表面活性剂的生物降解

生物表面活性剂在环境工程中的应用

生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时，在代谢过程中分泌的具有表面活性的代谢产物。与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂具有许多独特的属性，如：结构的多样性、生物可降解性、广泛的生物活性及对环境的温和性等。由于化学合成表面活性剂受原材料、价格和产品性能等因素的影响，且在生产和使用过程中常会严重污染环境及危害人类健康，因此，随着人类环保和健康意识的增强，近二十多年来，对生物表面活性剂的研究日益增多，发展很快，国外已就多种生物表面活性剂及其生产工艺申请了专利，如乙酸钙不动杆菌生产的一种胞外生物乳化剂已经有了成品出售。国内对生物表面活性剂的研制和开发应用起步较晚，但近年来也给予了高度重视，其中研究最多的就是生物表面活性剂在提高石油采收率以及生物修复中的应用。

一、生物表面活性剂的种类及其生产菌

1、生物表面活性剂的种类

化学合成表面活性剂通常是根据它们的极性基团来分类，而生物表面活性剂则通过它们的生化性质和生产菌的不同来区分。一般可分为五种类型：糖脂、磷脂和脂肪酸、脂肽和脂蛋白、聚合物和特殊表面活性剂。

2、生物表面活性剂的生产菌

大多数生物表面活性剂是细菌、酵母菌和真菌的代谢产物。这些

生产菌大多是从油类污染的湖泊、土壤或海洋中筛选得到的。如banat等从油泥污染的土壤中分离得到两株生物表面活性剂的菌株：芽孢杆菌ab-2和y12-b。表1列出了一些主要的生物表面活性剂的种类及其生产菌。

二、生物表面活性剂的生产

目前，可以通过两种途径生产生物表面活性剂:微生物发酵法和酶法。

采用发酵法生产时，生物表面活性剂的种类、产量主要取决于生产菌的种类、生长阶段，碳基质的性质，培养基中n、p和金属离子mg2+、fe2+的浓度以及培养条件(ph、温度、搅拌速度等)。

洗涤中常用的表活

阴离子表活

1. AS 601 烷基磺酸钠十二烷基硫酸钠（SDS）或月桂基硫酸钠(SLS)，是洗洁精的主要成分。去污力较十二烷基苯磺酸钠差一些。

2. LAS 烷基苯磺酸钠 LAS常与AEO等非离子表面活性剂复配使用。

3. SAS 仲烷基磺酸钠生物降解性极佳，系绿色表面活性剂，助洗剂如碱性物和磷酸盐能增进SAS的去污能力，泡沫力中等。SAS与AES复配有有良好的相容性。

4. AOS α-烯基磺酸钠 AOS生物降解性好

LAS:AOS在8:2时协同作用最为显着。含4A沸石、泡花碱和纯碱等助剂的无磷洗衣粉洗涤织物后织物上灰份沉积量值得注意。用AOS部分代替LAS的无磷洗衣粉比单独用LAS的无磷洗衣粉，洗后织物的灰份沉积量小，不易板结，泛黄。

5. K12 脂肪醇硫酸钠十二醇硫酸钠发泡性强，十八醇硫酸钠发泡性差。

6. AES 脂肪醇聚氧乙烯硫酸钠生物降解度99%。AES可与季铵盐阳离子表活进行复配，具灭菌、抗静电功能。

7. MES 脂肪醇甲酯磺酸钠 100%降解，在高硬度时，好于LAS和AES。

8. AEC 醇醚羧酸钠 “21世纪绿色表活”与醇醚硫酸盐配合使用更好。泡沫稳定。

9. PAES12 月桂醇聚氧乙烯醚邻苯二甲酸单酯钠盐

有较低的发泡性和较强的去污能力。

非离子表活

1. 脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO9、平平加O 在去污过程中防止污垢再沉积能力比LAS好。

2. 烷基酚聚氧乙烯醚 OP-4、OP-7、OP-10（TX-4、TX-7、TX-10）毒性较大。

3. 脂肪醇聚氧乙烯酯 SE-10

4. Span 失水山梨醇脂肪酸酯

5. 6501 尼纳尔椰油烷基二乙醇酰胺对动植物和矿物油有良好脱油力，具携污和防止污垢再沉积的功效。

6. OA-12 十二烷基二甲基氧化铵与AOS或AES复配，可提高去污力，与LAS复配，去污力下降。

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。

表面活性剂对水环境的影响

1 / 6 表面活性剂对水环境的影响

基本概念

表面活性剂（surfactant）是指具有一定性质、结构和界面吸附性能，能显著降低溶剂表面张力或液—液、液—固界面张力的一类物质。它的英文名字surfactant就是surfaceactiveagent的合成词，表示“表面活性剂就是能使表面（或界面）活性增强的物质”。

