表面活性劑論文有關(guān)防腐劑的論文

1、表面活性劑 論文有關(guān)防腐劑的論文表面活性劑在分散體系中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)摘要:工業(yè)中常用的表面活性劑包括陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑。文章就表面活性劑在分散體系中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行研究,并對(duì)表面活性劑的發(fā)展前景進(jìn)行展望。 關(guān)鍵詞:表面活性劑;分散體系;縮聚法;固液分散體 1什么是表面活性劑 合成表面活性物、天然活性物、固體超細(xì)粉末是三種常見(jiàn)的表面活性物,而合成表面活性物是我們最常用到的。合成表面活性物也就是我們常說(shuō)的工業(yè)中常用的表面活性劑,它包括陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑。本文對(duì)于其他兩類表面活性物不做討論

2、。 就表面活性劑來(lái)說(shuō),雖然不同的表面活性劑具有不同的機(jī)構(gòu)和極性基團(tuán),在不同的介質(zhì)中其特性也有不同的表現(xiàn),但是,通過(guò)對(duì)表面活性劑的深入研究,我們?nèi)匀豢梢园l(fā)現(xiàn)其中的共同特性。在界面上的吸附的趨向性和在各種條件下形成的具有不同結(jié)構(gòu)的分子聚集體是表面活性劑的兩個(gè)最為重要的特征。 2表面活性劑對(duì)于分散體系的形成的影響 影響表面活性劑對(duì)于分散體系的形成的影響主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:表面活性物結(jié)構(gòu)對(duì)于分散體系形成的影響;表面活性物的用量對(duì)于分散體系形成的影響。 3表面活性劑在分散體系中的應(yīng)用 3.1縮聚法制備固液分散體 表面活性劑在用縮聚法制備膠體分散體/顆粒中的作用可以從晶體生長(zhǎng)過(guò)程來(lái)理解。晶體生長(zhǎng)是一個(gè)

3、自發(fā)的過(guò)程。當(dāng)物質(zhì)在溶液中溶解度達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)時(shí),一個(gè)新相晶核就會(huì)出現(xiàn)。在小晶核階段,表面對(duì)體積之比很大,因此比表面能很重要。隨著晶核的長(zhǎng)大,表面對(duì)體積之比逐漸變小,最終形成新相的自由能變得大于表面自由能,由此導(dǎo)致晶體隨比表面能的作用的減少而自發(fā)增長(zhǎng)。如有表面活性劑存在,它可以吸附在晶核的表面,或者作為一個(gè)誘導(dǎo)結(jié)晶作用的中心。這樣表面活性劑就可以用來(lái)控制晶體的生長(zhǎng)過(guò)程和穩(wěn)定所形成的顆粒。 膠束的加溶作用影響物種的化學(xué)勢(shì),從而可能增加或減少晶體增長(zhǎng)的速度。此外,如果表面活性劑在形成的顆粒的表面有特殊的吸附(某一面或棱角),則可改變晶體的最終結(jié)構(gòu)的形成。表面活性劑在異相成核制備高分子乳膠分散體中起

4、重要作用。在乳狀液聚合中,有機(jī)單體在非溶劑(常為水)中用表面活性劑乳化,而把引發(fā)劑溶解在連續(xù)相中。晶體成長(zhǎng)過(guò)程可在膨脹膠束(微乳)中進(jìn)行。如前所述,此種方法在制備納米顆粒中應(yīng)用甚廣。 在分散均相乳液聚合中,反應(yīng)物單體、引發(fā)劑和溶劑(水和非水)在初始處于一個(gè)均相分散體中,隨著聚合過(guò)程的進(jìn)行,高分子從反應(yīng)連續(xù)相中分離出來(lái),反應(yīng)以異相反應(yīng)的方式來(lái)進(jìn)行。分散劑(主要為離子表面活性劑和高分子表面活性劑)往往需加入到分散體中用以穩(wěn)定所形成的顆粒。為了達(dá)到最佳穩(wěn)定的效果,不同的分散體選用不同的表面活性劑來(lái)加以穩(wěn)定。現(xiàn)認(rèn)為最有效的穩(wěn)定劑是梳狀接枝共聚物高分子表面活性劑。這類表面活性劑由兩個(gè)部分組成。一部分為不

