高分子表面活性剂
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表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离性质,将表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
根据离子表面活性剂所带电荷,又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
一些表现出较强的表面活性同时具有一定的起泡、乳化、增溶等应用性能的水溶性高分子,称为高分子表面活性剂,如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等,但与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较小,增溶力、渗透力弱,乳化力较强,常用做保护胶体。
一、离子表面活性剂(一)阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。
1.高级脂肪酸盐系肥皂类,通式为(RCOO-)nMn+。
脂肪酸烃链R 一般在C11~C17之间,以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。
根据M的不同,又可分碱金属皂(一价皂)、碱土金属皂(二价皂)和有机胺皂(三乙醇胺皂)等。
它们均具有良好的乳化性能和分散油的能力,但易被酸破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏,电解质可使之盐析。
一般只用于外用制剂。
2.硫酸化物主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类,通式为R·O·SO3-M+,其中脂肪烃链R在C12~C18范围。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油,为黄色或桔黄色粘稠液,有微臭,约含48.5%的总脂肪油,可与水混合,为无刺激性的去污剂和润湿剂,可代替肥皂洗涤皮肤,也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。
高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(SDS,又称月桂醇硫酸钠、SLS)、十六烷基硫酸钠(鲸蜡醇硫酸钠)、十八烷基硫酸钠(硬脂醇硫酸钠)等。
它们的乳化性也很强,并较肥皂类稳定,较耐酸和钙、镁盐,但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀,对粘膜有一定的刺激性,主要用做外用软膏的乳化剂,有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
3.磺酸化物系指脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等。
通式分别为R·SO3-M+和RC6H5·SO3-M+。
表面活性剂的分类姓名:黄朋学号: 2012G0303006 1、高分子表面活性剂:离子分类亲水基高分子表面活性剂天然系半合成系合成系阴离子型羧酸基海藻酸钠果胶酸钠腐植酸钠咕吨树胶羧甲基纤维素羟甲基淀粉丙烯酸接枝淀粉水解丙烯腈接枝淀粉丙烯酸共聚物马来酸共聚物水解聚丙烯酰胺磺酸基木质素磺酸盐铁铬木质素磺酸盐缩合萘磺酸盐聚苯乙烯磺酸盐硫酸酯基缩合烷基苯醚硫酸酯阳离子型胺基壳聚糖阳离子淀粉氨基烷基丙烯酸酯共聚物聚乙烯苯甲基三甲铵盐季铵盐两性型胺基、羧基等水溶性蛋白质类非离子型多元醇及其他淀粉淀粉改性产物甲基纤维素乙基纤维素羧乙基纤维素聚乙烯醇聚乙烯基醚EO加成物聚乙烯吡咯烷酮2、离子分类:阴离子型表面活性剂离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂表面活性剂非离子型表面活性剂两性表面活性剂特殊表面活性剂阴离子型表面活性剂:羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型等阳离子表面活性剂:脂肪胺盐、烷基咪唑啉盐、烷基吡啶盐、β—羟基胺等两性表面活性剂:从广义上讲,分子结构中含有两种及两种以上极性基团的表面活性剂,均可称为两性活性剂。
可将其分为:非离子-阴离子型;非离子-阳离子型;阴离子-阳离子型;非离子-阳离子-非离子型。
这类表面活性剂具有许多独特的性质。
例如,对皮肤的低刺激性,具有较好的抗盐性,且兼备阴离子型和阳离子型两类表面活性剂的点,既可用作洗涤剂、乳化剂,也可用作杀菌剂、防霉剂和抗静电剂。
