表面活性剂的综述

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生物表面活性剂---鼠李糖脂

生物表面活性剂---鼠李糖脂

②含氨基酸类脂— 氨基酸(脂肽、脂 蛋白、脂氨基酸)
按化学 结构分类 ⑤生物聚合体 (结合多糖、蛋 白质:脂多糖) ④磷脂—磷酸基 (磷脂酰胆碱、磷 脂酰乙醇胺) ③脂肪酸—羧酸基 (甘油酯、脂肪酸、 脂肪醇、蜡)
4
鼠李糖脂(RL)是一种典型的生物表面活性剂, 它 是由假单胞菌在37℃葡萄糖液中培养4~8天, 得到的 一种含碳水化合物的类脂。
废油
用餐厨废油为碳源发酵产鼠李糖脂,不 仅为餐厨废油的安全卫生处置开辟了新途径, 而且降低了生产鼠李糖脂的成本,达到了废 物资源化利用的目的。
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11
培养液
离心 湿菌体
粗产物+硅胶
氯仿 中性脂
调节pH=2
氯仿:甲醇=2:1 杂质
氯仿+乙醇
有机物
40℃
部分提纯的产物
薄层层析法 柱色谱(大批量处理)
优势 更强的表面 和界面活性 对热稳定 对离子强度 的稳定性 生物可降解 破乳性
定义 生物表面活性剂 (Biosurfactants ,简称BS)是 由微生物、植物 或动物产生的天 然表面活性剂。
列 形成胶束
特点 双亲性 溶解性 表面吸附性 界面定向排
3
①糖脂—糖( 鼠李糖脂、槐 糖脂、海藻糖 脂)
RL具有增流、 增溶、显著降 低表面张力、 低毒性、易降 解等优点,所 以通过和重金 属离子形成胶 束而除去污染 物。
RL具有增溶 分散等作用,能 增加难溶烃类化 合物在水中的溶 解度,乳化油类 利于油类与微生 物接触,从而促 进了石油烃的降 解。
多环芳烃是 一种毒性很强的 有机污染物。RL 对多环芳烃有很 好的增溶作用, 它的增溶效果与 被增溶物的分子 大小成反比。

临界胶束浓度综述

临界胶束浓度综述
2.1.2、方法特点
测量设备简单,准确度较高[4],应用广泛。适于离子表面活性剂和非离子表面活性剂cmc的测定,无机离子的存在也不影响测定结果。然而,表面张力法不适合非水溶剂为溶媒的药物,因为此种药物表面张力很小,加入表面活性剂时,表面张力变化不大,故难以测定。
2.2、电导法[5]
2.2.1、测定原理
2.5.2、方法特点
该方法简单、准确而有效,可测定多种表面活性剂(特别是混合表面活性剂体系)的cmc值。由于该方法受盐类等杂质影响较小,因此,可以用于纯度不高的工业用混合表面活性剂CMC 值的测定[14-16]。
2.6、染料吸附法
2.6.1、测定原理
由于某些染料被胶团增溶时,其吸收光谱与未增溶时发生明显改变,故其颜色有明显差别,所以,只要在大于cmc的表面活性剂溶液中加入少量染料,然后定量加水稀释至颜色改变即可判定cmc值。采用滴定终点观察法或分光光度法均可完成测定。此法的关键是必须选择合适的染料:根据同性电荷相斥,异性电荷相吸的原理,选取与表面活性离子电荷相反的染料(一般为有机离子)。具体方法:先在确定浓度(>cmc)的表面活性剂溶液中加入少量染料,此时染料被溶液中的胶束吸附而使溶液呈现某种颜色。再用滴定法以水冲稀此溶液,直至溶液颜色发生显著变化。由被滴定溶液的总体积可方便求得cmc。
2.6.2、方法特点
因染料的加入影响测定的精确性,对cmc较小的表面活性剂影响更大。另外,当表面活性剂中含有无机盐及醇时,测定结果不甚准确,中药膏剂等药物溶液本身颜色较深,不适用此法。此外,该法用于非离子型表面活性剂测定效果也不甚理想,此时可考虑采用其他方法,如表面张力法,或对于非离子表面活性剂cmc测定效果不理想时,也可改用碘代替染料,在紫外波长下观察光谱的变化,可提高灵敏度[17]。

