生物表面活性剂应用研究进展

生物表面活性剂应用研究进展

刘江红陈逸桐贾云鹏芦艳

（东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省高校重点实验室大庆163318）

摘要生物表面活性剂是由微生物产生的天然产物，具有表面活性高、对环境无污染、生物可降解性及良好的抑菌作用等优于化学合成的表面活性剂的独特性质。本文对生物表面活性剂的特性、分类及其制备方法进行了介绍，对生物表面活性剂在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域的应用进行了总结，展望了生物表面活性剂的良好应用前景。

关键词生物表面活性剂特性分类应用

Progress on the Applications of Biosurfactants

Liu Jianghong，Chen Yitong，Jia Yunpeng，Lu Yan

（Provincial Key Laboratory of Oil＆Gas Chemical Technology，College of Chemistry＆Chemical Engineering，

Northeast Petroleum University，Daqing163318）

Abstract Biosurfactants are natural products produced by microorganisms．The biosurfactants have unique properties，such as，high surface activity，environmental friendliness，biodegradable and good anti-microbial activity，which chemical surfactants do not have．Herein the properties，classifications and preparation methods of biosurfactants are introduced in brief．The applications of biosurfactants in various fields such as petroleum exploit，environmental protection，preparation of medicals，food products as well as agriculture and cosmetics are summarized．The prospect in the development of the biosurfactants is predicted．

Keywords Biosurfactant，Property，Classification，Application

生物表面活性剂是利用可再生的资源如植物油、碳水化合物等为原料，由不同的微生物生产代谢得到的。与其他表面活性剂相比，具有耐酸、耐盐、可生物降解、低毒性、抗菌性、对环境无污染和生物相容性好等优点，同时生物表面活性剂兼备降低溶剂表面张力、稳定乳化液及增加泡沫等其他表面活性剂的特点，因此生物表面活性剂逐渐在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域得到广泛的应用，在未来有逐步替代化学合成的表面活性剂的趋势。

1生物表面活性剂的性质、分类及制备

1.1生物表面活性剂的特性

生物表面活性剂分子结构包含极性基团和非极性基团，是一种具有亲水、疏水两性特点的生物大分子化合物。生物表面活性剂分子的亲水基和疏水基可以由不同的分子成分组成。

生物表面活性剂与其他表面活性剂比较，主要特性就是无毒性、稳定性好、耐酸耐盐性好、可以被生物降解、对环境无污染及抗菌性。

1.2生物表面活性剂的分类

生物表面活性剂根据其化学结构的不同，可以分为酰基缩氨酸系、糖脂系、磷脂系、高分子聚合物和脂肪酸系表面活性剂五类，如表1所示。

刘江红女，47岁，硕士，副教授，主要从事生物化工研究。E-mail：ljhread@126．com

国家863计划项目（2008AA06Z304）和黑龙江省教育厅科技攻关项目（1153005）资助

2012-11-09收稿，2013-03-31接受

表1生物表面活性剂的分类

Tab．1The classification of biosurfactants

分类典型产物

酰基缩氨酸系脂蛋白、脂肽、脂氨基酸

糖脂海藻糖脂、鼠李糖脂、槐糖脂

磷脂磷脂酰乙醇胺

中性脂/脂肪酸甘油脂、脂肪酸、脂肪醇、蜡

聚合物脂杂多糖、脂多糖复合物、蛋白质-多糖复合物

1.3生物表面活性剂的制备方法

生物表面活性剂的制备方法包括全微生物细胞代谢法、酶合成法和天然生物材料提取法。其中，全微生物细胞代谢法是一种在细胞内部进行的利用多种酶联合催化的生物转化活动；酶合成法是利用外源酶催化合成的有机反应；天然生物材料提取法是利用天然的动植物材料，从中提取生物表面活性剂的方法。生物表面活性剂的3种制备方法的比较如表2所示。由表2可知，3种制备方法各有优缺点。在未来如果能将微生物细胞代谢法和酶合成法联合起来制备生物表面活性剂，就可以兼具原料价格低廉、生物表面活性剂产量高、种类丰富等优点，为生物表面活性剂大规模工业化提供条件。

表23种生物表面活性剂制备方法的优缺点

Tab．2The advantages and disadvantages of the three kinds of biosurfactants preparation method 制备方法优点缺点

