表面活性劑具有吸附于物質表面

1、 表面活性劑的分類和應用表面活性劑具有吸附于物質表面，使其表面性質發(fā)生變化的特性，它的分子構造由親水基和憎水基兩部分組成，通常的表面活性劑幾乎全是分子量為數(shù)百(300左右)的低分子量物質。高分子表面活性劑是指那些分子量在數(shù)千以上并具有表面活性功能的高分子化合物。一.表面活性劑作用機理 1、潤濕作用 表面活性劑可以降低液體表面張力，改變接觸角的大小，從而達到所需的目的。 2、起泡作用 “泡”就是由液體薄膜包圍著的氣體。有表面活性劑和水可以形成一定強度的薄膜，包圍著空氣而形成泡沫，用于浮游選礦，泡沫滅火和洗滌去污等，這種活性劑稱為起泡劑。也有時要使用消泡劑，在制糖、制中藥過程中泡沫太多，要加入適當

2、的表面活性劑降低薄膜強度，消除氣泡，防止事故。 3、增溶作用 非極性有機物如苯在水中溶解度很小，加入油酸鈉等表面活性劑后，苯在水中的溶解度大大增加，這稱為增溶作用。增溶作用與普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均勻分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的膠束中。經(jīng)X射線衍射證實，增容后各種膠束都有不同程度的增大，而整個溶液的依賴性變化不大。 4、乳化作用 一種或者幾種液體以大于10-7m直徑的液體分散在另一不相混溶的液體之中形成的粗分散體系稱為乳狀液。要使它穩(wěn)定存在，必須加乳化劑。根據(jù)乳化劑結構的不同可以形成以水為連續(xù)相的水包油乳狀液（o/w），或以為連續(xù)相的油包水乳狀液（w/o）。有時為了破壞

3、乳狀液需加入另一種表面活性劑，稱為破乳劑。將乳狀液中的分散相和分散介質分開。例如原油中需要加入破乳劑將油和水分開。 5、洗滌作用 洗滌劑中通常要加入多種輔助成分，增加對被清洗物體的潤濕作用，又要有起泡，增白，占領清潔表面不被再次污染等功能。二不同類型表面活性劑介紹 2.1.驅油用表面活性劑 目前我國國內油田基本上都在采用注水開發(fā)方式采油，大部分油田已進入注水開發(fā)后期，水驅后油藏中一般還有50以上的殘余油。這些殘余油主要以膜狀、柱狀、簇狀等形態(tài)滯留于油層中，單獨水驅無法克服殘余油所受的毛細管力、黏附力和內聚力，很難將油驅出。在注入水中加入合適的表面活性劑后可大大降低注入水與地層殘余油之間的界面張

4、力，將殘余油驅替出來，提高采收率。由于地層巖石表面一般帶負電荷，因此陽離子表面活性劑基本被排除在驅油用表面活性劑之外，目前驅油用表面活性劑主要是陰離子型、非離子型和兩性型單獨或復合使用。其中，陰離子型表面活性劑的耐溫性好，但耐鹽性差；非離子型表面活性劑耐鹽性好，但在地層中的穩(wěn)定性差、吸附損耗量大，且不耐高溫；兩性型表面活性劑活性高，但地層中吸附損耗大。驅油用表面活性劑從其原料分類主要有天然改性表面活性劑和人工合成表面活性劑兩大類。 2.1.1.天然改性表面活性劑天然改性表面活性劑主要以天然材料為原料，通過適當?shù)母男詠磉_到使用要求，目前研究較多的有鼠李糖脂、改性堿木質素、造紙廢液、混合羧酸鹽等。

5、生物表面活性劑是20世紀70年代后期發(fā)展起來的生物工程技術產(chǎn)物。李華斌等用鼠李糖脂作為驅油用表面活性劑進行了研究，結果表明單獨的鼠李糖脂與大慶原油的界面張力不能達到10q mNm數(shù)量級的超低值；與用大慶餾分油磺化合成的石油磺酸鹽PSp2進行復配，在表面活性劑總質量分數(shù)為O4、叫(NaOH)=1o時，該體系與大慶原油的界面張力達到了10-3 mNm數(shù)量級的超低值，可使表面活性劑昏100的靜態(tài)吸附量降低30左右。鼠李糖脂體系的優(yōu)選過程，在適當?shù)臈l件下，油水界面張力可達超低，但同樣需要加入堿。 2.1.2.合成表面活性劑鑒于天然改性表面活性劑的不足，國內學者以礦物油改性和合成兩方面進行研究。合成表面