表面活性剂分子中同时具有亲水基团和亲油基团，这种特性也叫做“双亲”（amphiphilic）。由于表面活性剂的这种特性，在适当浓度时，它们在水中能形成胶束（micelle）：亲水的头部被水吸引朝外，亲油的尾部被水排斥从而朝里。在洗衣服的过程中，油渍就是被亲油基团拉到胶束的内部，而整个胶束又被水带走。如果是在油性环境中，它们又可以形成反胶束（inversemicelle），即头在内尾在外。这些胶束在化妆品中有着举足轻重的作用。

一、表面活性剂分类

表面活性剂的分类方法很多，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。

一般都认为按照它的化学结构来分比较合适。即当表面活性剂溶解于水后，根据是否生成离子及其电性，分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。

按极性基团的解离性质分类，表面活性剂有离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、特种表面活性剂。

离子型表面活性剂为阴离子表面活性剂（羧酸盐类、磺酸盐类、硫酸酯类、磷酸酯类等）、阳离子表面活性剂（胺盐类、季铵盐类、杂环类、鎓盐类等）、两性离子表面活性剂（羧酸盐型、磺酸盐型、磷酸酯型、甜菜碱型、咪唑啉型、氨基酸型等）。

非离子表面活性剂有：烷基多苷型、聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、嵌段聚醚型。

特种表面活性剂有含氟型、含硅型、含硼型、高分子型等。

表面活性剂的分类方法 2

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

化妆品常用表面活性剂

化妆品中常用的表面活性剂

表面活性剂的各种功能主要表现在改变液体的表面、液一液界面和液一固界面的性质，而其中液体的表(界)面性能是最主要的。将物质加到溶剂中会大大降低溶剂的表面张力，能够使体系的表面状态发生明显的变化，这些物质都称之为表面活性剂。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分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型表面活性剂。

1)阴离子表面活性剂化妆品中常用的阴离子表面活性剂包括：脂肪酸皂、十二烷基硫酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基聚氧乙烯醚磷酸钠和大豆磷脂(卵磷脂)等，其特点是洗净、去污能力强，在化妆品中主要起清洁、润湿、乳化和发泡的作用。

2)阳离子表面活性剂

阳离子表面活性剂主要为高碳烷基的伯、仲、叔胺和季铵盐，如十八烷基三甲基氯化铵、C12～14烷基二甲基苄基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化钠等，其特点是具有较好的杀菌性与抗静电性，在化妆品中起柔软、抗静电、防水和固色的作用。

3)两性离子表面活性剂化妆品中常用的两性表面活性剂包括：椰油酰胺基丙基甜菜碱、咪唑啉等，两性表面活性剂的特点是具有良好的洗涤性能，且比较温和，低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性，以及良好的生物降解性。两性表面活性剂常与阴离子或阳离子表面活

性剂复配使用，有良好的配伍性，在一般情况下会产生协同增效效应。在化妆品中起柔软、抗静电、乳化、分散和杀菌的作用。

4)非离子表面活性剂化妆品中常用的非离子表面活性剂主要有：失水山梨醇单月桂酸酯(司盘一20、司盘一40、司盘一60和司盘一80)、环氧乙烷加成物(吐温一20、吐温一40、吐温一60和吐温一80)、月桂醇聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、油酸单甘油酯、聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯羊毛脂等，其特点是安全，对皮肤温和、无刺激性，具有良好的乳化、增溶以及稳定性高，与其他类型表面活性剂相容性好等特点，在化妆品中应用最广。

表面活性剂烷基多苷

绿色表面活性剂—烷基多苷

前言：烷基多苷也叫烷基糖苷，简称APG，是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，是一种性能较全面的新型非离子表面活性剂，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性,具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性，是国际公认的首选“绿色”功能性表面活性剂。［１］

本文分为四个部分介绍烷基多苷的性质：

一．烷基多苷的发展历程及基本性质

二．烷基多苷的生产工艺

三．烷基多苷的主要应用领域

四．烷基多苷的发展前景

绿色表面活性剂——烷基多苷

学院：材料与化工学院

班级：08级理科实验班

学号：20080W0103

姓名：赵慧超

Investigation on the Development and

Application of Green Surfactant Agent

Abstract: Alkyl Polyglysoside (APG) is a new type of mild nonionic green

surfactant with wide applications and excellent properties. The preparati

-on , properties and application of APG are introduced in this paper .