表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文

表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文

表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文摘要:表面活性剂在石油工程的油气钻井、开采及储运中均有很广泛的应用。

综述了表面活性剂在石油工程中的研究及应用现状,由于国内一些大型油气藏已到开采后期,油田采收率较低,利用表面活性剂可以提高采收率。

高分子类型的表面活性剂既能提高波及系数,又能提高洗油效率,是很好的驱油助剂。

目前不少油田在开采低渗透油藏以及页岩油气藏,压裂液助剂的开发研究是现在及将来的一个研究热点。

关键词:表面活性剂;石油工程;应用;研究表面活性劑是一类分子由极性的亲水部分和非极性的亲油部分组成的,少量存在即能显著降低溶剂表面张力的物质。

它们广泛用于日常生活[1,2],以及石油工程。

例如,在油气钻井工作中可以用作钻井液的杀菌剂、缓蚀剂、起泡剂、消泡剂、解卡剂、乳化剂等;在油气开采作业中可以用作黏土稳定剂、驱油剂、清防蜡、酸压助剂(可用于乳化酸、泡沫酸,成胶和破胶、助排剂等);在油气田地面工程中可以用作减阻剂、破乳剂、杀菌剂、絮凝剂等,于浩洋等[3-6]对其在油田中的主要应用及其作用机理进行过归纳。

目前国内一些大型油藏已到开发后期,原油采收率较低,可以采用化学驱进行驱油。

例如,大庆油田的碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合驱为大庆油田的增产和稳产作出了巨大贡献[7]。

对低孔低渗的油气藏如目前国内外热门的页岩油/气藏的开采则多用压裂工艺,其中关键的化学剂常用到表面活性剂[8-11]。

根据表面活性剂在水中起活性作用的亲水基团来进行分类,可以将其分为阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子型及特种类型(包括含氟和含硅、Gemini、Bola及生物表面活性剂等)表面活性剂。

现根据其类型对其在石油工程尤其是在低孔低渗油气藏中的研究及应用现状进行综述,以供我国页岩油/气藏开采技术的研究人员作参考。

1普通表面活性剂的研究及应用1.1阴离子型在水中起活性作用的部分为离子的表面活性剂。

表面活性剂论文

表面活性剂论文

摘要:随着世界能源需求的增长,人们认识到提高石油开采率的重要性,三次采油提高采收率主要是靠化学驱油技术,其中,表面活性剂是提高采收率幅度较大、适用较广、具有发展潜力的一种化学驱油剂。

采用表面活性剂驱油为进一步开发利用现有原油储量展示了广阔的前景。

文综述了表面活性剂的种类、要求、驱油机理,并总结了国内表面活性剂驱在三次采油中的应用,其发展前景。

关键词:三次采油表面活性剂应用驱油耐温抗盐一、前言石油资源是一种重要的战略资源, 对国家的经济发展和人民生活水平的提高具有重要作用。

然而它并不是取之不尽, 用之不竭的, 随着勘探开发程度的加深, 开采难度会逐步加大, 因此提高石油采收率不仅是石油工业界, 而且是整个工业界普遍关心的问题。

三次采油技术是中国近十年来发展起来的一项高新技术, 它的推广应用对提高原油采收率、稳定老油田原油产量起到了重要的作用。

二、三次采油简介通常把利用油层能量开采石油称为一次采油;向油层注入水、气,给油层补充能量开采石油称为二次采油;采取物理—化学方法,改变流体的性质、相态和改变气—液,液—液,液—固相间界面作用,扩大注人水的波及范围以提高驱油效率,从而再一次大幅度提高采收率。

