Gemini新型表面活性剂的性质及应用
内容摘要:随着科技的发展,Gemini新型表面活性剂诞生,文章主要讲了它的特殊结构、性质及应用。
关键词：Gemini表面活性剂、结构、性质、应用
Properties and applications of Gemini surfactants
JiangNan University hui chen
Abstract:With the development of technology,there is a new kind of surfactants—Gemini surfactant.The article summaries the structure characteristics and excellent properties and applications.
Key words:Gemini surfactant structure properties application
前言
长期以来提高表面活性剂的表面活性是人们工作的重点，从1971年Buton等首次合成一族双阳离子头基双烷烃链表面活性剂，到1991年美国Emory大学的Menger等合成了以刚性间隔基联接离子头基的双烷烃链表面活性剂，并起名为“Gemini型表面活性剂”时，Gemini型表面活性才被人们广泛重视，并且彻底改变了人们对表面活性剂的思考模式，它通过化学键联接方式提高表面活性的方法和以往所用的物理方法不同，在概念上是一个突破，这种Gemini表面活性剂是结构新颖的新一代表面活性剂，具有优良的性能，引发了各国对该类型表面活性剂的研究热潮(1)。我国重视对Gemini表面活性剂的研究是从二十世纪末。
Gemini在天文学上的意思是双子星座，此形象地表达了这类表面活性剂的分子结构特点。
1.Gemini表面活性剂的结构
传统的表面活性剂是由一个疏水基和一个亲水基头构成的，改变和提高起表面活性是非常有限的，通常靠加长疏水链或将几种表面活性剂复合使用。其结构如图：
Gemini表面活性剂可以看成是由两个结构相同的传统表面活性剂分子通过一个联接链连接而成，其分子结构中至少含有两个疏水链和两个亲水基团（离子或极性基团）。而联接链的种类很多，可以是短链（如由2个亚甲基连成的链)，也可以是长链（如由12个亚甲基连成的链），可以是刚性链（如1,2-二苯乙烯基链），也可以是柔韧链（如亚甲基链）（2）极性链(如聚醚)或非极性链(脂肪族和芳香族)
等（3）。结构如上图。
疏水链可以是不同链长的碳氢链，长碳链的种类有两类：一类为纯碳链，另一类碳链接有其它基团如酞胺基、氟等（1）。根据亲水基离子头的不同可分为阳离子（主要是季铵盐）型Gemini表面活性剂，阴离子(如硫酸酯基、磺酸基、磷酸基、羧酸基等)型表面活性剂，非离子（主要有多羟基和环氧乙烷缩合基团）型表面活性剂和两性离子型表面活性剂。)，两个具有不同离子头和疏水链的结构联结成不对称的双子表面活性剂。
2.Gemin i表面活性剂的性质
宏观性质的不同一般都是由微观因素决定的，Gemini表面活性剂的特殊性质也是由其特殊的结构造成的。而Gemini表面活性剂的特殊性质主要是受烷基链和联结基团长度以及间隔基的影响。
2.1 临界胶束浓度
我们可以利用改进的滴体积装置测量不同浓度下Gemini表面活性剂的表面张力，作出表面张力—浓度曲线。由图可得出Gemini表面活性剂的临界胶束浓度以及此时对应的表面张力。
由于Gemini表面活性剂中，两个离子头基是靠联接基团通过化学键连接的，由此造成了两个表面活性剂单体分子之间相当紧密的连接，致使碳氢链间更加容易产生强相互作用，即抑制了亲水头基之间由于静电斥力所引起的分离作用，增强了疏水烷烃链之间的结合，使Gemini表面活性剂更容易聚集成胶束，大大提高了表面活性.这样就使得Gemini表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)值比相应的传统表面活性剂低1～2个数量级。例如(结构为12—2—12（疏水链由12个碳原子组成，连接链由2个碳原子组成）的Gemini表面活性剂，其CMC值约为0.055% ，而相应的传统表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）为0.50%（2）。对于亲水基为阳离子基团的Gemini表面活性剂，CMC值随端基极性增加和联接链长度的减小而急剧降低。亲水基为阴离子表面活性剂比起相应的阳离子，其CMC值更低（4），其CMC比相应的单体表面活性剂低10-20倍。
