羧基型甜菜碱表面活性剂
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两性表面活性剂插层GO-LDH的制备和性能刘洁翔;刘昌霞;陈璐佳;张晓光【摘要】以层状氧化石墨烯-锌铝类水滑石(GO-LDH)为主体,两性表面活性剂(ZS)(十二烷基羧基甜菜碱(DCB)、十二烷基磺基甜菜碱(DSB)和N-十二烷基-β-氨基丙酸钠(DAP))为客体,制备ZS/GO-LDH杂化物.采用粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重/差热分析(TGA/DTA)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段对其进行表征,考察制备方法、表面活性剂用量、溶剂和反应时间等对杂化物结构的影响.结果表明,采用离子交换法成功将DCB和DSB插层GO-LDH.以水为溶剂合成的DCB/GO-LDH和DSB/GO-LDH层间距分别为2.87~3.29、3.48 nm,比N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂制备的杂化物(1.25和1.31 nm)更大.另外,DCB/GO-LDH和DSB/GO-LDH的热分解行为与对应的DCB/GO和DSB/GO类似,但前者中DSB的燃烧温度比后者高45℃,这可能与其和层板相互作用强度有关.此外,研究了CPF-DCB/GO-LDH在pH=5.0和6.8的缓冲液中毒死蜱(CPF)的释放行为.结果表明CPF-DCB/GO-LDH具有一定的缓释性能,释放行为可以用准二级动力学和抛物线扩散模型来描述.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2019(035)005【总页数】11页(P844-854)【关键词】锌铝类水滑石;氧化石墨烯;两性表面活性剂;杂化材料【作者】刘洁翔;刘昌霞;陈璐佳;张晓光【作者单位】河北工业大学化工学院,天津300130;河北工业大学化工学院,天津300130;河北工业大学化工学院,天津300130;南开大学化学学院,天津300071【正文语种】中文【中图分类】O641.81+3;O641.24+10 引言氧化石墨烯(GO)作为一种重要的二维碳材料[1],其作为药物载体的研究报道近年来迅速增加[2-5]。
非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂(non-ionic surface active agent)它在水溶液中不产生离子的一种表面活性剂。
它在水中的溶解是由于它具有对水亲和力很强的官能团。
非离子表面活性剂和阴离子类型相比较,乳化能力更高,并具有一定的耐硬水能力,是净洗剂、乳化剂配方中不可或缺的成分。
当然,与阴离子表面活性剂相比,非离子表面活性剂也存在一些缺陷,如浊点限制、不耐碱、价格较高等。
非离子表面活性剂大多为液态和浆状态,它在水中的溶解度随温度升高而降低。
非离子表面活性剂具有良好的洗涤、分散、乳化、润湿、增溶、匀染、防腐蚀、和保护胶体等多种性能,广泛地用于纺织、造纸、食品、塑料、皮革、毛皮、玻璃、石油、化纤、医药、农药、涂料、染料、化肥、胶片、照相、金属加工、选矿、建材、环保、化妆品、消防和农业等各方面。
种类:烷基酚的聚氧乙烯醚TX与NP是同一产品,为壬基酚的聚氧乙烯醚。
OP则是辛基酚的聚氧乙烯醚。
两种烷基酚醚的区别在于OP为14碳的碳链,TX/NP多出一个碳,为15个碳的碳链。
OP 的乳化性和渗透性能好于TX/NP,分散性能差于TX/NP。
OP的浊点和HLB值均高于TX/NP,OP的泡沫要低于TX/NP。
具体在应用方面,OP更适合做乳化剂和较高温度条件下使用。
TX/NP适合温度低的条件下使用,性能更加全面,多用于净洗领域。
烷基酚聚氧乙烯醚虽然对环境不友好,但是其乳化净洗效果还是相当出众,在农业、工业硬表面清洗等不要求APEO的领域,仍然发挥巨大作用脂肪醇聚氧乙烯醚月桂醇聚氧乙烯醚(AEO系列)12-14碳伯醇聚氧乙烯醚(MOA系列)12-14碳仲醇聚氧乙烯醚支链化13碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚支链化10碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚直链的10碳醇聚氧乙烯醚直链的8碳辛醇聚氧乙烯醚(JFC)直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚(JFC-2或JFC-E)AEO系列:价格最便宜,生产工艺最成熟,并且成品AEO月桂醇残余较低,但是乳化效果和分散效果跟其它醇醚相比较差,长期储存亦有分层现状。