关键字：烷基多苷，绿色，可降解，无毒

一．烷基多苷的发展历程及基本性质

烷基多苷简称APG，系非离子表面活性剂, 它是由可再生资源淀粉的衍生物葡萄糖和脂肪醇为原料，由半缩醛羟基与醇羟基在酸催化剂存在下脱去一分子水得到的一种苷化合物。［２］APG的特殊结构使它具有比其他乙氧基非离子表面活性剂更优异的性能，表现在无浊点，水稀释后无凝胶现象；APG兼有非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的特性。［３］

APG的研制已有100多年的历史，1978年法国的Seppic公司建成第一套（1500t／a）APG工业装置，才开始了APG的工业化生产。直到80年代后期，由美国R ohm＆haas公司及Horizon化工公司研制出了经济上合理的工业生产路线，众多国外公司相继大规模生产APG。德国Henk e l公司兼并了美国的H arizon化工公司，购买了它的4000t／aAPG中试装置，并将其扩大到2．5万t／a，1992年3月正式投产。同时在本国杜塞尔多夫建了一套同样规模的装置，生产十二烷基多糖苷和癸基多糖苷两种产品。此外，法国的Seppic公司也建成了一套10000t／a的生产装置。日本有10000t／a装置，瑞典有5000

表面活性剂

学院：材料与化学工程学院

姓名：刁忠行

学号：11701440232

引言

非离子表面活性剂的亲水基为一定数量的含氧基团（常为醚基和羟基）。在水溶液中不电离，不易受酸、碱、盐等电解质存在的影响。非离子表面活性剂的耐硬水性好，碳链相同的非离子表面活性剂比对应的离子型表面活性剂的CMC低，在水中容易形成胶束。分子中亲水基比例不同，非离子表面活性剂的溶解、乳化、润湿、分散、渗透等性能变化大。可与阴、阳离子和两性表面活性剂良好配伍。

非离子表面活性剂可分为四类：

聚氧乙烯型非离子表面活性剂、多元醇系非离子表面活性剂、聚醚型-环氧乙烷和环氧丙烷共聚物、烷醇酰胺系非离子表面活性剂。

1 、非离子表面活性剂的类别

1.1、聚氧乙烯型

聚氧乙烯型非离子表面活性剂是由含有亲油基及活性氢（如—OH、—NH2、—COOH中的H）的化合物与一定量的环氧乙烷加成制得。

1.1.1 、脂肪醇聚氧乙烯醚

脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）AEO具有低起泡性，高分散能力，对悬浮液及乳液的分散，乳化稳定有特效。其溶解范围可以从完全油溶性到完全溶水性，溶解特性取决于环氧乙烷的加成的摩尔数。溶解性随EO含量的增加明显提高，比重和粘度随环氧乙烷含量的增加而增大，随温度的提高而减少。

1.1.2、脂肪酸聚氧乙烯脂

脂肪酸聚氧乙烯化合物在强酸和强碱溶液中均可发生水解，在硬水中形成钙皂，影响其应用。聚氧乙烯脂肪酸与聚氧乙烯的脂肪醇醚和烷基酚醚相比润湿。去污和发泡能力均比较差，但它成本低，泡沫少，与各种助剂复合可以配制多种家用和工业用清洗剂，在金属加工中作油脱脂和冷却润滑的添加剂。

1.1.3、烷基苯酚聚氧乙烯醚类

由于苯酚为弱酸，其酸度大于脂肪醇，所以生成的加成物速度快，产物中不含游离苯酚。烷基酚聚氧乙烯的酚羟基对位的烷基碳原子数通常在8～9，低碳支链的烷提高了水溶性和洗涤效能，对酸、碱及氧化剂都比较稳定，成本也较低。

表面活性剂的现状及未来五至十年发展前景

表面活性剂是一类在日常生活和工业生产中广泛应用的化学物质。它们能够在液体和固体之间降低表面张力，使液体更容易湿润固体，起到增强和稳定乳化、发泡和分散的作用。目前，表面活性剂已经成为化妆品、洗涤剂、农药等行业不可或缺的重要原料。本文将探讨表面活性剂的当前状态，并展望未来五至十年的发展前景。

目前，表面活性剂市场呈现稳步增长的趋势。随着生活水平的提高和全球人口的增长，对清洁产品和个人护理产品的需求不断增加，推动了表面活性剂市场的快速发展。此外，环境保护意识的觉醒也对表面活性剂产业提出了新的挑战。人们对可再生、生物降解和环境友好的表面活性剂的需求日益增加，这将对市场格局产生深远的影响。

