(整理)不同类型表面活性剂的生物降解
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表面活性剂降解技术的分析
表面活性剂降解技术的分析表面活性剂是一类具有表面活性的化学物质，可以降低液体表面的张力，从而促进液体与固体的接触，或者液体与气体的分散。
由于其独特的化学性质，表面活性剂在许多领域得到了广泛应用，如清洁剂、乳化剂、稳定剂等。
一旦进入环境中，表面活性剂可能会对水体和土壤造成污染，因此如何有效降解表面活性剂成为了环境保护和资源可持续利用的重要课题。
表面活性剂的降解技术可以大致分为生物降解和化学降解两种主要类型。
生物降解是指利用微生物、酶或植物等生物体的作用，将表面活性剂降解为无毒、无害的物质。
而化学降解则是指利用化学方法将表面活性剂降解为较为简单的化合物，从而实现其消除和降解。
下面将对这两种降解技术进行分析和探讨。
首先我们来看生物降解技术。
生物降解技术是利用微生物、酶或植物等生物体的作用，将表面活性剂降解为无毒、无害的物质。
在自然环境中，一些特定的微生物具有能力降解表面活性剂。
这些微生物可以利用表面活性剂作为碳源和能源，通过代谢途径将其降解为更简单、更稳定的物质，如二氧化碳、水等。
一些细菌、真菌等微生物在表面活性剂的降解过程中发挥了关键作用。
一些酶也可以帮助表面活性剂的降解，例如脂肪酶可以分解表面活性剂中的脂肪酰基等。
生物降解技术具有许多优点。
它是一种天然的、环境友好的降解方式，不会产生二次污染。
生物降解过程中可以转化成为对生物体有益的物质，有助于生态系统的修复和保护。
生物降解过程通常比较温和，不需要高温高压的条件，节约了能源和成本。
生物降解技术成为了当前较为主流的表面活性剂降解方式。
生物降解技术也存在一些局限性。
生物降解过程通常需要一定的时间，在一些特定的环境条件下可能会受到限制。
降解过程可能会受到其他环境因素的影响，如温度、pH值、氧气含量等。
一些表面活性剂具有较强的毒性，会对降解微生物产生抑制作用，从而降解效率降低。
在实际应用中，需要对生物降解条件进行优化和调控，以提高降解效率。
氧化降解是通过强氧化剂将表面活性剂氧化，使其分子结构发生改变，从而实现其降解。
可生物降解的表面活性剂
一
、
１ 一 基 磺 酸 盐 （ Ｏ ） 传 统 ＡＯ ．烯 ａ ＡＳ： Ｓ是 以 石 油 为 原 料 ． 乙 烯 聚 合 得 到 的直 链 偶 数 碳 原 子 伯醇 ， 如 椰 子 油 醇 、 榈 仁 油 醇 或 牛 油 醇 等 。 用 例 棕 法 或 石 蜡 裂 解 法 制 得 ａ 烯 烃 ，再 与 Ｓ 化 经 水 解 ，加 碱 中 和 生 成 其 大部 分 碳 数 为 １ 一 Ｏ 磺 ２左 右 ； 醇再 与 Ｅ 伯 Ｏ加 成 ． 用 ｓ ４ 气 或 氯 磺 酸 后 ｏ空 Ａ Ｓ 采 用 乙烯 聚 合 法 生 产 ａ 烯 烃 ， 艺 复 杂 ， 资 大 ， 品 纯 度 高 ； Ｏ。 一 工 投 产 采 硫 酸 化 ， 后 再 用 不 同碱 中 和 而成 。 构式 为 Ｒ ＣＨ０ ｉ０ ， 中 Ｒ 然 结 Ｏ（：４） ａ其 ＿ ｓ 用 石 蜡 裂 解 法 生 产 ａ 烯 烃 投 资 较 少 ， 存 在 脱 残 蜡 困 难 ， 料 停 留 时 为 Ｃ ＣＩ 链 烷 烃 ， １ ５ 一 但 物 ６ 直 ｎ：— 。ＡＥ Ｓ是 醇 系 表 面 活 性 剂 中最 重 要 的 阴 离
然油脂 、 林业 化学 中的沭质 素 、 淀粉 为原料的各种 新型可生物 降解的 洗 涤剂 规 模 小 ， 多 应用 于纤 维 助 剂和 汽 车香 波 中 。 更 表面活性剂作一简要介绍 。 二、 以天 然 油 脂 为 原 料 的 表 面 活 性剂 以 石油 化 学 为 原 料 的 表 面 活 性 剂 １聚 氧 乙烯 醚 硫 酸 盐 （ Ｅ ）Ａ Ｓ起 始 原 料 来 源 于 天 然 油 脂 加 氢 ． Ａ Ｓ ：Ｅ
摘 要 ： 文概 述 了分 别 以石 油 、 然 油脂 、 质 素 、 本 天 木 淀粉 为 原料 的 可 生物 降 解 的表 面 活 性 荆 ， 对表 面 活 性 剂 的 发展 趋 势提 出看 法 。 并 关键词 ： 料 ； 原 生物 降 解 ； 面 活性 荆 表
、
