有机硅表面活性剂的应用及研究进展
有机硅表面活性剂的应用及发展状况
摘要：有机硅表面活性剂由于其结构中既含有有机基团，又含有硅氧键（Si-O-Si），因而不但具有一般烃类表面活性剂较高的表面活性，而且具有无机物二氧化硅的耐高低温、耐气候老化、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能。有机硅表面活性剂能应用于纺织、农药、日化产品等等。因而成为表面活性剂领域的研究热点。
关键词：有机硅表面活性剂；结构；应用
Abstract Silicone surfactants contain both organic group and silicon-oxygen bond (Si-O-Si), which not only has high surface activity, just like normal surfactants, but also has the property of silica, like, resistance to high temperature and ageing, non-toxic, non-corrosive and physiologically inert. It can be used in many fields, such as, textiles, pesticides, daily chemical products and so on. That make silicone surfactants becoming a hot research field.
Keywords Silicone surfactant; Structural; Applications
一、有机硅表面活性剂简介
有机硅是含有硅氧烷键（Si-O-Si）的高分子合成材料。有机硅表面活性剂是以聚二甲基硅氧烷为其疏水主链，在其中间位或端位连接一个或多个有机硅极性基团而构成的一类表面活性剂。有机硅材料性能优异，应用十分广阔，目前发展迅速，在很多领域作为一种新型的功能材料受到人们的青睐，如聚醚改性有机硅、氨基改性有机硅和环氧改性有机硅等[1]。
以硅氧烷为疏水基团，聚氧乙烯链、羧基、酮基、氨基、环氧基等其它极性基团为亲水基构成的表面活性剂就称为有机硅表面活性剂。由于有机硅分子结构的特点使它具备很多其它有机基所不具备的特性，如低表面张力(由图1可见，Sylgard 309有机硅表面活性剂的表面张力低于其它非离子表面活性剂[3])、高表面活性(与氟表面活性剂相当)、优异的润湿性、乳化性、润滑性、生理惰性、化学稳定性、无毒无臭、化学降解、不积累、透气性好等优点。因此用途极其广泛，
可用于纤维、织物(包括非纺织物)及皮革的防水、柔软、平滑整理和处理；用于采矿、采油、化学处理、塑料和橡胶生产及金属加工等工业用途；用于个人防护用品及汽车美容保养；用于农用化学品等等[2]。
图1有机硅表面活性剂与一般非离子型表面活性剂对比
图表2有机硅表面活性剂和碳氢表面活性剂表面活性特征有机硅表面活性剂优异的表面活性源于其分子结构中疏水基团的结构，以三硅氧烷表面活性剂为例，其与普通碳氢表面活性剂的结构差异可用上图2说明。可以看出，决定有机硅表面活性剂活性的是甲基（-CH3），柔软的Si-O-Si骨架仅仅起支撑作用，使得这些甲基呈伞形。排布在气液界面上，布满甲基的表面能约为20mN/m，这正是采用硅氧烷表面活性剂所能达到的最低表面张力数值；而碳氢表面活性剂的疏水集团为长链烃基或烃基芳基，主要由亚甲基（-CH2-）组成，且疏松地排布在气液界面上，因而采用碳氢表面活性剂一般能达到的表面张力为30 mN/m或者以上[4]。一般的表面活性剂的疏水基是烷烃链，硅氧烷表面活性剂的疏水基是聚合度在2000以下的液态聚二甲基硅氧烷，也称为甲基硅油。聚二甲基硅氧烷疏水基使得有机硅表面活性剂具有许多优良的性能，如低表面张力，优良的粘温特性，柔顺性和在极性表面易铺展性以及良好的疏水性和能够在宽温度范围下使用的性能等。表1 中显示硅氧烷表面活性剂对塑料的润湿性是一般表面活性剂无法比拟的[5,6]。