称为三次采油。

又称提高采收率(EOR)方法。

常规的一、二次采油(POR和SOR) 总采油率不很高, 一般仅能达到20 %~40% , 最高达到50 % ,还有50 %~80 %的原油未能采出。

在能源日趋紧张的情况下, 提高采油率已成为石油开采研究的重大课题, 三次采油则是一种特别有效的提高采油率的方法。

三、三次采油分类三次采油的方法很多, 主要有4 大类: ①热力驱, 包括蒸气驱和火烧油层等; ②混相驱, 包括CO2 混相、烃混相及其他惰性气体混相驱,这些混相剂未达到混相压力之前为非混相气驱; ③化学驱, 包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱和注浓硫酸驱等; ④微生物采油, 包括生物聚合物、微生物表面活性驱,年来又开发出了气一水交替驱(WAG驱)。

几种注射用表面活性剂的质量标准及安全性概述[1]

几种注射用表面活性剂的质量标准及安全性概述[1]
[ 收稿日期 ] 2009205208 [ 基金项目 ] 国家十一五支撑计划 ( 2006BA I14B05) ; “重大新
述 ,为新药研发及临床研究提供参考数据 。
1 聚山梨酯 80( TW280) TW280 是由山梨醇及其失水化合物的单油酸酯与环氧
药创制” 科技重大专项 (2009ZX093012005205) ; 中 国中医科学院自主选题 ( ZZ2006108)
2 聚氧乙烯蓖麻油衍生物Leabharlann 国药典标准比较见表 1 。
表 1 TW280 的 3 种药典标准比较 ( x ±s) 测试项目 鉴别 相对密度
) 黏度 (25 ℃ CP2005 + 11 06~11 09 Ph Eur2002 + 11 08 U SPN F20 + 11 06~11 09 300~500 mm2 / s
21 Guan g ’anmen H os pi t al , Chi na A ca dem y of Chi nese M e dical S ciences , B ei j i n g 100053 , Chi na) [ Abstract] This article is an at tempt to co mpare six surfactant s fo r injectio n , such as polysorbate 80 , polyo xyet hylene castor oil derivatives , polo xamer188 , lecit hin , Solutol HS 15 , cyclodext rins ,f ro m vario us co unt ries ’ standards of p harmacopoeias and respectively gives an overview of t heir chemical co mpo sitio ns , p hysical appearance , inco mpatibilit y of medicines and safet y , which p rovides reference data for new drug research and clinical st udy of injectio ns. A s for t he surfactant s fo r injectio n t hat are not recorded in t he chinese p harmacopoeia ( 2005 ) , we suggest t hat we int roduce t ho se foreign surfactant s and make correspo nding qualit y standards by referring to foreign standards. [ Key words] injectio ns ; surfactant s ; qualit y specificatio n ; safet y

鼠李糖脂资料

鼠李糖脂资料

表面活性剂综述皂素(saponin)烷基多苷(Alkyl polyglucosides)表面活性剂:表面活性剂是一类集亲水基和憎水基于一体,可显著降低溶剂的表面张力或液一液界面张力的一类化合物。

其分子结构一般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。

通常,表面活性剂分子的两个部分的基团是不对称的。

此种结构上的两亲特点,决定了表面活性剂的许多物理化学性质,是产生表面活性的内在原因。

不仅具有很高的活性,即在水中加入很少量就能使水的表面张力大幅度地降低,而且还具有独特的渗透;润湿和反润湿(防水、防油);乳化和破乳:发泡和消泡;洗涤、分散与絮凝,抗静电,润滑和加溶等应用性能。

从广义上讲,可将表面活性剂称为这样一类物质即在加入很少量时就能明显改变体系的界面性质和状态的物质。

表面活性剂的化学结构特点:表面活性剂是由性质不同的两部份组成。

一部份是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团,另一部份为亲水疏油的极性基。

这两部份分别处于表面活性剂分子的两端,为不对称结构。

因此表面活性剂分子结构的特性是一种既亲油又亲水的两亲分子。

它不仅能防止油水相排斥,而且具有把两相连接起来的功能。

表面活性剂的分类:按表面活性剂有水溶液中能否解离,分为离子型与非离子型表面活性剂。

而离子型表面活性剂又按产生电荷的性质分为阴离子、阳离子型和两性离子型;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;前者占多数,但后者日益重要,只是其品种不多。

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,在103一104称为中分子量表面活性剂及分子量大于102一103者称为低分子量表面活性剂。

