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表面活性剂的应用和发展论文

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表面活性剂的应用和发展论文

《表面活性剂》论文 表面活性剂的分类及应用 摘要: 表面活性剂的应用范围涵盖了人们生活和工作的各个方面,在20事迹90年代人们已经开始系统的研究表面活性剂。可以说没有表面活性剂就没有现在干净的我们,现在我们对表面活性剂的认识只是停留在表面没有更深入的研究,下面是对表面活性剂一些基础认识。 关键词: HLB值,分类,应用 一、 HLB 值 ----HLB值越大代表亲水性越强,HLB值越小代表亲油性越强,一般而言HLB值从1 ~ 40之间。亲水亲油转折点HLB为10。HLB小于10为亲油性,大于10为亲水性。 1~--3作消泡剂 3~--6作W/O型[乳化剂 司盘(脱水山梨醇脂肪酸酯)是w/o型乳化剂,具有很强的乳化、分散、润滑作用,可与各类表面活性剂混用,尤其适应与吐温-60, HLB值4.7。 7~--9作润湿剂; 8~--18作O/W型乳化剂,也叫吐温型乳化剂, 为司盘(Span,山梨醇脂肪酸酯)和环氧乙烷的缩合物,为聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯的一类非离子型去污剂;常作为水包油(O/W)型, 药用: (1)可作某些药物的增溶剂。 (2)有溶血作用,以吐温-80作用最弱。 (3)水溶液加热后可产生混浊,冷后澄明,不影响质量。 (4)在溶液中可干扰抑菌剂的作用 13~-18作增溶剂。 二、分类及常用 : 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) 阴离子表面活性剂: 1 、肥皂类 :碱金属皂:O/W ,碱土金属皂:W/O 有机胺皂:三乙醇胺皂 2 、硫酸化物 :硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油。 十二烷基硫酸钠(SDS、月桂醇硫酸钠) 3 、磺酸化物 :二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-OT) 十二烷基苯磺酸钠 甘胆酸钠 阴离子表面活性剂 阳性皂。其分子结构主要部分是一个五价氮原子,所以也称为季铵化合物。其特点是水溶性大,在酸性与碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活性作用和杀菌作用。 常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。 两性离子表面活性剂 同时具有正、负电荷基团,在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。 1 、卵磷脂 :是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料 2 、氨基酸型和甜菜碱型 : 氨基酸型 甜菜碱型: 在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质,具有很好的起泡、去污作用; 在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质,具有很强的杀菌能力。 非离子表面活性剂 1. 脂肪酸甘油酯 :单硬脂酸甘油酯;HLB为3~4主用作W/O型乳剂辅助乳化剂。 2.多元醇 蔗糖酯:HLB(5~13)O/W乳化剂、分散剂 脂肪酸山梨坦(Span) :W/O乳化剂 聚山梨酯(Tween) : O/W乳化剂 3. 聚氧乙烯型 :Myrij(卖泽类,长链脂肪酸酯);Brij (脂肪醇酯) 4. 聚氧乙烯 - 聚氧丙烯共聚物 : 能耐受热压灭菌和低温冰冻,静脉乳剂的乳化剂 应用 表面活性剂一般是低分子量分散剂。表面活性剂分子具有改性作用,特别是降低颜料和树脂溶液间表面张力。 表面活性剂结构上含有两种溶解性或极性相反的基团,使表面活性增加。在水性体系中,极性基团是一些亲水基,非极性的则是憎水基或亲油基。在非水性体系中,极性基团是憎油基,非极性的为亲油基。表面活性剂按其化学结构分类,特别是极性基团包括:阴离子、阳离子、电中性粒子和非离子。 聚合物分散剂作用下效力由以下因素确定: 颜料表面极性基团的吸附作用。锚固基团可以是氨基、羧酸、磺酸、磷酸及其盐。 介质中围绕在微粒周围的非极性链段的行为。分子的一些部分(脂肪族或脂肪族-芳香族片断)必须与粘接剂体系高度的相容。 类似表面活性剂的分散剂的稳定机理是静电稳定:围绕颜料粒子的极性基团形成了双层带电的结构。