表 1 烷氧基表面活性剂的润湿性
表2为各种表面活性剂水溶液的表面张力。从表中可以看出，非硅类表面活性剂的表面张力一般都大于30mN/m；而有机硅表面活性剂的表面张力都在20 mN/m左右[7]。由于有机硅表面活性剂的表面张力低，使其水溶液与固体表面的接触角，尤其是与疏水表面的接触角大大降低（见表2）
表 2 各种表面活性剂水溶液的表面张力
表面活性剂品种在水中的质量分数/ % 表面张力（25℃）/mN·m-1烷基聚氧乙烯醚（TX-10）0．1 31．6
烷基聚氧乙烯醚（EO=4）0．1 34．1
2-乙基己基硫酸钠0．1 51．4
十二烷基硫酸钠0．1 41．7
非离子型有机硅表面活性剂0．1 20．0
阴离子型有机硅表面活性剂0．1 21．3
由于有机硅表面活性剂水溶液的表面张力低，对疏水表面的接触角小；所以，在疏水表面（如聚酯膜）的表面润湿速度快、润湿直径大（见表3）。
表 3 表面活性剂在聚酯膜上的湿润速度及湿润直径
表面活性剂品种润湿速度1）润湿直径2）/mm
无表面活性剂 1 1．0
烷基酚聚氧乙烯醚OP-10 2．6 3．0
有机硅表面活性剂1 6．4 23
有机硅表面活性剂2 7．8 32
有机硅表面活性剂3 12．6 40
有机硅表面活性剂4 14．8 43
由于有机硅聚合物的主链是一条由硅原子和氧原子交替组成的稳定骨架，在硅原子上联接着甲基等有机烃基的线型聚合物。分子中构成主骨架的Si-O键的键能为105kcal/mol，这使得聚硅氧烷具有高耐热性和良好的耐气候性。由于有机硅聚合物侧链上与有机基如甲基、苯基、乙烯基等连接，使它能集无机物特性与有机物功能于一身，具有优良的耐高低温性、良好的低温流动性、强的热氧化稳定性、生理惰性和良好的电绝缘性、不易燃烧、无嗅、耐老化、耐臭氧、耐腐蚀、优良的粘结性能，还具有可压缩性和抗剪切性、优良的气体透过性和表面能及优良的耐弧焊性[8-10]。
二、有机硅表面活性剂的分类及其合成
有机硅表面活性剂按其化学结构可分为：侧链改性型（Comb type ）和末端改性型（terminal type ）[2]。
侧链改性型为：
(SiO)n Si SiO
Me Me Me Me Me
(SiO)Me H Me Me R
末端改性型为： Si SiO
Me Me Me Me
(SiO)m Me H R Me Si Me Me O Si R m 3CH 3
其中Me 为甲基，R 为通过硅碳链或硅氧链连结的聚醚链段。
有机硅表面活性剂与其他表面活性剂一样，按照表面活性剂中亲水基的离子类型，有机硅表面活性剂也可分为四类，即阴离子型、阳离子型、两亲型和非离子型。
1.阴离子表面活性剂
阴离子型有机硅表面活性剂包括羧酸型、磺酸型、硫酸型和磷酸酯型。一般通过二酸酯中亚甲基上活泼氢与卤代烷反应，再经水解制备，如羧酸盐型有机硅表面活性剂的合成如下所示[11]： R3SiCnH2nX +CH2COOC 2H 5COOC 2H 5CH COOC 2H 5
COOC 2H 5R3SiCnH2n R3SiCnH2nCH(COOH)2
王学川等人以马来酸酐和醇胺硅油为原料，合成了一种新型的有机硅阴离子磺珀酸酯表面活性剂，具有很好的去污、发泡、分散、乳化和润湿等特性。
目前市场上使用的商品比较多的是硫酸盐类的有机硅阴离子表面活性剂，结构如下图所示。与碳氢链阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠相比，使用环氧改性硅油与亚硫酸钠反应合成的有机硅磺酸盐具有明显的优势，表面张力大大降低。将这类表面活性剂加入到洗涤剂配方中，将大幅降低水的表面张力，大大提高洗涤效果。因此，阴离子型有机硅表面活性剂在纺织工业中主要用作洗毛剂和匀染剂等[12-15]。
(SiO)n Si SiO
Me Me Me Me
Me Me
(SiO)m Me Me Me C3H6O(C2H4O)nSO3Na
2.阳离子有机硅表面活性剂的合成
有机硅阳离子表面活性剂是一种疏水链中含有硅原子，亲水链中含有阳离子的表面活性剂，结构通式如下图所示：