１ 一 基 磺 酸 盐 （ Ｏ ） 传 统 ＡＯ ．烯 ａ ＡＳ： Ｓ是 以 石 油 为 原 料 ． 乙 烯 聚 合 得 到 的直 链 偶 数 碳 原 子 伯醇 ， 如 椰 子 油 醇 、 榈 仁 油 醇 或 牛 油 醇 等 。 用 例 棕 法 或 石 蜡 裂 解 法 制 得 ａ 烯 烃 ，再 与 Ｓ 化 经 水 解 ，加 碱 中 和 生 成 其 大部 分 碳 数 为 １ 一 Ｏ 磺 ２左 右 ； 醇再 与 Ｅ 伯 Ｏ加 成 ． 用 ｓ ４ 气 或 氯 磺 酸 后 ｏ空 Ａ Ｓ 采 用 乙烯 聚 合 法 生 产 ａ 烯 烃 ， 艺 复 杂 ， 资 大 ， 品 纯 度 高 ； Ｏ。 一 工 投 产 采 硫 酸 化 ， 后 再 用 不 同碱 中 和 而成 。 构式 为 Ｒ ＣＨ０ ｉ０ ， 中 Ｒ 然 结 Ｏ（：４） ａ其 ＿ ｓ 用 石 蜡 裂 解 法 生 产 ａ 烯 烃 投 资 较 少 ， 存 在 脱 残 蜡 困 难 ， 料 停 留 时 为 Ｃ ＣＩ 链 烷 烃 ， １ ５ 一 但 物 ６ 直 ｎ：— 。ＡＥ Ｓ是 醇 系 表 面 活 性 剂 中最 重 要 的 阴 离
然油脂 、 林业 化学 中的沭质 素 、 淀粉 为原料的各种 新型可生物 降解的 洗 涤剂 规 模 小 ， 多 应用 于纤 维 助 剂和 汽 车香 波 中 。 更 表面活性剂作一简要介绍 。 二、 以天 然 油 脂 为 原 料 的 表 面 活 性剂 以 石油 化 学 为 原 料 的 表 面 活 性 剂 １聚 氧 乙烯 醚 硫 酸 盐 （ Ｅ ）Ａ Ｓ起 始 原 料 来 源 于 天 然 油 脂 加 氢 ． Ａ Ｓ ：Ｅ
摘 要 ： 文概 述 了分 别 以石 油 、 然 油脂 、 质 素 、 本 天 木 淀粉 为 原料 的 可 生物 降 解 的表 面 活 性 荆 ， 对表 面 活 性 剂 的 发展 趋 势提 出看 法 。 并 关键词 ： 料 ； 原 生物 降 解 ； 面 活性 荆 表
表面活性剂的类型
本法不需要氯气，副产物少，可以简化纯化工艺， 降低成本。
▪ 2）烷基磺酸盐表面活性剂的性能
烷基磺酸盐的表面活性与烷基苯磺酸钠接近 在碱、弱酸及水中有良好的稳定性，耐硬水 在硬水中仍具有良好的润湿、乳化、分散、去污
等能力，生物降解性优于LAS，可作洗涤剂、乳 化剂等。
3）烷基磺酸盐表面活性剂的用途
① 用硫酸磺化是可逆反应，酸液利用率低、磺化效 率不高；
② 而SO3磺化是以化学计量与烷基芳烃反应，无废酸 生成，利用率高，加之SO3来源丰富成本较低。
（2）中和 R-ArSO3H + NaOH→R-ArSO3Na + H2O
除用NaOH。还可以根据不同的用途改用氨(或 胺)、或Ca(OH)2、Ba(OH)2中和生成相应的烷基芳 基磺酸盐。
➢重金属皂如铝皂可用泥浆消泡剂和W/O乳化剂。 ➢肪酸皂和环烷酸皂也曾用作原油破乳等方面。
2.疏水基通过中间键与羧基连接的表面活性剂
1）梅迪 兰通过脂肪酰氯与肌氨酸反应得到的表面活性剂，
商品名为“medialan”。
美国DOW公司以商品名“Hamposyl”生产;
德国Hoechat公司以商品名“medialan”生 产;
碱金属皂的泡沫性能较好。 其碳链短些的、泡沫易于形成，如C10～C12的脂肪
酸皂的泡沫粗大，但不稳定； 碳链较长的脂肪酸皂，形成的泡沫细小持久，但不
易生成； 不饱和酸皂如油酸钠起泡性能差，且泡沫不持久，
松香酸皂的起泡性也差，但加入碳酸钠后，起泡性大 为增加；
低分子环烷酸皂，泡沫大，而不持久；高分子环烷 酸皂泡沫小而持久。
▪ 用油酰氯与水解蛋白(多肽)缩合所得产品，其商 品名称1amepon A(雷米帮A，又名613洗涤剂
▪ 2）烷基磺酸盐表面活性剂的性能
烷基磺酸盐的表面活性与烷基苯磺酸钠接近 在碱、弱酸及水中有良好的稳定性，耐硬水 在硬水中仍具有良好的润湿、乳化、分散、去污
等能力，生物降解性优于LAS，可作洗涤剂、乳 化剂等。
3）烷基磺酸盐表面活性剂的用途
① 用硫酸磺化是可逆反应，酸液利用率低、磺化效 率不高；
② 而SO3磺化是以化学计量与烷基芳烃反应，无废酸 生成，利用率高，加之SO3来源丰富成本较低。
（2）中和 R-ArSO3H + NaOH→R-ArSO3Na + H2O
除用NaOH。还可以根据不同的用途改用氨(或 胺)、或Ca(OH)2、Ba(OH)2中和生成相应的烷基芳 基磺酸盐。
➢重金属皂如铝皂可用泥浆消泡剂和W/O乳化剂。 ➢肪酸皂和环烷酸皂也曾用作原油破乳等方面。
2.疏水基通过中间键与羧基连接的表面活性剂
1）梅迪 兰通过脂肪酰氯与肌氨酸反应得到的表面活性剂，
商品名为“medialan”。
美国DOW公司以商品名“Hamposyl”生产;
德国Hoechat公司以商品名“medialan”生 产;
碱金属皂的泡沫性能较好。 其碳链短些的、泡沫易于形成，如C10～C12的脂肪
