生物表面活性剂和高分子表面活性剂

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表面活性剂的分类及应用性能

表面活性剂的分类及应用性能

非离子型
高级醇聚氧 · · CH2Fra bibliotekH2 –(CH2CH2O)nH 乙烯加成物 CH3CH2·
发泡剂、乳 化剂、增溶 剂
按用量和品种,用的最多的是阴离子表面活性剂, 其次是非离子表面活性剂。阳离子表面活性剂,由 于它在纤维上的吸附大、洗涤力小,且价格昂贵, 不适合用于洗涤剂,有时在洗涤剂中加入阳离子表 面活性剂主要是为了使洗涤剂具有杀菌消毒能力或 起柔软作用。两性表面活性剂有良好的去污性能, 调理性好。但由于成本高而较少使用。常用于个人 卫生用品和特种洗涤剂中。因此,性能与成本的比 值是选择表面活性剂的一个主要依据。
2.表面活性剂的应用性能
表面活性剂因能对两相界面性质 产生影响,在实际应用中能显示 出各种优异的性能。在洗涤剂中, 表面活性剂一般作为洗涤成分, 但在某些配方中也用作辅助原料, 起乳化、润湿、增溶、保湿、润 滑、杀菌、柔软、抗静电、发泡、 消泡等作用。
表面活性剂在溶液中的性质
界面吸附
表面活性剂分子在界面上会定向排列成分 子层。如图所示:
表面活性剂的界面定向
表面活性剂在水溶液表面的吸附
表面活性剂在界面定向形成吸附膜
浓度足够时,表面活性剂在溶液表面定向形 成吸附膜。排列成单分子层。非极性憎水基的部 分越大,憎水性越强,表面活性剂分子就越聚集 于表面,其表面活性就越强。
形成胶束或胶团(micelle)
双亲分子溶解在水中达一定浓度时,其非极性部分会
◆ 增溶作用:表面活性剂在水溶液中达到CMC值 后,一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的 溶解度可显著增加,形成透明胶体溶液,这种作 用称为增溶(solubilization)。能产生增溶作用的表 面活性剂叫做增溶剂。增溶与胶束有关。由于胶 束的存在而使难溶物溶解度增加的现象统称为增 溶现象。 例如室温下苯在水中的溶解度很小,每100g水 只能溶解0.07g苯,但在10%的油酸钠水溶液中, 苯的溶解度达到7g/100g,增加了100倍,这是 通过油酸钠胶束的增溶作用实现的。 在药剂中,一些挥发油、脂溶性维生素、体激 素等许多难溶性药物常可借此增溶,形成澄明 溶液或提高浓度。

三次采油表面活性剂的研究与应用进展(一)

三次采油表面活性剂的研究与应用进展(一)
raN/m)。石油羧酸盐复配体系的室内天 然岩心中的驱油效率比水驱提高20%。 石油羧酸盐原料来源广.成本低.合成工 艺简单,与进121产品相比可节约成本 30%以上。
目前主要存在的问题是液相 氧化工艺还未完全成熟,合成产品 收率较低.产品稳定性差.与碱、聚 合物的配伍性还有待改善。
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加快表面活性剂的国产化步伐。我国三 采研究人员陆续合成出一类结构与国外
ORS类似的产品——重烷基苯磺酸盐
以上。并于2001年5月在大庆采油四厂 杏二中油区进行了强碱/烷基苯磺酸盐, 部分水解聚丙烯酰胺三元复合驱现场试 验,初步结果表明,烷基苯磺酸盐的降水
增油效果良好。
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与原油能形成超低界面张力的产品。而 石蜡基原油中的芳烃含量少。石油磺酸 盐生产中副产品高达60%以上。生产成 本高.在经济方面及副产品的处理方面
经过国内中国石油勘探院、大庆油 田、北京化工大学、江南大学等单位的联 合攻关,烷基苯磺酸盐的研究取得了突 破性进展.吨级产品能与大庆不同采油
0RS一41就是磺酸盐类表面活性剂的混
化度;(2)易被粘土表面吸附,即吸附损
厂的原油达到超低界面张力(10-hnN/m),
合物.研究表明。这两种表面活性剂性能
耗大;(3)由于原料组成复杂,不同批次
司生产的表面活性剂有两大系列:’I稻
系列(主要用于单独的表面活性剂驱)和 PETROSTEP EOR系列:STEPAN公司生 产的B系列:OCT公司生产的ORS系
列。其中B系列的B一100和ORS系列
的0RS-4l都曾用到大庆油田的三元复 合驱现场试验当中。
国外的产品基本上都属于磺酸盐类 阴离子表面活性剂。下面主要介绍石油 磺酸盐、烷基苯磺酸盐、石油羧酸盐、天 然羧酸盐等类型的驱油表面活性剂。

