有机硅表面活性剂

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☆有机硅表面活性剂、生物表面活性剂、含氟等特种表面活性剂:量大面广的绿色阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂,两性离子表面活性剂:新型、绿色表面活性剂如脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)、脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)、烷基多糖苷(APG),单乙醇酰胺琥珀酸酯;

☆烷基苯(AB),环氧乙烷(EO),环氧丙烷(PO),壬基酚(NP),辛基酚(OP),乙二醇(EG),乙醇胺,聚乙二醇(PEG),乙撑胺(EA),脂肪酸,脂肪醇,脂肪胺,脂肪酸甲酯;

☆洗涤剂:肥(香)皂、洗衣粉、液体洗涤剂、沐浴露、洗手液、洗洁精、清洁剂、洗化原料及其中间体、工业、商业、民用洗涤设备;

☆个人及家居护理用品;

☆日化产品包装技术、材料及机械设备;

☆其他复配表面活性剂、洗涤剂及各类表面活性剂、洗涤剂研究成果、专利技术;

表面活性剂在化学抑尘剂中的应用现状

表面活性剂按其亲水基团结构的离子性可分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性表面活性剂和非离子型表面活性剂。分子量高的表面活性剂称为高分子表面活性剂。另外,还有天然表面活性剂、特种表面活性剂等种类。不同的表面活性剂在化学抑尘剂中有着不同的应用,化学抑尘剂中应用的主要表面活性剂的类型有如下几种。

2.1 阴离子表面活性剂配方型抑尘剂

阴离子表面活性剂在低温下较难溶解,随温度升高溶解度增大,溶解度达到极限时会析出表面活性剂的水合物。但是,水溶液加热至一定温度时,表面活性剂分子发生缔合,溶解度会急剧增大。阴离子表面活性剂一般具有良好的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、起泡、抗静电和润滑等性能,用作洗涤剂有良好的去污能力。主要有高级脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、脂肪酸酰氯与蛋白质水解缩合物、磷酸酯盐等。

阴离子表面活性剂由于其良好的润湿性、渗透性,在化学抑尘剂中起着很重要的作用,大部分的抑尘剂均添加有阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂在抑尘剂中主要起润湿的作用,也有部分起乳化的作用,从而达到黏结粉尘的效果。

如起润湿作用的抑尘剂有以水玻璃、增塑剂、PO-1阴离子表面活性剂、甲基苯乙烯乳液等为主要成分的抑尘剂;以一种阴离子表面活性剂和聚乙烯酐共聚物制备的润湿剂,以乙(2-乙基己基)磺酸琥珀酸钠、己二基磺基琥珀酸钠、硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等为主要成分的煤尘润湿剂;以二磺基琥珀酸钠(2-乙基己基)等阴离子表

面活性剂和硫酸盐等制备的煤尘润湿剂;以碱金属盐类、阴离子表面活性剂和改性剂等为原料制备的SH型抑尘剂等。

另外,还有以黏结为主要功能的抑尘剂,如以渣油、水、乳化剂(十二烷基硫酸钠和月桂醇)为主要原料的用来黏结粉尘的渣油—水乳化液;以渗透剂(如JFC)、腐殖酸钠、十二烷基苯磺酸钠、金属洗涤剂、六偏磷酸钠等为主要原料的高效水泡泥降尘剂等等。

2.2 阳离子表面活性剂配方型抑尘剂

阳离子表面活性剂在水溶液中电离时生成的表面活性离子带正电荷,其疏水基与阴离子表面活性剂相似。阳离子表面活性剂的亲水基离子中绝大部分为含氮原子,也有少数含硫或磷原子。目前,实际使用的阳离子表面活性剂主要是由氮原子组成的阳离子,按阳离子的化学结构分为胺盐型和季铵盐型。除可作为纤维用柔软剂、抗静电剂、防水剂和染色助剂外,还可用作矿物浮选剂以及杀菌剂、防锈剂和特殊乳化剂等。

在化学抑尘领域,阳离子表面活性剂的应用相对较少,但也有一些学者利用阳离子表面活性剂作为抑尘剂的主要组分,如加工矿物棉时的抑尘剂,主要组分为钾皂、甘油、聚氧丙烯醚、NaOH。其中钾皂为皂化油与KOH(4∶1)的合成物,作为水溶性阳离子表面活性剂;湿润煤尘的抑尘剂,其主要成分为季胺化合物、絮凝剂(聚氮丙啶、聚2-羟丙脂-1-N-甲基氯铵)、环氧乙烷、水等。