酸皂的泡沫粗大，但不稳定； 碳链较长的脂肪酸皂，形成的泡沫细小持久，但不
易生成； 不饱和酸皂如油酸钠起泡性能差，且泡沫不持久，
松香酸皂的起泡性也差，但加入碳酸钠后，起泡性大 为增加；
低分子环烷酸皂，泡沫大，而不持久；高分子环烷 酸皂泡沫小而持久。
▪ 用油酰氯与水解蛋白(多肽)缩合所得产品，其商 品名称1amepon A(雷米帮A，又名613洗涤剂
常用表面活性剂特性、简称、缩写
CAB-35 椰油酰胺丙基二甲基甜菜碱，酰胺型的甜菜碱两性表面活性剂，与非酰胺甜菜碱（BS-12）相比，在配方中产生更高的粘度、更好的泡沫稳定性、更低的皮肤和眼睛刺激性。（35表示含量35%，也有含量30%的CAB-30）
CHS-35 椰油酰胺丙基羟磺酸甜菜碱 洗发香波、泡沫浴和洗面奶中的发泡、增稠剂及织物的柔软抗静电剂
Hostapon CT 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
Hostapon CLG 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
Hostaphat
KW340N 聚氧乙烯醚磷酸三酯 O/W非离子乳化剂，适合做中高档膏霜，建议与DGSB共同使用效果更好
Hostaphat
KL340N 聚氧乙烯醚磷酸三酯 O/W非离子乳化剂，适合做中高档奶液，建议与DGSB共同使用效果更好
Hostaphat DGSB 聚氧乙烯脂肪酸聚甘油酯 O/W非离子乳化剂
GLUCOPON
650 EC（APG） C8-14烷基糖苷 可生物降解。用于餐洗剂、清洗剂、液体洗衣剂、硬表面清洗剂等
PLANTACARE
1200 UP（APG） C12-16烷基糖苷 温和，可生物降解。用于香波、沐浴露、泡沫沐浴露中作辅助表面活性剂
PLANTACARE
2000 UP（APG） C8-16烷基糖苷 温和的、可生物降解。用于香波、沐浴露、泡沫沐浴露中作辅助表面活性剂
Liposorb SQO 脱水山梨醇倍半油酸酯 W/O型乳化剂
CHS-35 椰油酰胺丙基羟磺酸甜菜碱 洗发香波、泡沫浴和洗面奶中的发泡、增稠剂及织物的柔软抗静电剂
Hostapon CT 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
Hostapon CLG 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
Hostaphat
KW340N 聚氧乙烯醚磷酸三酯 O/W非离子乳化剂，适合做中高档膏霜，建议与DGSB共同使用效果更好
Hostaphat
KL340N 聚氧乙烯醚磷酸三酯 O/W非离子乳化剂，适合做中高档奶液，建议与DGSB共同使用效果更好
Hostaphat DGSB 聚氧乙烯脂肪酸聚甘油酯 O/W非离子乳化剂
GLUCOPON
650 EC（APG） C8-14烷基糖苷 可生物降解。用于餐洗剂、清洗剂、液体洗衣剂、硬表面清洗剂等
PLANTACARE
1200 UP（APG） C12-16烷基糖苷 温和，可生物降解。用于香波、沐浴露、泡沫沐浴露中作辅助表面活性剂
PLANTACARE
2000 UP（APG） C8-16烷基糖苷 温和的、可生物降解。用于香波、沐浴露、泡沫沐浴露中作辅助表面活性剂
Liposorb SQO 脱水山梨醇倍半油酸酯 W/O型乳化剂
表面活性剂的分类方法
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。
表面活性剂试题+答案
《表面活性剂化学》课程自学考试试题答案一、选择题1。
粉状洗涤剂可分为 A 洗涤剂和 C 洗涤剂。
A B C DA、民用B、军用C、工业D、农业2。
活性剂的分为A，阳离子, B，两性表面活性剂。
A、阴离子B、非离子型C、正离子D、负离子3。
乳状液的类型包括水包油型, C 型， D 型.A、园圈B、哑铃C、油包水D、套圈4。
润湿过程主要分为三类，沾湿, A ，和 C 。
A、浸湿B、涂布C、铺展D、扩展5。
洗涤过程可表示为:物体表面+污垢+洗涤剂+介质=物体表面﹒洗涤剂﹒介质+污垢﹒洗涤剂﹒介质A、硅胶B、硅氧烷C、固体颗粒D、天然油脂6.液体洗涤剂分为重垢液体洗涤剂、 A 洗涤剂，餐具洗涤剂和 D 。
A、轻垢液体B、个人用品C、轻型液体D、洗发香波7。
阳离子表面活性剂主要分为胺盐型、、和鎓盐型。
A、咪唑盐型B、季胺盐型C、磷酸酯盐型D、杂环型8。
两性表面活性剂主要分为 B 、咪唑啉型、氨基酸型、。