表面活性剂解析

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 - • AICI3RCh k CH2 + H S +—Cl S - • AlCl3 = R — + CH- CH V AICI4 —之后反应:R-CH-CH3 +b. 以氯代烷为烷基化试剂、三氯化铝为催化剂合成长链烷基苯:R a + AlCh R- 匸二 ft AICU或 RCHCH 2CH 2SO 3NaOHRCH J CH^CH J(3)氧磺化法生产烷基磺酸盐:(4)氯磺化法制备烷基磺酸盐:RH + SO2 + CI2 f RSO2CI + HCI TRSO2CI + 2NaOH f RSO3Na + H2O + NaCIRCH2CH^CH 2 I so 3NaOhlRCH=CHCH 2SO^JaNaOHRCHOH(CH 2h_3SO3NaRCH2CH3 + SO 2 + 扌。

(word完整版)表面活性剂的分类方法

(word完整版)表面活性剂的分类方法

表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种:1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性;2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂;3、按分子量分类,可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂,分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。

在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。

1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂.它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重,据统计,世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。

如图所示,其亲水基一端是阳离子,故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂"。

阳离子表面活性剂水溶液,大多呈酸性。

而阴离子表面活性剂水溶液,一般为中性或碱性,与前者正好相反。

这是因为在中和时,各自的酸碱强度不同而造成的。

3、两性表面活性剂广义地说,所谓两性表面活性剂,是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。

然而,通常所说的两性表面活性剂,是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂.换言之,单就两性表面活性剂结构来讲,在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(—),是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂,加水能呈透明溶液,泡沫多去污力好。

可看成是两性表面活性剂的代表。

甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水.即使在等电点也无沉淀,且在任何pH值时均可使用。

4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离,其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。

正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。

表面活性剂分类

表面活性剂分类

表面活性剂的分类姓名:黄朋学号: 2012G0303006 1、高分子表面活性剂:离子分类亲水基高分子表面活性剂天然系半合成系合成系阴离子型羧酸基海藻酸钠果胶酸钠腐植酸钠咕吨树胶羧甲基纤维素羟甲基淀粉丙烯酸接枝淀粉水解丙烯腈接枝淀粉丙烯酸共聚物马来酸共聚物水解聚丙烯酰胺磺酸基木质素磺酸盐铁铬木质素磺酸盐缩合萘磺酸盐聚苯乙烯磺酸盐硫酸酯基缩合烷基苯醚硫酸酯阳离子型胺基壳聚糖阳离子淀粉氨基烷基丙烯酸酯共聚物聚乙烯苯甲基三甲铵盐季铵盐两性型胺基、羧基等水溶性蛋白质类非离子型多元醇及其他淀粉淀粉改性产物甲基纤维素乙基纤维素羧乙基纤维素聚乙烯醇聚乙烯基醚EO加成物聚乙烯吡咯烷酮2、离子分类:阴离子型表面活性剂离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂表面活性剂非离子型表面活性剂两性表面活性剂特殊表面活性剂阴离子型表面活性剂:羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型等阳离子表面活性剂:脂肪胺盐、烷基咪唑啉盐、烷基吡啶盐、β—羟基胺等两性表面活性剂:从广义上讲,分子结构中含有两种及两种以上极性基团的表面活性剂,均可称为两性活性剂。