因而,两性离子表面活性剂是近年来发展较快的一类。
非离子型表面活性剂:这类表面活性剂溶于水后不发生解离,其极性基部分大多为氧乙烯基、多元醇和酰胺基。
类型:酯型;醚型;胺型;酰胺型;混合型(Tween)酯醚型等。
特殊表面活性剂:以碳氟链为疏水基的表面活性剂,简称为氟表面活性剂,如全氟辛酸。
这类活性剂具有极高的表面活性,不仅可以使水的表面张力降至20 mN.m-1以下,而且能降低油的表面张力。
其化学性质极其稳定,具有抗氧化、抗强酸和强碱及抗高温等特性。
高分子表面活性剂的分类、特征及应用摘要:概述了高分子表面活性剂的分类、性质、合成方法及应用,分析了其应用前景,旨在通过对高分子表面活性剂相关内容的综述和介绍,让更多的人认识和了解高分子表面活性剂。
关键词:高分子表面活性剂;分类;应用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言讲的,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,也有说法认为,高分子表面活性剂是指分子量达到某种程度以上(一般为103~106) 又一定表面活性的物质[5],虽然,高分子表面活性剂分子量,甚至,高分子物质分子分子量到底多大并没有严格的界限,但总之,高分子表面活性剂相比低分子表面活性剂其分子量要大很多。
和低分子表面活性剂一样,高分子表面活性剂由亲水部分和疏水部分组成。
1951年施特劳斯把结合有表面活性官能团的聚1-十二烷基-4-乙烯吡啶溴化物命名为聚皂从而出现了合成高分子表面活性剂。
1954年美国Wyandotte公司报到了合成聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物非离子高分子表面活性剂此后具有高性能的各种高分子表面活性剂相继开发。
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,被广泛用作胶凝剂、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[1]。
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。
1.高分子表面活性剂的分类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、缩合烷基苯醚硫酸脂等。
阳离子型的高分子表面活性剂有氨基烷基丙烯酸酯共聚物、改型聚乙烯亚胺、含有季胺盐的丙烯酸酰胺共聚物、聚乙烯苯甲基三甲铵盐等。
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、丙烯酸一阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。
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活性剂的研究趋势。
表面活性剂简介及近年研究进展一.【关键词】表面活性剂不对称结构双亲化合物界面张力表面张力吸附性能酰胺基脂肽生物微生物高分子非离子型高粘度高表面活性糖基类表面活性剂临界胶束浓度戊糖基两性表面活性剂壳聚糖基表面活性剂酶法合成果糖醋酶法合成成糖醛酸内酯二.【文摘】表面活性剂是这样一类物质,它在加入很少量时即能大大降低溶剂的表面张力(一般以水为标准溶剂)和液-液界面张力,并具有一定特殊结构、亲水亲油特性和特殊吸附性能的物质。
表面活性剂分子都是双亲化合物,分子具有不对称结构。
其分子由易溶于水的亲水基(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)和不溶于水而易溶于油的亲油基(即疏水基,常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链)组成。
表面活性剂概述:三.【简介】1.概念: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。
2.组成:分子结构具有两亲性,非极性烃链: 8个碳原子以上烃链,极性基团: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。
3.吸附性:溶液中的正吸附:增加润湿性、乳化性、起泡性,固体表面的吸附:非极性固体表面单层吸附,极性固体表面可发生多层吸附。
4.表面活性剂的分类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。