全微生物细胞代谢法生物表面活性剂种类多种多样、原料廉价生物表面活性剂浓度低、提取费用高

酶合成法产量高、生产条件简单生物表面活性剂结构简单，种类单一

天然生物材料提取法工艺简单、成本低廉、分离提取容易原料资源受限难以大量生产

2生物表面活性剂应用研究进展

2.1在石油工业的应用

生物表面活性剂的应用最早最广泛的就是在石油工业。就提高原油采收率而言，加入生物表面活性剂可以降低油水界面的界面张力，使原油具有较强的乳化、降粘效果，同时可以增加含油岩石的润湿角，使得岩石孔隙中的残余油从中脱附出来，从而提高原油采收率，因此生物表面活性剂在三次采油方面具有应用潜力。Wagner实验室［1］研究出一种由紫红诺卡氏菌（Nocardia rhodochrous）产生的海藻糖脂，Wintershall公司将其应用于北海油田，结果表明当添加50mg/L海藻糖脂时，原油采收率提高了30%。

生物表面活性剂在清除原油中的沥青质和石蜡上也有广泛应用，沥青质和石蜡在油井和输油管道中沉积会给原油的开采带来很大的影响。Lazar等［2］研究表明，采用热洗清蜡或者化学清蜡的方法来去除原油中的沥青质和石蜡会使其后续处理困难、伤害地层且成本较高，生物表面活性剂可以解决这个难题。胜利油田孤岛采油厂用生物表面活性剂成功地解决了油井结蜡问题［3］。

生物表面活性剂还用于处理原油罐中原油的回收。高分子生物表面活性剂Emulsan［4］，因其具有的牢固附着在油/水界面的特性，用很少的Emulsan就能使水包油（O/W）型乳状液稳定，因此可用于油罐中污泥的清洗和清洗后的原油回收方面。

2.2在环境工业的应用

生物表面活性剂在环境方面的应用越来越受到人们的重视。就处理重金属方面而言，Ochoa-Loza 等［5］研究发现，鼠李糖脂易和Pb2+、Hg2+发生络合，达到去除重金属的目的。Zouboulis等［6］研究表明，通过采用吸附-浮选法，可以达到去除工业废水中的Cr6+和Zn2+的目的，去除率最低可达90%。Juwarker等［7］研究表明，在土壤结构未改变的条件下，用鼠李糖脂可以去除污染土壤中的Pb和Cd，Pb 的去除率为88%，Cd的去除率为92%。

在促进有机污染物的降解方面，华兆哲等［8］研究表明，生物表面活性剂甘露糖赤藓糖醇酯对正构烷烃具有良好的降解能力。Harvey等［9］研究表明，生物表面活性剂海藻糖脂使阿拉斯加原油污染物的

降解率大大提高。Van Dyke等［10］研究表明，将鼠李糖脂加入到受污染的泥浆中，烃类的回收率提高了70%；加入到受污染的砂土中，烃类的回收率提高了80%。

就促进污染物的增溶、分散而言，刘辉等［11］研究表明，铜绿假单胞菌株代谢得到的生物表面活性剂，在不同条件下对萘、蒽、苯并蒽等具有增溶效果，当生物表面活性剂加入量为500mg/L时，其溶解效率均有显著的提高。

2.3在农业中的应用

生物表面活性剂在农业方面也有广泛大量的应用，可以用于堆肥、土壤中有机农药的去除、土壤改良以及用作杀虫剂等。戴芳等［12］以稻草秸秆和麸皮联合好氧堆肥过程，在添加鼠李糖脂后，可以促进其中有机质的降解，加快堆肥进程，缩短堆肥周期。Mata-Sandoval等［13］研究表明，通过建立Langmuir 吸附模型，当被吸附的生物表面活性剂浓度超过临界胶束浓度（CMC）时，生物表面活性剂作为一种助溶剂，能够有效降解吸附在土壤中的杀虫剂，使得有机农药从土壤中去除。

2.4在医药行业中的应用

生物表面活性剂最具潜力的应用领域是医药行业。生物表面活性剂能作为杀菌剂，还能改善脂肪代谢和免疫功能。在制药工程方面，卵磷脂类生物表面活性剂具有健脑、护肝、降血脂、抗衰老以及美容等作用［14］，是很好的药材。生物表面活性剂作为杀菌剂，在抑制细菌生长以及抗病毒方面也颇具潜力。Eshita等［15，16］研究发现，伊枯草菌素A具有良好的抗菌活性，类似的杆菌霉素（bacillomycin）D和Lc也能抑制细菌生长。Joachim等［17］研究表明，枯草芽孢杆菌株代谢得到的脂肽类生物表面活性剂能够抑制多种革兰氏阳性菌的活性，是一种从被石油污染的淤泥中筛选分离得到的很有潜力的抗菌剂。Uchida等［18］发现，红串红球菌合成的琥珀酰-海藻糖脂能够抑制流感病毒和单纯疱疹病毒。