还有按表面活性剂的功能来进行分类的。

有表面张力降低剂、渗透剂、润湿剂、乳化剂、增溶剂、消泡剂等。

表面活性剂的性质:表面活性剂的两亲特性使其能定向地吸附于两相界面上,亲水基一端朝向水相,疏水基一端朝向油相,从而降低了水溶液的表面张力或油水界面张力。

表面活性剂对草酸钙结晶的影响(综述)

表面活性剂对草酸钙结晶的影响(综述)
周娜;欧阳健明
【期刊名称】《暨南大学学报(自然科学与医学版)》
【年(卷),期】2004(025)003
【摘要】综述了表面活性剂对尿结石主要组分草酸钙(CaOxa)晶体成核、生长、聚集和相变等过程的影响,讨论了表面活性剂与CaOxa晶体的作用机理,以期为CaOxa结石的形成和抑制提供一个更详尽的解释.
【总页数】5页(P370-374)
【作者】周娜;欧阳健明
【作者单位】暨南大学生物矿化与结石病防治研究所,广东,广州,510632;暨南大学生物矿化与结石病防治研究所,广东,广州,510632
【正文语种】中文
【中图分类】O647.11;O647.2
【相关文献】
1.五眼果不同提取部位体外对草酸钙结晶的影响 [J], 李先梅;谭娥玉;蔡妮娜;曾春晖;秦树森;覃文慧;韦乃球;马雯芳;杨柯
2.酒石酸与La3+对草酸钙结晶的影响 [J], 胡鹏;贺龙强;邓穗平;欧阳健明
3.丹参多酚酸盐对实验性小鼠草酸钙结晶生成的影响 [J], 丁家荣;谌卫;殷晶晶;贾猛;胡海燕;郭志勇
4.纳米、微米—水草酸钙和二水草酸钙对非离子表面活性剂NP-40的吸附差异[J], 温小玲;甘琼枝;欧阳健明
5.SAHA对草酸钙肾结晶小鼠肾功能的影响 [J], 汪丽;谌卫;丁家荣;胡海燕;张杰;郭志勇
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表面活性剂在石油生产中的作用

表面活性剂在石油生产中的作用摘要:随着世界能源需求日益增长,伴随着石油能源的迅速递减,这就要求人们使用各种办法来提高石油的采收率,进而充分利用有限的石油资源。

在众多研究方法中,表面活性剂驱是一种前景颇为看好的化学方法,能很好地提高石油的采收率。

本文综述了在石油开采过程中不同阶段表面活性剂驱中的表面活性剂的种类,并结合了表面活性剂驱在三次采抽中的应用及国内的一些应用实例。

关键词:表面活性剂石油开采应用0 引言随着世界能源需求的增加,对石油的开采量及开采效率的要求越来越高,用常规方法采油,一般仅采出原油地质储量很少,但是大约三分之二的原油仍留在油层中,并且很难解决原油被滞留在岩石孔隙中和剩余原油流动性差的难题。

利用物理化学和生物学等技术来强化开采剩余储量的三次采油法,能有效提高原油采收率。

1 表面活性剂在钻井中的作用1.1 钻井用表面活性剂,避免钻井事故钻井用表面活性剂(包括钻井液处理剂和油井水泥外加剂)用量最大,约占油田用表面活性剂总量的60%左右;釆油用表面活性剂的量相对较少,但其技术含量相对较高,其用量约占油田用表面活性剂总量的1/3,这两类化学品在油田用表面活性剂中占有重要的位置。

在油井的钻探过程中, 表面活性剂常被加入钻井液体系用作降滤失剂, 以使泥饼更致密, 从而降低泥饼中的自由水向地层渗透而避免钻井事故。

降滤失剂需满足的重要要求之一是耐高温, 而要实现这一目的, 需要让表面活性剂分子尽可能多地与黏土表面的氧原子或羟基形成氢键。

因此, 如能在降滤失剂分子结构中引入氟原子,降滤失剂则具有更好的耐温性。

除此之外, 表面活性剂还在钻井液中用作降黏剂、增黏剂、流型调节剂、乳化剂、起泡剂、消泡剂、润滑剂、絮凝剂、黏土稳定剂和缓释剂等。

2 表面活性剂在油气开采中的增产作用2.1 稠油开采,采用表面活性剂增产由于稠油的黏度和密度比普通原油大得多, 因此对大多数的稠油通常采用井底乳液降黏, 即将碱类化合物和表面活性剂以及水注入到井底稠油中或挤入到油层近井地带, 借助井底的高温使稠油从地层渗流到井筒。