未来五至十年，表面活性剂产业将面临一些关键的发展机遇和挑战。首先，可持续发展将成为表面活性剂行业的重要方向。随着全球气候变化的加剧，人们对环境友好产品的需求将日益迫切。因此，未来的表面活性剂市场将倾向于开发和应用生物基表面活性剂，以取代传统的石化表面活性剂。这将有助于减少温室气体排放，并减少对有限资源的依赖。

其次，新技术的引入将推动表面活性剂行业的创新发展。随着科技的进步，新型表面活性剂的研发和应用将成为未来的发展趋势。例如，纳米技术、微胶囊技术和膜分离技术等的应用将改善表面活性剂的性能和应用范围。此外，新型表面活性剂的研发还可以解决传统表面活性剂在高浓度和极端环境下的稳定性问题，提高产品的质量和可靠性。

另外，市场竞争的加剧也将对表面活性剂行业的未来发展产生影响。随着全球化的进程，国际市场的竞争越来越激烈。为了在竞争中保持竞争力，各企业需要加强技术创新和研发能力，提高产品质量和性能。此外，更加注重品牌建设和市场推广也是企业在竞争中取得优势的关键。

综上所述，表面活性剂在当前市场上发挥着重要角色，并拥有广阔的发展前景。未来五至十年的发展中，表面活性剂行业将以可持续发展为导向，借助新技术的引入实现创新发展，并面临激烈的市场竞争。通过重视环境友好和生物降解的表面活性剂的研发和应用，以及加强技术创新和市场推广，表面活性剂行业将迎来更加美好的未来。

新型生物表面活性剂-槐糖脂（sophorolipid）

新型⽣物表⾯活性剂-槐糖脂（sophorolipid）

⽣物表⾯活性剂,是微⽣物在⼀定条件下代谢过程中分泌出的具有⼀定表⾯活性的代谢产物，如糖脂，多糖脂，脂肽

或中性类脂衍⽣物等。槐糖脂（sophorolipid）是由假丝酵母菌以糖和植物油为碳源，经⼀定条件的发酵⼯艺产

⽣的⼀种糖脂类⽣物表⾯活性剂。槐糖脂是⼀种环境友好、⽆毒、⽆污染的⽣物表⾯活性剂，不仅可以⽤于⾷品⼯业、

环境保护等领域，并且在医学和免疫学上也有⼴泛的应⽤价值，具有抗炎、抗肿瘤、抗病毒的作⽤。最新研究表明，槐

糖脂也可应⽤于纳⽶技术中，作为昂贵材料的原材料，有很好的应⽤前景。

西宝⽣物作为⽣物新材料领域综合供应商，⼤量供应各种规格槐糖脂，质量保证，量⼤从优，咨询订购电话：400-021-8158。

⼀、槐糖脂介绍：

槐糖脂由亲⽔性的槐糖( 2 个葡萄糖分⼦以β-1，2糖苷键结合) 和疏⽔性的饱和或不饱和的长链ω-( 或ω-1) 羟基脂肪

酸两部分构成。不同结构的槐糖脂具有不同的理化性质。槐糖脂主要两种类型: 内酯型和酸型。

⼯业化⽣产的槐糖脂⼀般为混合结构产品，因发酵过程的不确定性，每批次的产品组成都会略有差异。如果经过提纯处理，也只是酸型和内酯型两类分开，除试剂⽤途外，通常很少有单⼀结构产品。⼆、槐糖脂应⽤

⼯业品的槐糖脂是各种构型的混合物，主要分为酸型和内酯型。其可将⽔的表⾯张⼒降⾄30~40mN/m，与其他成

份进⾏复配后的驱油产品可将界⾯张⼒降低到10-3甚⾄10-4mN/m，其临界胶束浓度为40-100mg/L，远远低于⼀般的化

学表⾯活性剂。槐糖脂在120的⾼温条件下、⾼盐条件下其表⾯活性不受影响。另外，槐糖脂具有100%的可降解性，不

会对⽯油、储层等带来⼆次污染，在⽯油⽣产过程中可以减少化学品⽤量；不带来⼆次污染，减轻污⽔处理压⼒，降低环保成本。

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农作物在⽣产过程中会⼤量使⽤农药，农药⼤多组分是亲脂性的，所以会⽤到⼤量的乳化剂，以保证产品稳定和利