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功能性表面活性劑的現狀及發展趨勢

作者:admin 更新時間:2019年05月24日 09:21:10

  摘要:介紹了功能性表面活性劑分類、性能以及在生產中的應用現狀,概述了功能性表面活性劑的發展趨勢。


  關鍵詞:功能性表面活性劑;分類;應用


  中圖分類號:G640文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2011)01-0236-01


  作者:王俊峰,王麗娟


  表面活性劑是一種專用的精細化工產品,廣泛應用于洗滌劑、化妝品、食品、醫藥、石油和涂料等工業領域。隨著人類生活水平的提高,考慮環保、安全和節能等因素,對表面活性劑的應用提出了新的要求。近年來對分子結構與表面活性劑某些特性之間關系的研究已取得了一定進展,合成了一些新型功能性表面活性劑。經濟、多功能、高效以及綠色環保的功能性表面活性劑成為表面活性劑工業追求的目標[1]。


  一、反應型表面活性劑


  反應型表面活性劑帶有反應基團,能與所吸附的基體發生化學反應,從而永久地鍵合到基體表面,對基體起表面活性作用,同時也成了基體的一部分[2]。反應型表面活性劑至少應包括兩個特征:一是表面活性,二是能參與化學反應,而且反應之后也不喪失其表面活性。反應型表面活性劑目前廣泛用于乳液聚合、功能性高分子以及納米材料的制備等各個方面,使產品性能得到了很大的改善或制得了新產品。


  二、冠醚型表面活性劑


  冠醚型表面活性劑是在環狀POE的環上引入疏水基得到的一類具有選擇性絡合陽離子、且具有表面活性的兩親化合物。可分為:(1)一般冠醚型表面活性劑;(2)氮雜冠醚類表面活性劑;(3)穴醚型表面活性劑[3]。冠醚型表面活性劑應用相當廣泛,具有較強的選擇性,可作金屬離子萃取劑、相轉移催化劑、離子選擇性電極、液膜分離技術等。


  三、分解型表面活性劑


  這是一種能為酸、堿或加熱而分解的表面活性劑[4],首先它應至少含有一個在水介質中對化學分解反應敏感的官能團,在一定條件下容易進行化學分解而失去表面活性;其次分解生成的低分子化合物又應容易被生物降解,這二者是相輔相成的,只有前者為后者創造了有利的條件,后者才能更好地完成保護環境的任務,因此分解型表面活性劑具有很好的環保性能。分解型表面活性劑可廣泛應用于乳液聚合、電子材料清洗、有機合成等。


  四、螯合型表面活性劑


  EDTA是優良的鈣鎂離子絡合劑,但在絡合時只有三個羧基和兩個N在起作用,而另一個羧基不起作用,若把長鏈疏水基取代此羧基,就改性為既有表面活性又具有強的鈣鎂離子絡合能力的螯合型表面活性劑ED3A。主要品種是以乙二胺四乙酸為母體進行合成的,如N-月桂酰基ED3A、N-棕櫚酰基ED3A、N-十二烷基ED3A等。這種物質可作為油田三次采油的驅油劑,也可取代STPP作為無磷洗滌劑中的助洗劑、活性物[5]。


  五、生物表面活性劑


  生物表面活性劑是指由細菌、酵母和真菌等多種微生物產生的具有表面活性劑特征的化合物。與一般表面活性劑分子在結構上類似:具有兩親性,存在著非極性的疏水基團和極性的親水基團。生物表面活性劑的主要特征是無毒性、有較好的乳化、破乳、潤濕、增溶、等功能,已用于食品工業、石油回收、土壤重金屬污染修復、礦物浮選、生物醫療及造紙工業中[6],其功效顯著。品種有海藻糖脂、李鼠糖脂、槐糖脂、葡萄糖脂、麥芽糖脂、纖維二糖脂等。


  六、有機硅表面活性劑


  有機硅表面活性劑主要是指以聚二甲基硅氧烷為疏水主鏈,在其中間位或端位連接一個或多個有機極性基團而構成的一類表面活性劑[7],其疏水性能比碳鏈優異,同等濃度的溶液中,具有更低的表面張力,具有比碳鏈烴類表面活性劑更強的表面活性。有機硅表面活性劑具有比普通表面活性劑更好的表面活性和易展布性,是一類高效的表面活性劑。已大量應用于各行各業。


  以非離子有機硅表面活性劑為例,非離子有機硅表面活性劑是所有有機硅表面活性劑中應用范圍最廣的材料,該類產品的品種牌號也非常多。但是該類產品的合成方法一般是通過硅氫加成反應進行的,生產操作工藝簡單,易于控制,產品收率高。有時為了提高非離子有機硅表面活性劑的反應性,可以在硅氫加成反應的基礎上,引人適當的非離子性的、具有化學反應活性的基團,從而進一步賦予非離子型有機硅表面活性劑一些新的性能。


  目前,隨著我國企業不斷加大新產品的創新力度,有機硅材料的品種將不斷豐富,功能化、系列化的有機硅表面活性劑將得到大力發展。,及其應用領域不斷擴大,有機硅表面活性劑的用途已經涵蓋了涂料、紡織、纖維、塑料、機械、日化、農藥、石油等工業領域,由于有機硅表面活性劑具有較高的性價比,隨著其在各個行業中應用的不斷擴展,將使得有機硅表面活性劑的獨特性質得到進一步完美體現。


  七、其他新型功能型表面活性劑


  目前各國正在大力研制和開發許多具有功能性表面活性劑種類,如硼系表面活性劑、齊聚的表面活性劑、多環型非離子表面活性劑、抗菌型表面活性劑、高分子型表面活性劑等。


  八、展望


  近年來,功能性表面活性劑的新產品不斷涌現,正朝著高性能、低成本,再生資源利用,安全無毒且有利環境保護的方向發展。發展趨勢和前景是十分廣闊的。根據我國需要開展功能性表面活性劑的開發研制及產業化,以滿足國民經濟各部門的需要,是當前的迫切要求。

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