表面活性剂类型及应用范围
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、表面活性剂1、阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂是表面活性剂的一类。
在水中解离后,生成憎水性阴离子。
如脂肪醇硫酸钠在水分子的包围下,即解离为R0S02-0-和Na+两部分,带负电荷的R0S02-0-,具有表面活性。
阴离子表面活性剂分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类,具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。
广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。
2、非离子表面活性剂非离子表面活性剂有良好的耐硬水能力,有低起泡性的特点,因此适合作特殊洗涤剂。
由于它具有分散、乳化、泡沫、润湿、增溶多种性能非离子表面活性剂按亲水基团分类,有聚氧乙烯型和多元醇型两类。
脂肪酸聚氧乙烯酯脂肪酸甲酯乙氧基化物聚丙二醇的环氧乙烷加成物聚氧乙烯化的离子型表面活性剂失水山梨醇酯改用生物降解性能好的碳脂肪醇聚氧乙烯醚。
脂肪酸聚氧乙烯酯(AE)脂肪酸在催化剂的作用卜可以与环氧乙烷加成,形成亲I水基与疏水基由酯键连接的聚氧乙烯型非离子表面活性剂。
但与上述两类以醚键结合的非离子表面活性剂不同,由于醚键易于水解,所以这类化合物在强碱溶液中使用时会水解变成肥皂。
这类化合物与高级醇或烷基酚的环氧乙烷加成物相比,一般渗透力、去污力都差些,因此不适合做洗涤剂,主要做乳化剂、分散剂、,染色助剂等。
主要作为一种高效的净洗剂,具有低泡沫、高浊点、净洗性能优异,特别是具有岀色的分散性能,良好的分散性在工业生产中非常重要,在工作液浴比越来越小的发展趋势下,能够有效防止工作液中的污垢聚集成团。
商品化的FMEE为7mol的EO 加成数,属于亲水性表面活性剂,FMEE无法获得低于7mol的EO加成数产品如FMEE的3EO 5EO等产品,限制了FMEE作为亲油性表面活性剂在乳化领域的应用。
此表面活性剂的亲油性(疏水性)和亲水性的大小可通过调节聚氧乙烯和聚氧丙烯的比例加以控制。
不同比例和不同聚合方式得到各种不同性能的表面活性剂。
聚醚型非离子表面活性剂在很低浓度时就有降低界面张力的能力可以做W/O型及O/W型乳状液的乳化剂,对硬水中钙皂有分散作用并有良好的增溶作用,有的可做消泡剂、抑泡剂。
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;亲水基团常为极性的基团,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;而憎水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。
表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。
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,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。
第三章表面活性剂表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用,其结构特征是具有亲水性与亲脂性两种基团,其作用是能显著降低分散系的表面(界面)张力,因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等,是药用乳剂、悬浊剂、脂质体等的重要辅料.本章重点讨论表面活性剂的基本性质(如CMC值、HLB值、Krafft点与昙点等)与测定方法等。
第一节表面活性剂分类一、表面活性剂(surfactant):具有很强表面活性,加入少量就能使液体表面张力显著下降的物质。
1.①纯液体在一定温度有一定的表面张力,是液体的物理常数.②当在水中加入无机盐或糖类物质时,则水的表面张力略有升高;③当在水中加入低级脂肪醇、脂肪酸时,则水的表面张力下降,称此类物质为水的表面活性物质。
④当在水中加入油酸钠、十二烷基硫酸钠(高级脂肪酸)时,则水的表面张力能够显著的降低,称此类物质为该溶剂的表面活性剂(surfactant)。
2.表面活性剂分子的结构特征:是由具有极性的亲水基和非极性的亲油基组成,而且两部分分处两端。
因此,表面活性剂具有既亲水又亲油的两亲性质,但具有两亲性的分子不一定都是表面活性剂。
3.表面活性剂的吸附性:表面活性剂由于其特殊结构可以在两相界面发生定向排列,来改变两相界面性质。
从而起到润湿、乳化、增溶、絮凝、反絮凝、起泡、消泡的作用。
(1)在溶液中的正吸附:表面活性剂在溶液表面层聚集的现象为正吸附,正吸附改变了溶液表面的性质。
最外层疏水,表现低表面张力,产生较好的润湿性、乳化性、增溶性、起泡性.(2)在固体表面的吸附:表面活性剂溶液与固体接触时,表面活性剂分子可能在固体表面发生吸附,使固体表面性质发生改变,易于润湿.二、表面活性剂的类型1。