按极性基团的解离性质分类:1、阴离子表面活性剂:硬脂酸,十二烷基苯磺酸钠;2、阳离子表面活性剂:季铵化物; 3、两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型;4、非离子表面活性剂:脂肪酸甘油酯,脂肪酸山梨坦(司盘),聚山梨酯(吐温)四.【表面活性剂研究进展】现在社会,表面活性剂的应用日益广泛,下面介绍几种对现行的几种表面活性剂及其应用进行了初步的探索。
第17卷第12期2000年12月精细化工FINE CHEMICA LSV ol.17,N o.12Dec.2000表面活性剂高分子表面活性剂在水处理剂中的应用①宋照斌,宋启煌(广东工业大学化工系,广东广州 510090)摘要:概述了高分子表面活性剂的特性,用作水处理剂的表面活性剂的重要品种,应用及展望。
关键词:高分子表面活性剂;水处理剂;应用中图分类号:T Q423.9 文献标识码:A 文章编号:1003-5214(2000)12-0700-04 高分子表面活性剂通常是指相对分子质量在数千以上、具有表面活性的物质。
与普通表面活性剂一样,高分子表面活性剂同样由亲水和亲油二部分组成。
从分子结构来看,高分子表面活性剂有无规型、嵌段型和接枝型等几种分子结构型式。
若从表面活性剂亲水部分的性质来看,它则可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四大类。
高分子表面活性剂具有分散、乳化、增溶、增稠等能力,毒性小,可用作分散稳定剂、乳化剂、破乳剂、药物增溶剂、保湿剂、洗涤剂、水处理剂等。
作为工业“味精”的表面活性剂发展迅猛,其应用领域从日用化学工业发展到石油、纺织、食品、农业、环境以及新型材料等方面,年产量以4%~5%的速度增长,1995年世界表面活性剂的产量就已达900万t,品种一万种以上,市场营销额为100亿美元以上[1],1997年我国主要表面活性剂产量为48万t,其中:阴离子39万t,非离子7万t,阳离子约2万t。
表面活性剂品种1444种,其中:非离子644种,阴离子407种,阳离子289种,两性离子104种。
据日用化学工业信息预测世界表面活性剂的需求2000年将达1080万t,2005年将达1250万t。
工业的迅猛发展大大推动和促进了表面活性剂学科的发展,并扩大了其应用范围。
在水处理剂中得到了新的应用。
水处理剂是精细化工产品中的一个重要门类,目前所用的水处理剂主要有絮凝剂、缓蚀剂、阻垢分散剂、杀菌灭藻剂、除垢剂、除油剂、除氧剂、浮选剂、软化剂等。
聚醚高分子表面活性剂的性质(胶束化)PEO-PPO-PEO嵌段共聚物是典型的高分子表面活性剂,与小分子表面活性剂的性质不同,如胶束内核含有大量的水、外界因素对胶束结构有显著影响等: 另一方面PEO-PPO-PEO嵌段共聚物具有温度敏感胶束化、温度敏感增溶以及温度敏感的液晶晶型结构等特点,鉴于对PEO-PPO-PEO嵌段共聚物物理化学性质的研究是扩展其应用领域的关键,许多研究小组从不同的技术,考察PEO-PPO-PEO嵌段共聚物的物理化学性质。
a.理论模型Linse[1-3]从平均场格子理论基础上对PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物在溶液中的胶束化进行了研究,通过实验得到了Pluroni型高分子表面活性剂的CMC、聚集数、水力半径受温度影响的半定量关系,发现分子量的增加或分子中EO/PO比的减小有利于在给定聚合物浓度下胶束化起始温度的降低,也相应地有利于在给定温度下CMC的降低。
图1是Linse等人建立的格子理论模型图。
多种模型可以用于模拟表面活性剂在水溶液中的胶束化行为,最著名的是Hurter[4,5]习等使用自洽均匀场晶格理论模拟PEO-PPO-PEO嵌段共聚物在水溶液中的胶束化,均匀场近似限制在二维空间(同心的格子层内),应用步长加权的随机行走描述非均相体系。
聚合物链节和溶剂分子分布在格子内,每条聚合物有多种构造方式,链节作用对自由能的贡献可用Flory-Huggins作用参数表达,在自由能最小的条件下确定每种构造的聚合物链数,大致计算出平衡时链节的密度。
自洽均匀场模型PEO-PPO-PEO嵌段共聚物的结果表明:PPO链段组成胶束的内核,胶束的内核中包裹有部分的水,胶束的内核和外核之间以及胶束的外壳和溶剂水之间没有严格的分界,而是扩散的界面。
Hurte:进一步模拟了PEO-PPO-PEO嵌段共聚物增溶多环芳香烃,一个多环芳香烃分子占据一个格子,芳香烃的增溶影响PEO-PPO-PEOO嵌段共聚物胶束的结构,降低胶束内核的含水量,自洽均匀场理论模型的胶束结构与实验观察的结果相一致。
表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离性质,将表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
