高分子表面活性剂的合成
收稿:2003年11月,收修改稿:2004年3月
*中国科学院应用研究与发展重大项目(KY951 A1 604)资助**通讯联系人 e mail:deqingwei8@https://www.360docs.net/doc/a61814449.html,
高分子表面活性剂的合成
*
金 勇 董 阳 魏德卿
**
(中国科学院成都有机化学研究所 成都610041)
摘 要 介绍了高分子表面活性剂的合成方法及其不同于低分子表面活性剂的特点,重点从离子聚合、活性自由基聚合、缩合聚合、开环聚合、高分子化学反应、自由基胶束聚合等角度综述了近几年来高分子表面活性剂的合成研究进展。
关键词 高分子表面活性剂 合成 表面活性
中图分类号:TQ423;O631 5 文献标识码:A 文章编号:1005 281X(2005)01 0151 06
The Synthesis of Polymeric Surfactants
Jin Yong Dong Y ang Wei Deqing
**
(Chengdu Institute of Organic Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610041,China)
Abstract The methods of the synthesis of polymeric surfactants and their unique characteristics ,compared with small molecule surfactants,are introduced.In term of ionic polymerization,living radical polymerization,c ondensation polymerization,ring opening polymerization,chemical reaction of polymer and radical micellar polymerization ,the recent advances in the synthesis of polymeric surfactants are revie wed.
Key words polymeric surfactants;synthesis;surface activity
一、引 言
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出现界面活性的物质称为表面活性剂
[1]
。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)[2,3]
、药物载体与
控制释放[4]
、生物模拟[5,6]
、聚合物LB 膜[7]
、医用高
分子材料(抗凝血)
[8,9]
、乳液聚合[10,11]
等的深入研
究,对表面活性剂的要求日趋多样化和高性能化,具
有表面活性的高分子化合物现已成为人们关注的焦点。通常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
[12]
。
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[13]
。1951年Strauss 首次合成了高分子表
面活性剂 聚1 十二烷基 4 乙烯吡啶溴化物并
将其命名为聚皂(polysoap);随后1954年美国Wyan dotte 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Pluronic 104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
[14]
。
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:(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。
第17卷第1期2005年1月
化 学 进 展
PROGRESS I N C HE MISTRY
Vol.17No.1 Jan.,2005
与普通的表面活性剂相似,高分子表面活性剂也可以分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型
[15]
。
二、高分子表面活性剂的合成方法
近几年高分子表面活性剂的合成方法得到了不断发展,从相关的文献报道来看,其主要的合成方法有以下几类:
1 离子聚合
离子聚合能很好地控制聚合物结构并实现分子量的窄分布,是制备嵌段共聚物的较佳方法。但是离子聚合反应条件苛刻,微量的水、空气和杂质都有极大的影响,实验重现性差,引发体系往往是非均相的,反应通常需在低温下进行。
(1)阴离子聚合
阴离子聚合是开发最早、发展最快、成果最多的一种活性聚合方法,其活性中心稳定性好、聚合速度快、聚合体系简单、单体选择范围广。
Richard [16]
首次报道了用双阴离子引发剂萘钠在四氢呋喃中依次引发苯乙烯及环氧乙烷聚合,最终得到了三嵌段双亲共聚物PE O PSt PEO 。后来Riess 等
[17]
采用阴离子聚合法,以THF 作为溶剂先
合成了聚苯乙烯链段,然后加入环氧乙烷,通过大分子活性端基引发聚合,最终合成了PSt PEO 两嵌段高分子表面活性剂。
Armes 及其合作者
[18]
采用DMSO K +
与C 12或C 16
醇所形成的氧负离子为引发剂,THF 为溶剂,在室温
甚至高于室温的条件下引发甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMA)聚合,合成了窄分子量分布(M w M n !1 25)且无残余单体的阳离子型表面活性剂。在CDCl 3中NMR 研究结果证实该聚合过程可控并且引发剂引发效率非常高。反应过程如图1
。
图1 聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯高分子
表面活性剂的合成过程
Fig.1 Reaction scheme for the synthesis of polymeric surfacta
nts via the oxyanionic polymerization of DMA using po tassiu m n alkyl alcoholate initiators
Boschet 等
[19]
以苯基异丙基钾(PI K)为引发剂,
选用THF 为溶剂,使苯乙烯在-80?反应得到聚苯
乙烯大分子引发剂,然后使之与PEO 共聚,最后以氟烷基酰氯封端得到了水溶性双亲嵌段聚合物PS PEO R F (图2)。
图2 PS PEO R F 高分子表面活性剂的合成反应Fig.2 Diagram of the synthesis of PS PEO R F
(2)阳离子聚合