A、咪唑盐型B、甜菜碱型C、氧化胺型D、杂环型9。
含硅表面活性剂的分为，.A、硅烷基型B、硅碳氧烷基型C、硅氧烷基型D、硅碳烷基型10.絮凝包括被分散粒子的作用和粒子的相互聚集。
A、去稳定B、稳定C、稳定D、去稳定11。
洗涤剂的主要是设备洗涤剂。
A、民用B、类型C、配方D、工业12. HLB值越高,亲水性越强;HLB值越低，亲水性越弱。
A、不变B、越强C、越弱D、越低。
13。
破乳的方法有机械法，, 。
A、化学法B、物理法C、理论法D、实践法14。
通常人们习惯将润湿角大于90叫做.小于90叫。
A、浸湿B、润湿C、乳化D、不润湿15。
用于洗涤剂的表面活性剂有三大类表面活性剂、表面活性剂和两性表面活性剂。
A、阴离子B、非离子型C、正离子D、阳离子16.阴离子表面活性剂主要分为羧酸盐型、、硫酸酯盐型、.A、磺酸盐型B、咪唑盐型C、磷酸酯盐型D、磷酸盐型17。
两性表面活性剂主要分为、咪唑啉型、氨基酸型、。
A、咪唑盐型B、甜菜碱型C、氧化胺型D、杂环型18。
表面活性剂的分类及应用简析
表面活性剂的分类及应用简析摘要：表面活性剂是当今社会洗涤用品的重要功能性成分，从洗衣液洗洁精到洗面奶洗发水等，都离不开它。
本文将对不同表面活性剂进行分类介绍，并简单分析表面活性剂在各类洗涤用品中的应用。
关键词：表面活性剂；分类；应用表面活性剂又称界面活性剂，是一种只要加入少许就能有效降低液体表面张力或改变二相间界面张力的物质，被誉为“工业味精”，它具有固定的亲水亲油基团，能在溶液表面形成定向排列，主要起到提高组分间的乳化能力，有效混合成分以及在发泡过程中控制体系表面张力，以达到良好气泡网结构的功效。
此外，表面活性剂还有增溶、消毒、去垢、润湿等其他效果，是一类功能多样、应用广泛的精细化工产品，本文按极性基团的解离性质对其进行分类并简单介绍洗涤用品领域中表面活性剂的应用情况。
1 表面活性剂分类1.1阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂是表面活性剂中发展最早、种类最多的一类，溶解在水中能解离出带负电荷的表面活性离子的一种活性剂。
其中以烷基苯磺酸（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）和α-烯基磺酸钠（AOS）三种阴离子表面活性剂使用较多。
LAS是直链烷基苯经过磺化水解以后的产物，具有发泡力强、去污力高的特点，易与各种助剂复配，对颗粒、蛋白、油性污垢都有很好的去污效果，尤其在天然纤维上对颗粒污垢的洗涤效果更佳；AES是脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）经过硫酸化中和以后的产物，它在亲水基和疏水基之间嵌有聚氧乙烯链，因此结构特点使得AES同时具有非离子和阴离子表面活性剂的一些特点，抗硬水性、起泡性、溶解性和润湿水平均优于烷基磺酸盐，且刺激性低；AOS是α-烯烃经三氧化硫磺化中和、水解后得到的产物，具有良好的起泡性和抗硬水性，生物降解能力较好，在日用洗涤和个人清洁产品都是很好的原料。
此外还有脂肪醇硫酸钠（AS）、脂肪醇（醚）硫酸铵（简称铵盐，AESA、LSA）、脂肪酸盐类等多种阴离子表面活性剂。
1.2阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂是在水溶液中呈正电性，能形成带正电荷的表面活性离子的一种活性剂。
表面活性剂的类型
详细描述
含氟表面活性剂的分子结构中含有一氟或多氟基团，这些基 团的存在使得含氟表面活性剂具有极佳的表面活性和化学稳 定性。它们广泛应用于石油、化工、制药、电子等领域，作 为清洁剂、乳化剂、分散剂等。
高分子表面活性剂
要点一
总结词
高分子表面活性剂是一类具有高分子量和高表面活性的物 质，具有优异的分散性、增稠性和稳定性等特点。
的水溶性和生物相容性。
氨基酸型表面活性剂在低浓度下 即可显著降低水的表面张力，具 有较好的润湿、乳化、分散和泡
沫性能。
常见的氨基酸型表面活性剂有甘 氨酸、丙氨酸等。
05
其他表面活性剂
含氟表面活性剂
总结词
含氟表面活性剂是一种具有优异性能的表面活性剂，具有高 表面活性、低表面张力、良好的化学稳定性和热稳定性等特 点。
硫酸盐类
烷基硫酸酯盐
如十二烷基硫酸钠（SDS），具有良 好的发泡、去污和乳化性能，常用于 洗涤剂、化妆品和农药等领域。
脂肪醇硫酸酯盐
如月桂醇硫酸钠（SLS），具有较好的 去污和发泡性能，常用于洗发水、沐浴 露等领域。
磺酸盐类
烷基磺酸盐