Si
R 1
R 2R 3(CH 2)n C R 4R 5N +R 8X -R 6R 7
目前有机硅阳离子表面活性剂主要是通过以下三个方法制备得到[16]:
2.1利用长碳链二甲基叔胺和烷基卤硅烷进行反应
利用Y-氯丙基硅烷和不同长碳链的二甲基烷基叔胺(如二甲基十二烷基叔胺、二甲基十四烷基叔胺、二甲基十六烷基叔胺、二甲基十八烷基叔胺)进行反应，可以制得一系列的有机硅阳离子表面活性剂。由于其反应类型是典型的SN2亲核取代反应，所以一般选用无机碘化物作为催化剂参与季铵化反应。其反应方程式如下图所示[17,18]:
+(CH 3)2NC 18H 37ClC 3H 6Si(OC 2H 5)3N +H 3C
H 3C
C 3H 6Si(OC 2H 5)3Cl -
C 18H
37异丙醇KI 2.2氨基硅油的季铵化
利用不同的季铵化试剂和氨基硅油的氨基反应，可以制得不同季按化基团的有机硅阳离子表面活性剂。以线性体二羟基聚二甲基硅氧烷(PMX-0156)、N-β-氨乙基-Y-氨丙基二甲氧基甲基硅烷(KH-602)和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为原料，可以制备纺织柔软整理剂，该表面活性剂具有非常好的耐洗性和抗菌性。在氮气的保护下，可以通过氯化苄和含叔胺基的硅氧烷反应制备季铵盐型的有机硅阳离子表面活性剂[19]。
阳离子型有机硅表面活性剂在纺织工业中主要用作抗静电剂和柔软剂。氨基改性聚硅氧烷(简称氨基硅油)和氨基硅烷是最典型、用量最大和用途最广的有机硅阳离子型表面活性剂。由于氨基具有亲水性，所以氨基硅油容易被做成微乳液，是纺织上应用最普遍的柔软剂。目前已经研制出耐高温防破乳的新型有机硅柔软
剂。有机硅季铵盐能与纤维发生牢固的结合，具有良好的耐洗性[20]。目前，国内许多单位研制的有机硅季铵盐抗菌剂都是三烷氧基硅烷的季铵盐。
阳离子型有机硅表面活性剂在日化行业中主要用于柔软液洗剂、护肤、护发和美发用品。将氨基硅油微乳加人到液体洗涤剂中，由于氨基硅油带弱阳电荷，织物带负电荷，在洗涤过程中，氨基硅油能自动吸附到织物上。季铵化聚硅氧烷是护发美发的最佳调理剂。用聚硅氧烷季铵盐配制的洗发香波具有柔软、滑爽、抗静电以及易梳理等优点。如能在聚硅氧烷季按盐大分子上同时接人亲水、抗静电型聚醚、磷酸醋基则更为理想。氨基硅油也可用作香波调理剂[21-23]。
3.有机硅两性表面活性剂
两性有机硅表面活性剂是指疏水链中含有硅原子，亲水基团既含有阳离子，又含有阴离子的表面活性剂。有机硅两性表面活性剂有甜菜碱型、氨基酸型和咪唑啉型等。该表面活性随PH 的不同，其水溶液的离解结果也不同，偏碱性时，溶液显示阴离子型表面活性剂的性质；偏酸性时，溶液则显示出阳离子表面活性剂性质。这种分子既具有磷酸酯甜菜碱的结构和特性，又具有硅氧烷的结构和特性。
两性离子型有机硅表面活性剂的主要特点是更加温和、更易配伍，广泛用于个人护理品中。用于洗发香波时，对眼睛和皮肤无刺激，泡沫更加稠密和丰富，克服了一般有机硅调理剂的抑泡缺点。
4.有机硅非离子表面活性剂
当有机硅R 基团中含有聚醚、烷醇酰胺、酯、糖苷等单元，则为非离子表面活性剂。其中聚醚类有机硅表面活性剂应用最多。制备方法主要是先把甲基氢引入到聚二甲基硅氧烷中，即合成低含氢量的含氢硅油；然后在铂催化剂催化下，使用含双键的聚醚和该含氢硅油进行硅氢加成，就能制得有机硅非离子表面活性剂[24]。反应示意图如下所示：
(SiO)n Si SiO
Me Me Me Me Me Me
(SiO)m Me H Me Me 22a b (SiO)n Si SiO Me
Me Me Me Me Me (SiO)3H 6(EO)a(PO)bR Me Me Me
使用不同的含氢硅油和不同结构的聚醚可以合成不同类型的有机硅非离子表面活性剂。在上图中，聚醚链段具有极性基团，可以通过改变聚醚分子中乙氧基链节(EO)和丙氧基链节(PO)来获得不同程度的水溶性和亲油性。具有疏水性的
有机硅段具有疏水性，提供降低表面张力、抗紫外线、调低光泽度和勃度等性能。