6、活性劑主要有：石油磺酸鹽，烷基苯磺酸鹽，脂肪醇系聚氧乙烯醚，烷基酚系聚氧乙烯醚，油酸聚氧乙烯醚等陰離子，非離子表面活性劑。以含芳烴約52、平均相對分子質量約432的大慶煉油廠糠醛抽出油為原料油，通過馬來酸酐?；磻蚇a。SO?；腔磻频昧蓑層陀帽砻婊钚詣ν榛郊柞；然一撬徕c鹽(ABCES)。研究表明，隨著ABCES質量分數(shù)的增加，界面張力下降，在質量分數(shù)為O15和O3時，平衡界面張力保持在10_mNm的數(shù)量級，達到了超低值；而在質量分數(shù)為O05時，界面張力只能降到10_2 mNm數(shù)量級(體系中加堿)。2.2農(nóng)藥用表面活性劑種類農(nóng)藥用表面活性劑的發(fā)展過程大致可分為天然物表面活性劑和

7、有機合成農(nóng)面活性劑兩個階段。天然物表面活性劑如各種動植物油、動物膠、松脂皂、廢糖蜜、淀粉糊、茶枯、皂角等，用以改善藥劑的分散性、黏著性和潤濕性等。隨著紡織、印染、醫(yī)藥和食品T業(yè)的發(fā)展，表面活性劑的研究生產(chǎn)也迅速發(fā)展，使農(nóng)藥用表面活性劑的研究、利用口益趨向專業(yè)化。2.2.1聚氧乙烯聚氧丙烯及其衍生物 烷基酚聚氧乙烯醚【21(NP、OP、磷辛10”、農(nóng)乳100)、多芳基酚聚氧乙烯醚(農(nóng)乳600、農(nóng)乳600-2、農(nóng)乳300、BP、BS)、酚醛樹酯聚氧乙烯醚(農(nóng)乳700、農(nóng)乳400、寧乳364、寧乳378)、環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷嵌段共聚制得的酚醚(農(nóng)乳33、農(nóng)乳34、農(nóng)乳1061、農(nóng)乳1062)、醇醚(

8、AEO)、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯及磷酸酯鹽、苯乙摹苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚磷酸睛(BL)、醇醚硫酸鹽。2.2.2植物油醚與酯類 蓖麻油聚氧乙烯醚(BY、EL)、米糠油聚氧乙烯醚(糠乳34，i乳300”)、大可油聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯、油酸聚氧乙烯酯(AO)、改性茶枯等品種都可用作農(nóng)藥表面活性劑單體。其中蓖麻油聚氧乙烯醚足其代表性的表面活性劑，在農(nóng)藥用混合犁乳化荊中應用較多，產(chǎn)量也較大。豐乳300”23梳型表面活性劑近年來，在水基化新劑型農(nóng)藥用表面活性劑的開發(fā)中，小分子暈的烷摹硫酸箍、烷芳摹聚氧乙烯醚正逐步為分子量較人的聚電解質所取代。分子量大的表面活性劑任原藥界面形成多點吸

9、附，不易從原藥界面脫附，表現(xiàn)出與原藥問強的吸附力和良好的水穩(wěn)定性，在水基化新劑犁農(nóng)藥的開發(fā)中正逐漸受到重視，這類新型的聚合物表面活性劑一般具有“梳子”型結構，在很長的疏水主鏈上連著許多聚氧乙烯醚支鏈，其結構如圖1、圖2所示。這類聚合物表面活性劑的相對分子質量一般為20 00030 000，具有很長的疏水主鏈和很多親水支鏈，親水支鏈部分接入水相圍繞在粒子周圍起著屏障位阻作用，所以其在原藥界面的吸附很牢固并且有很好的水穩(wěn)定性，這類聚合表面活性劑比常用的表面活性劑吸附能力大10倍，幾乎不能從粒子表面上脫離和轉移，改善了農(nóng)藥制劑的熱儲穩(wěn)定性ljJ。隨著水基化新劑型農(nóng)藥對乳油的取代，這類梳子型聚合物表面

10、活性劑將有很大的發(fā)展?jié)摿Α?.2.3有機硅表面活性劑 有機硅表面活性劑是20世紀60年代中期發(fā)展起來的新型農(nóng)藥助劑。它具有良好的濕潤性、較強的黏附力、極佳的延展性、較高的氣孔滲透率、良好的抗雨沖刷性等優(yōu)點，它廣泛地應用于農(nóng)藥的噴霧改良劑、農(nóng)藥活化劑等，在短短的幾十年里得到飛速發(fā)展。溫遠慶等合成了二甲胺、二乙胺、乙二胺3類氨基聚醚有機硅表面活性劑(分別記做SSI、SSII、SSIII，合成反應式)，并用螟施凈農(nóng)藥水溶液對合成的表面活性劑進行檢測25有機氟表面活性劑有機氟表面活性劑是迄今為止所有表面活性劑中表面活性最高的種類，它的獨特性能被概括為“三高”、“兩憎”，即高表面活性、高化學穩(wěn)定性、高耐

