甜菜碱型表面活性剂
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表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种:1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性;2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂;3、按分子量分类,可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂,分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。
在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。
1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。
它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重,据统计,世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图所示,其亲水基一端是阳离子,故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。
阳离子表面活性剂水溶液,大多呈酸性。
而阴离子表面活性剂水溶液,一般为中性或碱性,与前者正好相反。
这是因为在中和时,各自的酸碱强度不同而造成的。
3、两性表面活性剂广义地说,所谓两性表面活性剂,是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。
然而,通常所说的两性表面活性剂,是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。
换言之,单就两性表面活性剂结构来讲,在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-),是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂,加水能呈透明溶液,泡沫多去污力好。
可看成是两性表面活性剂的代表。
甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。
即使在等电点也无沉淀,且在任何pH值时均可使用。
4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离,其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。
两性表面活性剂两性表面活性剂,是指同时具有阴、阳两种离子性质的表面活性剂。
从它的结构来看,与憎水基团相连接的既有阳离子,也有阴离子。
其结构可表示如下:它是一种温和性的表面活性剂。
两性表面活性剂分子与单一的阴离子型、阳离子型不同,在分子的一端同时存在有酸性基和碱性基。
酸性基大都是羧基、磺酸基或磷酸基,碱性基则为胺基或季铵基,能与阴离子、非离子型表面活性剂混配,能耐酸、碱、盐以及碱土金属盐。
蛋黄里的卵磷脂是天然的两性表面活性剂。
现在常用的人工合成两性表面活性剂,其阴离子部分大多是羧酸基,也有少数是磺酸基。
其阳离子部分大多是胺盐或季胺盐。
由胺盐构成阳离子部分的叫氨基酸型;由季胺盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型。
氨基酸型两性表面活性剂的水溶液呈碱性。
如果在搅拌下,慢慢加入盐酸,变为中性时仍无变化。
至微酸性时则生成沉淀。
如果再加入盐酸至强酸性时,沉淀又溶解。
这就说明,呈碱性时表现为阴离子表面活性剂,呈酸性时,表现为阳离子表面活性剂。
但是,当阳离子性和阴离子性正好在平衡的等电点时,亲水性变小,就生成沉淀。
甜菜碱型两性表面活性剂,最大的特点是无论在酸性、中性或碱性的水溶液中都能溶解。
即使在等电点时也无沉淀。
此外,渗透力、去污力及抗静电等性能也较好。
因此,是较好的乳化剂、柔软剂。
等电点是指两性电解质在溶液中电离时,酸和碱的电离度相等时的状态。
其分子溶于水发生电离后,与亲油基相连的亲水基是同时带有阴阳两种电荷的表面活性剂。
亲油基一般是长碳链烃基,亲水基中的阳离子都是由基或季铵基组成的,阴离子可以由羧基、磺酸基或磷酸基组成。
实际应用的品种主要是氨基酸型和甜菜碱型两性表面活性剂,产量是表面活性剂中最小的。
两性表面活性剂通常具有良好的洗涤、分散、乳化、杀菌、柔软纤维和抗静电等性能,可用作织物整理助剂、染色助剂、钙皂分散剂、干洗表面活性剂和金属缓蚀剂等。
但是,这类表面活性剂的价格较贵,实际应用范围较其他类型的表面活性剂小。
分子中的阴离子为羧基,阳离子为铵盐。
2020年第10期REVIEW I rai王文权刘毅张梦圆(陕西理工大学化学与环境科学学院,陕西汉中,723000)摘要:介绍了羧基型、磷酸酯型和不同类型磺基甜菜碱表面活性剂的合成工艺,并简述了其在洗涤过程中的应用,旨在为后来的研究提供相关理论依据。
关键词:甜菜碱表面活性剂;合成;应用中图分类号:TQ423.99文献标识码:A文章编号:1672-2701(2020)10-73-05甜菜碱型表面活性剂起源于甜菜碱,天然甜菜碱主要存在于甜菜中,结构源于三甲胺乙酸内酯[1],是由阴阳离子两部分构成的内盐,阳离子部分为季铵正离子,而阴离子部分通常为羧酸根、磺酸根等。
与其他类型表面活性剂相比,其具有抗菌、防污、生物相容性好、毒性小、对皮肤的刺激性小等优点[2],在洗涤剂、洗发产品中经常使用,还常与其他类型的表面活性剂复配,中和其他毒性相对较大的表面活性剂。
由于其优势众多,在未来的发展中将会具有很大的应用价值及市场。
本文主要介绍了酰胺羧基型、磷酸酯型和磺酸基甜菜碱表面活性剂的合成方法及研究进展。
1合成进展1.1酰胺基甜菜碱酰胺基甜菜碱,多以N,N-二甲基丙二胺与长链羧酸作为主要原料,以上两种原料先经酰胺化合成酰胺中间体,酰胺中间体中叔胺部分作为亲核试《中国洗涤用品工业》个人与家居清洁护理73中国洗涤用品工业》个人与家居清洁护理rai综述剂,经亲核取代反应得到。
范华波等[3]以氯代乙酸钠、芥酸和N,N-二甲基丙二胺为基本原料,得到了一种高纯度的芥酸酰胺丙基甜菜碱表面活性剂。
具体合成工艺如下:首先,将芥酸与N,N-二甲基丙二胺经过酰胺化反应得到酰胺丙基二甲基叔胺(I),再将合成的I溶于石油醚中,室温下以150mL-(h-g)-1的流速不断通入HC1气体6h,过滤后得到盐酸盐晶体(II)。
将II加入异丙醇溶液中,再分次加入氯乙酸钠溶液,11中叔胺基团再与氯乙酸钠经亲核取代反应生成产物。
通过正交化分析,得出合成最佳工艺条件:n(芥酸):n(N,N-二甲基丙二胺)为1:1.5,合成反应温度为135C,反应时间8h,催化剂用量为0.25%,搅拌速率为50r-min-1,在以上条件下合成的产物,稠化时间短、即时黏度达到最佳,具有良好的携砂性能,适用于低渗透油气田储层压裂的改造工作液,合成步骤如图1。
表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种:1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性;2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂;3、按分子量分类,可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂,分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。
在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。
1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。
它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重,据统计,世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图所示,其亲水基一端是阳离子,故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。
阳离子表面活性剂水溶液,大多呈酸性。
而阴离子表面活性剂水溶液,一般为中性或碱性,与前者正好相反。
这是因为在中和时,各自的酸碱强度不同而造成的。
3、两性表面活性剂广义地说,所谓两性表面活性剂,是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。
然而,通常所说的两性表面活性剂,是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。
换言之,单就两性表面活性剂结构来讲,在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-),是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂,加水能呈透明溶液,泡沫多去污力好。
可看成是两性表面活性剂的代表。
甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。
即使在等电点也无沉淀,且在任何pH值时均可使用。
4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离,其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。