对于m-s-m(s表示联接链长度，m表示疏水链长)型Gemini表面活性剂，联接链s的长度对CMC的影响成非线性关系，当s=4—6时，CMC值达到最大，当s≥6时，其CMC随联接长度的增大而减小。
对于n-s-m季铵盐型Gemini表面活性剂的CMC随总疏水链长度n十m的增加单调递减。具有相同的n+m的表面活性剂，如12 —2—12，10 —2—1 4和8—2一16及14—2—1 8和l 6—2—1 6具有相似的CMC。说明CMC取决于这些表面活性剂的总疏水程度，而不取决于其疏水链的对称性。
羧酸盐型Gemini表面活性剂的CMC取决于联接基的结构，随联接基氧乙烯单元数的增加而增加。
疏水链和联接基都相同的Gemini表面活性剂的CMC随亲水基的变化顺序为:
)3SO3Na>一OS03Na。
一OCH2COONa>一OP(O)(OH)(ONa) >一O(CH
2
疏水链含有C=C双键的Gemini表面活性剂的CMC一般高于相应的饱和疏水链的Gemini表面活性剂；然而联接基含有C=C双键的Gemini表面活性剂的CMC和相应的饱和连接基的Gemini表面活性剂非常相近，暗示CMC不受Gemini表面活性剂分(离)中联接基上的不饱和键的影响（5）。
与经典表面活性剂类似，体系中离子强度增加，一般使Gemini的CMC降低。
2.2界面性质
与传统表面活性剂相比，Gemini表面活性剂更容易吸附在界面。Gemini表面活性剂吸附方式主要由联接基团的限制作用与整个分子在相界面上的亲和作用所决定。亲和作用包括极性基团与水相的作用和非极性基团与油相或空气之间的作用。当限制作用大于亲和作用时，Gemini表面活性剂将以直线型或近似直线型的方式吸附在界面或表面上；亲和作用占优势时，将以弯曲或环状不规则形式吸附在界面或表面上。Manne等从原子显微镜研究结果中初步认为，表面活性剂和固体表面的相互作用面积在很大程度上影响着表面活性剂吸附聚集体的形态。Gemini表面活性剂在固／液界面上易形成比溶液中聚集体更低曲率的吸附聚集体（6）。
对于联接链由亚甲基组成的Gemini表面活性剂，在水/液界面上每个Gemini 表面活性剂所占的面积与s不成线性关系。链长m为12，联接链较短（s小于等于4）的Gemini表面活性剂，在气/液界面上,其分子所占面积随s的增加而增加，当s介于10到12之间，面积达到最大值；对于联接链较长的表面活性剂，其分子所占面积随s的增加呈下降趋势。单个m—s—m表面活性剂分子面积下降，可能是因为当s增加，其分子体积变大的缘故。对于另一类具有聚环氧乙烷连接链的Gemini 表面活性剂（m—EOx—m表面活性剂），其单分子所占面积与s成线性关系。2.3胶束形态
一般情况下，Gemini表面活性剂是将两个单链表面活性剂在极性头位置通过spacer（间隔基）联接而成，这种特殊的分子结构预示着特殊的胶束形态。传统单链表面活性剂极性头间距大约0．7～0．9 nm，而Gemini表面活性剂极性头间距受spacer的限制，随spacer长度而变化，这对胶核中表面活性剂烷基链的堆积产生强烈影响，并由此影响表面活性剂分子层的弯曲度与堆积参数，即胶束形态（7）。
表面活性剂分子聚集态的微观结构主要取决于分子构型和外部条件。分子构型包括侧烷基疏水链长度:连接链的长度和韧性等；外部条件包括浓度、温度和溶剂极性等。若固定侧烷基疏水链和连接链的长度，表面活性剂聚集态的微观结构则取决于胶束/水界面的连接链构造和性质,如带有亲油性、刚硬联接链的Gemini表面活性剂比带有亲水性、柔韧连接链的Gemini表面活性剂的胶束堆积更紧密。刚性联接基团的Gemini表面活性剂分子内烷烃链间的聚集作用难以实现，因而形成亚胶束，在水溶液中，主要以线性形式存在；柔性联接基团的Gemim表面活性剂则在水溶液中，同一分子的两个烷烃链将弯向同一侧，构成传统意义上的胶束。对于m—s—m型Gemini表面活性剂，随亚甲基连接链增长，其聚集态会发生系列变化，从圆筒状胶束变化到球状胶束，再转变为囊泡结构。