阴离子表面活性剂测定方法综述

阴离子表面活性剂测定方法综述董淮晋; 孟甜【期刊名称】《《化工设计通讯》》【年(卷),期】2019(045)011【总页数】2页(P116-116,123)【关键词】阴离子表面活性剂; 亚甲蓝分光光度法; 流动注射法; 滴定法【作者】董淮晋; 孟甜【作者单位】中国环境科学研究院北京 100012【正文语种】中文【中图分类】X832阴离子表面活性剂是普通合成洗涤剂的主要活性成分,使用最广泛的阴离子表面活性剂是直链烷基苯磺基酸钠(LAS)。

洗涤剂的使用虽然给生活带来了方便,另一方面也造成了水质的污染,消耗水中的氧,形成不易消除的泡沫,阻断了水中氧气交换,导致水质恶化,散发恶臭味,给人类健康带来了很大的危害[1]。

因此环境水体中的阴离子表面活性剂是水污染重要指标之一。

本文列举了阴离子表面活性剂测定方法以及方法的优缺点,可根据自身条件和测试要求选择合适的方法。

1 阴离子表面活性剂测定方法1.1 分光光度法《水质阴离子表面活性剂的测定亚甲蓝分光光度法》(GB/T 7494—1987),该方法需要反复萃取和水洗,过程繁琐,试剂消耗量大,萃取过程中易出现乳化现象,需要加入少量异丙醇进行破乳。

汪海波等[2-6] 进行了方法的改进,一次性加入10~15mL 的三氯甲烷萃取定容测定,操作简便,节省试剂等优点,但是具有局限性,基质复杂样品并未考虑,只适用浓度比较低,比较干净的样品。

谢莲英[7] 向100mL 水中加入相同量的LAS,分别加入不同体积的异丙醇,实验结果表明异丙醇的量应控制在3~7mL,pH 为8~10。

2004 年周峰[8] 提出用乙醇来破乳,通过对空白,样品平行,样品加标,标准样品进行加入乙醇破乳,结果表明空白值、准确度、精密度均为良好,符合质量要求。

1.2 流动注射法流动注射分析(Flow Injection Analysis,FIA),1975年由丹麦技术大学提出的,在热力学非平衡的条件下,在液流中重现地处理试样或者试剂区带的定量流动分析技术。

阴离子表面活性剂现状及发展

阴离子表面活性剂现状及发展摘要:阴离子表面活性剂是表面活性剂中发展历史最悠久、产量最大、品种最多的一类产品。

磺酸盐和硫酸酯盐是目前阴离子表面活性剂的主要类别。

在水解后生成憎水性阴离子。

其具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。

广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。

关键词:阴离子表面活性剂、磺酸盐、硫酸酯盐1、前言近年来中国表面活性剂工业发展迅速。

2005 年全国主要生产企业表面活性剂的总产量(不含皂类,按100% 活性物计)至少达115 万吨,其中a-SAA 占74.9%,仍占主导地位;n-SAA 占22.7%;c-SAA 占1.6%;z-SAA占0.8%。

目前,我国表面活性剂工业已有相当大的生产规模,设备和技术越来越接近国际水平,产品数量、种类和质量都有大幅度增长和提高。

本文主要介绍表面活性剂中产量最大、用途最广的阴离子表面活性剂的现状和发展趋势,希望藉此抛砖引玉,共同促进国内阴离子表面活性剂工业健康、快速、稳定地发展。

2、国内外研究进展我国阴离子表面活性剂目前已经生产并使用的主要有十二烷基苯磺酸(简称LAS)、脂肪醇醚硫酸钠(简称AES)、脂肪醇硫酸钠(简称AS)、脂肪醇(醚)硫酸铵(简称铵盐,AESA,LSA)、α-烯基磺酸钠(简称AOS)、脂肪醇(醚)磷酸盐(MAP)、醇醚羧酸盐(AEC)、磺基琥珀酸盐、氨基酸盐等。