如十二烷基磺酸钠（SDS），具有较好的去污和乳化性能，常用于洗涤剂、农 药等领域。
04
两性表面活性剂
咪唑啉型
咪唑啉型表面活性剂是一种两性表面活性剂，其分子结构中同时含有阳离子和阴离 子，具有较好的水溶性和生物相容性。
咪唑啉型表面活性剂在低浓度下即可显著降低水的表面张力，具有较好的润湿、乳 化、分散和泡沫性能。
常见的咪唑啉型表面活性剂有十二烷基二甲基咪唑啉、十六烷基二甲基咪唑啉等。
季铵盐型
总结词
季铵盐型阳离子表面活性剂是一种高效 、低毒、生物降解性好的阳离子表面活 性剂。
含氟表面活性剂的分子结构中含有一氟或多氟基团，这些基 团的存在使得含氟表面活性剂具有极佳的表面活性和化学稳 定性。它们广泛应用于石油、化工、制药、电子等领域，作 为清洁剂、乳化剂、分散剂等。
高分子表面活性剂
要点一
总结词
高分子表面活性剂是一类具有高分子量和高表面活性的物 质，具有优异的分散性、增稠性和稳定性等特点。
的水溶性和生物相容性。
氨基酸型表面活性剂在低浓度下 即可显著降低水的表面张力，具 有较好的润湿、乳化、分散和泡
沫性能。
常见的氨基酸型表面活性剂有甘 氨酸、丙氨酸等。
05
其他表面活性剂
含氟表面活性剂
总结词
含氟表面活性剂是一种具有优异性能的表面活性剂，具有高 表面活性、低表面张力、良好的化学稳定性和热稳定性等特 点。
硫酸盐类
烷基硫酸酯盐
如十二烷基硫酸钠（SDS），具有良 好的发泡、去污和乳化性能，常用于 洗涤剂、化妆品和农药等领域。
脂肪醇硫酸酯盐
如月桂醇硫酸钠（SLS），具有较好的 去污和发泡性能，常用于洗发水、沐浴 露等领域。
磺酸盐类
烷基磺酸盐
如十二烷基磺酸钠（SDS），具有较好的去污和乳化性能，常用于洗涤剂、农 药等领域。
04
两性表面活性剂
咪唑啉型
咪唑啉型表面活性剂是一种两性表面活性剂，其分子结构中同时含有阳离子和阴离 子，具有较好的水溶性和生物相容性。
咪唑啉型表面活性剂在低浓度下即可显著降低水的表面张力，具有较好的润湿、乳 化、分散和泡沫性能。
常见的咪唑啉型表面活性剂有十二烷基二甲基咪唑啉、十六烷基二甲基咪唑啉等。
季铵盐型
总结词
季铵盐型阳离子表面活性剂是一种高效 、低毒、生物降解性好的阳离子表面活 性剂。
表面活性剂生物降解性研究
表面活性剂生物降解性研究表面活性剂的大量使用导致污染水域逐年扩大，致使生态环境恶化、沿海生物资源衰竭、生物多样性锐减，并引发了多种环境灾害，甚至对人体健康带来危害。
因此加强表面活性剂降解的研究，有效地控制生态环境的进一步恶化，已成为科技工作者的一项重要课题。
表面活性剂降解的技术近几年也有了较大发展，其中生物降解是目前使用最普遍的一种降解方法。
生物降解是利用微生物分解有机碳化物，有机碳化物在微生物作用下转化为细胞物质，作为能源而被利用，进一步分解成为CO2和HO的一种现象。
表面活性剂的降解是指表面活性剂在环境因素（微生2物）作用下结构发生变化而被破坏，从对环境有害的表面活性剂分子逐步转化成对环境无害的小分子如（CO2、H2O、NH3等）的过程。
完整的生物降解需要经历以下过程：（1）初级生物降解：包括吸附和裂解两个过程，在这一阶段表面活性剂母体结构消失，特性发生变化；（2）环境允许的生物降解：达到环境可以接受程度的生物降解，降解得到的产物不再导致环境污染；（3）最终生物降解：表面活性剂完全转化为CO2、H2O和NH3等无机物和其它代谢物。
1、表面活性剂生物降解性的指标表面活性剂的降解性主要是通过考察以下两种指标。
（1）生物降解度表面活性剂的生物降解度通常是指在给定的曝露条件和定量分析方法下表面活性剂降解的百分数。
（2）降解时间和半衰期在衰减实验中，经过一定的曝露时间后，表面活性剂的生物降解度接近一个常数。
通过以表面活性剂降解度达到水平状态的值和达到水平状态的时间这两个数据表示表面活性剂的生物降解性能。
生物降解达到水平状态值时所需时间愈短，则生物降解性愈好。
此外，可以用半衰期来表示生物降解速率。
半衰期为表面活性剂浓度下降到初始浓度的一半时所需的生物降解时间。
半衰期愈短，生物降解速率愈高。
2、影响表面活性剂生物降解的因素影响表面活性剂降解的因素很多，主要分为如下几方面：（1）微生物种源影响生物降解试验很重要的一个因素是所采用的微生物的情况，微生物是否经过污染物驯化在很大程度上影响微生物对有机化合物的生物降解，如对于酚而言，以驯化的污泥降解苯酚的能力是未经驯化污泥的50倍。
表面活性剂分类