2.4流变性（力学性质）
具有短联接链的Gemini表面活性剂,其胶束的稀溶液具有特殊的流变性。浓度很低时其黏度和水相似,当浓度达到一定值时黏度迅速增大,在某一浓度时黏度达到最大值.这是由于Gemini易形成棒状或线状等大尺寸的分子聚集体，在剪切力诱导下产生线状胶束缠结，因而在较低浓度就能达到很高的粘稠度。若再进一步增加Gemini表面活性剂的浓度，导致其聚集体形态的改变，胶束间缠结减少，溶液粘度反而减小（8）。
2.5聚集数
Gemini表面活性剂端基极性的增加、联接链长的减小可提高聚集数N。对于阳离子Gemini表面活性剂，端基极性的增加可提高聚集趋势。对于m-s-m型Gemini 表面活性剂，在相同温度、浓度条件下，联接链s越小，胶束聚集数越大。
在不同浓度和温度下胶团聚集数有如下规律：
(1)浓度一定，温度升高，胶团聚集数下降
(2)联接基团为次甲基时，一般随其数目的增多(2～8)，聚集数降低．
(3)聚集数与疏水链数目之间按如下顺序降低：
12—3—12—3—12，3Br-<12—3—12，2Br- 2.6协同作用 两种表面活性剂混合体系协同效应的存在不仅取决于它们之问相互作用的强度，而且也取决于混合体系中各组分表面活性剂的相关性质。为使两种表面活性剂产生协同效应，它们必须有相互吸引作用，而且它们的相关性质差异不能太大。 合适的表面活性剂混合体系能产生协同效应，不仅能表现出比单一表面活性剂体系高得多的表面活性，而且大大降低了成本。Kunio Esumi和Rose分别研究了阳离子Gemini表面活性剂与非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂的协同效应；zana和Tsubone分别考察了阴离子Gemini表面活性剂与非离子表面活性剂、传统阴离子表面活性剂的协同效应。研究结果均表明，混合体系在表面张力降低效率和降低能力方面都存在着强协同作用（4）。 2.7其他性质 Gemini表面活性剂不易堆积在晶格中，是一种很好的水溶性促进剂，在一系列不同类型的表面活性剂对直链烷基苯的助溶作用研究中发现Gemini表面活性剂的助溶效果最好。由于Gemini表面活性剂临界胶束浓度很低，故是一种很好的增溶剂。除此以外Gemini表面活性剂具有极好的溶解性、润湿性、发泡性、抗菌性、分散性和低Kraft点等特征。 3.Gemini的应用 Gemini表面活性剂在特殊领域有其作用，主要有污水土壤治理、新材料制备、杀菌、皮化材料开发、三次开采石油等。 3.1皮化材料开发 在整个皮革加工过程中，所使用的大部分皮革化工材料，如浸水助剂、脱脂剂、加脂剂和涂饰助剂等，均为表面活性剂与其它化合物的复配产品，因此新型表面活性剂的开发对发展新型皮革化工产品至关重要。 Gemini被誉为新一代表面活性剂，具有独特的性能和优异的表面活性，其临界胶束浓度较传统表面活性剂低数百倍。Gemini的低CMC，使之更易聚集成胶束，因而有利于乳化、分散和增溶作用。其降低表面张力所显示的高效率，使之更易吸附于界面上，是优良的润湿和渗透剂（7）。因此，加强Gemini表面活性剂在制革中的应用，从事皮革化学品研究，对创新型皮革化工产品的开发有着重要的作用。 3.2治理污水、土壤 表面活性剂对2-萘酚的吸附情况，发现吸附有双子表面活性剂的介质(蒙脱土)，比吸附有传统表面活性剂的介质对水中2-萘酚的吸附量大、效率高。用Gemini表面活性剂改性材料作为废物填埋的防渗添加剂，用Gemini表面活性剂水溶液增溶和增流，将其注入地下去除地下水中非液体和吸附深层土壤中的污染物是一种具有开发前景的治污手段（6）。 3．3三次采油 Gemini表面活性剂是一种新型的表面活性剂。与普通表面活性剂相比，它具 有更高的表(界)面活性、低临界胶束浓度(cmc)和高效润湿性能等特点，这是目前三次采油中驱油用的任何一种表面活性剂所无法比拟的。