可将其分为:非离子-阴离子型;非离子-阳离子型;阴离子-阳离子型;非离子-阳离子-非离子型。

这类表面活性剂具有许多独特的性质。

例如,对皮肤的低刺激性,具有较好的抗盐性,且兼备阴离子型和阳离子型两类表面活性剂的点,既可用作洗涤剂、乳化剂,也可用作杀菌剂、防霉剂和抗静电剂。

因而,两性离子表面活性剂是近年来发展较快的一类。

非离子型表面活性剂:这类表面活性剂溶于水后不发生解离,其极性基部分大多为氧乙烯基、多元醇和酰胺基。

类型:酯型;醚型;胺型;酰胺型;混合型(Tween)酯醚型等。

特殊表面活性剂:以碳氟链为疏水基的表面活性剂,简称为氟表面活性剂,如全氟辛酸。

这类活性剂具有极高的表面活性,不仅可以使水的表面张力降至20 mN.m-1以下,而且能降低油的表面张力。

其化学性质极其稳定,具有抗氧化、抗强酸和强碱及抗高温等特性。

表面活性剂的分类方法

表面活性剂的分类方法

表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种:1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性;2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂;3、按分子量分类,可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂,分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。

在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。

1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。

它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重,据统计,世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。

如图所示,其亲水基一端是阳离子,故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。

阳离子表面活性剂水溶液,大多呈酸性。

而阴离子表面活性剂水溶液,一般为中性或碱性,与前者正好相反。

这是因为在中和时,各自的酸碱强度不同而造成的。

3、两性表面活性剂广义地说,所谓两性表面活性剂,是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。

然而,通常所说的两性表面活性剂,是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。

换言之,单就两性表面活性剂结构来讲,在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-),是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂,加水能呈透明溶液,泡沫多去污力好。

可看成是两性表面活性剂的代表。

甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。

即使在等电点也无沉淀,且在任何pH值时均可使用。

4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离,其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。

正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。

表面活性剂简介及主要发展方向

表面活性剂简介及主要发展方向

表面活性剂简介及近年研究进展一.【关键词】表面活性剂不对称结构双亲化合物界面张力表面张力吸附性能酰胺基脂肽生物微生物高分子非离子型高粘度高表面活性糖基类表面活性剂临界胶束浓度戊糖基两性表面活性剂壳聚糖基表面活性剂酶法合成果糖醋酶法合成成糖醛酸内酯二.【文摘】表面活性剂是这样一类物质,它在加入很少量时即能大大降低溶剂的表面张力(一般以水为标准溶剂)和液-液界面张力,并具有一定特殊结构、亲水亲油特性和特殊吸附性能的物质。

表面活性剂分子都是双亲化合物,分子具有不对称结构。

其分子由易溶于水的亲水基(如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等)和不溶于水而易溶于油的亲油基(即疏水基,常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链)组成。

表面活性剂概述:三.【简介】1.概念:表面活性剂(surfactant)是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。

2.组成:分子结构具有两亲性,非极性烃链: 8个碳原子以上烃链,极性基团:羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等。

3.吸附性:溶液中的正吸附:增加润湿性、乳化性、起泡性,固体表面的吸附:非极性固体表面单层吸附,极性固体表面可发生多层吸附。

4.表面活性剂的分类根据疏水基结构进行分类,分直链、支链、芳香链、含氟长链等;根据亲水基进行分类,分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO衍生物、内酯等;有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等,还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。

但是众多分类方法都有其局限性,很难将表面活性剂合适定位,并在概念内涵上不发生重叠。

按极性基团的解离性质分类:1、阴离子表面活性剂:硬脂酸,十二烷基苯磺酸钠;2、阳离子表面活性剂:季铵化物; 3、两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型;4、非离子表面活性剂:脂肪酸甘油酯,脂肪酸山梨坦(司盘),聚山梨酯(吐温)四.【表面活性剂研究进展】现在社会,表面活性剂的应用日益广泛,下面介绍几种对现行的几种表面活性剂及其应用进行了初步的探索。