一、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ROSO2-O-和Na+两部分，带负电荷的ROSO2-O-，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。
３、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂具有良好的杀菌、杀藻、防霉能力，而且抗菌谱广、用量少、刺激性低、霉性低、无异味、污染少，因此应用广泛。
阳离子表面活性剂带有正电荷，与阴离子表面活性剂所带的电荷相反，两者配合使用一般会形成沉淀，丧失表面活性。
它能和非离子表面活性剂配合使用。
用作织物柔软剂、油漆油墨印刷助剂、抗静电剂、杀菌剂、沥青乳化剂、护发素、焗油膏。
因为一般基质的表面带有负离子，当带正电的阳离子表面活性剂与基质接触时就会与其表面的污物结合，而不去溶解污物所以一般不做洗涤剂。
阳离子和两性离子表面活性剂以及其它胺类衍生物的消费仅为合成表面活性剂总量的10%左右，但其价值约占25%。
因其相对价格比较高，在无须阳离子表面活性剂的特殊性能的体系中，一般使用其它表面活性剂。
二、防腐剂我国最新颁布的 《化妆品卫生规范》 中对 56 类防腐剂在化妆品中的限量和使用生产化妆品的种类及条件作了规定。
虽然针对不同的化妆品所使用的防腐剂也是不同的, 而且随着生产技术的不断改进和提高, 防腐剂的种类也越来越多, 但按化学结构, 化妆品中常用防腐剂可分为 4 类: （1）醇类, 主要有苯甲醇和苯氧乙醇, 其中苯氧乙醇最大的优点是对绿脓杆菌效果明显; （2) 甲醛供体和醛类衍生物, 主要包括咪唑烷基脲, 重氮咪唑烷基脲, 1, 3- 二羟甲基 - 5, 5-二甲基乙内酰脲 ( DMDMH) , 氯化 3- 氯烯丙基六亚甲基四铵( 季铵盐 - 15) 以及甲醛类等;（ 3) 苯甲酸及其衍生物, 主要包括苯甲酸以及对羟基苯甲酸酯类防腐剂, 其中对羟基苯甲酸酯类是最为常用的防腐剂, 一般都以一种或几种对羟基苯甲酸酯复配使用;（ 4) 其他有机化合物, 最常见的有 3- 碘代丙炔氨基甲酸丁酯 ( IPBC) , 2- 溴 - 2- 硝基 - 1, 3- 丙二醇 ( 布罗波尔) 和异噻唑啉酮类 ( 凯松) , 其中 3- 碘代丙炔氨基甲酸丁酯是目前最有效的防霉剂。
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不同类型表面活性剂的生物降解表面活性剂是一类重要的化工产品，分别具有润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡、洗涤、润滑、防腐和杀菌等作用［1］，在工业、农业、医药、日用化工等众多领域的应用越来越广。
据统计，全球表面活性剂的用量由1999年的930万吨，增加到2005年的1250万吨［。
表面活性剂大量使用的同时也造成了对土壤、水质的严重污染，甚至给人体带来危害，如皮肤过敏、癌症、生物雌性化等；另一方面，表面活性剂的污染已经成为城市污水处理的一个难题。
因此，必须了解环境对这类物质的接受能力，即所谓的环境安全性。
表面活性剂的生物降解是其生命周期分析（LCA）的重要内容之一，迄今为止，表面活性剂的发展历史上出现了两次转变，第一次是在全球范围内兴起从支链烷基苯磺酸盐（ABS）到直链烷基苯磺酸盐（LAS）的转变；第二次是刚刚在欧洲兴起的用酯季铵盐（EQ）取代双长链的季铵盐（DTMAC）。
这两次转变均是由生物降解性产生的［4］。
为了解决日益严重的环境问题，绿色化学已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，目前主要体现在3个方面［5］：①揭示表面活性剂结构与性能的关系（特别是与生物降解等环境相容性的关系）；②降低产品中有害物质的含量；③表面活性剂的绿色应用。
表面活性剂与环境的相容性则是表面活性剂绿色化学的重点。
近年来，虽然有人对表面活性剂的降解研究进展进行了评述，但对表面活性剂的结构类型与生物降解的关系却谈得很少。
本文将重点介绍不同种类表面活性剂的生物降解性，并对我国今后表面活性剂生物降解研究的方向进行讨论。
1 表面活性剂的生物降解过程与机理1．1 表面活性剂的生物降解过程表面活性剂的降解是指在环境因素作用下，表面活性剂的组成与结构发生变化，从对环境有害的表面活性剂分子逐步转化成对环境无害的小分子（如CO2、NH3、H2O 等）的过程。
生物降解过程实质上是一个氧化过程，该过程主要是把无生命的有机物变成比较简单的组分。
因此，表面活性剂的生物降解主要是研究表面活性剂由细菌活动所导致的氧化过程。