同时，Gemini表面活性剂表现出比普通表面活性剂更佳的与碱之间的协同效应，且可以在较宽的矿化度范围内维持超低的油/水IFT 。利用接触角测定仪为评价工具，研究结果表明，Gemini表面活性剂可以将亲油砂岩表面(大约11 0 °)改变为弱亲水表面(大约40 °)，其润湿能力高于普通阴离子型表面活性剂，但低于普通阳离子型表面活性剂；润湿能力随疏水链长度的增加而下降。Gemini的驱油机理主要包括降低油/水IFT，形成分子膜改变岩石表面润湿性等。所以阴离子型Gemini表面活性剂在三次采油领域具有良好的应用前景。 3.4抗静电剂 由于在界面上排列紧密，易形成稳定的界面膜，可作为乳液稳定剂和泡沫稳定剂。Gemini表面活性剂的疏水链在界面的排列较单链表面活性剂更为紧密，能够在界面形成更大更稳定的界面膜，因此具有更大的乳液稳定性。目前，用含0．1％的Gemini表面活性剂就可以得到稳定的乳状液。 3.5杀菌 20世纪80年代后期，Lissel等人研究发现一些Gemini表面活性剂具有较强的杀菌活性，且一些双季铵盐型Gemini表面活性剂的杀菌效果与其联结基和烷基链关系密切，联结基团短的抗菌效果好，有较低的最小抑菌浓度(MICs)值。烷基链短的化合物无抗菌能力，当碳原子数增至10～12时抗菌效果明显。双季铵盐杀菌剂表现出较强的杀菌效果，主要是因为其分子中具有两个长链的疏水基团，同时由于分子中正电荷密度增强，有利于杀菌剂在细菌表面的吸附，促进菌体的破裂，使得其具有较强的杀菌能力（7）。 3.6其他应用 一些阴离子Gemini型表面活性剂有良好的钙皂分散能力，阳离子Gemini型表面活性剂还可作为低相对分子质量的胶凝剂，两性和非离子Gemini型表面活性剂可作为清洁剂或洗涤剂、皮革整理剂、药物分散剂以及护肤和护发化妆品等。Gemini表面活性剂还可用于制膜、分析分离和多空材料、抗菌剂和消毒剂、乳化剂、印染助剂、增塑剂等（2）。 总结： 随着科技的发展，越来越多的新技术已经运用到我们的生产生活中。Gemini 表面活性剂作为一种新型表面活性剂具有着良好的发展前景。我国对Gemini表面活性剂的起步较晚，更应加强对此表面活性剂的研究，相信在不久的将来，Gemini 表面活性剂一定会成为表面活性剂领域中耀眼的双子星。 参考文献 （1）李飞，李可彬，李青松，Li Fei，Li Kebin，Li Qingshong,四川理工学院,材料与化学工程系,四川,自贡,643000,<<化工时刊>>, （2）丁运生，查敏，王僧山，合肥工业大学,化工学院,安徽,合肥,230009，《高分子材料科学与工程》， （4）李刚森，王军，杨许召，周晓薇，郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南,郑州,450002，《精细与专用化学品》， 2中国百油勘探开发研究院采收率所，北京100083)，《化学世界》，2003（4）（6）曹云丽，徐伏，王莉，韩永军，胡小明，平顶山学院化学化工学院,河南,平顶山,467000，《化工时刊》， （7）杜丹华，王全杰，朱先义，《皮革与化工》， （9）唐世华，黄建滨，李子臣，王传忠，李锰，北京大学化学与分子工程学院,《自然科学进展》， 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 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 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 既然说到表面活性剂的应用，那么首先要知道表面活性剂的定义，我们通常是这样定义：凡是在低浓度下吸附于体系的两相界面上，改变界面性质并显著降低界面能并通过改变界面状态，从而产生润湿与反润湿，乳化与破乳，起泡与消泡以及在较高浓度下产生增容的物质称为表面活性剂。 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在界面上吸附，改变界面性质，降低界面张力，主要是由分子结构所决定的。