阳离子聚合也能够控制聚合物的一次结构,但与阴离子聚合相比其副反应比较多,不易控制。
Minoda 等
[20]
采用阳离子聚合法以HI I 2为引发
剂,甲苯为溶剂,分别在-15?和-40?合成了乙烯基醚类聚合物,并且通过酯的胺化反应得到了规整性较好的含有多羟基基团的树状双亲嵌段共聚物,反应过程如图3。实验证明该共聚物分子量分布
窄,亲水部分呈筒状,在25?,重量百分比浓度为
0.1%的共聚物可使溶液表面张力降至40mN m 。
(3)阴离子、阳离子聚合相结合
随着各种聚合方法的发展,研究者们纷纷将各种手段结合起来以合成特定结构的聚合物,并进一步拓宽了单体的选择范围。
Kazuhiro 等
[21]
首先利用阳离子聚合法,以
C H 2Cl 2作溶剂,采用路易斯酸型引发剂在-78?合
#
152#化 学 进 展
第17卷
图3 含有多羟基基团的高分子表面活性剂的合成反应Fig.3 Synthesis of amphiphilic block polymers with multiple
hydroxyl groups
成了含有Cl 端基的聚甲基乙烯基醚;然后利用阴离
子聚合法,以sec BuLi 为引发剂,使苯乙烯和异戊二烯共聚得到含有活性阴离子末端基的聚合物;最后将两者反应得到PI b PS b PVME,具体过程见图4
。
图4 PI PS PVME 的合成
Fig.4 Synthesis of PI PS PVME by coupling reaction of
living PI PS and PVME Cl
2 活性自由基聚合(1)Iniferter 法
日本学者大津隆行[22]
于1982年提出了iniferter
(initiator transfer agent terminator)的概念,即将单体分子向引发剂分子中连续插入,得到聚合物结构特征是聚合物的两端带有引发剂碎片。由于该引发剂集引发、转移、终止功能于一体故称之为Iniferter 。此法用于自由基聚合后使可控自由基聚合进入了一个全新的发展阶段。但由于自由基聚合的连锁性,单体增长反应速率较快而端基均裂速度较慢,故采用
Iniferter 法制得的聚合物分子量分布较宽。
杨文君等
[23]
运用这一聚合方法将N ,N 二乙基
二硫代氨基甲酸苄酯(B DC)引发的聚苯乙烯和丙烯酰胺溶于二氧六环中用紫外光辐射聚合。红外光谱结果证实得到了具有表面活性的聚苯乙烯 聚丙烯酰胺嵌段共聚物。
(2)TEMPO 体系
20世纪70年代末,澳大利亚学者Rizzardo [24]
首次将TE MPO 引入自由基聚合体系,用来捕捉增长链自由基以制备丙烯酸酯齐聚物。TE MPO 是有机化学中常用的自由基捕捉剂,它在此体系中被用来稳定自由基,只与增长的自由基发生偶合形成共价键。这种共价键在高温下又可分解产生自由基,因而TE MPO 捕捉增长自由基后不是活性链的真正死亡而只是暂时失活。TEMPO 控制的自由基聚合避免了活性阳离子、阴离子聚合所需的各种苛刻条件且具有可控聚合的特征,因而引起了国内外学者的普
遍关注。
Wang 等[25]
以叔丁醇钾为引发剂,首先引发环氧乙烷(EO)开环聚合,接着用过量的甲基丙烯酰氯封端合成了PEO 大单体。在4 羟基 2,2,6,6 四甲基哌啶氧化物(HTE MPO)存在下使PE O 大单体与苯乙烯共聚,得到了分子量可控、窄分布且含聚醚侧链的接枝型高分子表面活性剂,如图5。
图5 PEO 大单体与苯乙烯共聚反应Fig.5 Copolymerization of PE O M wi th styrene
但目前许多研究表明TEMPO 体系只适用于苯乙烯及其衍生物,这就使其单体的选择范围变得十分有限;同时TEMPO 价格昂贵也限制了它在工业方面的应用。
(3)原子转移自由基聚合
1995年旅美学者王锦山博士在Carnegie Mellon 大学首先发现了原子转移自由基聚合,从而在国际上掀起了ATRP 研究的热潮[26]
。ATRP 法以简单的有机卤化物为引发剂,过渡金属络合物如CuX 2,2? 联二吡啶(bpy)为卤原子载体,通过氧化还原反应在活性种和休眠种之间建立可逆动态平衡,实现了对
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153#第1期金 勇等 高分子表面活性剂的合成
聚合反应很好的控制。其适用的单体范围比较广,分子设计能力强,能相对容易地制备大单体引发剂和含有官能团的嵌段高分子表面活性剂。
李福绵等[27]
采用ATRP 法以末端为溴原子的聚p 乙烯基苯甲酸叔丁酯为大分子引发剂,以CuBr 为催化剂,2,2? 联二吡啶为配体,在苯甲醚中引发苯乙烯聚合,最终得到了聚苯乙烯 聚p 乙烯基苯甲酸
双亲嵌段共聚物。徐祖顺等[28]
用聚乙二醇和氯乙酰氯反应制备了大分子引发剂,然后采用ATRP 法引发苯乙烯聚合得到了PSt b PEO b PSt 三嵌段大
分子表面活性剂。王晓松[29]
利用ATRP 和大分子引发剂技术合成了含有功能基单体 甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的双亲嵌段共聚物,反应如图6
。
图6 含有功能基单体 甲基丙烯酸羟乙酯高分子
表面活性剂的合成
Fig.6 Synthesis of PHE MA polymeric surfactant
Wang 和Armes
[30]
采用溴化物为引发剂,CuCl
bpy 为催化剂,在水介质中合成了甲氧基封端的聚甲基丙烯酸乙二醇酯接枝型高分子表面活性剂(图7),并且突破了ATRP 通常需在高温下反应的条件,使反应温度降到了20?
。
图7 聚甲基丙烯酸乙二醇酯接枝型高分子表面
活性剂的合成反应
Fig.7 Scheme for the polymerization of OEGMA in
aqueous media
由于过渡金属参与络合催化,反应过程面临着催化剂的脱除和再生的难题。而且ATRP 的产物具有活泼卤端基,所以还需要考虑端基稳定性的问题。此外,目前ATRP 还不能用于低活性单体如乙烯、氯乙烯、 烯烃、乙酸乙烯酯和带有羧基的单体如丙烯酸等的聚合。尽管ATRP 已成功地实现了对聚合物组成和拓扑结构的控制,但还不能得到立构规整性聚合物,再加上不可避免的链终止反应使ATRP 体系对分子量的控制能力受到了限制。
3 缩合聚合
通过缩合、聚合反应,将具有两个或两个以上活性官能团的低分子物质脱去小分子物质,可制备聚酯、聚酰胺、烷基酚醛树脂及聚氨酯类型的高分子表面活性剂,所得产物的组成和亲水亲油平衡值HLB 易于调节。
采用聚环氧乙烯 环氧丙烯的嵌段共聚物与异氰酸酯进行反应,可获得非离子型高分子表面活性剂
[31]
。磺甲基烷基酚甲醛缩合物及三聚氰胺甲醛
缩合物是合成方便、价格低廉、应用广泛的一类阴离子型高分子表面活性剂,具有很好的分散性能。聚氧乙烯烷基苯醚甲醛缩合物具有很好的乳化效果。Norton 等
[32]
采用缩合聚合法合成了两嵌段及三嵌段
高分子表面活性剂并将其用于织物的处理。