表面活性剂分类方法有多种,根据来源可分为天然表面活性剂与合成表面活性剂;2。
根据溶解性质可分为水溶性表面活性剂与油溶性表面活性剂;3。
根据极性基团的解离性质分为离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂两大类;再根据离子型表面活性剂所带电荷,又分为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。
AES-2EO-70十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠优良的去污、乳化和发泡性能,做香波、浴液、餐洗等发泡剂、洗涤剂(70表示含量70%,含水等30%)AESA-70十二烷基硫酸铵具有优良的去污、乳化及耐硬水性能,泡沫细腻丰富,性能温和,做香波、浴液、餐洗等发泡剂、洗涤剂K12A-70十二烷基硫酸铵低刺激性阴离子表面活性剂,优良的去污能力。
用于香波、沐浴液、洗涤灵、清洗剂(含量70%)K12A-28十二烷基硫酸铵低刺激性阴离子表面活性剂,优良的去污能力。
用于香波、沐浴液、洗涤灵、清洗剂(含量28%)K12十二烷基硫酸钠优异的去污、发泡剂、乳化剂,用于香波、洗涤剂磺酸十二烷基苯磺去污力强,泡沫丰富,用于洗涤剂TEXAPHONT42月桂基硫酸三乙醇胺香波、泡泡浴、清洗剂(特殊玻璃清洗剂)SAS60仲烷基磺酸钠具有良好的去污和乳化力,耐硬水和发泡力好,生物降解性极佳,系绿色表面活性剂,应用于香波、餐洗等洗涤剂(含量60%)SCI65 SCI85脂肪醇羟乙基磺酸钠良好的皮肤相容性,良好的护肤性能及其温和,即洗发用品中可使皮肤柔软光滑,保持水分,头发易于梳理MedialanLD30N-月桂酰肌胺酸钠具有良好的泡沫和润湿能力,耐硬水,良好的毛发亲和性,极温和,与各种表面活性剂配伍极强,用于香波、婴儿香波、浴液、洗面奶,剔须膏和牙膏HostaponCT 椰子酰甲基牛磺酸钠具有良好的去污和乳化性能,泡沫性良好,耐硬水,极温和,与各种表面活性剂配伍极强,用于洗面奶、泡沫浴、香波等HostaponCLG N-月桂酰基谷胺酸钠具有良好的泡沫和润湿能力,耐硬水,良好的毛发亲和性,极温和,与各种表面活性剂配伍极强,用于香波、婴儿香波、浴液、洗面奶、剔须膏和牙膏GanapolAMG 酰胺基聚氧乙烯醚硫酸镁用于婴儿和温和香波、沐浴制品、洗面奶和极温和清洁化妆品Sandopan LS-24月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠具有良好的去污和乳化性能,泡沫性良好,耐硬水,极温和,与各种表面活性剂配伍极强,用于洗面奶、泡沫浴、香波等MAP-85十二烷基磷酸酯医用级,乳化,由于其溶解特性,需于KOH,铵盐中和,泡沫丰富而细腻MAP-K 十二烷基磷酸酯钾盐优良的乳化、分散、洗涤、抗静电性,温和无刺激,配伍性好,对头发有明显润泽作用,用于洗面奶、香波、浴液中,泡沫稠密、稳定,洗后皮肤润泽MAP-A 十二烷基磷酯酯三乙醇胺优良的乳化、分散、洗涤、抗静电性,温和无刺激,配伍性好,对头发有明显润泽作用,用于洗面奶、香波、浴液中,泡沫稠密、稳定,洗后皮肤润泽MES 十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠性能温和,有效降低其它表面活性剂的刺激性,泡沫丰富,有乳化分散、增溶能力,配伍性好,用于婴儿香波、洗面奶、浴液 AOS α-烯基磺酸钠 用于轻垢洗涤剂、洗手剂、香波、液体皂及油田助剂COMPERLAN100C 椰油脂肪酸单乙醇酰胺良好的增稠稳泡剂,用于香波、沐浴露、珠光浆、盥洗室用品等COMPERLANCOD 椰油脂肪酸二乙醇酰胺良好的增稠稳泡剂,用于香波、沐浴露、珠光浆、盥洗室用品等GLUCOPON 600 CSUP (APG)C12-14烷基糖苷可生物降解。
丁建华1王学川1刘俊2袁绪政1(1.陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安71002l;2.陕西科技大学化工学院,陕西西安710021)㈣㈣㈣*≮51{}Ml}*t≤"枞摘要:本文简要介绍了聚醚改性硅氧烷类表面活性剂的结构特点,综述了该类表面活性剂的研究动态和发展情况,最后指出了这类表面活性剂的应用情况和发展前景。
关键词:聚醚改性硅氧烷;表面活性剂:发展;应用据全国工业表面活性剂中心对国内外表面活性剂行业的最新调查,我国表面活性剂总产量仅次子美国,居世界第二位,排在日本、欧洲之前…。
表面活性剂由于其特有的亲水亲油性.其它化学材料均无法代替,被称为”工业味精”.在日用化工、纺织染整、造纸皮革、食品及药品加工、石油开采等行业都有广泛应用。
聚醚改性硅氧烷类表面活性剂作为一种高分子型的表面活性剂,已经引起广泛关注,并在工业生产中大量应用。
它由性能差别很大的聚醚链段和聚硅氧烷链段通过化学键连接而成.亲水性的聚醚链段赋予了其良好的水溶性.疏水、疏液性的聚硅氧烷链段又赋予了它低表面张力,而且这类共聚物还具有生物相容性、良好的适应性和低的玻璃化温度,其682007年第6期g≈H热H表面活性是其他有机类表面活性剂无法比拟的‘”。