表面活性剂分子具有不对称性，它包含对水由亲和性的极性基团和对油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，又有亲水基，即构成了表面活性剂分子的两亲性。比较常见的亲油基：——CH2链，——CF链，聚氧丙烯链；比较常见的亲水基：——COOH，——SO3M，聚氧乙烯链。 1.3分类 从化学结构上考虑，表面活性剂分子结构具有亲水基和亲油基两种结构，由 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)， 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 新型表面活性剂-蓖麻油基表面活性剂 蓖麻油是自然界具有独特性能的植物油，主要含蓖麻酸、油酸、亚油酸、硬脂酸等。主成分为三蓖麻醇酸甘油酯，分子中含有三个双键、三个酯键和三个羟基。因此可作为多种化学反应或单元加工的原料。蓖麻油具有很高的应用价值和广阔的发展前景。人们很早就开始开发利用蓖麻油，最初只是简单加工，直到20世纪70年代才获得广泛的开发。蓖麻油可发生多种化学反应生成多种衍生产品，广泛应用于各个工业领域，制备表面活性剂也是蓖麻油的主要用途之一。由蓖麻油衍生的表面活性剂种类很多，最常用的有磺化蓖麻油，又称土耳其红油；及由蓖麻油水解得到的脂肪酸的皂类等。近些年来又开发出蓖麻油酸烷醇酰胺、十一烯酸烷醇酰胺、十一烯酸单乙醇酰胺琥珀酸酯磺酸二钠盐等。 1土耳其红油 蓖麻油在硫酸作用下可生成磺化油，即土耳其红油(结构如下)。由于其具有良好的润滑性、乳化性和分散性，至今一直用作纺织均染剂和皮革加脂剂等。此过程的主要副产品为甘油。 2烷醇酰胺 精制蓖麻油或其脂肪酸或脂肪酸甲酯与乙醇胺或二乙醇胺反应可生成烷醇酰胺。烷醇酰胺有稳定泡沫、乳化、抗静电等作用。用于洗涤剂可增加清洗和泡沫的能力，具有优良的钙皂分散力。与其他表面活性剂共用可大大增加去污力。用于洗发香波，可作为泡沫稳定剂，同时可控制黏度和弹性等，对皮肤刺激小，有保护作用。烷醇酰胺还具有良好的润滑性、净洗性，广泛用于纤维纺丝油剂。作为纤维用的光滑剂，可大大改善天然纤维的性能。 3十一烯酸单乙醇酰胺磺化琥珀酸二钠 十一烯酸单乙醇酰胺磺化琥珀酸二钠，商品名为去头皮屑剂NS(以下简称NS)，是一种阴离子型表面活性剂。它具有配伍性好，水溶性佳的特点，广泛用于配制香波、香皂、浴液。具有较强的杀菌止痒功效，使用安全。 NS的制备过程为：蓖麻油裂解制得十一烯酸，十一烯酸与单乙醇胺反应生成十一烯酸单乙醇酰胺，再与顺丁烯二酸酐进行酯化得单酯，用Na2S03磺化，即得NS。 4蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯 烷醇酰胺硼酸酯是一类在简单四配位硼氧杂环骨架上引入长链烷基的表面活性剂。可作为高分子材料的抗静电剂。研究发现长链疏水基在C。1～Q。范围内，链越长，油溶性越好，其抗静电持久性也越好。疏水链中含有不饱和键及侧基上有羟基，会使降低界面张力的能力更优越。王慧敏以蓖麻油为原料，合成了蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯(结构如下)，其疏水链含有18个碳，又有双键和羟基。作为抗静电剂将其加入PE中．取得了良好的效果。 蓖麻油烷醇酰胺硼酸酯具有较强的极性，适于作为高分子材料的添加型抗静电剂，稳定性好，抗静电持久，耐水洗性好。 5蓖麻油酸甲酯硫酸铵 蓖麻油酸甲酯硫酸铵是一种性能优良的阴离子表面活性剂。可由蓖麻油酸甲酯直接硫酸化制得。由于蓖麻油酸结构中含有羟基，很容易硫酸化。目前工业上常用的硫酸化剂有浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸等，但生产出的产品质量低劣，难 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 表面活性剂在新药研发中的应用概况 （成都中医药大学2012级药学专科，第八组） 摘要：表面活性剂在新药研发中起着至关重要的作用，一种合适的表面活性剂对一种新药的开发、剂型的改变有着非常重要的作用，同时一种优良的表面活性剂也是对人类生命的一种保障。