5、溶于介質(zhì)的(憎水)對(duì)顆粒有很強(qiáng)的親合力的主鏈,可以牢固錨在顆粒的表面;而另一部分由由溶于介質(zhì)并被介質(zhì)溶劑化的高分子支鏈組成。 3.2分散(破碎)法制備固液分散體 分散破碎法常用于工業(yè)粗分散體中(0.1m)。分散是指把固體顆粒完全均勻地分布在液體連續(xù)相之中。在此分散過(guò)程中,表面活性劑的作用可以在制備分散體的各個(gè)階段之中均可發(fā)揮作用。在液體潤(rùn)濕固體粉末過(guò)程中,固液界面取代固氣界面,把所有吸附在表面的氣體分子由液體所取代。這就要求添加分散劑如表面活性劑、高分子或聚電解質(zhì)于介質(zhì)之中來(lái)幫助潤(rùn)濕固體。潤(rùn)濕過(guò)程包括三個(gè)階段:粘濕、浸潤(rùn)和分散。顯然,表面活性劑的加入可以使界面張力降低,使?jié)櫇窠墙咏诹?固體粉

6、末就可自發(fā)地分散于表面活性劑溶液中。 此外,表面活性劑可以幫助液體潤(rùn)濕固體的內(nèi)表面,使液體滲透到顆粒內(nèi)部聚集體之間的通道和空隙之中。這樣,粉末中基本單元顆粒的聚集體也可以通過(guò)表面活性劑來(lái)得到破壞。在一些情況下,僅僅依靠表面活性劑溶液滲透到顆粒內(nèi)部聚集體之間的通道和空隙之中就可以提供足夠的壓力而使其破裂。如常這還不夠,則可輔之于高速混合攪拌。假如粉末顆粒聚集體有很強(qiáng)的化學(xué)鍵合力,則需要用機(jī)械方法來(lái)使之破壞。利用機(jī)械力來(lái)破碎單一晶體成為更小的單元的過(guò)程稱之為研磨。研磨過(guò)程包括破壞分子間的化學(xué)鍵從而產(chǎn)生新的表面。表面活性劑可以幫助研磨,減少顆粒的表面能,阻止已被破壞的表面恢復(fù)鍵合,從而達(dá)到防止顆粒聚

7、結(jié)之目的。表面活性劑通過(guò)吸附在固體表面的結(jié)構(gòu)缺陷部位而達(dá)到促進(jìn)表面的變形或破壞的。 4表面活性劑的發(fā)展展望 我國(guó)表面活性劑工業(yè)近十年來(lái)發(fā)展迅速,已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活不可缺少的重要領(lǐng)域。天然表面活性物在生物和醫(yī)學(xué)上的潛在應(yīng)用,使得人們對(duì)表面活性劑的研究邁向一個(gè)新的臺(tái)階。 4.1民用洗滌劑的發(fā)展 民用洗滌劑的基本原料發(fā)展趨勢(shì)是:基本品種仍然是陰離子LAS、FAS、AOS、AES,非離子AEO和APE。從洗滌活性物發(fā)展看,醉系表面活性劑將占主導(dǎo)地位。美國(guó)、西歐、日本醉系總用量達(dá)100萬(wàn)噸/年以上,其中美國(guó)43萬(wàn)噸、日本18萬(wàn)噸、西歐43.6萬(wàn)噸,都分別超過(guò)了本國(guó)LAS的用量。今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)L