同传统表面活性剂一样,这类表面活性剂通常也可分为阴离子型、阳离子型和非离子型、两性型。
如表l所示。
1、研究动态硅氧烷类表面活性剂由于它们的分子结构不同于一般的烃类表面活性剂,其特殊性能引起了人们极大的兴趣。
近年来.人们对表面活性剂的要求越来越高,为充分发挥硅氧烷表面活性剂的优点并完善其性能.对其改性已成为有机硅产品发展的重点方向之一【3】。
而聚醚改性硅氧烷类发展相当迅速,可以广泛应用于工业匀泡剂、消泡剂、化妆品原料、塑料添加剂、织物整理剂、涂料添加剂等领域,是目前使用量最大的非反应性硅氧烷。
聚醚改性聚硅氧烷有si—o—c型和si—c型和两种结构,前者多由烷氧基硅氧烷与羟基封端聚醚缩合而得.抗水解性差。
非离子表面活性剂
1.聚氧乙烯型非离子表面活性剂:
(1)脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)
(2)烷基酚聚氧乙烯醚(APE)
(3)脂肪酸聚氧乙烯醚
(4)聚氧乙烯烷基胺
(5)其他:烷醇酰胺聚氧乙烯化合物、脂肪酸脂聚氧乙烯化合物、脂肪酸甲酯乙氧基化合物(FMEE)
2.多元醇型非离子表面活性剂
(1)乙二醇酯
(2)甘油酯
(3)失水山梨醇脂肪酸及其环氧乙烷加成物
(4)蔗糖酯
3.烷醇酰胺类非离子表面活性剂
4.烷基多苷(APG)
阴离子表面活性剂
1.羧酸盐型阴离子表面活性剂
(1)高级脂肪酸盐
(2)N-脂肪酰基氨基酸型:
N-酰基肌氨酸盐、N-酰基谷氨酸盐、N-酰基多缩氨基酸盐等
(3)烷基醚羧酸盐:
脂肪醇聚氧乙烯醚所酸盐(AEC)、烷基酚聚氧乙烯醚所酸盐(NPC,APEC)、烷醇酰胺醚所酸盐(AMEC)
2.磺酸盐型阴离子表面活性剂
(1)烷基苯磺酸盐
(2)烷基磺酸盐
(3)α-烯基磺酸盐(AOS)
(4)脂肪酸脂α-磺酸盐
(5)琥珀酸脂磺酸盐类
(6)脂肪酰氧乙基磺酸钠和脂肪酰胺烷基磺酸钠
(7)其他
3.硫酸脂盐型阴离子表面活性剂
(1)脂肪醇硫酸酯盐(FAS)
(2)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐
(3)仲烷基硫酸酯盐
(4)硫酸化油和硫酸化脂肪酸酯
4.磷酸酯型阴离子表面活性剂
阳离子表面活性剂
1.铵盐型阳离子表面活性剂
2.季铵盐型阳离子表面活性剂
3.杂环型阳离子表面活性剂
4.疏水基通过中间键与氮原子连接的阳离子表面活性剂
5.聚合型阳离子表面活性剂
6.翁盐型阳离子表面活性剂
两性离子表面活性剂
1.甜菜碱型两性离子表面活性剂
(1)烷基甜菜碱
(2)烷基酰胺甜菜碱(AAPB)
(3)磺基甜菜碱(SB)
2.咪唑啉型两性离子表面活性剂
3.氨基酸型两性离子表面活性剂
4.卵磷脂两性离子表面活性剂
5.氧化胺型两性离子表面活性剂
表面活性剂的应用表面活性剂主要应用于洗涤、纺织等行业,其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。
在造纸工业中可以用作蒸煮剂、废纸脱墨剂、施胶剂、树脂障碍控制剂、消泡剂、柔软剂、抗静电剂、阻垢剂、软化剂、除油剂、杀菌灭藻剂、缓蚀剂等。
表面活性剂在医药行业也有广泛应用,在药剂中,一些挥发油脂溶性纤维素、甾体激素等许多难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度;在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用,其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能,这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度,根据使用浓度,可用于手术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒;药剂制备过程中,它是不可缺少的乳化剂、
润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等。
在农药行业,可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面活性剂,如可湿性粉剂中原药多为有机化合物,具有憎水性,只有在表面活性剂存在的条件下,降低水的表面张力,药粒才有可能被水所润湿,形成水悬液;而且在粒剂及供喷粉用的粉剂中,有的也含有一定量的表面活性剂,其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量,提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积,提高防病、治病效果。
总之,表面活性剂作为精细化工领域的支柱产业,在国民经济中具有重要的作用。
由于产品档次不高,与发达国家相比,我国表面活性剂在医药、农药、造纸等行业的消耗比例偏低,而且表面活性剂的结构与分类。