中國(guó)粉體網(wǎng)訊 表面活性劑(surfactant),是指加入少量能使其溶液體系的界面狀態(tài)發(fā)生明顯變化的物質(zhì),,在行業(yè)內(nèi)俗稱(chēng)“工業(yè)味精”屬于精細(xì)化工行業(yè),,位于化工產(chǎn)業(yè)鏈中末端,上游是以石油衍生物和天然油脂衍生物為原料,,下游幾乎可以覆蓋所有的精細(xì)化工領(lǐng)域,。從理化性質(zhì)看,具有固定的親水,、親油基團(tuán),,在溶液的表面能定向排列。
在實(shí)際應(yīng)用中,,表面活性劑由于具有潤(rùn)濕或抗粘,、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶,、分散,、洗滌、防腐,、抗靜電等一系列物理化學(xué)作用,,是一類(lèi)靈活多樣、用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品。表面活性劑除了在日常生活中作為洗滌劑,,其他應(yīng)用幾乎可以覆蓋所有的精細(xì)化工領(lǐng)域,。
一、表面活性劑分類(lèi)
表面活性劑分為離子型表面活性劑(包括陽(yáng)離子表面活性劑與陰離子表面活性劑),、非離子型表面活性劑,、兩性表面活性劑、復(fù)配表面活性劑,、其他表面活性劑等,。
1.根據(jù)來(lái)源
合成表面活性劑——主要來(lái)源于石油化學(xué)制品的烴類(lèi)。
天然表面活性劑——以天然油脂為原料生物表面活性劑——由細(xì)菌,、酵母和真
菌等多種微生物產(chǎn)生,。
2.根據(jù)親水基的不同
①脂肪酸系——微生物培養(yǎng)可制得,有覆蓋霉菌酸,,青霉孢子酸的鈉鹽及烷基胺鹽,,洗滌能力超強(qiáng)。
②磷脂系——大豆和蛋黃制得,,是制備脂質(zhì)體的主要原料,。
③糖脂系——是假單胞菌在以正構(gòu)烷烴為唯一碳源的培養(yǎng)基時(shí)得到,應(yīng)用于食品藥和生物制劑,。
④�,;s氨酸系——有枯草桿菌等培養(yǎng),具有很好的表面活性,,如活性蛋白的脂肽,。
⑤生物高分子表面活性劑——利用酶的催化活性使明膠等水溶蛋白質(zhì)與氨基酸的烷基反應(yīng)得到。
3.根據(jù)表面活性劑親水性質(zhì)
分為陰離子表面活性劑,、陽(yáng)離子表面活性劑,、兩性表面活性劑、非離子表面活性劑等,。
①陰離子表面活性劑
將在水中電離后起表面活性作用的部分帶負(fù)電荷的表面活性劑稱(chēng)為陰離子表面活性劑,。從結(jié)構(gòu)上把陰離子表面活性劑分為羧酸鹽、磺酸鹽,、硫酸酯鹽和磷酸酯鹽四大類(lèi),。
②兩性表面活性劑
在水溶液中同一分子上可以形成陰離子和陽(yáng)離子構(gòu)成內(nèi)鹽。與其他表面活性劑混合使用有很好的相容性及協(xié)同作用,,具有很強(qiáng)的功能性,。
③非離子表面活性劑
在水中和有機(jī)溶劑中均可溶解,在固體表面上可強(qiáng)烈吸附,,有較高的耐硬水性,;在納米材料合成中易于形成膠團(tuán),,納米粉體中應(yīng)用較多。
二,、表面活性劑在材料制備中作用
1. 控制微粒大小,、形狀
表面活性劑分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定其在溶液中必然形成膠團(tuán),而膠團(tuán)的大小和膠團(tuán)的數(shù)目是可以通過(guò)控制表面活性劑結(jié)構(gòu)決定,。
2. 改善微粒表面性能
表面活性劑可以控制微粒的親水性或親油性,、表面活性,并對(duì)納米微粒表面進(jìn)行改性;親水基團(tuán)與表面基團(tuán)結(jié)合生成新結(jié)構(gòu);降低表面能,,使之處于穩(wěn)定狀態(tài),,形成空間位阻,防止再團(tuán)聚,。
3.控制材料結(jié)構(gòu)
表面活性劑的兩親性結(jié)構(gòu)決定其在溶液表面能形成分子定向排列,,利用該特性可以選擇特定結(jié)構(gòu)的表面活性劑制備理想的結(jié)構(gòu)材料。