生物表面活性剂在改善免疫功能和脂肪代谢方面也有所作用。免疫球蛋白G是最主要和基本的免疫球蛋白，被广泛应用于免疫诊断与治疗应用［19］。Im等［20］发现，人免疫球蛋白G与由甘露糖赤藓糖醇脂MEL-A形成的复合物具有很高的亲和力。Inoh等［21］发现，MEL-A能够显著提高阳离子脂质体的基因转染效率。Isoda等［22］报道，所有的糖脂类表面活性剂（除鼠李糖脂外）都可以诱导白血病细胞产生分化、增值。

2.5在化妆品中的应用

在化妆品方面生物表面活性剂也有所涉及。生物表面活性剂具有低毒性、抗菌性、皮肤的保湿能力及与皮肤的亲和性，在护理产品中进展迅速。在用作皮肤保湿剂方面，磷脂类生物表面活性剂具有可以提高化妆品的分散性，保持皮肤的湿润，活化皮肤的呼吸，调整皮肤的酸度等作用。槐糖脂的产品即使是在很低的浓度下也具有良好的皮肤亲和性，因此可作为一种皮肤保湿剂［23］。在护理产品方面，槐糖苷酯起抗菌作用，可用于去痤疮、头屑等护肤品的基料［24］。在用作皮肤亲和剂方面，蔗糖酯会增加皮肤的光润性和嫩滑性［25］。将一定纯度和结构的表面活性剂添加在传统化妆品乳液中，将其制成液晶、脂质体或多重乳液，例如，由假单胞菌（Pseudomonas）生产的鼠李糖酯，可以用于制造脂质体。

2.6在食品工业的应用

生物表面活性剂在食品工业的应用中，具有多种性能，如乳化活性、抑菌防腐及改变食品风味等。Nitschke等［26］研究发现，枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）产生的脂肽类表面活性剂，用于乳化大豆油及椰子油，具有良好的乳化稳定性。Lukondeh等［27］指出，酵母菌产生的糖蛋白类表面活性剂，可以用于乳化玉米油。

在用作防腐剂方面，蔗糖酯以及鼠李糖酯等无害的生物表面活性剂在处理果蔬方面，具有良好的保鲜和防腐作用。在用作食品风味剂方面，例如，将鼠李糖酯生产的香料，加入肉制品、面包、高档咖啡、饮料中，可改善其风味［28］。由产朊假丝酵母代谢产生的生物表面活性剂可以用于制作色拉调味剂［29］。

3结语

生物表面活性剂的应用起始于20世纪40年代，只有部分应用于实际，有望在不久的将来在石油工

业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等各个方面被大规模工业化生产。虽然生物表面活性剂具有耐酸、耐盐、可生物降解、低毒性、抗菌性、对环境无污染及生物相容性好等优点，同时生物表面活性剂的生产过程是一个变废为宝的过程，但是生物表面活性剂也存在着一定的缺陷，其在价格和产量上无法与化学合成的表面活性剂相抗衡，这是生物表面活性剂广泛应用受到很大程度的限制而未进行大规模工业化生产的重要原因之一。为了解决这个重要的问题，要在以下四个方面进行研究探索：（1）进行培养基的优化研究；（2）进行废物资源化的研究；（3）通过菌种改良提高生物表面活性剂的产量，获得高效产生物表面活性剂的菌株；（4）研究出能产业化，高效率的生物表面活性剂提取、分离技术。总之，随着生物技术和相关技术手段的快速发展，当生物表面活性剂的价格达到人们能接受的水平，生物表面活性剂必将成为化学合成表面活性剂的换代产品。