4 开环聚合
开环聚合一般是利用含有活泼氢的化合物与烷基环氧化物、环状亚胺、己内酯及己内酰胺等化合物的开环反应来制备高分子表面活性剂。
利用开环聚合合成高分子表面活性剂的典型代
表是以丙二醇为起始剂制得的嵌段聚醚%Pluronic &系列以及以己二胺为起始剂制得的具有阳离子特性的%Tatranic &系列嵌段聚醚。它们都是由环氧乙烷、环氧丙烷开环聚合而成的。通过改变聚氧丙烯的分子量(或引发剂的种类)及环氧乙烷、环氧丙烷的用量可获得具有不同亲水 疏水性能的聚醚类高分子表面活性剂。
Rutot 等
[33]
首先将多聚糖上的羟基保护,然后以
三乙基铝为引发剂,采用开环聚合的方法将聚己内酯接枝于多聚糖主链上,合成了双亲接枝共聚物,该聚合物可作为很好的生物降解材料。
5 高分子化学反应
高分子化学反应是指通过化学反应的方法在聚合物上引入疏水基或亲水基。其优点是可以直接用已商品化的聚合物作起始原料,得到的产物相对分子量较高,而缺点则是反应通常需要在高粘度的聚合物溶液中进行。
Valint 等
[34]
通过阴离子聚合反应合成了疏水性
叔丁基苯乙烯 苯乙烯 叔丁基苯乙烯三嵌段共聚物,再将共聚物磺化制得了一种新型的高分子表面
活性剂。Ogino 等[35]
通过聚丁二烯 聚异戊二烯的磺化反应得到了分子量为1 0 104
6 6 104
的水溶性高分子表面活性剂,30?时0 043g L 水溶液表面张力为38mN m,并得出该聚合物分子量越低、酸组分越少对降低表面张力越有效的结论。
#
154#化 学 进 展
第17卷
曹亚[36]
采用超声合成方法将羧甲基纤维素与具有表面活性的大单体(十二烷基醇聚氧乙烯醚)混合后的水溶液超声波辐照,通过C MC 分子断链产生大分子自由基引发活性大单体参与反应,生成了带长支链具有嵌段结构的高分子表面活性剂。
将常用的PVA(完全醇解或部分醇解)与氯代烷或醇进行醚化反应可得到具有表面活性的PVA ,结构式如下:
CH 2C OH
H x CH 2C OCOCH 3
H y CH 2C OR
H z
6 自由基胶束聚合法
自由基胶束聚合不同于乳液聚合和微乳液聚合,它要求表面活性剂的用量比较多(一般表面活性剂与疏水单体重量比在15 1 70 1),聚合时亲水单体与疏水单体存在于两相中,共聚反应在两相中同时发生,因此自由基胶束聚合实际上是乳液聚合与溶液聚合的统一。最终的反应产物不是胶乳而是均相且具有很高粘度的聚合物溶液[37]
。
Do wling 等[38]
采用自由基胶束聚合法以十六烷基三乙基溴化铵(C TAB)为乳化剂,AIBN 为引发剂,合成了聚苯乙烯 聚丙烯酰胺双亲嵌段共聚物,并用荧光探针研究了聚合物的结构。
图8 胶束聚合反应机理示意图
Fig.8 Schematic representation of the reaction mediu m
for the micellar copolymerization: ,acrylamide; ,hydrophobic monomer; #,surfactant;*,initiator
其后,Hill 等[37]
以十二烷基磺酸钠(SDS)为乳化剂,过硫酸钾为引发剂,在水溶液中引发苯乙烯和丙烯酰胺共聚获得了无规嵌段型高分子表面活性剂。他们认为该聚合反应的机理为丙烯酰胺首先在水相被K 2S 2O 8引发聚合,当增长的链自由基遇到单体溶胀的胶束则会引发胶束内单体聚合,形成一段疏水嵌段,接着链自由基可以离开胶束继续进行水相聚
合,直到遇到另一胶束再形成一疏水嵌段。这一过程得以重复归因于增长聚丙烯酰胺自由基平均存活时间相对较长,增长速率常数比终止速率常数大且在水中具有较小的链转移常数,过程示意图如图8。
自由基胶束聚合的缺点是共聚效率低,且需要消耗大量乳化剂。
三、总 结
本文综述了近几年来高分子表面活性剂合成的研究进展。相信随着材料工业的发展,对高分子表面活性剂的需求必将日趋旺盛。人们对高分子表面活性剂的研究也正在不断深入,开发新的品种和新的合成方法仍是当前研究的热点。近几年来活性聚合尤其是ATRP 技术的运用为制备具有可控结构和预期性能的高分子表面活性剂提供了可能,人们可以根据需要采用不同的单体以及不同的裁剪手段合成各种各样的高分子表面活性剂。由于高分子表面活性剂在应用方面具有诱人的前景,其合成方法、溶液性能及应用方面的研究必将进一步受到国内外的重视。
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156#化 学 进 展
第17卷
表面活性剂最新研究进展
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
高分子表面活性剂的分类特征与应用
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。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酸胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。 高分子表面活性剂按来源分类可分为天然高分子表面活性剂和合成高分子表面活性剂。天然高分子表面活性剂是从动植物体内分离、精制而制成的两亲性水溶性高分子，包括天然高分子经过化学改性而制成的高分子表面活性剂，也叫半合成高分子表面活性剂。如各种淀粉、树胶、多糖、改性淀粉、纤维素、蛋白质和壳聚糖等。周家华[2]采用淀粉和苯乙烯合成了淀粉苯乙烯接枝共聚物高分子表面活性剂。唐有根[3]等通过壳聚糖接枝二甲基十四烷基环氧丙基氯化铵再磺化H,合成了一种吸湿性极强, 具有优异表面活性的新型壳聚糖两性高分引入一SO 3 子表面活性剂。合成高分子表面活性剂是指亲水性单体均聚或与憎水性单体共聚而合成的高分子。如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸和聚苯乙烯-丙烯酸共聚物等。张洁辉等采用烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯、丙烯酰胺和丙烯酸异辛酯共聚,得到了三元共聚物高分子表面活性剂。
生物表面活性剂和高分子表面活性剂