例如,,采用高分子表面活性劑的可聚合單體,,在溶液中形成定向排列。然后引發(fā)聚合,,就可以得到與原始膠團(tuán)結(jié)構(gòu)一樣的納米結(jié)構(gòu)材料,。
三、表面活性劑的應(yīng)用
1.在納米技術(shù)研究中的應(yīng)用
在納米材料制備領(lǐng)域,,利用表面活性劑分子在分散體系中形成的有序聚集體如膠束、反膠束,、微乳相等性質(zhì)成功制備了各種納米材料,。陽(yáng)離子表面活性劑作為無(wú)機(jī)硅酸鹽的插層改性劑在聚合物基-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的制備中能發(fā)揮重要作用。在解決納米粉體的團(tuán)聚問(wèn)題時(shí),,用表面活性劑進(jìn)行改性可以降低納米粉體巨大的表面能,,是抑制納米粉體聚結(jié)的重要手段。從納米材料的制備,、表征到應(yīng)用,,表面活性劑由于其獨(dú)特的性質(zhì)都發(fā)揮著重要的作用。
2.在制藥工業(yè)中的應(yīng)用
表面活性劑在藥物制劑中做藥劑輔料,、在藥物合成中做相轉(zhuǎn)移催化劑及在藥物熒光分析中做增溶增敏劑,,因此廣泛應(yīng)用于制藥工業(yè)中。
3.在環(huán)境保護(hù)研究中的應(yīng)用
表面活性劑在水污染處理技術(shù),、大氣除塵技術(shù),、土壤和地下水污染修復(fù)技術(shù)中的研究中占有重要地位。如表面活性劑加溶修復(fù)技術(shù)的研究是解決土壤和地下水污染修復(fù)的重大研究課題,,并且在理論及實(shí)驗(yàn)室研究中取得了較好的效果,。
此外,,表面活性劑在石油/煤炭開(kāi)采和電鍍以及皮革領(lǐng)域的應(yīng)用也十分廣泛。
2020年,,中國(guó)粉體網(wǎng)旗下平臺(tái)粉體公開(kāi)課舉辦首屆粉體表面改性及包覆技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì),,受到了業(yè)內(nèi)人士的諸多好評(píng)。2021年,,中國(guó)粉體網(wǎng)平臺(tái)粉體公開(kāi)課再出發(fā),,于2021年7月2日,舉行“2021第二屆粉體表面改性及包覆技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)”,,特邀湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院顏鑫教授為大家?guī)?lái)題為《兩性表面活性劑在粉體表面改性中的應(yīng)用》的專(zhuān)業(yè)報(bào)告,,線(xiàn)上為大家講解粉體表面活性劑分類(lèi)與應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)介以及近年來(lái)兩性表面活性劑在粉體表面改性中的應(yīng)用趨勢(shì)與關(guān)鍵技術(shù)。
專(zhuān)家介紹
顏鑫,,教授,,中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會(huì)碳酸鈣行業(yè)專(zhuān)家組成員,中國(guó)設(shè)備管理協(xié)會(huì)冶金石灰行業(yè)首屆專(zhuān)家組成員,,中國(guó)化工學(xué)會(huì)化肥專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員,。
CSCD收錄期刊《無(wú)機(jī)鹽工業(yè)》編委,EI,、CSCD收錄期刊《化工進(jìn)展》審稿人,,廣東省科技特派員,全國(guó)石油和化工行業(yè)教學(xué)名師,,湖南省應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)帶頭人,。
參考資料:
百度百科,表面活性劑