由于布朗运动,液体介质中颜料粒子时常碰撞在一起,因此在其减速进程中具有强烈的重絮凝趋势。 根据其化学结构(如:低的分子量)和静电稳定理论,表面活性剂有以下缺陷: ·水敏感性:表面活性剂通常使最终涂层产生水敏感性,不适于室外应用。 ·易产生泡沫:许多表面改性剂会产生泡沫,在涂层上产生缺陷(如鱼眼、凹坑)。如果泡沫在研磨进程出现,则导致生产能力的下降。 ·干扰涂层间的粘接。 经过多年发展,特殊的表面活性剂得到改进,使涂层缺陷最大程度地降低,并且某些还能使涂层具有一些别的优点,如消泡/抗腐蚀能力或使基材难以润湿。 用于颜料分散作用的最常用表面活性剂有如下品种: 脂肪酸衍生物,磷酸酯,聚丙烯酸钠/聚丙烯酸,乙炔二醇和大豆卵磷脂。表面活性剂发展方向 1.烷基磷羧酸盐(AEC)工业化制造 随着科技飞速发展和现代文盟的不断进步,人们对表面活性剂使用要求也越来越高,即温和、易生物降解和多功能性,强调使用安全、生态保护和提高效率。烷基醇醚羧酸盐(AEC)是8O年代以来,发达国家积极研究开发的优质表面活性剂热点品种,它与烷基多苷和醇醚磷酸单酯同被称为“表面活性剂90年代的绿色品种”。 烷基醚羧酸盐的生产。一般采用以脂肪醇或烷基酚为原料,经乙氧基化和羧甲基化,制备AEC和APEC。烷基醚羧酸盐在化学结构上与皂类似,在疏水基和亲水基之间,嵌入一定加成数环氧乙烷,从而使其兼有阴离子和非离子表面活性剂中许多优良性能,成为多功能性品种。它在金属加工用方面,效果比相应的醇(酚)醚表面活性剂更好,它具有: (1)对皮肤和眼的刺激性很小。 (2)清洗性能,受pH值和温度影响较小。 (3)对酸、碱、氯较为稳定。 (4)生物降解性能优异。 图1 表面活性剂结构示意图 烷基醚羧酸盐国内的应用市场还远远落后于发达国家,随着环保意识的不断加强和人民物质文化水平的不断提高,这类集温和、易生物降解和多功能性于一身的表面活性剂,在金属加工领域内,将发挥更大作用。 2.新一代表面活性剂Gemini 目前已经合成的低聚表面活性剂有二聚体、三聚体和四聚体等,其中最引人注目的是二聚体,结构示意图见图1,二聚表面活性剂最早被合成于1971年[4-5],后因其结构上的特点而被形象地命名为Gemini(英文是双子星之意)表面活性剂。 表面活性剂Gemini(或称dimeric)是由两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成,因而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力,极大地提高了表面活性。与当前为提高表面活性而进行的大量尝试,如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合相比较,Gemini表面活性剂是概念上的突破,因而被誉为新一代的表面括性剂。 在Gemini表面活性剂中,两个离子头基是靠联接基团通过化学键而连接的,由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接,致使其碳氢链间更容易产生强相互作用,即加强了碳氢链问的疏水结合力,而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱,这就是Gemlrd表面活性剂和单链单头基表面括性剂相比较,具有高表面括性的根本原因。另一方面。在两个离子头基问的化学键联接不破坏其亲水性,从而为高表面活性的C~mini表面活性剂的广泛应用提供了基础。通过化学键联接方法提高表面活性和以往通常应用的物理方法不同,在概念上是一个突破。 图2 炔醇类Gemini表面活性剂 Genfini表面活性剂的优良性质: 实验表明,在保持每个亲水基团联接的碳原子数相等条件下,与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比,离子型Gemini表面活性剂具有如下特征性质: (1)更易吸附在气/液表面,从而更有效地降低水溶液表面张力。 (2)更易聚集生成胶团。 (3)Gemini降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向,降低水溶液表面张力的效率是相当突出的。 (4)具有很低的Krat~相转移点。 (5)对水溶液表面张力的降低能力和降低效率而言,Gemini和普通表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应。 (6)具有良好的钙皂分散性质。 (7)在很多场台,是优良的润湿剂。 从理论上讲,在极性头基区的化学键台阻抑了原先单链单头基表面活性荆彼此头基之间的分离力,因而必定增强碳链之间的结台。