生物表面活性剂和高分子表面活性剂 摘要：表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。本文将就生物表面活性剂和高分子表面活性剂进行具体介绍，并且列举了部分它们在社会中的应用以及它们存在的问题和发展前景进行了简单的介绍。 关键词：表面活性剂；生物表面活性剂；高分子表面活性剂 Biological surfactant and polymer surfactant Abstract:Surfactant is composed of two distinct particles, a kind of particle has extremely strong lipophilicity, the other with strong hydrophilic. Dissolved in water, surfactants can reduce the surface tension of the water, and increase of soluble organic compounds. This article will discuss biosurfactant and polymeric surfactants are detailed introduction, and lists the part of their application in society and their existing problems and development prospects were simply introduced. Keyword:The surfactant; Biosurfactant; Polymer surfactant
表面活性剂的合成、纯化、及应用论文
摘要 表面活性剂是一类易于富集于界面、并对界面性质及相关工艺过程产生明显影响的物质。从发展历史看，表面活性剂源于洗涤剂，但随着技术发展而脱离了洗涤剂，形成了独立的工业。随着表面活性剂的发展和整体工业水平的提高，表面活性剂已从日常生活中的家用洗涤与个人保护用品，进入了国民经济各个领域和国家支柱产业本文将简单介绍一下表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细化学品中的应用。 关键词：表面活性剂纯化鉴定合成
Abstract Surfactant is a kind of easily enriched in the interface, and have a significant effect on the interfacial properties and related process material. From the development history, surfactants in detergent, but with the development of technology and from the detergent, formed an independent industrial. With the development of surfactant and the overall industrial level, surface active agent has been from the household cleaning and personal care products in daily life, in all fields of national economy and the national pillar industry, this article will introduce the surfactant synthesis, purification, characterization and application of fine chemicals. Key words : Surfactant, Purification, Identification
氟表面活性剂综述-肖进新
含氟表面活性剂经典综述 作者：肖进新江洪(北京大学化学与分子工程学院胶体化学研究室,北京100871) 普通表面活性剂的疏水基一般为碳氢链,称碳氢表面活性剂。将碳氢表面活性剂分子碳氢链中的氢原子部分或全部用氟原子取代,就成为碳氟表面活性剂,或称氟表面活性剂。碳氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种,有很多碳氢表面活性剂不可替代的重要用途。本文介绍其合成、性能及应用。 1碳氟表面活性剂的物化性质和用途 碳氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”、“两憎”,即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性;它的含氟烃基既憎水又憎油。碳氟表面活性剂其水溶液的最低表面张力可达到20ｍＮ/ｍ以下,甚至到15ｍＮ/ｍ左右。碳氟表面活性剂在溶液中的质量分数为0.05%～0.%,就可使水的表面张力下降至20ｍＮ/ｍ以下。而一般碳氢表面活性剂在溶液中的质量分数为0.%～1.%范围才可使水的表面张力下降到30ｍＮ/ｍ～35ｍＮ/ｍ。碳氟表面活性剂如此突出的高表面活性以致其水溶液可在烃油表面铺展(参见本文第二部分)。碳氟表面活性剂有很高的耐热性,如固态的全氟烷基磺酸钾,加热到420℃以上才开始分解,因而可在300℃以上的温度下使用。碳氟表面活性剂有很高的化学稳定性,它可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用,而且在这种溶液中仍能保持良好的表面活性。若将其制成油溶性表面活性剂还可降低有机溶剂的表面张力。 早期,碳氟表面活性剂曾用作四氟乙烯乳液聚合的乳化剂,以后逐步用作润湿剂、铺展剂、起泡剂、抗黏剂和防污剂等,广泛应用于消防、纺织、皮革、造纸、选矿、农药和化工等各个领域,显示强大的生命力。但碳氟表面活性剂由于合成困难,价格较高,目前主要用于一般碳氢表面活性剂难以胜任或使用效果极差的领域。研究表明,将碳氟表面活性剂与碳氢表面活性剂复配,有可能减少碳氟表面活性剂的用量而保持其表面活性。如将异电性碳氢和碳氟表面活性剂复配,不仅可大大减少碳氟表面活性剂的用量,在某些特殊情况下,复配品甚至具有更高的降低表面张力的能力,即达到全面增效作用。碳氟表面活性剂特殊应用的一个典型实例是利用其水溶液可在油面上铺展的特性,制备水成膜泡沫灭火剂,其原理为:欲使水溶液在油面上铺展,必须满足铺展条件,即铺展系数Ｓｗ/ｏ>0: 油的表面张力约为20ｍＮ/ｍ～24ｍＮ/ｍ左右。因此欲使铺展系数大于零,水溶液的表面张力一般应在18ｍＮ/ｍ以下(至少应在20ｍＮ/ｍ以下)。有相当数量的碳氟表面活性剂,其水溶液的表面张力较高,不能满足铺展条件。在另一种情况下,即使表面活性很高的碳氟表面活性剂,其水溶液也只能在达到一定浓度(临界铺展浓度)时方可在油面上铺展。研究表明,当油面首先加入很少量能够铺展的碳氟表面活性剂水溶液后,一些本来由于表面张力太高而不能铺展的碳氟表面活性剂水溶液即可在油面上铺展。若在油面上首先铺展少量在临界铺展浓度之上的碳氟表面活性剂水溶液,临界铺展浓度之下的水溶液也可铺展。碳氟表面活性剂水溶液在油面上铺展形成一层水膜,使油面与空气隔绝,以此发展出一种高效灭火剂———水成膜泡沫灭火剂(或称“轻水”泡沫灭火剂),这是目前国际上重点发展的灭火剂,主要用于扑灭油类火灾。 2碳氟表面活性剂的合成 与碳氢表面活性剂相比,碳氟表面活性剂的合成相对困难。它的合成一般分三步:首先合成含6个～10个碳原子的碳氟化合物,然后制成易于引进各种亲水基团的含氟中间体,最后引进各种亲水基团制成各类碳氟表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备碳氟表面活性剂的关键。