非离子型有机硅表面活性剂是应用非常广泛的一类表面活性剂，能与其他类型的表面活性剂复配起到协同和增效的作用，具有消泡、乳化、净洗和分散作用。非离子型有机硅表面活性剂在纺织工业的主要用途是作为亲水整理剂和消泡剂，有些非离子型表面活性剂可以与水混合后用于织物洗涤和漂白处理，使得织物具有优异的白度，混合物具有在高温下稳定、高搅拌下泡沫少及生物降解性好的特点。亲水性聚醚改性硅油在日化行业主要是作为亲水护肤剂和护发剂。聚醚改性硅油的一个重要性能是能够非常明显的降低水的系或非水体系的表面张力。因而，在液体洗涤剂中甚至三次采油体系中有很好的应用前景。非离子表面活性剂的另一个重要用途是作为硅油乳化剂。有机硅非离子型表面活性剂除了可以作为消泡剂、洗涤剂和漂白剂外，还可以作为光滑剂、抗静电剂、织物整理剂和纸张柔软剂等。在农药中有较多的应用[25-27]。
三、有机硅表面活性剂的应用
由于含硅表面活性剂具有独特的优点，具有无硅类表面活性剂所不具有的耐高温、耐微生物等性能。目前已在日化工业、纺织、涂料、油漆、塑料、农业化学品、医药、机械加工等方面广泛使用。由于经济附加值很高，它不但有极高开发价值，而且愈来愈显示其良好的发展前景[28]。
1．在农药中的应用
20世纪60 年代有机硅表面活性剂就被作为农药助剂使用，但是直到1985 年孟山都新西兰公司率先淘汰了毒性和环境污染较大的农药助剂2，4，5-涕，有机硅表面活性剂才开始在农业上进行商业性的推广应用。农药用有机硅表S面活助剂因其特殊的Si-O-Si、Si-C-Si结构，能显著降低水溶液的表面张力。有机硅表面活性剂可以作为农药的超级扩展剂使用，相对于传统助剂，有机硅溶液可以轻易地润湿几乎所有种类的叶面[29]，显著提高了在靶标生物的覆盖面，甚至还可以使药剂进入到叶背面或果树缝隙中藏匿的害虫处，达到杀虫和杀菌的效果，从而极大地增加农药的药效。有机硅表面活性剂良好的延展性见下表：
表面活性剂表面张力（Mn/m）扩展面积（mm2）
Silwet-77 21．6 172
四硅烷24．2 12
多硅烷23．6 2
OP-10 31．8 4
FCS（碳氟类）16．5 3
表4有机硅表面活性剂的延展性
另外，有机硅表面活性剂因其较低的表面张力易于在疏水性叶面上铺展，而且相对于疏水性较差的常规农药用表面活性剂，有机硅助剂具有极强的耐雨水冲刷性能，能显著提高农药的有效利用率，提高药效30～50%（减少使用量30～50%）；再者，气孔是药剂进入植物体的主要途径之一，有机硅表面活性剂能使药液的表面张力低于植物叶表面的润湿临界表面张力（约25mN/m），故能促使药液经气孔渗透进入表皮。
2．在纺织行业的应用
有机硅表面活性剂以其独特的抗静电性、柔软性以及良好的杀菌和消毒能力，并能赋予纤维很好的柔软效果，具有其他柔软剂无法比拟的优势，成为目前使用最广泛的柔软剂。有机硅作为一种环保型的优良抗皱剂还可以逐步取代甲醛在纺织品抗皱中的应用，顺应无甲醛整理的潮流，同时也是性能优良的印染助剂，在纺织印染中也有一定程度的应用。阳离子型有机硅表面活性剂在纺织工业中主要用作抗静电剂和柔软剂，其去污力差，但它具有良好的抗静电性、柔软性以及良好的杀菌和消毒能力，并能赋予纤维很好的柔软效果，是目前最为重要的柔软剂。非离子型有机硅表面活性剂是应用非常广泛的一类表面活性剂，能与其他类型的表面活性剂复配起到协同和增效作用，具有消泡、乳化、净洗和分散作用。阴离子型有机硅表面活性剂大幅度降低水的表面张力，大大提高洗涤效果。在纺织工业中主要用作洗毛剂和匀染剂等。而两性离子型有机硅表面活性剂直接效果不明显，但是其可以使条件温和、更易配伍，而与更多的助剂共同加入产生更佳的效果[30]。
3．在化妆品上的应用
聚二甲基硅氧烷与聚醚接枝共聚物是化妆品工业中重要的表面活性剂，当用量达0。15%~5%时，能使化妆品表面张力下降，有利于化妆品在肌肤和毛发表面扩散。能赋予头发光泽、易梳理性、抗静电性、平滑利落和滞留性，但又不妨碍皮肤正常的发汗，且对皮肤、眼睛没有任何刺激。此外，在化妆品配制时，有机硅表面活性剂可改善各组分的相容性，有时还可起到消泡或稳泡（用于香波）作用。
