant. This paper introduces several surfactant performance and application, and reviews its progress. Key Word s: Green surfactant; environmentally friendly;performance
表面活性剂在工业生产中起着举足轻重的作用，被人们形象地称为“工业味精”[1]。表面活性剂在生产和使用的过程中队人体及环境生态系统造成了严重的危害。在洗涤剂中加入一定量的表面活性剂溶剂可以增强洗涤剂的溶解性和洗涤性，但由于这些溶剂具有一定的毒性，会对皮肤产生明显的刺激作用[2]。为了满足人们日益增强的保健需求，确保人类生存环境的可持续发展[3]，开发对人体尽可能无毒无害及对生态环境无污染的绿色表面活性剂势在必行。 1 绿色表面活性剂的产生与发展 表面活性剂（surfactant）是一类重要的化工材料，具有固定的亲水亲油基团，在溶液表面能定向排列，并能使溶液表面张力显著下降[4]。表面活性剂按其在水中是否离解，可分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。离子型表面活性剂根据溶解后的活性成分又可分为阳离子型、阴离子型和两性离子型[5]。 绿色表面活性剂是由天然的或可再生资源加工而成的，即具有天然性、温和性、刺激性小等优良特点。同传统表面活性剂一样，绿色表面活性剂具有亲水基和憎水基。与传统的表面活性剂相比，绿色表面活性剂具有高效强力去污性、优良的配伍性及良好的环境相容性，并表现出良好的乳化性、洗涤性、增溶型、润湿性、溶解性和稳定性等。除此之外，每一种表面活性剂都有其特有的性能，因此备受广大科学工作者的亲睐。 2 几类绿色表面活性剂的性能 2.1 烷基聚葡萄糖苷（APG）类 烷基糖苷（APG）是新一代环保型绿色表面活性剂，由天然或再生资源的原料，属新型的非离子表面活性剂，具有优良的发泡性能、对人体刺激性小、易被生物降解等特点，表面张力低，去污力好，泡沫丰富细腻，配伍性强，与任何类型表面活性剂协同效应明显，具有较强的广谱抗菌活性，产品易于稀释，无浊点、无凝胶现象，使用方便，而且耐强碱、抗盐性强[6]。烷基糖苷生产所用原料是口服葡萄糖和脂肪醇，此产品由于其无毒、无刺激，将是传统表面活性剂的替代产品，具有广阔的应用前景。广泛应用于农药中间体、洗涤剂、化妆品、食品、医药、消防、纺织、印染、石油等工业领域。 2.2 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES） 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）是由高级脂肪醇和环氧乙烷进行加成反应，制得脂肪酸聚氧乙烯醚再经硫酸化而得。AES是一类重要的阴离子表面活性剂，它具有优良的抗硬水性、发泡性和低温性能，生物降解迅速，对皮肤刺激性小，与酶的配伍性好，而且溶液透明稳定并易于被电解质调节增加粘度[7]，因而被广泛应用于液体洗涤剂、低磷和无磷洗涤剂以及个人保护用品中，也是我国阴离子型绿色表面活性剂的主流产品。 2.3 脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐（AEC）
表面活性剂期末考试复习重点
3Na ，DBS 或SPA ；硬脂酸钠：sodium stearate ，C 17H 35COONa ，St ；(2)阳离子：苄基三甲基氯化铵,benzyl trimethyl ammonium chloride,BTMAC;(3)非离子：脂肪醇聚氧乙烯醚，primary alcohobl ethoxylate ，AED:RO －[－CH 2CH 2O －]n －H ；(4)两性：十二烷基甜菜碱：dodecyl dimethyl betaine,C 12H 25-N +(CH 3)2CH 2COO -。 krafft 点逐渐升高（2）表面张力：烷基链中带有支链的表面活性剂的表面张力较低。随着C 原子数增加，γ下降，CMC 下降。（3）润湿力：随着直链烷基苯环酸钠烷基碳原子的增加，瑞润湿力下降趋势。（4）起泡性：形同浓度下，随着直链烷基碳原子数的增加其发泡性下降。（5）洗净性：随着直链烷基碳的原子数增加，洗净力逐渐提高（6）生物降解性：直链烷基本硫酸盐比支链的生物降解性好 但随着烷基碳链长度的增加，水溶性呈下降趋势;（2）krafft 点：C 原子数越多，krafft 点温度越高;（3）表面活性：错误！未指定书签。随着烷基碳链长度的增加，表面活性剂的张力逐渐下降错误！未指定书签。分子结构相同时，其大小与溶液的浓度有关，一般下，火星岁融余额浓度的升高而降低，降到一定数值又随浓度升高而增加。（4）临界胶束浓度：随C 的增加，其浓度降低。