表面活性剂解析
表面活性剂：是一种加入很少即能明显降低溶剂（通常为水）的表面（或界面张力），改变 物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、憎溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的精细化学品。在结构上至少存在亲水基和疏水基两种基团，一个分子中可以同时 存在多个亲水基，多个疏水基。 分类：（1）按离子类型分类：1）非离子型表面活性剂2）离子型表面活性剂：阴离子、阳离子、两性（2）按表面活性剂的特殊性分类：碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活 性剂、冠醚型表面活性剂。 常见阴离子、阳离子、两性表面活性剂的中英文名、简写及结构 （1）阴离子：十二烷基苯磺酸钠：Sodium dodecyl benzene sulfonate （SDBS 或LAS） 弧比一 3 Na （2）阳离子：苄基三甲基氯化铵:Benzyltrimethylammonium Chloride （TMBAC ） （3）非离子：脂肪醇聚氧乙烯醚：Primary Alcobol Ethoxylate （AE 或AEO） R-O-（CH2CH2O） n-H （4）两性：十二烷基甜菜碱：Dodecyl dimethyl betaine （BS-12）C12H25-N+（CH3）2CH2COO- 阴离子表面活性剂的合成： （1）烷基苯磺酸盐——烷基芳烃的生产过程: a?以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯: 反应历程：（质子酸做催化剂） R—CH = CH2 + H+ = R- + CH —CH3 （以AlCl3作催化剂） HCl + AICI3 = H S +—Cl S - ? AICI3 RCh k CH2 + H S +—Cl S - ? AlCl3 = R — + CH- CH V AICI4 — 之后反应： R-CH-CH3 +
表面活性剂作业答案
表面活性剂作业题答案 第一章绪论 1.表面活性剂的结构特点及分类方法。 答：表面活性剂的分子结构包括长链疏水基团和亲水性离子基团或极性基团两个部分。 由于它的分子中既有亲油基又有亲水基，所以，也称双亲化合物 表面活性剂一般按离子的类型分类，即表面活性剂溶于水时，凡能离解成离子的叫做离 子型表面活性剂，凡不能离解成离子的叫做非离子型表面活性剂。而离子型表面活性剂按其 在水中生成的表面活性离子种类，又可分为阴离子、阳离子和两性离子表面活性剂三大类。 此外还有一些特殊类型的表面活性剂，如元素表面活性剂、高分子表面活性剂和生物表面活 性剂等。 2.请解释表面张力、表面活性剂、临界胶束浓度、浊点、Krafft点等概念。 表面张力是指垂直通过液体表面上任一单位长度、与液体面相切的，收缩表面的力。 表面活性剂是指在加入很少量时就能显著降低溶液的表面张力，改变体系界面状态，从 而产生润湿、乳化、起泡、增溶等一系列作用，以达到实际应用要求的物质。 表面活性剂在水溶液中形成胶团的最低浓度，称为临界胶团浓度或临界胶束 浓度。 浊点（C. P值）：非离子表面活性剂的溶解度随温度升高而降低，溶液由澄清变混浊时 的温度即浊点。 临界溶解温度（krafft点）：离子型表面活性剂的溶解度随温度的升高而增加，当温度 增加到一定值时，溶液突然由浑浊变澄清，此时所对应的温度成为离子型表面活性剂的临界 溶解温度。 3.表面活性剂有哪些基本作用？请分别作出解释。 1）润湿作用：表面活性剂能够降低气-液和固-液界面张力，使接触角变小，增大液体对固体表面的润湿的这种作用。 2）乳化作用：表面活性剂能使互不相溶的两种液体形成具有一定稳定性的乳状液的这种作用。 3）分散作用：表面活性剂能使固体粒子分割成极细的微粒而分散悬浮在溶液中的这种作用，叫作分散作用。 4）起泡作用：含表面活性剂的水溶液在搅拌时会产生许多气泡，由于气体比液体的密 度小，液体中的气泡会很快上升到液面，形成气泡聚集物（即泡沫），而纯水不会产生 此种现象，表面活性剂的这种作用叫发泡作用。 5）增溶作用：表面活性剂在溶液中形成胶束后，能使不溶或微溶于水的有机化合物溶 解度显著增加的这种作用称作表面活性剂的增溶作用。 6）洗涤去污作用：洗涤去污作用实际上是由于表面活性剂能够吸附在固液界面上，降 低表面张力并在水溶液中形成胶团，从而产生的润湿、渗透、乳化、分散等各种作用的 综合效果。
含氟表面活性剂的合成与性能
含氟表面活性剂的合成与性能学院：化学与材料工程学院班级：应化1001 学号：05011001
含氟表面活性剂的合成与性能 （江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡214122） 摘要：含氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种，有很多碳氢表面活性剂不可替代的用途。含氟表面活性剂主要以全氟烷基或全氟烯基或部份氟化了的烷基等作为疏水基部分，然后再按需要引入适当的连接基及亲水基团，根据亲水基团性质的不同分别合成阴离子型、阳离子型、非离子型及两性型等不同系列的含氟表面活性剂产品。另外，含氟表面活性剂具有“三高二憎”的特点，所谓“三高”是指高表面活性、高热稳定性和高化学惰性；所谓“二憎”(也称“双憎”)是指同时具有憎水性和憎油性。其已广泛应用于洗涤、消防、石油、纺织等多个领域。本文主要介绍了含氟表面活性剂的一些合成方法和性能。 关键词：含氟表面活性剂；三高二憎；合成；性能； Synthesis and Properties of fluorine-containing surfactant LI Yong-liang (College of Chemical and Material Engineering, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122 ,China) Abstract: The fluorine-containing surfactant is the most important varieties of specialty surfactants, there are a lot of hydrocarbon surfactants irreplaceable purposes. This paper describes the fluorine-containing surfactant fluorinated alkyl perfluoroalkyl or perfluorinated alkenyl