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生物表面活性剂和高分子表面活性剂 摘要：表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。本文将就生物表面活性剂和高分子表面活性剂进行具体介绍，并且列举了部分它们在社会中的应用以及它们存在的问题和发展前景进行了简单的介绍。 关键词：表面活性剂；生物表面活性剂；高分子表面活性剂 Biological surfactant and polymer surfactant Abstract:Surfactant is composed of two distinct particles, a kind of particle has extremely strong lipophilicity, the other with strong hydrophilic. Dissolved in water, surfactants can reduce the surface tension of the water, and increase of soluble organic compounds. This article will discuss biosurfactant and polymeric surfactants are detailed introduction, and lists the part of their application in society and their existing problems and development prospects were simply introduced. Keyword:The surfactant; Biosurfactant; Polymer surfactant

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表面活性剂的应用进展

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

生物表面活性剂

生物表面活性剂及其应用 谈到学科知识应用，我第一反应是把其与人或自然界中实际存在的生物联系在一起，进而得出既有意义又有趣的结论和现象。在学习完物理化学表面化学部分后我们知道，表面活性剂(surfactant)是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性。表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。但是目前大多数表面活性剂主要以石油为原料经化学合成而来，由于受化工原料、产品的理化特性及其在生产和使用过程对环境造成严重污染等原因，使表面活性剂的应用前景受到极大的挑战。因此寻找一种新型高效低污染的表面活性剂是一个尤为重要的举措。 生物表面活性剂就是一类性能较为优异的表面活性剂。查阅文献可知他们是指利用酶或微生物通过生物催化和生物合成法得到的具有一定表面活性的代谢产物。它们在结构上与一般表面活性剂分子类似，即在分子中不仅有脂肪烃链构成的非极性憎水基，而且含有极性的亲水基，如磷酸根或多烃基基团，是集亲水基和憎水基结构于一身的两亲化合物。它们不仅具有化学表面活性剂具有的各种表面性能,而且还拥有下列优点:①选择性广,对环境友好;②庞大而复杂的化学结构使得表面活性和乳化能力更强;③分子结构类型多样,具有许多特殊的官能团,专一性强;④原料在自然界广泛存在且价廉;⑤发酵生产是典型的“绿色”工艺等。 生物产生的生物表面活性剂包括许多不同的种类。依据他们的化学组成和微生物来源可分为糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸和磷脂、聚合物和全胞表面本身等五大类。于是我们可以明显知道这些生物表面活性剂是对生物和环境极其友好，相较与普通的化学表面活性剂有更广阔的应用范围。 微生物强化采油(MEOR技术)是生物表面活性剂最为重要的应用领域。在油田中注入一些微生物和其生长所必须的营养物质，微生物在生长的同时，可以产生生物表面活性剂，这些生物表面活性剂能降低原油和水两相界面的张力，从而提高原油的开采量。与化学合成生物表面活性剂相比，生物表面活性剂可被微生物降解，不会对环境造成污染。微生物驱油和化学驱油最大的不同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，大大提高了水驱或化学驱的效率。 利用生物表面活性剂能够增强水性化合物的亲水性和生物利用度，还可以使环境污染物不断降解，该技术称为生物修复。我觉得在不远的未来这个技术能有更大的应用和发展前景。 针铁矿(Fe(OH)3) 是一种非常重要的矿产资源，可以吸附土壤和工业废水中有毒的金属离子。用针铁矿吸附、共沉淀金属离子，再用生物表面活性剂作为絮凝剂载体，可将金属离子分离出来。资源问题一直是当今世界重视的难题，利用生物表面活性剂将环境保护和资源采集率两个方面同时兼顾，这将是我们对抗环境恶化的重要手段。 资源的紧缺以及人类环保意识的加强，将进一步推动绿色表面活性剂工业的发展。当前，世界表面活性剂市场呈稳定而缓慢的增长趋势，更多新型、性能优良、易生物降解、高效、安全的表面活性剂出现，会给人们的生活和工业生产注入新的活力。根据国外一些大公司及专家预测，未来表面活性剂工业发展趋向主