11、熱穩(wěn)定性；它的氟烴基既憎水又憎油。有機氟表面活性劑的另一優(yōu)異性能是它與碳氫表面活性劑混配性能很好，混配品具有更高的降低表面張力的能力，只要在制劑中加入很少的有機氟表面活性劑就可以明顯提高制劑性能。2.2.4生物表面活性劑 甲基化聚氧乙烯脂肪酸和酯化聚氧乙烯甘油是德國Cognis公司開發(fā)的一類新型高效表面活性劑，是植物油的衍生物，是非離子表面活性劑，具有自乳化功能，能在水中擴散和溶解，毒性低、生物降解快，而且沒有植物毒性，這類表面性劑適合多種除草劑，對二甲戊樂靈、2，4D、草片膦、溴苯氰鉀鹽的莖葉都有明顯促進作用。2.2.5微生物表面活性劑 微牛物表面活性劑(microbialsurfactan

12、t)是最近發(fā)展起來的一類新型的綠色表面活性劑，其順應環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的趨勢，符合綠色食品生產(chǎn)的要求，也是現(xiàn)代生物技術發(fā)展的必然方向之一。微生物表面活性劑是由微生物所產(chǎn)生的一類具有表面活性作用的物質，具有減小表面張力、穩(wěn)定乳化作用、增加泡沫等作用，其表面活性作用以對熱、pH的穩(wěn)定性均與化學合成的表面活性劑相當；同時，它具有一般的化學合成表面活性劑所無法媲美的優(yōu)點，與環(huán)境有良好的兼容性，沒有毒性或毒性較低，可被生物降解，兇此它們不會對環(huán)境造成不利的影向。目前，根據(jù)親水基的類別，微牛物表面活性劑可分為糖脂、酰基縮氨酸、脂肪酸、磷脂及高分子表面活性劑等二t多種。其中，糖脂研究得比較深入，是微生物表面活性

13、劑中最豐要的一類，主要包括海藻糖脂類、鼠李糖脂類和槐糖脂類。然而，真止用于農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)化的微生物表面活性劑還比較少。 2.3食用表面活性劑 糖類物質本身已經(jīng)具備多羥基的親水性結構，如果再連接上長的疏水鏈就可以產(chǎn)生具有表面活性的物質。以糖類制成的表面活性劑，原料來自天然可再生資源，環(huán)境相容性好，有很好的皮膚兼容性和極佳的生物可降解性，這使得它們在去污應用日益廣泛，而且在制藥、生物化學和生物醫(yī)學方面有著潛在的應用前。近年來，一些糖基表面活性劑開始大量應用，如烷基多苷及其衍生物、烷醇基葡糖酰胺、蔗糖酯等。如何開發(fā)更多的糖類資源應用于表面活性劑工業(yè)和研制類型更豐富性能更好的表面活性劑產(chǎn)品成為科學家們研究的

14、熱點，最近不斷有一些新型糖基表而活性劑被合成出來。2.3.1 殼聚糖基表面活性劑 甲殼素是由N一乙酰一2一氨基一2一脫氧一D一葡萄糖以B一1，4糖苷鍵形式連接而成的多糖，廣泛存在于甲殼綱動物的甲殼，真菌和植物的細胞壁中州。殼聚糖是甲殼素的N一脫乙?；漠a(chǎn)物，由于殼聚糖存在自由氨基，其溶解性和化學反應性大大改善，表現(xiàn)出比甲殼素更廣泛的應用前景。2.3.2酶法臺成糖醛酸內酯 合成糖醛酸內酯表面活性劑時，向糖醛酸內酯上引入烷基鏈時，使用酶法可以進行選擇l生?；⒖焖僖胪榛湣Ｒ訢一葡萄糖醛酸一l，4一內酯，D一葡萄糖醛酸一l，5內酯和L一半乳糖醛酸一1，4內酯為原料可以通過酶方法合成表面活性劑，酶