or in part as a hydrophobic moiety, and then need to introduce appropriate linking group and hydrophilic groups, according to the nature of the hydrophilic group of different synthetic anionic, cationic, nonionic and amphoteric type different series of fluorine-containing surface active agent product. In addition, the fluorine-containing surfactant has three sophomore hate "is characterized by the so-called" three high "refers to the high surface activity, high thermal stability and high chemical inertness; the so-called" hate "(also called" hate ") hydrophobic and oleophobicity. It has been widely used in washing, fire, oil, textile and other fields. This paper describes the fluorine-containing surfactant synthesis methods and performance. Keywords：Fluorinated surfactant; Three highways and two hated ways;
新型螯合性表面活性剂的合成
新型螯合性表面活性剂的合成 梁政勇Ξ 叶志文 吕春绪 (南京理工大学化工学院,江苏南京210094) 摘 要:简要介绍了螯合性表面活性剂的发展背景以及前景。重点介绍了N 2十二烷基乙二胺三乙酸钠的合 成机理与工艺。采用过量的无水乙二胺与12溴代十二烷反应合成中间体N 2十二烷基乙二胺。然后再与过量的氯乙酸反应合成N 2十二烷基乙二胺三乙酸,用NaOH 中和,即得终产物N 2十二烷基乙二胺三乙酸钠。合成中间体的最佳工艺条件为n (乙二胺)∶n (12溴代十二烷)=(25～30)∶1,反应温度为60℃,反应时间8h ,收率97%;终产品最佳合成工艺条件为n (氯乙酸)∶n (中间体)=(6～7)∶1反应温度80℃,反应时间10h ,收率86%以上。 关键词:螯合性表面活性剂;12溴代十二烷;乙二胺;氯乙酸;E DT A Synthesis of N ovel Chelating Surfactant LIANG Zheng 2yong ,YE Zhi 2wen ,LV Chun 2xu (Department of Chemistry ,Nanjing University of Science &T echnology ,Nanjing 210094,China ) Abstract :In this article the development history and prospect of chelating sur factants are introduced with the em phasis on synthesis mechanism and process of N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid s odium.Excess anhydrous ethylenediamine reacted with 12brom olaurane to produce N 2lauryl ethylene diamine ,which then reacted with excessive chloroacetic acid to give N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid.The end product is obtained by neutralizing N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid with NaOH.The optimum conditions for producing the intermediate as follows ∶n (ethylene diamine )∶n (12brom olaurane )=(25～30)∶1,tem pera 2ture is 60℃,time is 8h and yield is 97%.The optimum conditions for producing the end product are :n (chloroacetic acid ):n (in 2termediate )=(6～7)∶1,tem perature is 80℃,time is 10h and yield is over 86%. K ey w ords :chelating sur factant ;12brom olaurane ;ethylene diamine ;chloroacetic acid ;E DT A 提高表面活性剂特别是阴离子表面活剂的抗硬水能力一直是业内普遍关注的课题。早在20世纪40年代,人们就开始使用各种表面活性剂助剂来提高其抗硬水能力,最先使用的五钠(STPP )是一种性能优良的助剂,具有很强的螯合Ca 2+、Mg 2+的能力,并有乳化污垢、防止污垢再沉积的作用,且价格便宜,具有较高的性价比;然而它的大量使用可导致水体过营养化,带来了极大的生态危害而限制其使用〔1〕。为了减轻水体过营养化,20世纪70年代,一些国家和地区就通过限磷和禁磷的法律,取而代之 的非磷助剂主要是4A 沸石〔2〕 ,然而其不溶于水,对Ca 2+、Mg 2+的交换能力较差,性价比较低。一项研 究甚至表明〔3〕 ,使用含4A 沸石的洗涤剂可能会造 成更加严重的环境危害,与全球的“可持续发展”战 略不符。因此,开发新型无磷助剂势在必行,螯合性表面活性剂应运而生。 螯合性表面活性剂是一种新型的功能型表面活性剂,是由有机螯合剂如E DT A 等衍生而得的产物。分子中含有一个长链的烷(酰)基和几个相邻的离子亲水基。早期的产品多是由E DT A 与脂肪醇、脂肪 胺制备的混合酯或混合酰胺产物〔4〕 ,质量不高。美国的Ham pshire 公司合成了纯度较高的N 2酰基E D3A 类表面活性剂,但工艺复杂。作者以乙二胺 为原料合成N 2烷基类表面活性剂,合成工艺较为简单。 众所周知,E DT A 是一种优良的螯合剂,据文 ? 81?Ξ收稿日期:03209230 作者简介:梁政勇(1978～),硕士,主要从事精细有机合成方面的研究工作。 V ol.12,N o.2精细与专用化学品第12卷第2期Fine and S pecialty Chemicals 2004年1月21日