表面活性剂的类型

表面活性剂的类型
详细描述
含氟表面活性剂的分子结构中含有一氟或多氟基团,这些基 团的存在使得含氟表面活性剂具有极佳的表面活性和化学稳 定性。它们广泛应用于石油、化工、制药、电子等领域,作 为清洁剂、乳化剂、分散剂等。
高分子表面活性剂
要点一
总结词
高分子表面活性剂是一类具有高分子量和高表面活性的物 质,具有优异的分散性、增稠性和稳定性等特点。
的水溶性和生物相容性。
氨基酸型表面活性剂在低浓度下 即可显著降低水的表面张力,具 有较好的润湿、乳化、分散和泡
沫性能。
常见的氨基酸型表面活性剂有甘 氨酸、丙氨酸等。
05
其他表面活性剂
含氟表面活性剂
总结词
含氟表面活性剂是一种具有优异性能的表面活性剂,具有高 表面活性、低表面张力、良好的化学稳定性和热稳定性等特 点。
硫酸盐类
烷基硫酸酯盐
如十二烷基硫酸钠(SDS),具有良 好的发泡、去污和乳化性能,常用于 洗涤剂、化妆品和农药等领域。
脂肪醇硫酸酯盐
如月桂醇硫酸钠(SLS),具有较好的 去污和发泡性能,常用于洗发水、沐浴 露等领域。
磺酸盐类
烷基磺酸盐
如十二烷基磺酸钠(SDS),具有较好的去污和乳化性能,常用于洗涤剂、农 药等领域。
04
两性表面活性剂
咪唑啉型
咪唑啉型表面活性剂是一种两性表面活性剂,其分子结构中同时含有阳离子和阴离 子,具有较好的水溶性和生物相容性。
咪唑啉型表面活性剂在低浓度下即可显著降低水的表面张力,具有较好的润湿、乳 化、分散和泡沫性能。
常见的咪唑啉型表面活性剂有十二烷基二甲基咪唑啉、十六烷基二甲基咪唑啉等。
季铵盐型
总结词
季铵盐型阳离子表面活性剂是一种高效 、低毒、生物降解性好的阳离子表面活 性剂。
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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 surfactantAbstract: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引言传统观念上认为,表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表(界)面张力的物质。

随着对表面活性剂研究的深入,目前一般认为只要在较低浓度下能显著改变表(界)面性质或与此相关、由此派生的性质的物质,都可以划归表面活性剂范畴。

1、表面活性剂表面活性剂是分子中具有亲溶剂基与疏溶剂基,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。

通常所说的表面活性剂是指水中的表面活性剂。

其分子常被称作“双亲分子”,因为表面活性剂的特有结构通常称之为“双亲结构”。

表面活性剂分子的一端为亲油的疏水基,分子的另一端为极性亲水的亲水基。

两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接,形成了一种不对称的、极性的结构,因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油,但又不是整体亲水或亲油的特性。

1.1分类表面活性剂的性能取决于其亲水基和亲油基的构成,但亲水基在种类和结构上的改变远较亲油基的改变对表面活性剂性质的影响大.最常用的分类法是按分子结构中亲水基团的带电性分为阴离子、非离子、阳离子和两性表面活性剂四大类。