非离子表面活性剂-正文其分子溶于水后,不发生电离的一类重要表面活性剂,其显示表面活性的部分不是离子。
这类表面活性剂分子中的亲油基常是碳原子数为 8~18的烃链(可以是脂肪族或芳香族),亲水基常是在水中不电离的羟基或聚氧乙烯基。
这些亲水基的亲水性较弱,因此,须有足够数量的亲水基才能使整个分子具有水溶性,否则就属于油溶性,在水中呈乳化或分散状态。
非离子表面活性剂溶于水或有机溶剂中,呈中性的分子或胶束状态。
它在酸性、碱性及电解质的溶液中均较稳定,并可与任何种类的表面活性剂配合使用,而不生成沉淀。
它通常为100%的活性物,不含盐及水分。
产品多呈液体或浆状,少数是固体。
按亲水基类别,非离子表面活性剂主要分为聚氧乙烯型和多元醇型两大类,前者自德国法本公司1930年生产以来,发展很快。
聚氧乙烯型用含有活泼氢原子的亲油基原料和环氧乙烷进行加成反应而制成。
凡含有-OH、-COOH、-NH2、-CONH2等基团的亲油基原料,由于其中的氢原子是化学活泼的,容易与环氧乙烷发生加成反应,生成聚氧乙烯型表面活性剂。
如:加成环氧乙烷的反应常需少量氢氧化钠作为催化剂。
目前,工业上常用的含活泼氢原子的亲油基原料有:脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺及脂肪酰胺、油脂、山梨醇和蔗糖等。
加成的环氧乙烷分子数越多,则加成物的水溶性越强。
原因是聚氧乙烯型表面活性剂分子中醚键的氧原子与水分子中的氢原子易形成氢键,增强了表面活性剂分子的水溶性。
这样形成的氢键较弱,当升高温度或有盐类存在时,结合的水分子逐渐脱落,表面活性剂的水溶性随之减弱,原先透明的表面活性剂水溶液甚至会变成白色混浊的乳状液。
溶液开始呈现混浊时的温度,称为浊点。
浊点是专门用于表示聚氧乙烯型表面活性剂的亲水亲油平衡值(即HLB)的技术特性指标。
当温度下降到浊点以下时,乳状液又恢复透明。
对于亲油基相同的表面活性剂,凡是环氧乙烷加成分子数越多,亲水性就越强,浊点随之上升。
对于亲水基中环氧乙烷加成分子数相同的表面活性剂,凡是亲油基中碳原子数越多,亲油性就越强,浊点随之下降。
2013年6月22日星期六21:45:47洗洁精的成分与制作工艺洗洁精的成分大致可以分为一、表面活性剂;阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂及特殊表面活性剂。
㈠阴离子表面活性剂;①十二(直链)烷基笨磺酸钠(LAS)◑*可以由磺酸和30%碱液中和而成,注意﹛NAOH﹕LAS=1﹕8﹜.LAS是一种性能优良的合成阴离子表面活性剂,它比肥皂更易溶于水,是一种黄色油状液体。
易起泡由于它的泡沫粘度低所以泡沫易于消失。
它有很好的脱脂能力并有很好的降低水的表面张力和润湿、渗透和乳化的性能。
它的化学性质稳定,在酸性或碱性介质中以及加热条件下都不会分解。
其不足之处是用它洗过的纤维手感不好。
皮肤与它长时间接触会受到刺激。
它易在洗涤物体表面形成吸附膜残留在物体上,这种吸附膜在低温下不易被水冲洗去除。
它还对硬水比较敏感,因此都加以蛰合剂与其匹配。
②脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(AES)◐﹡脂肪醇聚氧乙烯醚是一种非离.子表面活性剂,与硫酸酯化、中和得到硫酸酯盐(AES)。
实际上AES是非离子—阴离子间的两性混合表面活性剂,一般也将它归在阴离子型硫酸酯盐表面活性剂中。
AES的抗硬水好,溶解能力强㈡非离子表面活性剂;非离子表面活性剂大多为液态和浆状态,它在水中的溶解度随温度升高而降低。
非离子表面活性剂具有良好的洗涤、分散、乳化、润湿、增溶、匀染、防腐蚀、和保护胶体等多种性能,①烷基酚的聚氧乙烯醚(NP/TX/OP系列)TX与NP是同一产品,为壬基酚的聚氧乙烯醚。
OP则是辛基酚的聚氧乙烯醚。
两种烷基酚醚的区别在于OP为14碳的碳链,TX/NP多出一个碳,为15个碳的碳链。
OP的乳化性和渗透性能好于TX/NP,分散性能差于TX/NP。
OP的浊点和HLB值均高于TX/NP, OP的泡沫要低于TX/NP。