8、AS和醉系產(chǎn)品仍然是主要表面活性劑。新開發(fā)和有發(fā)展前途的品種有SAS、MES、AOS以及非離子烷基多糖昔(APG)等。1990年日本AOS的耗用量達(dá)3.2萬(wàn)噸,并且仍將繼續(xù)發(fā)展。美國(guó)、德國(guó)、日本都在擴(kuò)大MES的規(guī)模,他們分別利用東南亞天然油脂資源,興建和擴(kuò)建脂肪酸甲醋工廠。日本獅子公司在國(guó)內(nèi)建成7萬(wàn)噸/年甲醋和1萬(wàn)噸/年MES工廠。歐美和日本都在重視發(fā)展APG,世界產(chǎn)量約3萬(wàn)噸。它是以純天然淀粉的葡萄糖為原料制成的產(chǎn)品。從配方設(shè)計(jì)的發(fā)展看,重垢衣用液體洗滌劑由原來(lái)含大量非離子活性物的無(wú)助劑產(chǎn)品改進(jìn)為采用陰離子與非離子(31)復(fù)配物,增加了LAs和AEs用量。另一方面是提高低溫去污力,開發(fā)低溫漂

9、白劑和加酶技術(shù)。研究液體洗滌劑加酶技術(shù)、解決酶穩(wěn)定性問(wèn)題、選擇酶與活性物的最佳配伍、減少酶活性的降低,開發(fā)脂肪酶和纖維素酶在液體洗滌劑中的應(yīng)用、積極研制濃縮無(wú)水重垢液體洗滌劑的配制技術(shù),這將是液體洗滌劑配方研制的發(fā)展趨勢(shì)。 4.2工業(yè)表面活性劑的發(fā)展 近年來(lái),國(guó)外工業(yè)表面活性劑發(fā)展很快,品種逐年增多。目前全世界共約有5000多種,已形成了各種專門用途的系列產(chǎn)品。某些大公司已擁有幾百到上千個(gè)品種。據(jù)統(tǒng)計(jì),日本的工業(yè)表面活性劑比重最大,占其總量的70%,美國(guó)為45%、西歐為44%。預(yù)計(jì)今后幾年各國(guó)仍將以4%5%的年平均增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。我國(guó)工業(yè)表面活性劑起步較晚,無(wú)論在品種還是數(shù)量上都處于劣勢(shì),大大低于

10、發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。從應(yīng)用的工業(yè)領(lǐng)域來(lái)看,目前我國(guó)是以紡織工業(yè)為最大用戶,其次為石油和建材工業(yè)。其它行業(yè)所占比例較少。今后工業(yè)表面活性劑的發(fā)展仍將立足于紡織、石油、建材大用量行業(yè),發(fā)展系列化、專門化、多品種、小批量的產(chǎn)品,面向其它工業(yè)行業(yè)。 4.3表面活性劑品種的發(fā)展 我國(guó)表面活性劑品種以非離子為主,陰離子占1/3,陽(yáng)離子和兩性離子所占比重小。說(shuō)明后兩者開發(fā)系列化品種不夠,衍生產(chǎn)品開發(fā)得少,這將是今后研究、生產(chǎn)的課題。 5結(jié)語(yǔ) 由以上結(jié)果可知,表面活性劑的主要作用之一是表面或界面性質(zhì)的改變與體系中膠束量無(wú)關(guān),表面活性劑在界面上的存在完全由以非膠束形式存在的表面活性劑分子提供,與油/水兩相同時(shí)具有良好相容性的表面活性劑分子有利于形成穩(wěn)定的界面膜。CMC是表面活性劑在分散體系中使用量和作用極限的直接判據(jù)。對(duì)于某一具體體系,超出CMC所限定量的表面活性劑對(duì)分散結(jié)果沒(méi)有影響,而且不利于分散體系的穩(wěn)定。表面活性劑分子在表面或界面(包括對(duì)可能形成的表面或界面)的穩(wěn)定存在(以緊密堆積方式)是其能否充分發(fā)揮作用的前提。 參考文