本文重点介绍了表面活性剂在新药研发中的一些基本应用，以期能让大家在课本的知识外多了解表面活性剂的应用和发展方向。、关键词：表面活性剂；传统药物中的应用；新剂型中的应用；微乳；脂质体表面活性剂是指在液体中仅加入少量即能使液体表面张力急速下降的物质，分子是由性质不同的两部分组成。一部分为疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团——亲油基，另一部分为亲水疏油的极性基团——亲水基。按表面活性剂分子在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型，可分为非离子型、阴离子型、阳离子型、两性离子型，其中阳离子表面活性剂的毒性和刺激性最大，非离子型最小。作为药物制剂的辅料，表面活性剂可在各类药物中应用，发挥润湿、乳化、增溶等作用。 1表面活性剂在传统药物中的应用 1.1在片剂和丸剂中做润湿剂表面活性剂作为片剂辅料，常用的有：聚氧乙烯月桂醇；PEG4000和PEG6000也有润滑作用，它毒性小，能溶于水，可用作盐洗水、硼酸等可溶性片剂的润滑剂，常用的质量分数约在2%左右。表面活性剂在滴丸剂中的作用主要是改善难溶药物的吸收和溶出，提高其生物利用度，这类应用中，以聚乙二醇类(PEG)最多。 1.2在片剂中做粘合剂常用的有聚乙二醇，用量（质量分数）一般为15%，此外也常用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。 1.3在片剂中做崩解剂吐温类能增加药物的润湿性，加速水分的渗入及颗粒的空隙和毛细管作用，均可使片剂较快崩解。 1.4包衣物料常用的为苯二甲酸醋酸纤维素（CAP）和聚乙烯醇醋酸-苯二甲酸（PVAP），CAP为较好的肠溶衣物料，合成高分子化合物，具有特殊的理化性质，在制剂中的应用逐渐增多，用于薄膜包衣物料的聚合物更为重要。PVAP是一种新的肠溶性包衣物料，它具有制备简单、成本低、化学性稳定、成膜性能好、抗胃酸能力强、肠溶性可靠、包衣简单等特点。 新型螯合性表面活性剂的合成 梁政勇Ξ 叶志文 吕春绪 (南京理工大学化工学院,江苏南京210094) 摘 要:简要介绍了螯合性表面活性剂的发展背景以及前景。重点介绍了N 2十二烷基乙二胺三乙酸钠的合 成机理与工艺。采用过量的无水乙二胺与12溴代十二烷反应合成中间体N 2十二烷基乙二胺。然后再与过量的氯乙酸反应合成N 2十二烷基乙二胺三乙酸,用NaOH 中和,即得终产物N 2十二烷基乙二胺三乙酸钠。合成中间体的最佳工艺条件为n (乙二胺)∶n (12溴代十二烷)=(25～30)∶1,反应温度为60℃,反应时间8h ,收率97%;终产品最佳合成工艺条件为n (氯乙酸)∶n (中间体)=(6～7)∶1反应温度80℃,反应时间10h ,收率86%以上。 关键词:螯合性表面活性剂;12溴代十二烷;乙二胺;氯乙酸;E DT A Synthesis of N ovel Chelating Surfactant LIANG Zheng 2yong ,YE Zhi 2wen ,LV Chun 2xu (Department of Chemistry ,Nanjing University of Science &T echnology ,Nanjing 210094,China ) Abstract :In this article the development history and prospect of chelating sur factants are introduced with the em phasis on synthesis mechanism and process of N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid s odium.Excess anhydrous ethylenediamine reacted with 12brom olaurane to produce N 2lauryl ethylene diamine ,which then reacted with excessive chloroacetic acid to give N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid.The end product is obtained by neutralizing N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid with NaOH.The optimum conditions for producing the intermediate as follows ∶n (ethylene diamine )∶n (12brom olaurane )=(25～30)∶1,tem pera 2ture is 60℃,time is 8h and yield is 97%.The optimum conditions for producing the end product are :n (chloroacetic acid ):n (in 2termediate )=(6～7)∶1,tem perature is 80℃,time is 10h and yield is over 86%. K ey w ords :chelating sur factant ;12brom olaurane ;ethylene diamine ;chloroacetic acid ;E DT A 提高表面活性剂特别是阴离子表面活剂的抗硬水能力一直是业内普遍关注的课题。早在20世纪40年代,人们就开始使用各种表面活性剂助剂来提高其抗硬水能力,最先使用的五钠(STPP )是一种性能优良的助剂,具有很强的螯合Ca 2+、Mg 2+的能力,并有乳化污垢、防止污垢再沉积的作用,且价格便宜,具有较高的性价比;然而它的大量使用可导致水体过营养化,带来了极大的生态危害而限制其使用〔1〕。为了减轻水体过营养化,20世纪70年代,一些国家和地区就通过限磷和禁磷的法律,取而代之 的非磷助剂主要是4A 沸石〔2〕 ,然而其不溶于水,对Ca 2+、Mg 2+的交换能力较差,性价比较低。一项研 究甚至表明〔3〕 ,使用含4A 沸石的洗涤剂可能会造 成更加严重的环境危害,与全球的“可持续发展”战 略不符。因此,开发新型无磷助剂势在必行,螯合性表面活性剂应运而生。 螯合性表面活性剂是一种新型的功能型表面活性剂,是由有机螯合剂如E DT A 等衍生而得的产物。分子中含有一个长链的烷(酰)基和几个相邻的离子亲水基。早期的产品多是由E DT A 与脂肪醇、脂肪 胺制备的混合酯或混合酰胺产物〔4〕 ,质量不高。美国的Ham pshire 公司合成了纯度较高的N 2酰基E D3A 类表面活性剂,但工艺复杂。作者以乙二胺 为原料合成N 2烷基类表面活性剂,合成工艺较为简单。 众所周知,E DT A 是一种优良的螯合剂,据文 ? 81?Ξ收稿日期:03209230 作者简介:梁政勇(1978～),硕士,主要从事精细有机合成方面的研究工作。 V ol.12,N o.2精细与专用化学品第12卷第2期Fine and S pecialty Chemicals 2004年1月21日 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 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 的结表面活性剂最新研究进展
表面活性剂在食品中的应用
表面活性剂的应用进展
生物表面活性剂研究进展
表面活性剂新型应用
表面活性剂分类及应用
减阻表面活性剂的研究进展
表面活性剂在工业中的应用
新型表面活性剂-蓖麻油基表面活性剂
表面活性剂的分类及应用
表面活性剂在洗涤剂中的应用分析研究进展
表面活性剂在新药研发中的应用概况
新型螯合性表面活性剂的合成
表面活性剂的现状及发展趋势
表面活性剂LAS废水处理研究进展
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