表面活性剂分类及应用

表面活性剂分类及应用 1 前言(/ 表面活性剂的种类很多，按其产量排序分别为：阴离子占56%，非离子占36%，两性离子占5%，阳离子占3%。 2 阴离子表面活性剂 2.1 阴离子表面活性剂磺酸盐 此类活性剂常见的有直链烷基苯磺酸钠和α-烯基磺酸钠。直链烷基苯磺酸钠别名LAS 或ABS，为白色或淡黄色粉状或片状固体，可溶于水，虽然在较低温度下水溶性较差，常温下在水中的溶解度是3以下，但在复配表面活性剂体系中溶解性很好。它对碱、稀酸和硬水都比较稳定，分解温度240℃。10%溶液刺激指数5.0，微生物降解率80%～90%，LD50为1300～2500 mg/kg。 α-烯基磺酸钠别名AOS。活性物含量38%～40%时，外观为黄色透明液体，极易溶于水。它在广泛的pH值范围内都有较好的稳定性；30℃ 3天，pH2、pH4、pH10，水解率均为0。它对皮肤的刺激性小，微生物降解率为100%，LD50为1300～2400 mg/kg。 其中，LAS一般不用于洗发香波，也很少用于淋浴液，常用于衣用液体洗涤剂和洗洁精(餐具液洗剂)。其在洗洁精中LAS可占表面活性剂总量的一半左右，在衣用液体洗涤剂中LAS 所占比例的实际调节范围很宽。LAS的水溶性主要是体现在较高温度之下(如60℃)和与某些表面活性剂复配的条件下。应用于洗洁精比较典型的复配体系是三元体系“LAS-AES-FFA”。应用于衣用液体洗涤剂的复配体系有“LAS-皂基-η·SAA”。值得注意的是，LAS直接与非离子表面活性剂烷基醇酰胺复配不一定能取得好的效果，“LAS-FFA”体系不稳定且粘度小和外观为白乳状。 LAS是产量最大（290 kt/a），价格最便宜的合成表面活性剂品种。LAS在产量居前5 位的合成表面活性剂中价格最低，在常见阴离子表面活性剂中与皂基(脂肪酯皂)相当。LAS 突出的优点是稳定性好、去污力好、价格低廉，突出的缺点是刺激性大。 AOS在磺酸盐品种中，性能最好，具有一般磺酸盐的优点或其优点更为突出，而不具有一般磺酸盐的缺陷。AOS是洗发香波和淋浴液中常见使用的主表面活性剂之一。在其它液体洗涤剂中的应用也会随产品国产化的实现(价格下降)而逐步增多。AOS突出的优点是稳定性好，水溶性好，配伍性好，刺激性小，微生物降解也非常理想；突出的缺点是价格在阴离子表面活性剂中是较贵的。 2.2 阴离子表面活性剂硫酸盐) 此类活性剂常见的有脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基硫酸钠。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠别名AES，醇醚硫酸钠。它易溶于水，活性物含量70%时外观为淡黄色粘稠液体(半透明)，

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。

表面活性剂的分类及应用

表面活性剂的分类及应用 班级：10化汉姓名：田芳学号：20101105547 【摘要】：表面活性剂的应用范围涵盖了人们生活和工作的各个方面，在20事迹90年代人们已经开始系统的研究表面活性剂。可以说没有表面活性剂就没有现在干净的我们，现在我们对表面活性剂的认识只是停留在表面没有更深入的研究，下面是对表面活性剂一些基础认识。 【关键词】：HLB值，分类，应用 【Abstract】: the application of surface - active agent covers all aspects of people's life and work, in 20. 90 time people began the study of surfactant system. Can be said without surfactant was now clean of us, now we are on the surface active agent known only stay on the surface no more in-depth research, here are some basic understanding of surface active agent. 【Key words】: HLB value, classification, application 表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。表面活性剂范围十分广泛（阳离子、阴离子、非离子及两性），为具体应用提供多种功能，包括发泡效果，表面改性，清洁，乳液，流变学，环境和健康保护 一、HLB值----HLB值越大代表亲水性越强，HLB值越小代表亲油性越强，一般而言HLB值从1 ~ 40之间。亲水亲油转折点HLB为10。HLB小于10为亲油性,大于10为亲水性。 1~--3作消泡剂 3~--6作W/O型[乳化剂 司盘（脱水山梨醇脂肪酸酯）是w/o型乳化剂，具有很强的乳化、分散、润滑作用，可与各类表面活性剂混用，尤其适应与吐温－60， HLB值4.7。 7~--9作润湿剂； 8~--18作O/W型乳化剂，也叫吐温型乳化剂， 为司盘（Span，山梨醇脂肪酸酯）和环氧乙烷的缩合物，为聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯的一类非离子型去污剂；常作为水包油（O/W）型，药用：（1）可作某些药物的增溶剂。 （2）有溶血作用，以吐温-80作用最弱。 （3）水溶液加热后可产生混浊，冷后澄明，不影响质量。 （4）在溶液中可干扰抑菌剂的作用