4．高效消泡剂
泡及泡沫常伴随着人们的生活和生产，有时需要利用它，例如：浮选、灭火、除尘、洗涤、制造泡沫陶瓷和塑料等。但是在蒸馏、化学反应、发酵以及涂料等制造过程则需要进行消泡，以提高生产效率，安全生产。
优秀的消泡剂必须同时兼顾消泡、抑泡作用，即不但应迅速使泡沫破坏，还能在相当长的时间内能够防止泡沫再次大量产生，这在工业生产中十分重要。
有机硅类消泡剂由于具有表面张力低、表面性能高、消泡能力强、热稳定性好、挥发性低、化学稳定性好且无生理毒性等优点，在许多应用领域获得了广泛的应用。适应不同体系的有机硅消泡剂种类较多，性能各异。目前常用的有机硅消泡剂大致分为三类：油型、乳液型和固体型。包括硅油、硅油溶液和乳液以及聚醚改性等有机硅消泡剂[31]。
例如，在石油化工业中，许多与萃取精馏相关的抽提装置中，像芳烃抽提、丁二烯抽提、丙烯酸以及丙烯酸酯的抽提分离等，由于分离化合物与溶剂间的作用，抽提产生大量的气泡，采用有机硅消泡剂可以大大提高塔板分离效率。因此，有机硅消泡剂在石油化工领域有着巨大的市场，但目前国内所用的消泡剂主要为进口产品。
5．有机硅表面活性剂在其他方面的应用
有机硅表面活性剂可以用于皮革化学品中，提高皮革制品的润滑性和防水性。用于聚氨酯泡沫塑料中，对于生产过程中如体系分散、气泡生成、气泡生长、气泡稳定及气室开放有重要作用。还可用于机械加工领域，主要用来清洗金属制品表面。此外，有机硅表面活性剂在原油破乳和脱水及油漆、电镀、防腐等方面有着不同程度的应用。
四、有机硅表面活性剂的发展展望
有机硅是半无机、半有机结构的高分子聚合物，对环境无毒、无污染，又呈生理惰性。因此有机硅表面活性剂在日化和纺织行业的应用是美好的。为了适应不同纤维和不同用途的产品要求，需要有针对性调理剂，还需配合亲水抗静电剂生产特种有机硅整理剂。随着精细化学品工业的发展，有机硅表面活性剂将会得到进一步发展，在科学研究及工农、生产各领域有更广泛的应用。有机硅表面活性剂是当今表面活性剂中最优良品种之一，其合成工艺简便，市场潜力巨大，是一种高附加值的精细化工产品。目前国内对有机硅表面活性剂的正逐渐加大，但
与国外相比还有较大差距。还需要加大科研投入，抓住有机硅表面活性剂向高效化、绿色化的主导方向，从分子结构出发，合成高效、易生物降解的新型有机硅表面活性剂。
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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
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Silwet系列高效有机硅表面活性剂 GE-东芝有机硅 GE-TOSHIBA SILICONES
Silwet 系列高效有机硅表面活性剂 GE －东芝有机硅 GE －TOSHIBA SILICONES 一﹑Silwet 系列高效有机硅表面活性剂简介 Silwet 系列高效有机硅表面活性剂(GE 有机硅农用助剂)是美国GE （美国通用电气公司）开发的,基于烷氧基改性聚三硅氧烷的表面活性剂. 其中代表性的Silwet408的物理特性如下: 表面张力(0.1%) 20.5mN/m 浊点(0.1%) <10℃ 粘度 (25℃) 20cSt 临界胶束浓度 0.007%(重量比) 流点 -8℃ 比重(25/25℃) 1.007 闪点 116℃
Silwet系列高效有机硅表面活性剂,作为新一代的农用喷雾助剂,使农药使用与药效发挥发生了划时代的变革,使水基制剂低容量喷雾成为可能.有机硅表面活性剂作为农药助剂使用始于20世纪六十年代,直到20世纪八十年代才开始在农业上进行商业性的推广应用.目前在国外已大量使用,图一是在美国有机硅的销售情况. 图一 Silwet系列高效有机硅表面活性剂于2001年进入中国市场,但只是小规模使用(主要在纺织和印染方面应用).2004年开始应用于农业领域,2006的使用量开始大幅上升,预计在中国有广阔的市场应用前景.