高分子表面活性剂在表面施胶中的应用
摘要：表面活性剂在造纸中有很大的应用，例如在制浆、湿部、脱墨、涂布加工等方面。本文主要综述了几种主要的高分子表面活性剂如：阳离子淀粉，AKD 专用高分子表面活性剂，壳聚糖，聚乙烯醇，羧甲基纤维素等在表面施胶中的应用。 关键词：造纸、高分子表面活性剂、表面施胶。 表面施胶也叫纸面施胶，纸页形成后在半干或干燥后的纸页或纸板的表面均匀涂上胶料。施胶剂分松香型和非松香型两大类，非松香型施胶剂主要用于表面施胶。常用的表面施胶剂含有疏水基和亲水基，因此广义地说都是表面活性剂。表面施胶剂主要有变性淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)和聚丙烯酰胺(PAM)等。可根据不同的需要选择不同的表面活性剂，如：提高抗水性，可用AKD、分散松香、石蜡、硬脂酸氯化铬、苯乙烯马来酸酐共聚物及其他合成树脂胶乳等；提高抗油性，可加入有机氟化合物，如全氟烷基丙烯酸酯共聚物，全氟辛酸铬配合物，全氟烷基磷酸盐等；增加防黏性，可加入有机硅树脂；改善印刷性能，主要用变性淀粉、CMC、PVA等[1]；改进干湿强度，可加入PAM、变性淀粉等；改善印刷光泽度和印刷发色性，主要用CMC、海藻酸钠、甲基纤维素、氧化淀粉等。为了提高表面施胶效果，通常采用两种或几种表面活性剂共用的方法。 1. 淀粉是一种天然高分子化合物，它是一种重要的表面施胶剂和纸张增强剂。在造纸工业中，薯类淀粉使用效果较好。天然未改性的淀粉粘度较高，流动性差，容易凝聚，用水稀释后易沉淀，故在表面施胶中常用各种改性淀粉。改性淀粉在较高浓度时仍有较低的粘度，并保持良好的溶解性、粘着力和成膜性能。用于表面施胶的改性淀粉主要有氧化淀粉、阳离子淀粉、阳离子型磷酸酯淀粉、羟烷基淀粉、双醛淀粉、乙酸酯淀粉、酸解淀粉。以下主要介绍阳离子淀粉。 阳离子淀粉通常是指淀粉在一定条件下与阳离子试剂反应制得的产物，阳离子试剂主要有叔胺盐类和季铵盐类阳离子试剂。阳离子淀粉还可以通过淀粉与阳离子型乙烯基单体通过自由基共聚法制得。阳离子淀粉作为表面施胶液的固含量和取代度DS(Degree of Substitutio）是影响表面施胶性能的两个非常重要的因素。阳离子淀粉的品种很多，按取代度来分，主要有低取代度(DS<0.1)和高取代
天然表面活性剂应用
天然表面活性剂应用 天然表面活性剂在生活中，应用非常广泛，是化工生产产品中不可缺少的一部分，在科学领域有十分重要的应用价值。天然表面活性剂是工业生产向前发展的加速剂，有着巨大的商业价值。 天然表面活性剂多来自动植物体,为较复杂的高分子有机物。由于其亲水性强,因而能形成乳浊液。而这类物质多有较高的粘度,有益于乳化稳定性。如卵磷脂、胆甾醇、羊毛脂、茶皂素、蛋白质、皂苷类、糖类及烷基多苷等。此类表面活性剂一般表面张力能力较小,乳化能力也不尽相同。但有的具有较强的表面活性,如茶皂素、烷基多苷等,去污活性强,可直接应用于洗澡用品、洗发制剂。而大多数天然表面活性剂具有优良的乳化性能,且具有其他方面的特性和功能,在医药、食品、化妆品及洗涤用品等方面应用广阔。这类表面活性剂多数无刺激、无毒副作用,安全性能高,易生物降解,配伍性能好。是未来表面活性剂的发展方向,特别是在日化产品中有着广阔的应用前景。 1、卵磷脂 卵磷脂存在于生物细胞中,如动物卵、脑等组织及植物的种子或胚芽中,卵黄磷脂从蛋黄中提取;大豆中含有丰富的卵磷脂。卵磷脂具有乳化、分散、抗氧化等生理活性,是天然优良的表面活性剂,重要的乳化剂。其具有多种功能:①能参与细胞的代谢,活化细胞,有抗衰老功能; ②对细胞有渗透和调节作用,可软化和保护皮肤;③可改善油脂的润湿和辅展性能,多用以调节、护理头发、皮肤化妆品等;④具有良好的成膜性能,可改善洗涤剂对皮肤的脱脂作用;⑤预防和治疗湿疹及多种皮肤病;⑥促进毛发生长,有护发健发作用;⑦具有香料和色素的分散稳定作用;⑧维持制剂乳液的稳定作用。卵磷脂具有双亲结构，即较长的两个酰基在甘油中进行酯结合形成亲油结构，以磷酸基为媒介而结合的季铵基亲水结构。在水中分散的时候，很明显地形成有稳定的二分子膜结构的磷脂质小细胞体(脂肪体)。这种脂肪体可以在医药品方面作药物的载体。因此卵磷脂可广泛应同于护肤护发、浴用及美容化妆品中。需要指出的是：在化妆品工业中卵磷脂作为主表面活性剂使用的例子非常之少。主要原因是磷脂成分的不确定性。天然的卵磷脂源于蛋黄和大豆，其磷脂质组成大不相同，乳化性能等也不相同，乳化剂用量和乳化技术难以掌握。另外的原因是天然卵磷脂中含有不饱
表面活性剂最新设计研究进展
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
化妆品之合成表面活性剂
头号“美丽杀手”——合成表面活性剂 你可曾想到，一直以来，你每天都在使用几乎是和厨房洗洁净一样的物质，在洗头、洗脸、沐浴、护肤？ 我们的护肤产品，通常包含了清洁产品（洗面、卸妆、洗头、沐浴等）、护肤保养品（乳霜、乳液、精华液等）以及彩妆产品。在这些产品中，有一种成分是不可或缺的，那就是——“表面活性剂”。而化学合成表面活性剂是目前世界上使用最广泛，也是污染力最大、危害最大的化合物。 曾经引以为傲的“工业味精” “表面活性剂”最大的作用，就是能使油水融合，具有渗透、分散、乳化、起泡等功能，能够很好地去除油脂污垢，具备了清洁、洗涤、保湿、润滑、杀菌、防静电等作用。因而在化妆品行业中，它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等。我们日常接触最多的日化产品——洗面奶、牙膏、沐浴露、洗发水、洗衣液、洗洁精、肥皂等，均含有表面活性剂。 我们赛奈儿需要了解的是，如果是“天然性”的表面活性剂是不会对人体造成危害的。由于它是取自于自然界的无害物质，能够轻易地被分解再回归自然界，对生态环境不会造成破坏。比如古代时人们用淘米水、用皂角、用羊油和草木灰制造的肥皂洗头、洗澡，其实就是天然性的表面活性剂。而目前使用量最大的表面活性剂并非天然产品，而是化学合成产品。 化学合成表面活性剂有着“工业味精”之称，它的开发和利用，曾被看作是“造福”人类的最伟大科学发现之一。它最早出现在十九世纪初，当时的德国化学家以人工合成的方法，开发出了化学表面活性剂；到了十九世纪中叶，随着石油工业和化工技术的发展，“肥皂”开始实现了工业化大生产，而化学表面活性剂也慢慢运用到这项工业中来。而表面活性剂和合成洗涤剂真正形成一门工业，要追溯到上世纪30年代。当时，以石油化工原料衍生的合成洗涤剂打破了肥皂一统天下的局面，成为一类灵活多样、用途广泛的化工产品。由于合成表面活性剂价格非常便宜，往往只有天然表面活性剂的几十分之一，可以大大降低成本，因此，合成表面活性剂的应用范围越来越广，几乎覆盖了所有的精细化工领域。