表面活性剂在洗涤剂中的应用分析研究进展

表面活性剂在洗涤剂中的应用研究进展 华安庆 <华侨大学材料学院应用化学系 0814131013） [摘要] 】表面活性剂是具有表面活性的物质，能改变物质的表面张力。表面活性剂的分子都是由亲水基和疏水基构成，大部分能溶于水，产生润湿、乳化、渗透、发泡、去污等作用。家用合成洗涤剂所用的表面活性剂主要要有去污能力，同时还考虑乳化、发泡等各项性能的综合效应。在目前的洗涤剂中仍大量使用阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂的用量正在日益增加，阳离子表面活性剂则被大量用于洗涤后处理，两性离子表面活性剂使用量较少。随着洗涤剂越来越专用化，表面活性剂的品种数量也在飞速发展。阐述了洗涤剂的主要成分一一表面活性剂的用途与发展情况，介绍了几种新型绿色表面活性剂的特点及应用，最后讨论了其发展趋势和应用前景。 【关键词]表面活性剂：绿色表面活性剂；性能；洗涤剂：应用 表面活性剂在工业生产和人类日常生活中的应用越来越广，并占有特殊而重要的地位，被称作为“工业味精’，在洗涤剂中加人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。大量使用表面活性剂还会对生态系统产生潜在的危害。近年来，为了解决日益严重的环境污染问题，绿色化学从化学学科中脱颖而出，成为 当前化学学科研究的热点和前沿。表面活性剂的绿色化学是绿色化学的重要内容 之一，绿色表面活性剂是近几年洗涤剂工业中的又一个新亮点。烷基多苷以其低刺激性、高泡沫性、良好的配伍性和环境友好性，在洗涤用品中有着美好的应用前景；新一代表面活性剂Gemini的出现，以其优良的钙皂分散性、低cmc、水溶助长性及生物安全性，倍受人们青睐；多功能表面活性剂，兼具表面活性剂和螯合功能物质ED3A、单烷基二苯醚磺酸盐(MADS>和双烷基苯醚磺酸盐(DADS>具有优 良的去污力，等显现出广阔的应用前景。 1 表面活性剂的研究进展 1.1 应用与发展简况 传统产品由于其成本／效能的优势仍然起主导作用，今后的发展趋势是继续开发传统产品的优越性，同时特效表面活性剂的发展以及表面活性剂的绿色化将受到重视。根据“中国化工信息网”报道，未来最值得关注的重点表面活性剂产品有：烷基多苷与葡糖酰胺；醇(酰胺>醚羟基酸盐。 目前阴离子表面活性剂仍是应用得最广泛的表面活性剂，预计在未来的表面活性剂消费中，AS、AE、MES、APG和AGA的增长率最高。洗涤用表面活性剂主要有直链烷基苯磺酸(LAS>、脂肪醇硫酸盐(AS或FAS>、脂肪醇聚氧乙烯醚(AE>、壬基酚聚氧乙烯醚(NPE>、仲烷基磺酸盐(SAS>、a一烯基磺酸盐(AoS>、甲酯磺酸盐(MES>和烷基多糖苷(APG>等。 随着“绿色化学”的呼声越来越高，将油基从来自石油产品改为来自天然油