Silwet系列高效有机硅表面活性剂有以下主要的特点: ?超级展扩剂 ?极大降低水的表面张力,降低药液和生物靶标的接触角 ?增加喷雾药液覆盖面 ?促进喷雾药液快速吸收 ?抗雨水冲刷 ?提高农药的有效利用率,降低农药投放量(减少农药使用量30-50%) ?符合环保要求 Silwet系列高效有机硅表面活性剂结构特殊，能够极大的降低水的表面张力(水的表面张力为72.4mN/m，0.1%的Silwet系列有机硅溶液的表面张力约为21mN/m,而常规的碳氢表面活性剂溶液的最低表面张力约为30mN/m),这使Silwet系列表面活性剂成为超级扩展剂. Silwet系列有机硅溶液可轻易湿润几乎所有种类的叶面,相对于传统助剂,显著提高了在靶标生物的覆盖面.同时，Silwet系列有机硅助剂具有极强的耐雨水冲刷及渗透能力，能显著提高农药的有效利用率，提高药效30-50%(减少使用量30-50%).毒性小,对环境安全. Silwet系列高效表面活性剂可应用于除草剂﹑杀虫剂﹑杀菌剂﹑职务生长调节剂﹑叶面肥和生物药剂的配方中,也可桶混使用. 目前GE公司投放在中国市场的主要有Silwet408, Silwet806，Silwet618和Silwet625, Silwet L-77.另外有SAG1522，SAG1571农用
表面活性剂在食品中的应用
表面活性剂在食品中的应用 作者：赵午腾北京农学院食品科学系 摘要：本文对表面活性剂的种类和在食品中的应用作以介绍，并着重介绍单硬脂酸甘油酯用作表面活性剂的食品及其工艺。 关键词：表面活性剂、单甘脂、食品工业、蔗糖酯、化学。 前言 随着人民生活水平的提高，人们对食品的要求也越来越高，食品除了要满足最基本的营养价值之外，还应具有良好的色香味。因此在食品工业中越来越多的使用食品添加剂，表面活性剂就是最常见的一类食品添加剂。表面活性剂是分子里含有固定的亲水亲油基团，能集中在溶液表面、两种不相混溶液体的界面或者集中在液体和固体的界面，降低其表面张力或界面张力的一大类化合物。表面活性剂在食品工业中的应用非常广泛,在一些食品制作中添加表面活性剂,可以大大地改善加工条件,提高产品质量,延长食品保鲜期等。高质量的食品加工,是离不开表面活性剂的应用的。 正文 表面活性剂简介 凡能显著改变体系表面(或界面)状态的物质都称为表面活性剂。表面活性剂能大幅度降低体系的表面(或界面)张力,使体系产生润湿和反润湿?乳化和破乳?分散和凝聚?起泡和消泡?增溶等一系列作用。因此,在食品工业中,表面活性剂可作为乳化剂?分散剂?润湿剂?消泡剂?粘度调节剂?杀菌剂等。 食品用表面活性剂的种类 表面活性剂在食品工业中的使用是有严格限制的,不能对人体产生危害。联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)批准使用的表面活性剂有:甘油脂肪酸酯?蔗糖脂肪酸酯?大豆磷脂?乙酸及酒石酸一及二甘油脂?二乙酰酒石酸一及二甘油酯?柠檬酸酯?聚甘油脂肪酸及蓖麻酸脂?硬脂酰柠檬酸及酒石酸酯?硬脂酰乳酸钙(钠)?硬脂酰富马酸钠?山梨糖醇酐脂肪酸酯?聚氧乙烯(20)及(40)硬脂酸酯等。高分子表面活性剂,如海藻酸钠?果胶酸钠?卡拉胶?壳聚糖水溶性蛋白等。它们大多数是半合成的多醇类非离子型表面活性剂,其中大豆磷脂及一些高分子表面活性剂为天然物。 表面活性剂在食品中的主要作用 1表面活性剂作乳化剂 乳化剂的分子内通常具有亲水基(羟基等)和亲油基(烷基),易在水与油的界面上形成吸附层,属表面活性剂,可分为油包水型和水包油型两类。可用的乳化剂总数约65种,常用的有脂肪酸甘油酯(主要为单甘油脂)/脂肪酸蔗糖酯/脂肪酸山梨糖醇酐酯/脂肪酸丙二醇酯/大豆
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
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)，
有机硅表面活性剂在农业上的应用