然而随着科学研究的深入，几十年来，化学合成品的负作用渐渐显现出来，其对人体和环境的危害日益引起人们的重视。 皮肤敏感的元凶 化学合成表面活性剂的特性是使油脂与水溶合，因此，它会破坏保护皮肤表面的自然油脂，进而破坏皮肤的角质层；长期使用下来，就会使肌肤表层的防护壁丧失作用，最终侵害皮肤基底层的细胞，再渗透进入肌肤内部微血管，对人体的血液循环、微循环造成伤害，促使皮肤老化。对此，人们最直接的感受就是——皮肤敏感，干燥、瘙痒、红肿、起疹、长斑、细纹加深……出现许多皮肤问题。一些独立实验室和科学家研究发现,当合成表面活性剂的浓度超过0.5%之后，它们会使你的皮肤变得敏感和干燥，而很多起泡效果好的洗涤产品，早已远远地超过了0.5%的标准。合成表面活性剂浓度超标的的洗发水，容易引起头皮屑，头皮痒；而美发业、餐饮业工作者的手部常见粗糙、指掌角皮症（富贵手）等现象，这些都是使用化学合成表面活性剂造成的。而含有化学合作表面活性剂的牙膏，将会提高口腔溃疡的发病机率，不少人都有过刷牙之后口腔内有膜状物的现象,这就是合成表面活性剂过量带来的后果——如果你经常口腔溃疡，而且补充了好
含氟表面活性剂介绍
含氟表面活性剂介绍 1碳氟表面活性剂的物化性质和用途 碳氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”、“两憎”,即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性;它的含氟烃基既憎水又憎油。碳氟表面活性剂其水溶液的最低表面张力可达到20ｍＮ/ｍ以下,甚至到15ｍＮ/ｍ左右。碳氟表面活性剂在溶液中的质量分数为0.05%～0.%,就可使水的表面张力下降至20ｍＮ/ｍ以下。而一般碳氢表面活性剂在溶液中的质量分数为0.%～1.%范围才可使水的表面张力下降到30ｍＮ/ｍ～35ｍＮ/ｍ。碳氟表面活性剂如此突出的高表面活性以致其水溶液可在烃油表面铺展(参见本文第二部分)。碳氟表面活性剂有很高的耐热性,如固态的全氟烷基磺酸钾,加热到420℃以上才开始分解,因而可在300℃以上的温度下使用。碳氟表面活性剂有很高的化学稳定性,它可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用,而且在这种溶液中仍能保持良好的表面活性。若将其制成油溶性表面活性剂还可降低有机溶剂的表面张力。 早期,碳氟表面活性剂曾用作四氟乙烯乳液聚合的乳化剂,以后逐步用作润湿剂、铺展剂、起泡剂、抗黏剂和防污剂等,广泛应用于消防、纺织、皮革、造纸、选矿、农药和化工等各个领域,显示强大的生命力。但碳氟表面活性剂由于合成困难,价格较高,目前主要用于一般碳氢表面活性剂难以胜任或使用效果极差的领域。研究表明,将碳氟表面活性剂与碳氢表面活性剂复配,有可能减少碳氟表面活性剂的用量而保持其表面活性。如将异电性碳氢和碳氟表面活性剂复配,不仅可大大减少碳氟表面活性剂的用量,在某些特殊情况下,复配品甚至具有更高的降低表面张力的能力,即达到全面增效作用。碳氟表面活性剂特殊应用的一个典型实例是利用其水溶液可在油面上铺展的特性,制备水成膜泡沫灭火剂,其原理为:欲使水溶液在油面上铺展,必须满足铺展条件,即铺展系数Ｓｗ/ｏ>0: 油的表面张力约为20ｍＮ/ｍ～24ｍＮ/ｍ左右。因此欲使铺展系数大于零,水溶液的表面张力一般应在18ｍＮ/ｍ以下(至少应在20ｍＮ/ｍ以下)。有相当数量的碳氟表面活性剂,其水溶液的表面张力较高,不能满足铺展条件。在另一种情况下,即使表面活性很高的碳氟表面活性剂,其水溶液也只能在达到一定浓度(临界铺展浓度)时方可在油面上铺展。研究表明,当油面首先加入很少量能够铺展的碳
天然表面活性剂多来自动植物体
天然表面活性剂应用 姓名:高海宾、学号：092736 摘要：天然表面活性剂在生活中，应用非常广泛，是化工生产产品中不可缺少的一部分，在科学领域有十分重要的应用价值。天然表面活性剂是工业生产向前发展的加速剂，有着巨大的商业价值。 关键字:天然表面活性剂 天然表面活性剂多来自动植物体,为较复杂的高分子有机物。由于其亲水性强,因而能形成乳浊液。而这类物质多有较高的粘度,有益于乳化稳定性。如卵磷脂、胆甾醇、羊毛脂、茶皂素、蛋白质、皂苷类、糖类及烷基多苷等。此类表面活性剂一般表面张力能力较小,乳化能力也不尽相同。但有的具有较强的表面活性,如茶皂素、烷基多苷等,去污活性强,可直接应用于洗澡用品、洗发制剂。而大多数天然表面活性剂具有优良的乳化性能,且具有其他方面的特性和功能,在医药、食品、化妆品及洗涤用品等方面应用广阔。这类表面活性剂多数无刺激、无毒副作用,安全性能高,易生物降解,配伍性能好。是未来表面活性剂的发展方向,特别是在日化产品中有着广阔的应用前景。 1、卵磷脂 卵磷脂存在于生物细胞中,如动物卵、脑等组织及植物的种子或胚芽中,卵黄磷脂从蛋黄中提取;大豆中含有丰富的卵磷脂。卵磷脂具有乳化、分散、抗氧化等生理活性,是天然优良的表面活性剂,重要的乳化剂。其具有多种功能:①能参与细胞的代谢,活化细胞,有抗衰老功能;②对细胞有渗透和调节作用,可软化和保护皮肤;③可改善油脂的润湿和辅展性能,多用以调节、护理头发、皮肤化妆品等;④具有良好的成膜性能,可改善洗涤剂对皮肤的脱脂作用;⑤预防和治疗湿疹及多种皮肤病;⑥促进毛发生长,有护发健发作用;⑦具有香料和色素的分散稳定作用;⑧维持制剂乳液的稳定作用。卵磷脂具有双亲结构，即较长的两个酰基在甘油中进行酯结合形成亲油结构，以磷酸基为媒介而结合的季铵基亲水结构。在水中分散的时候，很明显地形成有稳定的二分子膜结构的磷脂质小细胞体(脂肪体)。这种脂肪体可以在医药品方面作药物的载体。因此卵磷脂可广泛应同于护肤护发、浴用及美容化妆品中。需要指出的是：在化妆品工业中卵磷脂作为主表面活性剂使用的例子非常之少。主要原因是磷脂成分的不确定性。天然的卵磷脂源于蛋黄和大豆，其磷脂质组成大不相同，乳化性能等也不相同，乳化剂用量和乳化技术难以掌握。另外的原因是天然卵磷脂中含有不饱和脂肪酸，存在耐热、耐光、耐酸性差等缺点。但近年开发了一些新的乳化方法和新的使用技术，上述问题逐步被克服。例如加氢的卵磷脂的稳定性比较好，广泛用作保湿剂和乳化剂。随着精制技术的发展，高纯度的卵磷脂已经制备出来。 2、胆甾醇 胆甾醇亦称胆固醇。存在动物大脑及神经组织,及羊毛脂与卵黄中。是一种天然乳化剂。其分子结构的特征,疏水基作用力强,所以适宜于油溶
表面活性剂试题
《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 D A、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.碳氟表面活性剂的合成方法为电解氟化法，和。 A、调聚法 B、离子齐聚法 C、氧化还原法 D、电化学法 19.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 20.天然稳泡剂主要有和。