1.1.1阴离子表面活性剂最常见的阴离子表面活性剂是烷基苯磺酸盐(ABS),阴离子表面活性剂中亲水基的引入有直接连接法和问接连接法。

所谓直接连接法是用亲油基物料与无机试剂直接反应,按引入亲水基的小同,可分为皂化、磺化、硫酸醋化和磷酸醋化。

而所谓问接连接就是利用两个以上的多功能、高反应性化合物使亲油基与亲水基相连接,比如以含活性基的小饱和化合物、环状化合物、多元醇作为连接剂所合成的表面活性剂。

而正是由于阴离子表面活性剂有上述性质以及它在性能和价格方面的优势,所以它应用最广泛。

但它同时也是造成水质污染的主要因素之一。

1.1.2非离子表而活性剂非离子表面活性剂在水中小离解成离子状态,其表面活性是由中性分子体现出来的。

合成非离子表面活性剂所用主要单元反应有乙氧基化、酯化、聚合反应等。

非离子表面活性剂具有很高的表面活性、良好的乳化能力和洗涤作用。

主要类型有聚氧乙烯型、多元醇型和烷醇酞胺型,以及聚醚型、氧化胺型等。

1.1.3阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂疏水基的结构和阴离子表面活性剂相似,且疏水基与亲水基的连接方式也很类同,一种是亲水基直接连在疏水基上,另一种是亲水基通过醋、酞胺、醚键等形式与疏水基问接相连;所小同的是,阳离子表面活性剂溶于水时,其亲水基呈现正电荷,亲水基主要为碱性氮原子。

目前工业上所有阳离子表面活性剂均为含氮有机物的衍生物,主要有胺盐型阳离子表面活性剂和季钱盐型表面活性剂两大类。

1.1.4两性表面活性剂[1]两性表面活性剂的特点在于其分子结构中含有两个小同的官能团,并分别具有阴离子和阳离子的特性。

两性表面活性剂有着优异的表面性能。

这一性能在表面张力以及临界胶束浓度CMC上得到了体现。

大多数的清洁用品都要求有良好的润湿性和渗透性。

两性表面活性剂在整个pH范围内都体现了优良的润湿能力。

1.2结构特点表面活性剂是一种两亲性物质,一部分是与油有亲和性的亲油基(也称憎水基),另一部分是与水有亲和性的亲水基(也称憎油基)。

其亲水基和疏水基分处两端,形成小对称结构。

表面活性剂的这种结构特点使它溶于水后,亲水基受到水分子的吸引,而亲油基受到水分子的排斥。

为了克服这种小稳定状态,就只有占据到溶液的表面,将亲油基伸向气相,亲水基伸入水中。

肥皂的亲水基来自亲水基团竣酸钠(- COONa);洗衣粉(烷基苯磺酸钠)的亲Na),分别示于图1和图2中。

亲水基有许多种,而实际能水基是磺酸钠(- S03做亲水基原料的只有较少的几种,能做亲油基原料的就更少。

图1肥皂的亲油基和亲水基示意图图2洗衣粉有效成分的亲油基和亲水基示意图从某种意义来讲,表面活性剂的研制就是寻找价格低廉、货源充足而又有较好理化性能的亲油基和亲水基原料。

亲水基(如羧酸基等)常连接在表面活性剂分子亲油基的一端(或中间)。

作为特殊用途,有时也用甘油、山梨醇、季戊四醇等多元醇的基团做亲水基。

亲水基多来自天然动植物油脂和合成化工原料它们的化学结构很相似只是碳原子数和端基结构不同。

1.3作用机理两亲分子溶解在水中达一定浓度时,其非极性部分会互相吸引,从而使得分子自发形成有序的聚集体,使憎水基向里、亲水基向外,以减少憎水基与水分子的接触,使体系能量下降,这种多分子有序聚集体称为胶束。

表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力,或通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。

许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。

囊泡和胶束都是此类聚集体。

表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。

当胶束在水中形成,胶束的尾形成能够包裹油滴的核,而它们的(离子/极性)头能够形成一个外壳,保持与水接触。

表面活性剂在油中聚集,聚集体指的是反胶束。

在反胶束中,头在核,尾保持与油的充分接触。

临界胶束浓度越小,表面活性剂形成胶束和达到表面(界面)吸附饱和所需的浓度越低,改变表面(界面)性质,产生润湿、乳化、起泡和增溶等作用所需的浓度也越低。

1.3.1胶束的作用(1)乳化作用: 指将一种液体的细小颗粒分散于另一种不相溶的液体中,所得到的分散体系被称为乳液。

(2)泡沫作用: 泡沫实际是气体分散于液体中的分散体系,泡沫的形成涉及起泡和稳泡两个因素。

(3)分散作用: 增加固体粒子在溶液中的分散稳定性。

(4)增溶作用: 指水溶液中表面活性剂的存在能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增加的现象,这种作用只有在表面活性剂的浓度超过临界胶束浓度后才显现出来。