具体在应用方面,OP更适合做乳化剂和较高温度条件下使用②脂肪醇聚氧乙烯醚月桂醇聚氧乙烯醚(AEO系列)◐*常用的例如AEO-9, 12-14碳伯醇聚氧乙烯醚(MOA系列)③椰油脂肪酸二乙醇酰胺;(净洗剂6501)﹡该品具有润湿、净洗、乳化、柔软等性能,对阴离子表面活性剂有较好的稳泡作用。
绪论1.表面活性物质:凡是能降低溶剂表面张力的物质——有机酸、醇、醛溶液2.非表面活性物质:不能降低溶剂表面张力的物质——NaCl、Na2SO4等3.表面活性剂:在浓度很低时能大大降低溶剂的表面张力,在浓度达到一定值时,随浓度的增加,表面张力不再变化或变化不明显的物质——C8以上有机酸、有机胺盐、磺酸盐、苯磺酸盐4.表面活性剂的功能:①在表(界)面上吸附,形成吸附膜②在溶液内部自聚,形成胶团5.表面活性剂分类:⑴阴离子型:极性基带负电——羧酸盐(RCOO-M+)、磺酸盐(RSO3-M+)、硫酸酯盐(ROSO3-M+)、磷酸盐(RPO4-M+)⑵阳离子型:极性基带正电——季铵盐(RN+R’3 A-)、胺盐(RnNHm+A-,m=1~3,n=1~3)⑶两性型:正电性基团主要为氨基、季铵基,负电性基团主要是羧基和磺酸基。
氨基酸型:R-NH(CH2)n-CH2COO- 甜菜碱型:RN+(CH3)2CH2COO-咪唑啉型:N----CH2----CH2|| |R——C————-N+——CH2CH2OH|CH2COO-⑷非离子型:极性基不带电①多元醇类化合物(蔗糖酯型、甘油酯型、失水山梨醇脂肪酸酯——司盘)②聚乙二醇型(OP型——烷基酚聚氧乙烯醚平平加型——脂肪醇聚氧乙烯醚吐温型——聚山梨酯)⑸混合型:两种亲水基团,一种带电,一种不带电醇醚硫酸盐 R(C2H4O)nSO4Na6.表面张力:作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力(N/m)第一章表面活性剂的功能及其作用1.临界溶解温度(Tk 克拉夫特点):离子型表面活性剂在水中的溶解度随温度的上升逐渐增加,当达到某一特定温度时,溶解度急剧陡升,该温度称为临界溶解温度2.Sa的浊点:非离子表面活性剂在水中的溶解度随温度的上升而降低,升至某一温度,溶液出现浑浊,经放置或离心可得到富胶团和贫胶团两个液相,这个温度称为该Sa的浊点(Tp)亲水基相同时,亲水基增加,亲水性升高,浊点升高;亲水基加成数固定,碳增加,亲油性升高,浊点降低。
各类表面活性剂的洗涤作用表面活性剂是洗涤剂的主要活性物成分,没有表面活性剂就没有合成洗涤剂的存在,在SAA的所有类型中阴离子型表面活性剂是人们最早使用应用最广泛的一类表面活性剂,目前的需求量在50%以上。
在今后一段时间内,阴离子表面活性剂仍将占据主导地位。
一、阴离子型表面活性剂阴离子表面活性剂作为洗涤剂的类型主要有脂肪酸盐(肥皂)、烷基苯磺酸盐(ABS)、脂肪醇硫酸盐(AS)、脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐(AES)、α—烯烃硫酸盐(AOS)、脂肪醇聚氧乙烯羧酸盐(AEC)和脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)等。
1.肥皂肥皂分子的表面活性部分带负电荷,其中长碳链脂肪酸钠盐和钾盐约占25%左右。
这种被最为广泛使用的肥皂,优点:原料丰富,制备方便,价格低廉。
工业上一般以牛油、羊油等油脂为原料,用强碱进行皂化,后经盐析,分离甘油而制得,最大的缺点是,它们在水溶液中遇到二价和三价的金属离子如Ca2+、Mg2+、Fe2+等,便会生成溶解度很低的钙皂或镁皂,从而丧失了肥皂应有的清洗特性。
2.烷基苯磺酸盐(ABS)烷基苯磺酸钠盐(R-C6H6-S03Na)是很重要的阴离子表面活性剂,它在水中有较好的溶解性能,几乎全部被电离,它的钙盐和镁盐对水的溶解度比较大,所以有较好的耐硬水性。
在烷基苯磺酸盐中,直链型烷基苯(LAS) 其价格低廉,洗涤力强且易生物降解环境友好。
因此,到目前为止,还没有任何一种表面活性剂在作为洗涤活性物使用时,能在技术性能上和经济效益上能与LAS相匹敌,被全世界的合成洗涤剂工业界誉为合成洗涤剂的主力军。
主要用作工业和家庭洗涤剂使用。
代表产品:十二烷基苯磺酸钠,具有优良的洗涤效果,十八烷基苯磺酸钠在烷基苯磺酸钠系列中洗净力最强。
3.α—烯烃磺酸盐(AOS)AOS是一种性能优良的洗涤活性物。
主要用于洗手液、香波、泡沫浴、餐具洗涤剂,工业清洗剂及洗衣粉。
4.高级脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)R为烷基,R’为甲基,去污力以R为C16和C18为好,抗硬水能力R 为C14最好。