在抑尘剂领域应用较少的原因与阳离子表面活性剂的结构与性质有关,胺盐型阳离子表面活性剂水溶性较小,在酸性介质中较稳定,但在中性、碱性介质中会发生水解析出胺,通常只适合作纤维柔软剂,而季铵盐阳离子表面活性剂主要起杀菌、抗静电的作用。它们的润湿、黏结、保水等作用较差,且成本高、毒性较大、自然状态下不易分解,因此制约了其在化学抑尘剂中的应用。

2.3 两性表面活性剂配方型抑尘剂

两性表面活性剂在酸性溶液中呈阳离子性,在碱性溶液中呈阴离子性,在中性溶液中有类似非离子表面活性剂的性质。一般来讲,两性表面活性剂的毒性小,具有良好的杀菌作用,耐硬水性好,与各种表面活性剂的相容性也很好。此外,它还有良好的洗涤力和分散力。此类表面活性剂在抑尘剂中运用较少,用来润湿粉尘的抑制剂,其组分为酰胺基甜菜碱、三乙醇胺烷基硫酸盐等。

1.表面张力

把液体表面任意单位长度的收缩力称为表面张力,单位为N•m-1。

2.表面活性和表面活性剂

将能降低溶剂表面张力的性质称为表面活性,而具有表面活性的物质称为表面活性物质。

把能在水溶液中分子发生缔合且形成胶束等缔合体,并具有较高的表面活性,同时还具有润湿﹑乳化﹑起泡﹑洗涤等作用的表面活性物质称为表面活性剂。

3.表面活性剂的分子结构特点

表面活性剂是一种具有特殊结构和性质的有机化合物,它们能明显地改变两相间的界面张力或液体(一般为水)的表面张力,具有润湿﹑起泡﹑乳化﹑洗涤等性能。

就结构而言,表面活性剂都有一个共同的特点,即其分子中含有两种不同性质的基团,一端是长链非极性基团,能溶于油而不溶于水,亦即所谓的疏水基团或憎水基,这种憎水基一般都是长链的碳氢化合物,有时也为有机氟﹑有机硅﹑有机磷﹑有机锡链等。

另一端则是水溶性的基团,即亲水基团或亲水基。亲水基团必须有足够的亲水性,以保证整个表面活性剂能溶于水,并有必要的溶解度。由于表面活性剂含有亲水基和疏水基,因而它们至少能溶于液相中的某一相。表面活性剂的这种既亲水又亲油的性质称为两亲性。

4.表面活性剂的类型

表面活性剂是一种既有疏水基团又有亲水基团的两亲性分子。表面活性剂的疏水基团一般是由长链的碳氢构成,如直链烷基C8~C20,支链烷基C8~C20,烷基苯基(烷基碳原子数为8~16)等。疏水基团的差别主要是在碳氢链的结构变化上,差别较小,而亲水基团的种类则较多,所以表面活性剂的性质除与疏水基团的大小﹑形状有关外,主要还与亲水基团有关。亲水基团的结构变化较疏水基团大,因而表面活性剂的分类一般以亲水基团的结构为依据。这种分类是以亲水基团是否是离子型为主,将其分为阴离子型﹑阳离子型﹑非离子型﹑两性离子型和其他特殊类型的表面活性剂。

5.表面活性剂水溶液的特性

①表面活性剂在界面上的吸附

表面活性剂分子中具有亲油基和亲水基,为两亲分子。水是强极性液体,当表面活性剂溶于水中时,根据极性相似相引﹑极性相异相斥原理,其亲水基与水相引而溶于水,其亲油基与水相斥而离开水,结果表面活性剂分子(或离子)吸附在两相界面上,使两相间的界面张力降低。表面活性剂分子(或离子)在界面上吸附越多,界面张力降低越大。

②吸附膜的一些性质

吸附膜的表面压力:表面活性剂在气液界面吸附形成吸附膜,如在界面上放置一无摩擦可移动浮片,以浮片沿溶液面推动吸附质膜,膜对浮片产生一压力,此压力称为表面压力。

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