有机硅表面活性剂在农业上的应用 有机硅表面活性剂作为农药助剂使用始于20世纪砷年代，它在国民经济中的应用一直受到人们的关注，但直到20世纪80年代才开始在农业上进行商业性的推广应用。为淘汰毒性和环境污染较大的2，4，5-涕，1980年新西兰林业研究所着手研究除草剂助剂。孟山都新西兰公司于1985年率先将世界上第一个有机硅表面活性剂L-77(亦称S]iwet M)推人市场，商品名为Pulse。经室内广泛的生化和生理测试及随后的田间试验证实，L-77是防除荆豆草用除草剂草甘膦的最佳助剂。迄今已有多篇综述对有机硅表面恬性剂的特性及其在农药中的应用进行了深人的讨论。本文就有机硅表面活性剂的化学结构及其在农药中的使用特点作一简单介绍。1有机硅表面活性剂的结构 农药助剂用有机硅表面活性荆属T型结构，具有全部由甲基化硅氧烷组成的骨架，自骨架上悬垂下一个或一个以上的聚醚链段。其化学结构通式如式(1)： 骨架的疏水性与硅氧烷主链的挠曲性能使甲基在界面的接触有关。甲基的疏水性比亚甲基强，而亚甲基是构成大多数常用的非离子烃类表面活性剂疏水部分的主体。 有机硅表面活性剂的亲水部分基本上与大多数常用的非离子表面活性剂类似，是一个具有一心自松分布范围的、由多个亚乙氧烷基(EO)单元组成的链。其亲水性可通过嵌人极性较小的异丙氧基(PO)单元而缓和。表面活性剂总的极性可通过对二甲基硅氧烷单位取代的比例进行调节。 2有机硅表面活性剂的稳定性 硅氧烷骨架中硅-氧键对水解断裂敏感。水解受各种因素催化，但在农业应用上，最重要的因素是pH值和时间。 在中性(pH值6--8)条件下，其水解长期稳定性好；将pH值为5～6或8～9的溶液放置过夜，其活性可能不会显著下降；在酸性PH<5或碱性PH>9条件下则必须立即施用。在极端的pH条件下，如喷施有些生长调节剂时，溶液会迅速水解，降低功效。 硅氧烷在酸性或碱性条件下的水解，可能是由于分子发生重排，2个三硅氧烷共聚结合，生成四硅氧烷和六甲基二硅氧烷。三硅氧烷反应方程式如式(2)： 四硅氧烷中．硅氧烷和聚醚的量之比为4：2，而在三硅氧烷中，两者比例为3：1。重排反应将大大提高多硅氧烷共聚链节的含量，因而极
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
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
表面活性剂的基本作用与应用
5 表面活性剂的基本作用与应用 表面活性剂的分子由疏水基和亲水基组成。依据“相似相亲”的原则，当表面活性剂分子进入水溶液后，表面活性剂的疏水基为了尽可能地减少与水的接触，有逃离水体相的趋势，但由于表面活性剂分子中亲水基的存在，又无法完全逃离水相，其平衡的结果是表面活性剂分子在溶液的表画上富集，即疏水基朝向空气，而亲水基插入水相。当表面上表面活性剂分子的浓度达到一定值后，表面活性剂基本上是竖立紧密排列，形成一层界面膜，从而使水的表面张力降低，赋予表面活性剂润湿、渗透，乳化、分散、起泡、消泡、去污等作用。 由于表面活性剂疏水基的疏水作用，表面活性剂分子在水溶液中发生白聚，即疏水基链相互靠拢在一起形成内核，远离环境，而将亲水基朝外与水接触。表面活性剂分子在水溶液中的自聚(或称白组装、自组)形成多种不同结构、形态和大小的聚集体(参见第4章)。使表面活性剂具有增溶以及衍生出胶束催化、模板功能、模拟生物膜等多种特殊功能。 表面活性剂已广泛应用于日常生活、工农业生产及高新技术领域，是最重要的工业助剂之一，被誉为“工业味精”。在许多行业中，表面活性剂起到画龙点睛的作用，只要很少量即可显著地改善物质表面(界面)的物理化学性质，改进生产工艺、降低消耗和提高产品质量。根据应用领域的不同，表面活性剂分民用表面活性剂和工业用表面活性剂两大类。 民用表面活性剂主要是用作洗涤剂，如衣用、厨房用、餐具用、居室用、卫生间用、消毒用和硬表以以及个人卫生用品如香波，浴液和洗脸、洗手用的香皂、液体皂、块状洗涤剂等。其次是用作各种化妆品的乳化剂。 工业用表面活性剂可以分成两大类。一类是工业清洗，例如火车、船舶、交通工具的清洗，机器及零件的清洗，电子仪器的清洗，印刷设备的清洗，油贮罐、核污染物的清洗，锅炉、羽绒制品、食品的清洗等等。根据被洗物品的性质及特点而有各种配方，借助表面活性剂的乳化、增溶、润湿，渗透、分散等作用和其他有机或无机助剂的助洗作用，并施以机
表面活性剂在油田上应用进展
