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功能性表面活性剂的现状及发展趋势

作者:admin 更新时间:2019年05月24日 09:21:10

  摘要:介绍了功能性表面活性剂分类、性能以及在生产中的应用现状,概述了功能性表面活性剂的发展趋势。


  关键词:功能性表面活性剂;分类;应用


  中图分类号:G640文献标识码:A文章编号:1003-2851(2011)01-0236-01


  作者:王俊峰,王丽娟


  表面活性剂是一种专用的精细化工产品,广泛应用于洗涤剂、化妆品、食品、医药、石油和涂料等工业领域。随着人类生活水平的提高,考虑环保、安全和节能等因素,对表面活性剂的应用提出了新的要求。近年来对分子结构与表面活性剂某些特性之间关系的研究已取得了一定进展,合成了一些新型功能性表面活性剂。经济、多功能、高效以及绿色环保的功能性表面活性剂成为表面活性剂工业追求的目标[1]。


  一、反应型表面活性剂


  反应型表面活性剂带有反应基团,能与所吸附的基体发生化学反应,从而永久地键合到基体表面,对基体起表面活性作用,同时也成了基体的一部分[2]。反应型表面活性剂至少应包括两个特征:一是表面活性,二是能参与化学反应,而且反应之后也不丧失其表面活性。反应型表面活性剂目前广泛用于乳液聚合、功能性高分子以及纳米材料的制备等各个方面,使产品性能得到了很大的改善或制得了新产品。


  二、冠醚型表面活性剂


  冠醚型表面活性剂是在环状POE的环上引入疏水基得到的一类具有选择性络合阳离子、且具有表面活性的两亲化合物。可分为:(1)一般冠醚型表面活性剂;(2)氮杂冠醚类表面活性剂;(3)穴醚型表面活性剂[3]。冠醚型表面活性剂应用相当广泛,具有较强的选择性,可作金属离子萃取剂、相转移催化剂、离子选择性电极、液膜分离技术等。


  三、分解型表面活性剂


  这是一种能为酸、碱或加热而分解的表面活性剂[4],首先它应至少含有一个在水介质中对化学分解反应敏感的官能团,在一定条件下容易进行化学分解而失去表面活性;其次分解生成的低分子化合物又应容易被生物降解,这二者是相辅相成的,只有前者为后者创造了有利的条件,后者才能更好地完成保护环境的任务,因此分解型表面活性剂具有很好的环保性能。分解型表面活性剂可广泛应用于乳液聚合、电子材料清洗、有机合成等。


  四、螯合型表面活性剂


  EDTA是优良的钙镁离子络合剂,但在络合时只有三个羧基和两个N在起作用,而另一个羧基不起作用,若把长链疏水基取代此羧基,就改性为既有表面活性又具有强的钙镁离子络合能力的螯合型表面活性剂ED3A。主要品种是以乙二胺四乙酸为母体进行合成的,如N-月桂酰基ED3A、N-棕榈酰基ED3A、N-十二烷基ED3A等。这种物质可作为油田三次采油的驱油剂,也可取代STPP作为无磷洗涤剂中的助洗剂、活性物[5]。


  五、生物表面活性剂


  生物表面活性剂是指由细菌、酵母和真菌等多种微生物产生的具有表面活性剂特征的化合物。与一般表面活性剂分子在结构上类似:具有两亲性,存在着非极性的疏水基团和极性的亲水基团。生物表面活性剂的主要特征是无毒性、有较好的乳化、破乳、润湿、增溶、等功能,已用于食品工业、石油回收、土壤重金属污染修复、矿物浮选、生物医疗及造纸工业中[6],其功效显著。品种有海藻糖脂、李鼠糖脂、槐糖脂、葡萄糖脂、麦芽糖脂、纤维二糖脂等。


  六、有机硅表面活性剂


  有机硅表面活性剂主要是指以聚二甲基硅氧烷为疏水主链,在其中间位或端位连接一个或多个有机极性基团而构成的一类表面活性剂[7],其疏水性能比碳链优异,同等浓度的溶液中,具有更低的表面张力,具有比碳链烃类表面活性剂更强的表面活性。有机硅表面活性剂具有比普通表面活性剂更好的表面活性和易展布性,是一类高效的表面活性剂。已大量应用于各行各业。


  以非离子有机硅表面活性剂为例,非离子有机硅表面活性剂是所有有机硅表面活性剂中应用范围最广的材料,该类产品的品种牌号也非常多。但是该类产品的合成方法一般是通过硅氢加成反应进行的,生产操作工艺简单,易于控制,产品收率高。有时为了提高非离子有机硅表面活性剂的反应性,可以在硅氢加成反应的基础上,引人适当的非离子性的、具有化学反应活性的基团,从而进一步赋予非离子型有机硅表面活性剂一些新的性能。


  目前,随着我国企业不断加大新产品的创新力度,有机硅材料的品种将不断丰富,功能化、系列化的有机硅表面活性剂将得到大力发展。,及其应用领域不断扩大,有机硅表面活性剂的用途已经涵盖了涂料、纺织、纤维、塑料、机械、日化、农药、石油等工业领域,由于有机硅表面活性剂具有较高的性价比,随着其在各个行业中应用的不断扩展,将使得有机硅表面活性剂的独特性质得到进一步完美体现。


  七、其他新型功能型表面活性剂


  目前各国正在大力研制和开发许多具有功能性表面活性剂种类,如硼系表面活性剂、齐聚的表面活性剂、多环型非离子表面活性剂、抗菌型表面活性剂、高分子型表面活性剂等。


  八、展望


  近年来,功能性表面活性剂的新产品不断涌现,正朝着高性能、低成本,再生资源利用,安全无毒且有利环境保护的方向发展。发展趋势和前景是十分广阔的。根据我国需要开展功能性表面活性剂的开发研制及产业化,以满足国民经济各部门的需要,是当前的迫切要求。