其它还有如重烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐、萘磺酸盐、木质素磺酸盐等阴离子表面活性剂,但这些表面活性剂特用于某些工业领域,故未列入本文的统计中。

在阴离子表面活性剂中,磺酸盐、硫酸盐类表面活性剂占据了绝对主要的市场地位和产销量,这类表面活性剂的现状和发展趋势大致代表了阴离子表面活性剂的现状和发展。

目前国内几乎全部采用SO3气相膜式磺化技术生产磺酸盐、硫酸盐类阴离子表面活性剂,氯磺酸、烟酸等磺化工艺已基本淘汰。

在众多的磺化、硫酸化类阴离子表面活性剂中,L A S作为传统的表面活性剂依然保持着主要的市场份额。

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表面活性剂的文献综述学院:化学化工学院专业:应用化学姓名:XX2016年1月1日表面活性剂的文献综述摘要:本文介绍了表面活性剂的基本概念和应用以及表面活性剂中胶束的形成,阐述了表面活性剂溶液的多种性质,并简要分析了胶束催化的原理。

对阳离子表面活性剂的分类进行了归纳,并说明阳离子表面活性剂的用途和实例应用。

关键词:表面活性剂、溶液、胶束、阳离子表面活性剂Abstract: this paper introduces the basic concept and application of the surfactant and surfactant micelle formation, this paper expounds the various properties of surfactant solution, and briefly analyzes the principle of micellar catalysis.Has carried on the induction, the categorization of cationic surfactant and explains the use and application of cationic surfactant.Keywords: surfactant, solvent, micelle, cationic surfactant一、前言近年来,随着化学相关领域的不断发展,使得我们在表面活性剂的研究和应用发展方面有了很大的进步。

表面活性剂主要是改变相应溶液的各种性质来达到预期的效果,以完成其作用。

阳离子表面活性剂中,大部分是含氮的有机化合物,即有机胺的衍生物。

简单的胺的盐酸(或者它的无机酸)盐及醋酸盐等(碳8~18),可在酸性水溶液中用作乳化、分散、润湿剂,也常用作矿物浮选剂,以及用作颜料粉末表面的疏水剂。

二、表面活性剂基本概论2.1表面活性剂的概念表面活性剂是有两种基团的分子:亲水基和亲油基。

表面活性剂分子作用于水溶液与气相或油层形成的界面,亲水性基团插入水溶液,亲油基团则朝向空气或油层形成一定形式的排列。

当表面活性剂到达一定的浓度后,可以形成紧密的单分子层,具有降低表面张力的作用。

2.2表面活性剂分类及举例当表面活性剂溶解于水后,根据是否生成离子,分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂,离子型表面活性剂还可以根据电性,更具体地分为阴离子型(如硬脂酸、肥皂、十二烷基苯磺酸钠等)、阳离子型(如带有季铵离子的长链烷)和两性离子型表面活性剂(如一些氨基酸)。