完整的降解一般分为3步：①初级降解：表面活性剂的母体结构消失，特性发生变化；②次级降解：降解得到的产物不再导致环境污染，也叫做表面活性剂的环境可接受的生物降解；③最终降解：底物（表面活性剂）完全转化为CO2、NH3、H2O等无机物。
1．2表面活性剂生物降解机理表面活性剂的生物降解过程通常可通过3种氧化方式实现：①ω氧化；②β氧化；③芳环氧化［6］。
1．2．1 ω氧化ω氧化是发生在碳链末端的氧化。
在ω氧化中，表面活性剂末端的甲基在生物质参与下被分子氧进攻，使链的一端氧化成相应的脂肪醇和脂肪酸。
该反应通常是初始氧化阶段，是亲油基团降解的第一步。
1．2．2β氧化高碳链端形成羧基时，碳链的初始氧化即已经完成，继续进行的降解则是一个β氧化过程。
该反应是由酶催化的一系列反应，起催化作用的酶叫做辅酶A（图2）。
图2β氧化烷基硫酸盐（AS）1．2．3芳环氧化苯或苯的衍生物在酶催化下与氧分子作用时，往往有一个共同的中间产物，即双酚化合物。
如苯由加氧酶氧化为儿茶酚，儿茶酚在加双氧酶的作用下再氧化，在邻位或间位开环（往往在邻酚位开环）。
邻位开环生成己二烯二酸，再氧化为β酮己二酸，后者再氧化为三羧酸循环的中间产物琥珀酸和乙酰辅酶A；间位开环生成2-羟己二烯半醛酸，进一步代谢生成甲酸、乙醛和丙酮酸。
2不同类型表面活性剂的生物降解性表面活性剂的生物降解性主要由疏水基团决定，但不同类型表面活性剂的生物降解能力与路径不同。
2．1 阴离子表面活性剂的生物降解性阴离子表面活性剂在水溶液中离解时生成的表面活性离子带负电荷。
阴离子表面活性剂通常可按照其亲水基分为羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸（酯）盐型和磷酸（酯）盐型等。
在阴离子表面活性剂中，使用量最大的是直链烷基苯磺酸盐（LAS）、烷基硫酸盐（AS）、直链烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、α-烯基磺酸盐（AOS）等，因此，有关它们生物降解的研究也相应地多一些［7］。
在阴离子表面活性剂中，LAS能够很容易被降解，并且其降解产物比母体分子的毒性小，一般在3～5天内，LAS的初级生物降解率能够达到90%以上甚至100%，最终降解率可在21天达到80% 以上。
排放到环境中的LAS，先是有50%左右在下水道系统中降解；剩余LAS中的90%～95%能在污水处理厂中被降解；而其余的又能在污泥和土壤中被降解［8］。
所以，LAS不会对环境造成影响［9］。
从表1可知：①对于烷基碳原子数相等但苯环对端基碳位置有变化的LAS来说，随着苯环位置离末端碳原子越远，生物降解性越低。
这是由于末端碳原子与苯环位置的距离越远，结构对称性就越高，从而更加稳定，形成类似有双尾疏水基的构型。
因而分子中电子总能量降低，分子的稳定性增大，也就越不易被氧化。
②对于烷基碳原子数改变但苯环对端基碳原子位置不变的LAS来说，随着碳链长度增加，其生物降解性仍然增大，这是由于烷基链的增长实际上增大了苯环与中心碳原子的距离，因而降解度也增大。
直链的伯烷基硫酸盐（LPAS，ROSO3M）是具有最快初级降解速度的表面活性剂，通常用摇瓶实验或河水消失实验测定，不到一天就可完全降解（降解率达90%以上）。
直链仲烷基硫酸盐尽管降解速度比LPAS稍慢，但也是很容易降解的［8］。
因为支链烷基或支链取代基的氧化比直链烷基较难，所以，烷基链的支化度越高，越难降解。
直链的烷基磺酸盐（无论是伯烷基磺酸盐还是仲烷基磺酸盐）都很容易生物降解，但一般比LPAS 慢一些，而比LAS要快。
烯基磺酸盐（AOS RCHCHCH2SO3M）的降解性能与其类似［10］。
从分子结构来看，在直链的伯烷基硫酸盐（LPAS）中有一个弱的醚键，它在水中易从疏水基团处断裂，生成相应的脂肪醇和硫酸根离子，然后通过β氧化过程慢慢地降解为CO2和H2O，所以LPAS 比AS及LAS降解快；而对于LAS和AS，在R相同时，由于LAS 上多一个苯基需要被氧化，所以LAS的降解速度比AS小。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）和烷基硫酸盐（AS）具有相似的生物降解性，但AES比AS要稍难降解一些。
当烷链为直链时，这种差别不容易被发现；但如果烷链为支链，这种差别就比较明显。
例如四聚丙烯羰基合成醇的硫酸盐在3～4天降解68%，前期乙氧基化的硫酸盐为40%［10］。
从分子结构来看，R相同时，AES比AS 多n个乙氧烯基需要氧化，所以AS的降解速度比AES大。