15、方法大大縮短了反應時間，降低了生產(chǎn)成本。但是使用酶方法也存在一個問題就是可能會引起糖醛酸內酯的聚合，聚合過程如圖4所示。研究發(fā)現(xiàn)1糖醛酸內酯與一種從2.3.3含硅偶聯(lián)表面活性劑 偶聯(lián)表面活性劑是指由連接在隔離基兩端的兩個相同雙親部分組成的表面活性劑，又叫雙生(dilneric)表面活性劑。這類表面活性劑包含由兩個疏水鏈和兩個親水鏈，它們通過一個相對短的隔離基團連接。兩端的疏水基岡可以是烷基、烷烯基、烷基芳基等，親水基可以是陰離子、陽離子、非離子或兩性離子，甚至可以是帶有相反電荷的雙親水型。以葡萄糖為原料可以合成葡糖胺基三硅氧烷新型硅樹脂偶聯(lián)表面活性劑。反應過程是將硅樹脂連接上(Me3si)扣基

16、團后與葡萄糖分子進行糖胺反應，便得到了一個單體，再通過聚己烯氧鏈將兩個單體連接起來就合成了葡糖胺基三硅氧烷偶聯(lián)表面活性劑。2.3.4碳氟表面活性劑 含有氟化鏈的分子具有特殊的性質，因為氟化鏈具有不親水也不親油的性質。氟化鏈在化學、熱和牛物學反應中表現(xiàn)出的很強的反應惰性，低的表面張力，良好的擴散特性和較高的氣體溶解能力。碳氫鏈的氫原子被氟原了取代而稱之為碳氟鏈，現(xiàn)在應用的含氟表面活性劑，多為碳鏈全氟化的，即碳鏈上的氫全部被氟所取代”。將碳氟化合物和糖類分子連接，就形成了糖基碳氟化合物表面活性劑。糖基部分可以增加分子的親水能力，產(chǎn)生良好的表面性質。三 表面活性劑發(fā)展與應用展望目前國內外學者主要針對

17、驅油用表面活性劑的活性、耐溫耐鹽性、吸附損耗等問題進行開發(fā)研究；從分子設計角度出發(fā)，研制具有多官能團的普適性表面活性劑，如雙子型、聚合多官能團型等；大力發(fā)展綠色環(huán)保型表面活性劑，如烷基糖苷類表面活性劑。表面活性劑是農(nóng)藥加工及應用中的重要材料。對于表面活性劑的選擇，不儀要考慮劍其與農(nóng)藥的配伍性，而且要考慮到增效、穩(wěn)定、價格適宜、安全等因素，使其與農(nóng)藥一起噴施劍作物后，能更好地發(fā)揮農(nóng)藥的作用。隨著人類對環(huán)境越來越高的要求，人們對表面活性劑的要求也越來越嚴。一砦農(nóng)藥用表面活性劑盡管價格較低、乳化性能很好，并已在國內外廣泛應用，但是它們在自然環(huán)境中很難生物分解，且對水生生物有不良影響。岡此必須從環(huán)保的

18、角度，結合當前農(nóng)藥發(fā)展的趨向，加強表面活性劑的科研力量，加速研制有利于牛物降解的新品種，特別是用于水基性農(nóng)藥制荊的表面活性劑，加強農(nóng)藥用表面活性劑的管理，為農(nóng)藥提供安全、環(huán)保、配伍性好，又能促進藥效的表面活性劑。當今科學技術E速發(fā)展，被稱之為“工業(yè)味精”的表面活性劑的地何日趨重要。而從國際上表面活性劑品種發(fā)展趨勢來看，傾向于生態(tài)安全、無環(huán)境污染、完全生物降解、功能性強、化學穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性好、成本低的產(chǎn)品【lq，糖基表面活性劑正是符合這種趨勢的產(chǎn)晶。糖翠綠色表而活性劑有著廣闊的市場前景，因為：首先，生產(chǎn)表面活性劑的主原料淀粉和油脂資源非常充足，生產(chǎn)成本低；其次，新的生產(chǎn)技術的開發(fā)與應用，如酶方法，極大的提高了反應的專一性，提高了產(chǎn)量；最后，糖基表面活性劑與其它表面活性劑復配，不但可以改進自身的性能，而且可以開發(fā)出新的應用領域或產(chǎn)品，極大的拓寬了糖基表面括性劑的應用領域?？傊腔砻婊钚詣┦俏磥肀砻婊钚詣┕I(yè)開發(fā)的重點，隨著研究的深入，必將在日用品和食品等領域中發(fā)揮更重要的作用。四 參考文獻1 宋臻善，熊犍; 糖基表面活性劑研究進展.現(xiàn)代食品科學J，2005,22（1）：78812 段書德，子宏偉，谷維娜，鄖海麗，張東紅，任蕾;農(nóng)用表面活性劑的