第4卷第2期2008年6月 新疆石油天然气 Xinjiang O il &Gas Vol .4No .2 Jun .2008 文章编号:1673—2677(2008)02—0070-03 收稿日期:2008-04-17 作者简介:何志刚(1968-),男,湖北武穴人,1992年毕业于新疆工学院化工系化学工程专业,工程师。 表面活性剂在油田上应用进展 何志刚1 ,李勇敢 2 (1.新疆科力新技术发展有限公司,新疆克拉玛依834000;2.新疆贝肯工业发展股份有限公司,新疆克拉玛依834000) 摘 要:表面活性剂在油、气开发与开采中获得了日益广泛的应用,本文着重介绍一些包括绿色环保型、自组型、反应型、双烃链型等新型表面活性剂的开发及其在调节润湿性和控制天然气水合物方面的应用,新型表面活性剂的开发也为有机合成和表面与胶体化学提供了日益广阔用武之地。 关键词:表面活性剂;绿色环保型;反应型;双烃链型;自组型 中图分类号:TE39 文献标识码:A 表面活性剂在油、气开发与开采中获得了日益广泛的应用,已有不少论著涉及,本文着重介绍一些新型表面活性剂和在油田上的一些最新的应用进展 1 新型表面活性剂 1.1 环保型表面活性剂 葡萄糖和脂肪醇反应得到的烷基糖苷是一类 新型环保型表面活性剂, 结构式如下 式中烷基碳原子数小于10时为水溶性,等于12-14时为油溶性。因其表面活性高、去污能力强、对 皮肤刺激性小、不污染环境和属于可再生资源,近年来在洗涤、化妆、食品和医药工业上获得了日益广泛的应用。甲基糖苷水溶液在稳定页岩、润滑和降失水性能方面可与油基泥浆比美,堪称环保型钻井液 [1] 。 1.2 反应型表面活性剂 反应型表面活性剂可在使用过程中发生变化,人们发现有这样一类表面活性剂 [2] ,它在碱性环境 中为油包水乳化剂,酸性环境中为水包油乳化剂,如图1所示。可应用此性质作成一种油包水型钻井液,作业完成后将其酸化转变为水包型油乳状液,从而克服了油包水型钻井液使用后难以清除的缺点。 1.3 自组型表面活性剂 表面活性剂不但因在界面上定向吸附,而具有起泡、消泡、乳化。破乳、胶溶,絮凝,润湿、反润湿、抗静电以及杀菌等功能,在油田上获得了广泛的应用,而且发现在溶液内部可通过自聚形成各种形式的如胶束、反胶束、囊泡和液晶等分子有序组合体, 在油田上的应用范围日益扩大 [3-10] 。某些离子表 面活性剂在某些反离子基团存在时,可在水中形成 7
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
表面活性剂的应用和发展前景
题目：表面活性剂的应用和发展前景 学生姓名：高祯富 学号：130110050 院系: 化材学院 专业: 化学工程与工艺
表面活性剂的应用和发展前景 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，其应用前景非常广阔。本文简述了高分子表面活性剂的应用研究进展，介绍新一代表面活性剂geminis和生物表面活性剂的研究应用，探讨表面活性剂在绿色化学中的进展。 关键词表面活性剂高分子 geminis 生物表面活性剂绿色化学 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. 生物表面活性剂(Biosurfactants)是由微生物所产生的一类具有表面活性的生物大分子物质[8]。与化学合成的表面活性剂相比，生物表面活性剂除具有降低表面张力、稳定乳化液和增加泡沫等相同作用外，还具有一般化学合成表面活性剂所不具备的无毒、能生物降解等优点。生物表面活性剂的这些特性尤其适合于石油工业和环境工程，如石油的生物降粘、提高原油采收率、重油污染土壤的生物修复等[9]。另外，生物表面活性剂作为天然添加剂，在食品工业、精细化工、医药和农业等工业方面也愈来愈受到人们的青睐。随着人们崇尚自然和环保意识的增强，生物表面活性剂将有更加广阔的应用前景，并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。 鉴于表面活性剂能对界面过程产生影响, 因此,它往往能有效地改进相关的工艺过程, 或者能改善产品质量, 或者可节能降耗, 或者能改善环境, 使反应过程绿色化, 甚至起到“绿色使者”的作用，将表面活性剂更多的用于绿色化学的研究，将是表面活性剂未来研究主要方向之一。