(5)催化作用: 表面活性剂胶束的直径通常为3~5nm,其大小、结构和性质与含酶球状蛋白相似,因此具有与酶类似的催化作用,合理选择表面活性剂可以使化学反应的速度显著提高。

2.生物表面活性剂生物表面活性剂(Biosurfactants,简称BS)是细菌、真菌和酵母在特定条件下,在其生长过程中分泌出的具有表面活性的代谢产物[2]。

生物表面活性剂按其生化性质和生产菌种的不同,一般可分为五种类型:糖脂、磷脂和脂肪酸、脂肤和脂蛋白、聚合物和全胞表面本身等。

生物表面活性剂的分子中既含有极性亲水基团,又含有非极性亲油基团,因此能在水油两相界面上定向排列形成整齐的分子层,从而显著降低界面的表面张力。

2.1生物表面活性剂的形成生物表面活性剂多数由细菌、酵母菌、真菌等微生物产生。

许多微生物都可能仅靠烃类为单一碳源而生长。

微生物要利用这些烃类,就必须使烃类通过外层亲水细胞壁进入细胞,由于烃基水溶性非常小,一些细胞和酵母菌分泌出离子型表面活性剂,另一些微生物产生非离子型表面活性剂。

有时候一种细菌在不同的培养基下和不同的环境中可分泌形成不同的表面活性剂。

2.2生物表面活性剂的制备生物表面活性剂主要采用微生物发酵、酶法和从动植物材料中提取三种方法,其中微生物发酵和酶法应用较为广泛。

2.2.1微生物发酵法产生生物表面活剂微生物在一定条件下进行培养后,分泌一种胞外两亲代谢物,如单糖脂类、多糖脂类、脂蛋白类或类脂衍生物等。

其中糖脂类是研究最广泛、最深入的一类生物表面活性剂,代表物有鼠李糖脂、2‒葡糖‒ ‒葡糖苷、海藻糖脂,其结构是如下:鼠李糖脂2‒葡糖‒ ‒葡糖苷2.2.2酶法合成生物表面活性剂酶合成法生产条件温和(可在常温和常压下进行),反应具有专一性,可获得高含量的目标产物且产物易回收,对环境污染少等特点,所以发展快速。

目前酶合成法的主流是以非极性溶剂和无溶剂法合成生物表面活性剂,并获得了较高产率。

特别是现代生物技术的发展,可以利用基因工程和蛋白质工程设计特定的、高效的酶具有重大意义,使酶合成具有较大的潜力。

2.2.3动植物材料中提取生物表面活性剂我国动植物资源丰富,蕴含丰富的表面活性剂,如我国古代皂角的使用。

现在从利用食用大豆油精炼副产品制取表面活性剂方法简介从,蛋黄分离提取磷脂、卵磷脂等表面活性剂,这些提取物已广泛应用于食品、医药、化妆品等工业。

但由于杂质较多、分离步骤较多、相对成本较高等原因,限制部分生物表面活性剂的大规模生产。

2.3生物表面活性剂的分离提纯在食品、医药等其它行业对生物表面活性剂的纯度要求较高,一般生产出来的产物都需要进行分离提纯。

工业大多数的产物分离提纯主要有以下几种方法:萃取、结晶与沉淀、超滤、泡沫色谱分离等。

其中萃取是经典的表面活性剂提取方法之一,特别是利用甲醇、乙醚、丁醇等有机溶剂对亲油性生物表面活性剂的提取。

结结晶与沉淀也是经典的表面活性剂提取方法之一,主要依据各组分在溶剂中溶解度的差异,使某些组分从溶液中结晶,用离心或过滤收集沉淀。

超滤法是从发酵液中提取生物表面活性剂的一种新方法。

泡沫是由于发酵过程的快速搅拌和好氧微生物培养液中充氧气等产生。

Davis等在这方面进行了研究。

他们用泡沫分离法对一类生物表面活性剂surfactins进行了提取和浓缩,认为泡沫分离是一种有效的生物表面活性剂分离方法。

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