生物表面活性剂应用研究进展

生物表面活性剂应用研究进展 刘江红陈逸桐贾云鹏芦艳 （东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省高校重点实验室大庆163318） 摘要生物表面活性剂是由微生物产生的天然产物，具有表面活性高、对环境无污染、生物可降解性及良好的抑菌作用等优于化学合成的表面活性剂的独特性质。本文对生物表面活性剂的特性、分类及其制备方法进行了介绍，对生物表面活性剂在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域的应用进行了总结，展望了生物表面活性剂的良好应用前景。 关键词生物表面活性剂特性分类应用 Progress on the Applications of Biosurfactants Liu Jianghong，Chen Yitong，Jia Yunpeng，Lu Yan （Provincial Key Laboratory of Oil＆Gas Chemical Technology，College of Chemistry＆Chemical Engineering， Northeast Petroleum University，Daqing163318） Abstract Biosurfactants are natural products produced by microorganisms．The biosurfactants have unique properties，such as，high surface activity，environmental friendliness，biodegradable and good anti-microbial activity，which chemical surfactants do not have．Herein the properties，classifications and preparation methods of biosurfactants are introduced in brief．The applications of biosurfactants in various fields such as petroleum exploit，environmental protection，preparation of medicals，food products as well as agriculture and cosmetics are summarized．The prospect in the development of the biosurfactants is predicted． Keywords Biosurfactant，Property，Classification，Application 生物表面活性剂是利用可再生的资源如植物油、碳水化合物等为原料，由不同的微生物生产代谢得到的。与其他表面活性剂相比，具有耐酸、耐盐、可生物降解、低毒性、抗菌性、对环境无污染和生物相容性好等优点，同时生物表面活性剂兼备降低溶剂表面张力、稳定乳化液及增加泡沫等其他表面活性剂的特点，因此生物表面活性剂逐渐在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域得到广泛的应用，在未来有逐步替代化学合成的表面活性剂的趋势。 1生物表面活性剂的性质、分类及制备 1.1生物表面活性剂的特性 生物表面活性剂分子结构包含极性基团和非极性基团，是一种具有亲水、疏水两性特点的生物大分子化合物。生物表面活性剂分子的亲水基和疏水基可以由不同的分子成分组成。 生物表面活性剂与其他表面活性剂比较，主要特性就是无毒性、稳定性好、耐酸耐盐性好、可以被生物降解、对环境无污染及抗菌性。 1.2生物表面活性剂的分类 生物表面活性剂根据其化学结构的不同，可以分为酰基缩氨酸系、糖脂系、磷脂系、高分子聚合物和脂肪酸系表面活性剂五类，如表1所示。 刘江红女，47岁，硕士，副教授，主要从事生物化工研究。E-mail：ljhread@126．com 国家863计划项目（2008AA06Z304）和黑龙江省教育厅科技攻关项目（1153005）资助 2012-11-09收稿，2013-03-31接受

生物表面活性剂

98-25：脂肽 H：环脂肽 【内容】 所有的生物都是由细胞所构成，细胞中70％的是水分，蛋白质、核酸、糖类、脂类等各种物质通过细胞内的精细结构进行着有序的活动。表面活性剂作为控制细胞界面秩序而不可缺少的物质起着重要作用。 由于生物体内的表面活性剂是在极其复杂的生物物质群中微量地存在，因此大量提取纯制品非常困难。近来发现微生物在其菌体外较大量地产生、积蓄微生物表面活性剂。这已在石油三次回收剂、石油环境污染的无公害处理剂及功能性表面活性剂等许多领域得到应用和开发。 生物表面活性剂具有合成表面活性剂所没有的结构特征，大多有着发掘新表面活性功能的可能性，人们正希望开发出生物降解性和安全性及生理活性都好的生物表面活性剂。 1．生物表面活性剂分类 生物表面活性剂根据其亲水基的类别，分为以下五种类型：①以糖为亲水基的糖脂系生物表面活性剂；②以低缩氨酸为亲水基的酰基缩氨酸系生物表面活性剂；③以磷酸基为亲水基的磷脂系生物表面活性剂；④以羧酸基为亲水基的脂肪酸系生物表面活性剂；⑤结合多糖、蛋白质及脂的高分子生物表面活性剂(生物聚合体)。 (1)糖脂系生物表面活性剂糖脂与磷脂形成复合脂成为连接脂和糖的桥梁，从化学结构来看，它们是由脂肪醇或脂肪酸形成的复杂脂。根据这种糖脂的结构和分布可分为四类：鞘氨糖脂，植物糖脂，甘油糖脂，结构单元中无鞘氨醇和甘油的其他糖脂。 鞘氨糖脂是动物糖脂的代表性物质，存在于动物组织，特别是动物的脑神经组织中。植物糖脂主要存在于植物中。 甘油糖脂广泛存在于高等植物、藻类和能进行光合作用的细菌中，既有植物性又有微生物性糖脂的特性。 属于结构单元中无鞘氨醇和甘油的糖脂有来自高好碱性菌的硫糖脂，及源于植物的有代表性的皂草苷生物表面活性剂。以前，人们常用皂草苷作洗涤用品，从结构上看，它是由以甾族化合物或三萜系化合物为非糖部分(皂草配基)与低聚配糖体构成的。皂草苷具有生物活性，如具有溶血、强心和免疫等作用。 (2)酰基缩氨酸系生物表面活性剂大致分为硫放线菌素类和脂氨基酸类，这类物质以氨基酸或低聚缩氨酸作亲水基。它广泛存在于各种微生物、植物、无脊椎动物的消化液、鸡的卵管、人的皮肤等中。虽然对脂氨基酸的生理意义还不了解，但作为生物膜的存在，它与维持膜结构及膜机能有关，而且存在于皮肤的角质层中，也与保湿作用有关。硫放线菌素类是微生物的产物，有高表面活性。 (3)磷脂系生物表面活性剂这是磷脂与糖脂在复合脂中形成的一大领域。大致分为甘油磷脂和鞘氨磷脂。 甘油磷脂是以磷脂酰酸作基本骨架，由具有羟基的各种化合物构成，结构式如下：