根据离子表面活性剂所带电荷,又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
一些表现出较强的表面活性同时具有一定的起泡、乳化、增溶等应用性能的水溶性高分子,称为高分子表面活性剂,如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等,但与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较小,增溶力、渗透力弱,乳化力较强,常用做保护胶体。
一、离子表面活性剂(一)阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。
1.高级脂肪酸盐系肥皂类,通式为(RCOO-)nMn+。
脂肪酸烃链R一般在C11~C17之间,以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。
根据M的不同,又可分碱金属皂(一价皂)、碱土金属皂(二价皂)和有机胺皂(三乙醇胺皂)等。
它们均具有良好的乳化性能和分散油的能力,但易被酸破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏,电解质可使之盐析。
一般只用于外用制剂。
2.硫酸化物主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类,通式为R·O·SO3-M+,其中脂肪烃链R在C12~C18范围。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油,为黄色或桔黄色粘稠液,有微臭,约含48.5%的总脂肪油,可与水混合,为无刺激性的去污剂和润湿剂,可代替肥皂洗涤皮肤,也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。
高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(SDS,又称月桂醇硫酸钠、SLS)、十六烷基硫酸钠(鲸蜡醇硫酸钠)、十八烷基硫酸钠(硬脂醇硫酸钠)等。
它们的乳化性也很强,并较肥皂类稳定,较耐酸和钙、镁盐,但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀,对粘膜有一定的刺激性,主要用做外用软膏的乳化剂,有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
3.磺酸化物系指脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等。
通式分别为R·SO3-M+和RC6H5·SO3-M+。
1.1 表面活性剂分子中具有亲水基与疏水基,能富集(吸附)于界面,使界面性质发生显著改变而表现出界面活性的物质称为表面活性剂。
常用的表面活性剂多为分子量为数百的低分子量化合物。
随着诸多热点领域,如强化采油(enhanced oil recovery)[1]、药物载体与控制释放、生物模拟、聚合物LB膜、医用高分子材料(抗凝血)以及乳液聚合等的深入研究,对表面活性剂的要求趋于多样化和高性能化。
而在众多的新型结构的表面活性剂中,具有表面活性的高分子化合物现已成为人们关注的焦点,对其进行的研究开发如火如荼。
1.2 高分子表面活性剂[1-3]一般来说,将分子量在数千以上且具有表面活性的物质称为高分子表面活性剂[4-9]。
最早使用的高分子表面活性剂有纤维素及其衍生物,以及作为胶体保护剂使用的天然海藻酸钠和各种淀粉。
1951年Strauss首次合成了高分子表面活性剂—聚十二烷基4-乙烯吡啶溴化物,并将其命名为聚皂(ploysoap);随后1954年美国Wyandotte公司报道了非离子型高分子表面活性剂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物的合成,并将其进行了工业化生产(商品名为Pluronics),其中分子量为8.1×103的Pluronic104在重量百分比浓度为0.1%时可使溶液的表面张力降至33.1Mn·m-1。
与低分子表面活性剂相比,高分子表面活性剂具有以下特点[5]:1) 具有较高的分子量,渗透能力差,可形成单分子胶束或多分子胶束;2) 溶液粘度高,成膜性好;3) 具有很好的分散、乳化、增稠、稳定以及絮凝等性能,起泡性差,常作消泡剂;4) 大多数高分子表面活性剂是低毒或无毒的,具有环境友好性;5) 降低表面张力和界面张力的能力较弱,且表面活性随分子量的升高急剧下降,当疏水基上引入氟烷基或硅烷基时其降低表面张力的能力显著增强。