2.3表面活性剂的重要性表面活性剂在各个方面都有很好的应用,也有相当的成就。

其中最常见的就是走入人们日常生活的各类洗涤用品,都是化学合成的表面活性剂,这些都极大的方便了人们的生活。

其实,其应用远不止这些,在工业方面,尤其是制造业,都有大量的使用表面活性剂,不仅提高了生产效率,也使产品变得更加纯净,得到了高品质而价廉的产品。

在科研方面也有相当出色的表现。

可以这样说,表面活性剂广泛用于现代社会的各个方面,极大地推进了人类前进的步伐,有很深刻的意义。

2.4表面活性剂的历史①公元前2500年起,人类就开始使用羊油和草木灰制造肥皂。

②土耳其红油的出现:土耳其红油是阴离子表面活性剂,具有优良的乳化性、渗透性、扩散性和润湿性,由蓖麻油和浓硫酸反应再经氢氧化钠中和而成。

③19世纪初,石油磺酸皂:石油磺酸皂具有良好的水溶性,俗称绿钠,是第一种用矿物原料制得的洗涤剂。

④20世纪30年代,以长链烷基、苯基为疏水基的多种表面活性剂出现于美国;一战之后德国开发了以聚乙二醇结构为亲水基的各种非离子型表面活性剂。

1995年,世界洗涤剂总产量达到4300万吨。

三、溶液中胶束的形成3.1胶束化作用表面活性剂的两亲性结构使其具有逃离水相的趋势,这会导致表面活性剂分子在界面上的吸附。

同时,在体相溶液中,这种趋势的另一种结果是依靠其疏水基相互缔合形成有序的聚集体,这一过程称为胶束化作用,所形成的聚集体即为胶束。

胶束化作用在活性剂界面吸附达饱和时最为显著。

胶束化作用是自发过程,形成的胶束溶液是表面活性剂分子单体与胶束形成平衡的热力学稳定体系。

胶束化作用只有在表面活性剂浓度超过一定值时才会发生,这一浓度称为临界胶束浓度(Critical micelle concentration,cmc)。

由于胶束性质不同于单个的表面活性剂分子,如左图所示,形成胶束时表面活性剂溶液的许多物理性质将会发生突跃的明显变化。

3.2胶束的结构胶束的基本结构分为内核和外层两大部分。

在水溶液中的胶束内核由表面活性剂疏水基缔合而成,可视为极性水介质中的非极性微区。

胶束外层是介于内核与水溶液之间的区域,有表面活性剂的极性基部分构成。

对于离子型表面活性剂而言,胶束内核由疏水基构成,性质类似于液态烃,直径约为1-3nm。

胶束的外层可以分为两部分:胶束的亲水基构成的外壳以及反离子构成的扩散双电层。

对于非离子型表面活性剂而言,内核的构成与离子型相同,但是并不存在反离子构成的扩散双电层结构也不带电荷。

在上述的胶束中,从外层到内核极性逐渐减小,即从极性大的水环境逐渐到非极性的环境,这就给许多有机物提供了良好的与进行化学反应的微环境;某些在水中溶解度较小的物质在这种微环境中也溶解度大大增加。

四、表面活性剂溶液的性质4.1溶解性一般离子型表面活性剂易溶于水中,非离子型表面活性剂易溶于油中。

与普通物质溶解性不同,离子型表面活性剂在水中的溶解度,低温时随温度升高而缓慢升高,但是温度升高到某一值之后,开始迅速的增加,此转折温度成为Krafft 点。

对于同系物表面活性剂,碳氢链越长Krafft点越高。

一般来说Krafft点越高,表面活性剂的亲油性越强,在水中溶解度越小。

在Krafft点时,饱和浓度即为cmc值,因此离子型表面活性剂使用时,温度应在其Krafft点之上,才能表现出其应有的表面活性。

对于非离子型表面活性剂而言,上述情况则刚好相反,当温度上升时溶解度反而下降,加温至某一温度时,溶液开始成混浊状态,此温度称为浊点。

非离子型表面活性剂具有在浊点以下溶于水,在浊点以上不溶于水的性质。

其浊点越高表示亲水性越强,应在浊点温度以下使用才能呈现其最佳的表面活性。

4.2HLB值表面活性剂的亲水亲油平衡值(Hydrophile and lipoplhile balance value,HLB)是表示表面活性剂乳化性能的一个指标,因为乳化剂的乳化性能与其亲水、亲油性有很大关联。

HLB值越大表示其亲水性越强,水溶性越好,越小则亲油性越强。

HLB值并不存在绝对的标准而是人为规定的。

通常规定石蜡的HLB为0,油酸HLB为1,油酸钾HLB为20,十二烷基硫酸钠HLB值为40,以此为标准,通过乳化实验可以推算出其他表面活性剂的HLB值。

如同左图所示,不同HLB值的表面活性剂,因为其亲水性和亲油性的不同,有不同的作用,而在水中的分散性也各不相同。

一般认为,HLB值具有加和性,一种混合乳化剂的HLB值可根据混合组分各自的HLB值及其混合比例来计算。

提出的计算HLB的方法有很多种,但是还没有一种公认的算法。

常用的计算HLB的方法是Davies提出的基团数法,该法将表面活性剂结构分解为基团,每一个基团对HLB值有不同的贡献(见下表),加和得出总的HLB值:亲水基团HLB值亲油基团HLB值38.7 0.47521.1 0.87019.1 0.15011.0 0.1502.4 苯环 1.6621.91.3酯 2.44.3增溶作用在表面活性剂水溶液中,当其浓度大于cmc之后,一些不溶或难溶于水的有机物的溶解度会急剧增加,这种现象成为增溶作用。