表面活性剂在工业中的应用

表面活性剂在工业中的应用 姓名：王化东专业：材料科学与工程 摘要：介绍了表面活性剂在选煤、纺织、食品、材料制备、造纸、制药等工业领域的应用，并解释了其作用的机理，以及在工业中应用不规范对环境和人自身的危害。 关键词：表面活性剂；应用；机理 The Application of Surfactant in Industry Abstract:In this paper, the application of surfactants in the coal, textile, food, material preparation, papermaking, pharmaceutical and other industrial fields have been introduced. The mechanism of its action and the harm to environment and human caused by the non-standard application in industrial were explained. Key words:sur factant;application;mechanism 前言 能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。这种物质通常含有亲水的极性基团和憎水的非极性碳链或碳环有机化合物。亲水基团进入水中，憎水基团企图离开水而指向空气，在界面定向排列。表面活性物质的表面浓度大于本体浓度，增加单位面积所需的功较纯水小。非极性成分愈大，表面活性也愈大。表面活性剂依靠自身独特的两亲性结构而具有降低表面张力、起泡、乳化、分散、润湿、增溶、渗透和抗静电等性能,在各种工业和消费品应用中有重要的地位。目前,世界表面活性剂消耗量约为900万t,其中工业用量占55%,已广泛应用于选煤、纺织、食品、材料制备、造纸、制药等工业领域。 1 表面活性剂在选煤中的应用 选煤是洁煤技术中最经济有效的途径之一,是国际上公认的洁煤技术中的重点。表面活性剂因其具有双亲结构的特点,在选煤中有着重要的作用。开采到的

表面活性剂的现状及发展趋势

表面活性剂的现状及发展趋势 摘要 表面活性剂的应用范围涵盖了人类生活和工作的各个方面。本文主要介绍了表面活性剂的概念、分类及简单的应用，还有表面活性剂在国内外的现状及发展情况。 关键词：表面活性剂分类发展现状

一、简介 表面活性剂，是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。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；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂是一类重要的精细化学品，通常具有清洗、发泡、润湿、乳化、增溶、分散等多种复合功能，广泛应用于工业、农业、医药、精细化工、化学合成和日常生活等领域，素有工业味精之称，已形成了一个独立的工业生产部门。 表面活性剂的分类方法很多，根据疏水基结构进行分类，分直链、支链、芳香链、含氟长链等；根据亲水基进行分类，分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO 衍生物、内酯等；有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等，还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。但是众多分类方法都有其局限性，很难将表面活性剂合适定位，并在概念内涵上不发生重叠。人们一般都认为按照它的化学结构来分比较合适。即当表面活性剂溶解于水后，根据是否生成离子及其电性，分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂，其中离子型又分为阴离子、阳离子和两性表面活性剂，共四类： 1.阴离子表面活性剂亲水基团带有负电荷。主要有磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐、羧酸盐。 2.非离子表面活性剂在分子中并没有带电荷的基团，而其水溶性来自于分子中的聚氧乙烯醚基和端羟基。 3.阳离子表面活性剂亲水基团带有正电荷。主要有季铵盐和咪唑啉系。 4.两性表面活性剂在分子中同时具有溶于水的正电荷和负电荷基团。 二、国内外发展趋势及应用 目前，发达国家在表面活性剂领域的研究已具备了完整的体系，能够实现产品研究开发多样化、系列化，开发力度非常大，并且开发理念已突破传统意义上的表面活性剂。 以表面活性剂在农药中应用为例，国外通过表面活性剂对除草剂活性作用的研究表明，表面活性剂并非只单纯地降低药液的表面张力，以提高药量而达到增效的目的，若针对各种药剂特性，采用适当种类和浓度的表面活性剂还可以促进药剂对植物的渗透作用，且对药剂具有增溶作用，可见有选择性地开发和应用

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