2)应用：消毒杀菌剂，如洁尔灭；腈纶均染剂；抗静电剂；矿物浮选剂；相转移催化剂；织物柔软剂；其他的防腐剂、头发调理剂、沥青乳化剂、农药杀虫剂、化妆品添加剂、抗氧化剂和发泡剂 等。 ）环氧化物的影响：结构不同，反应活性不同，R 越大，反应速率越低。（2）给出氢原子的能力越强，1）用酸做催化剂比用碱做催化剂快 80到100倍。 （2）碱催化剂的碱性越强，反应越快。（3）一般催化剂浓度越高，反应越快，且随浓度增高，在低浓度时反应速率的增加高于高浓度。（4）采用不同催化剂会影响产物的组成。快。 EO 加 一般以支链烷基为好，烷基酚类则较差，EO 加成数越多，生物降解性越差。应用：洗涤剂、乳化剂、均染剂、泡沫稳定剂、增稠剂、起泡剂等。 ）良好的化学稳定性和热稳定性。（2）溶解性：随链长的增加而降低，疏水疏油。（3）表面活性：碳氟链的憎水性比碳氢链强，所以表面活性较强，一般15~20mN/m 之间。（4）临界胶束浓度：臂结构相似的碳氢表面活性剂第10~100倍。 3.应用：错误！未指定书签。高效灭火剂的应用：蛋白灭火剂错误！未指定书签。电镀方面的应用：镀鉻的电镀槽错误！未指 定书签。织物整理方面的应用：防水防油 错误！未指定书签。高聚物添加剂方面错误！未指定书签。感光材料方面的应用。 1.合成：1）由对烷基苯酚和甲醛制得（2时间才能达到恒定，降低表面、界面张力的能力不显著；随着相对分子质量的提高而急剧下降。（2）乳化性：乳化能力较好，多形成稳定乳液，良好的乳化稳定性，用作稳泡剂。（3）胶束性质一般不具备该性质。（ 4）分散性和絮凝性：都较好。（5）增稠性：恶劣条件下降低。（6）此外，渗透性较差，去污力和起泡力较低，毒性小。3.应用：乳化剂、分散剂、洗涤剂等，如水溶性蛋白质、树胶、聚丙烯酸盐等等。 0。液体表面分子的合力不为0，所以液滴自动收缩。（2）从力的角度来看，是作用于表面单位长度边缘上的力。（3）从能量角度来看，表面张力是单位表面的表面自由能，是增加单位表面积液体的自由能的增值，也是单位表面上的液体分子处于液体内部的铜梁分子的自由能过剩值。2.测定方法：（1）滴重法：自一毛细管滴头滴下液体是，液滴的大小与液体表面张力有关，张力越大，液滴越大。（2）毛细管上升法：当毛细管插入液体时，管中的弯液会上升或下降一定高度，γ =1/2R Δρg(h+r/3)。(3)环法（4）吊片法（5）最大气泡压力法（6）滴外形法 液体的表面张力与温度的关系：a.极性物质γ>非极性物质γ。b.结构相似时，分子量越大，γ越高。c.含有苯环或不饱和键，γ大于饱和CH 化合物。d.一般有机物的γ为20~50mN/m （含F 的比较低为10mN/m ）。e.水的γ是常见液体最高的，为72mN/m 。f.熔盐及液体金属γ最高：Hg:486.5mN/m 增溶作用：由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。作用方式：（1）非极性分子在胶束内核的增溶（如饱和脂肪酸烃、环烷烃、苯）（2）表面活性剂分子间的增溶长链的醇、胺、脂肪酸和急性染料等（3）胶束表面的吸附增韧（如苯二甲酸二甲酯）（4）聚氧乙烯链间的增溶（如苯、乙苯、苯酚等）的化学结构:（1）具有相同亲油基的表面活性剂，对烃类及极性有机物的增溶作用大小顺序一般为：非离子型>阳离子>阴离子型（2）胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大。（3）亲友基部分带有分支结构的表面活性剂增溶作用较直链的小。（4）带有不饱和架构的表面活性剂，或在活性分子上引入第二极性基团时，对烃类的增溶作用减小，二队长链极性物质增溶作用增加。2.被增溶物的化学结构：脂肪烃与烷基芳烃被增溶的程度随其链长的增加而减小，随不饱和度及环化程度的增加而增大， 带支链的饱和化合物与相应的直链异构体增溶量大致相同。3.温度的影响：随表面活性剂类型和被增溶物结构的不同而不同。多数情况下，温度升高，增容作用加大。4.添加无机电解质的影响：可增加烃类化合物的增容程度，但却使极性有机物的增溶程度减少。5.有机物添加剂的影响：可提高极性有机物的增溶程度，繁殖，添加极性有机物后使非极性碳氢化合物增溶的空间变大，增容量增加。 （1）乳化：一种或多种液体以液珠形式分散在与它不相溶的液体中构成呈现乳白色液体的分散体系的过程。（2）乳化作用：a.对形成乳状液类型的影响b.对溶解度、相容性、表面张力、稳定性有影响c.定向排布在油 -水界面上形成界面吸附膜，对乳液其保护作用，防止液滴聚结d,使静电式位阻稳定。（3）破乳：乳状液被完全破坏，发生油水分层的现象。（4）破乳作用：a.顶替作用：将原来的乳化剂顶替下来，而破乳剂不可形成高强度的界面膜，在加热或机械搅拌下，界面膜被破坏而破乳。b.润湿作用：加入良好的润湿剂，改变固体粉末的亲水性亲油性，降低乳化液的稳定性 c.絮凝-聚结作用：加热、搅拌引起细小的液滴絮凝聚结，导致亮相分离d.