对于烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐（APES）的衍生物，由于其疏水基结构的不同而有很大的差别。
通常APES与LAS有相似的生物降解性。
Steber等［11］用14 C标记法研究了α-脂肪酸甲酯磺酸盐（MES）的生物降解性。
在消失试验中，当初始质量浓度为0．1mg/L 时，28天后，MES最终降解率为62%～67%，6个星期之后为72%～83%；当初始质量浓度为1mg/L和5mg/L时，28天的降解率分别达到62%和55%；然后有2～6天的滞后期，起始质量浓度为1mg/L的在4个星期后能达到70%，而起始质量浓度为5mg/L的在6个星期后为60%［10］。
所以，浓度也影响表面活性剂的生物降解性。
总之，阴离子表面活性剂生物降解与结构的关系有如下规律［12］：①表面活性剂的生物降解性主要由疏水基团决定，并随着疏水基线性程度增加而增加，末端季碳原子会显著降低降解度；②表面活性剂的亲水基性质对生物降解性有次要的影响，例如直链伯烷基硫酸盐（LPAS）的初级生物降解速度远高于其他阴离子，短EO链的聚氧乙烯型非离子表面活性剂易于降解；③增加磺酸基和疏水基末端之间3 3第3期卡哈尔：不同类型表面活性剂的生物降解的距离，可使烷基苯磺酸盐的初级生物降解率增加（距离原则）。
2．2 非离子表面活性剂的生物降解性非离子表面活性剂是一种在水中不离解成离子状态的两亲结构化合物。
其亲水基主要是由聚乙二醇基即聚氧乙烯基（CH2CH2O）构成，分为聚氧乙烯型、多元醇型、氨基醇型，其中应用最广泛的是聚氧乙烯型。
非离子表面活性剂的生物降解性与烷基链长度，有无直链及EO、PO的单元数等有关。
一般支链比直链的难降解，分子中存在酚基的比烷基的难降解［7，11］。
直链比支链及有酚环的壬基酚聚氧乙烯醚（NPE）的降解能力要高得多。
在相同时间内（30天），直链结构的降解率达88%，而支链和NPE的降解率分别为44%和31%。
由表2可以看出：疏水基为烷基时，不仅支链化程度影响整个分子降解，EO单元数也有重要影响。
即同一系列的非离子表面活性剂的烷基链相同时，随着所连的氧乙烯基增加，降解率降低。
总体上，一般支链比直链难氧化，所以降解率比直链低。
同一系列的非离子表面活性剂的烷基链相同时，随着所连的氧乙烯基增加，降解率降低，这是因为随着氧乙烯基增加需要氧化的时间更长。
一般直链脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）容易降解，平均降解率大于90%。
对土壤中AEO降解的研究表明，两天内有50%的AEO降解为CO2和H2O［9］；在两个星期内，90%的AEO降解。
烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）是另一大类非离子表面活性剂。
在不同条件下，APEO的生物降解率＞90%，具有较好的生物降解性。
烷基糖苷是由葡萄糖的半缩醛羟基与脂肪醇羟基在酸催化作用下脱去一分子水而得到的一种苷化合物。
新型表面活性剂烷基多苷（APG）具有很高的生物降解性，一般在10天内，就能达到其他表面活性剂在28天内最终降解率大于80%的要求［8］，因而被称为绿色表面活性剂。
APG有一个缩葡萄糖组成的亲水基团，亲水位置是苷基团上的羟基，它的水合作用强于环氧乙烷基团。
因此APG具有优良的水溶性（图5）。
在水溶液中，APG从苷键断裂生成相应的糖。
实际上，葡萄糖先生成内酯，然后慢慢水解成酸，再连续β氧化，最后生成CO2和H2O。
烷基链长似乎对AEO的生物降解速度和降解度的影响不大。
Sturm研究了一系列直链C8AEO3～C20AEO3（每次增加两个碳）的降解情况，研究结果表明：链长不影响生物降解，但链的支化度对AE的降解性能有较大影响。
另有一些人的研究表明，羰基合成醇制备的高支化度的AEO只能缓慢地降解［8］。
对于非离子表面活性剂，大体上存在如下规律：①长链烷基比短链烷基难降解；②带支链的烷基比直链烷基难降解；③分子中存在酚基时较难降解；④PO及EO单元数越多越难降解；⑤相同长度的PO 链比EO链难降解。
2．3 阳离子表面活性剂的生物降解性阳离子表面活性剂在水溶液中离解时生成的表面活性离子带正电荷，其中的疏水基与阴离子表面活性剂中的相似；亲水基主要为氮原子，也有磷、硫、碘等原子。
亲水基和疏水基可直接相连也可通过酯、醚和酰胺键相连。
由于阳离子表面活性剂一般具有强杀菌性和抗菌性，降解能力较弱，通常要在有氧条件下进行研究。