在众多的高分子表面活性剂中,水溶性高分子表面活性剂由于具有水溶性近年来发展十分迅速。
高分子表面活性剂高分子表面活性剂能显著降低液体表面张力的高分子量物质。
有天然高分子表面活性剂和合成高分子表面活性剂两类,同时含有亲水链段(或基因)和疏水链段的高分子可具有表面活性,如聚环氧乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物等。
可用于乳液聚合、悬浮聚合,并用作凝结剂和抗静电剂等环氧乙烷环氧乙烷分子结构示意图 环氧乙烷是一种有机化合物,化学式是C2H4O ,是一种有毒的致癌物质,以前被用来制造杀菌剂。
环氧乙烷易燃易爆,不易长途运输,因此有强烈的地域性。
被广泛地应用于洗涤,制药,印染等行业。
在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。
中文名: 环氧乙烷 外文名: epoxyethane 别名: 氧化乙烯 分子式:C2H4O 相对分子质量: 44.05 化学品类别: 有机物--烃的含氧衍生物 管制类型:环氧乙烷(*) 储存: 密封保存简介管制信息环氧乙烷(*) 该品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制。
物理性质环氧乙烷结构式外观与性状:无色气体。
熔点(℃):-112.2相对密度(水=1):0.87沸点(℃):10.4相对蒸气密度(空气=1):1.52分子式:C2H4O分子量:44.05饱和蒸气压(kPa):145.91(20℃)燃烧热(kJ/mol):1262.8临界温度(℃):195.8临界压力(MPa):7.19辛醇/水分配系数的对数值:-0.30闪点(℃):<-17.8(O.C)爆炸上限%(V/V):100引燃温度(℃):429爆炸下限%(V/V):3.0溶解性:易溶于水、多数有机溶剂。
[1]化学性质化学性质非常活泼,能与许多化合物起加成反应。
作用与用途环氧乙烷有杀菌作用,对金属不腐蚀,无残留气味,因此可用材料的气体杀菌剂。
通常采用环氧乙烷-二氧化碳(两者之比为90:10)或环氧乙烷-二氯二氟甲烷的混合物,主要用于医院和精密仪器的消毒。
环氧乙烷用熏蒸剂常用于粮食、食物的保藏。
例如,干蛋粉的贮藏中常因受细菌的作用而分解,用环氧乙烷熏蒸处理,可防止变质,而蛋粉的化学成分,包括氨基酸等都不受影响。
简述聚合表面活性剂和高分子表面活性剂的分类和应用化学化工学院08级王化成038徐畅0322011年5月18日简述聚合表面活性剂和高分子表面活性剂的分类和应用王化成徐畅辽宁师范大学化学化工学院摘要:表面活性剂已经成为高新技术产业不可缺少的重要助剂。
本文综述了聚合表面活性剂和高分子表面活性剂在不同领域的应用。
并对其今后的研究开发方向及发展趋势作了展望。
关键词:聚合表面活性剂;高分子表面活性剂;分类;应用1引言表面活性剂是一大类有机化合物,它活跃于表/界面上、具有极高的降低表/界面张力的能力和效率,在一定浓度以上的溶液中能形成分子有序组合体,从而具有一系列应用功能。
新一代gemini表面活性剂的出现,为表面活性剂的发展开拓了广阔的前景,它已成为当今生命科学、药物科学、材料科学等众多重要领域所共同关注的热点之一。
与传统单链表面活性剂相比,gemini表面活性剂具有极低的临界胶束浓度(cmc)、很强的降低表面张力的能力、奇异的聚集形态、特殊的相行为及流变性质等[1],可以说是表面活性剂领域的一场重大变革。
原因在于gemini表面活性剂分子中含有两个极性头和两条疏水链,在其亲水基之间或者靠近亲水基的疏水部分之间由一个联接基团(spacer)通过化学键连接构成。
这种结构一方面增强了碳氢链的疏水作用,使疏水基团自水溶液中逃逸而相互聚集成胶束的趋势增大;另一方面,受化学键的限制,极性头间的静电斥力被大大削弱。
Gemini表面活性剂实质上可看作是两个传统单头单尾表面活性剂分子的聚合体,那么对于更高聚合度的表面活性剂,如三聚、四聚甚至是高聚表面活性剂,其性能又会如何呢?大量的实践证明,寡聚乃至高聚表面活性剂相比于gemini表面活性剂而言,又具有更低的临界胶束浓度、更加丰富的聚集行为和更为优异的性质.但是到目前为止,关于寡聚和高聚型两亲分子的研究报道还极少,从分子设计合成到物理化学性质的研究才刚刚起步,有诸多的自组装规律、有序聚集体结构方面的问题亟待解决。
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活性剂的研究趋势。
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。