例如,乙基苯在水中的溶解度为0.014g,但是在0.3M的十六酸钾水溶液中可达5g。

增溶作用可以视为发生在胶束中的现象,在cmc以上才明显进行即为证据。

然而,即使是数个分子形成的聚集体也有微弱的增溶作用。

与过饱和溶液不同,增溶作用是自发过程,形成的是热力学稳定的体系。

换言之,除非胶束聚集体解体(浓度降至cmc以下)否则溶质不会自动析出。

增溶于胶束的物质也并非溶在了溶剂里,而是进入胶束。

被增溶物之所以能进入胶束,是因为之前提到的胶束外壳到内核极性的变化所导致的微环境。

非极性的小分子增溶物(如短碳链的烃)增溶于胶束内核;长链极性有机物(如脂肪醇)一般以其碳氢链插入内核,极性端接近外壳。

非离子型表面活性剂的极性基通常为多个醚键,可以结合多个水分子,所以这类胶束外层体积很大,含极性基团的小分子芳香化合物即可增溶在这类外壳中。

一般而言这种增溶方式增溶量最大。

可以看出,对增溶于胶束内核的非极性分子而言,表面活性剂碳氢链越长,则内核越大,增溶效果越好;对增溶于非离子型表面活性剂外壳的分子而言,乙烯氧基越多,增溶效果越好;增溶物分子越大增溶效果越差。

五、胶束催化5.1胶束在其中的多重作用5.1.1浓集效应胶束溶液中不溶或难溶的反应底物溶解度增加。

增溶数据和动力学研究的结果表明,反应底物通过疏水作用和静电作用可以使其在容积极小的胶束相表面区域内浓度大增,反应物浓度的提高使得反应速率急剧增加。

对于双分子反应,反应是在在胶束中增溶的底物与胶束表面Stern层的反离子间进行的。

因此,反离子结合度越大,胶束表面的反离子越多,反应速率越快。

虽然一般来说胶束中反应底物浓度越大越有利于提高反应速率,但是只有当反应底物增溶于胶束表面层内而且可反应基团位于胶束外端时反应才可以进行。

这就是说,如果反应底物过于深入胶束内核或可反应基团不是朝向胶束表面都不利于反应进行。

5.1.2介质效应介质效应是指胶束作为反应介质能改变反应底物的活性,这种效应起因于很多方面。

胶束能使反应中间体有足够的反应时间,从而有利于反应的进行与反应活性的提高,这一点与溶剂的笼效应类似。

胶束能使反应底物增溶于胶束一定位置,并采取一定的定向方式。

控制反应底物的位置和取向,可以大大提高反应活性。

带有电荷的反应底物大多定位于带反号电荷的胶束表面层附近,就可以更容易与胶束表面结合的反应离子接近。

胶束的微黏度远远大于水溶液的黏度,这使得底物分子的平动、转动等受限,影响产物的选择性。

5.1.3功能性胶束的催化作用功能性胶束是指带有功能基团的表面活性剂分子所形成的胶束,这些功能基团包括羟基、咪唑基、硫醇基、羟氨基、羟氨基烷基等等。

功能胶束可通过作为碱或亲核试剂而起作用,这是由于表面活性剂分子上或混合胶束上的某些组份上的活性基团有催化作用。

功能胶束的催化作用远大于非功能胶束。

以去酰化作用为例,带咪唑基的功能性表面活性剂胶束用于反应,反应机理是先通过咪唑基酰化,再去酰化进行的,因此催化效果远远好于非功能胶束。

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