实验证明这是提高表面活性的一个重要突破,而且为实际应用开辟了新的途径 另一方面,由于键台产生的新分子几何形状的改变,带来了若干新形态的分子聚集体,这大大丰富了两亲分子自组织现象,通过揭示新分子结构和自组织行为间的联系有助于深刻认识两亲分子自组织机理。为此Gemini表面活性剂正在成为世界胶体和界面科学领域各主要小组的研究方向。 3.AB型嵌段高分子表面活性剂 涂料中颜填料的分散先后使用过聚磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等无机分散剂,传统小分子表面活性剂和聚羧酸盐、聚丙酸酸盐等高分子化合物。高分子化合物主要利用空间位阻使颜填料颗粒稳定,效果好于小分子表面活性剂的静电排斥作用。研究表明,在众多类型的高分子分散剂中,效果最好、效率最高的是AB型嵌段高分子表面活性剂。从分子结构上看,AB型嵌段高分子就是超大号的表面活性剂,A嵌段和B嵌段分别类似于表面活性剂的亲水头基和疏水尾链。AB嵌段高分子表面活性剂在颜填料表面采取尾型吸附形态,A嵌段是亲颜料的锚固基团,B嵌段是亲溶剂的溶剂化尾链。A嵌段可以是酸、胺、醇、酚等官能团,通过离子键、共价键、配位键、氢键及范德华力等相互作用吸附在颗粒表面,由于含有多个吸附点,可以有效地防止分散剂分子脱附,使吸附紧密且持久。B嵌段可以是聚醚、聚酯、聚烯烃、聚丙烯酸酯等基团,分别适用于极性和非极性溶剂。典型的AB嵌段型高分子表面活性剂结构如图3所示。稳定颗粒主要依靠B嵌段形成的吸附层产生的空间位阻作用,所以对作为溶剂化尾链的B嵌段的长度和均一性有极高的要求,希望可以形成厚度适中且均一的吸附层,如果B段过长,可能会起架桥作用,引起分散体系黏度增加,甚至絮凝沉淀。通常认为位阻层的厚度为20nm时,可以达到最好的稳定效果。 图3 AB嵌段型高分子表面活性剂 合成分子结构明确和相对分子质量可控的AB型嵌段高分子表面活性剂是涂料分散助剂的发展方向,这需要用到受控聚合技术。基团转移聚合(GTP)、原子转移游离基聚合(ATRP)、硝酰基聚合(NMP)和可逆加成分裂链段转移聚合(RAFT)是当今最常用的受控聚合技术,利用这些技术,选用合适的方法和设备可得到想要的聚合物结构,可以选择不同的单体,按设计的次序进行排列,最终合成特定结构、相对分子质量分布窄、近单分散的聚合物,如果采用常规的方法,即使花大量的时间、精力、材料也无法做到这样。目前仅有BYK、Ciba、Rhodia等少数几个公司拥有受控聚合技术。深圳海川公司正在开发的新型分散剂也是AB型嵌段高分子表面活性剂。

阳离子表面活性剂在电技术上的应用—表面物理化学在微电子学上的应用摘要:阳离子表面活性剂的极性基带正电荷,因而更易在带负电的表面上吸附形成吸附膜并呈现出独特的性能:固体表面疏水化、杀菌、抗静电、柔软等。其在表面活性剂这一大类中也占着重要的位置,阳离子表面活性剂在电技术上也有一定应用,例如:制造硅片表面保护板的重要成分;作为洗涤剂用于清洗电子元件及设备。另外,全氟阳离子表面活性剂用作电子元件助焊剂; 季铵盐用于陶瓷成型及电工陶瓷的制造;在一种具有很好的电流变性效果和稳定性的电黏流体中含有0.01%~10%(w%)的阳离子表面活性剂。关键词:阳离子表面活性剂 作用 电技术前言:近年来,阳离子表面活性剂(阳离子表面活性剂)的增长速度要比阴离子和非离子快得多。阳离子表面活性剂的极性基带正电荷,因而更易在带负电的表面上吸附形成吸附膜并呈现出独特的性能:固体表面疏水化、杀菌、抗静电、柔软等。这些性能不仅构成了阳离子表面活性剂在传统应用领域中的应用基础,而且使其应用领域不断拓宽,在近年来发展起来的高新技术中获得了广泛的应用。素有“工业味精”之称的表面活性剂(表面活性剂)与高新技术的结合将是一种必然趋势,也是表面活性剂领域本身发展的一种需要。正文表面活性剂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。表面活性剂按照其极性基团的结构可分为以下几类。1、阳离子型表面活性剂 2、阴离子型表面活性剂 3、两性表面活性剂 4、非离子型表面活性剂 5、特殊类表面活性剂。阳离子型表面活性剂生产阳离子表面活性剂所用的原料: 硫酸二甲酯 。阳离子表面活性剂其分子溶于水发生电离后,与亲油基相连的亲水基是带阳电荷的。亲油基一般是长碳链烃基。亲水基绝大多数为含氮原子的阳离子,少数为含硫或磷原子的阳离子。分子中的阴离子不具有表面活性,通常是单个原子或基团,如氯、溴、醋酸根离子等。阳离子表面活性剂带有正电荷,与阴离子表面活性剂所带的电荷相反,两者配合使用一般会形成沉淀,丧失表面活性。它能和非离子表面活性剂配合使用。阳离子型具有表面活性的是阳离子部分。几乎所有的阳离子表面活性剂都是含氮化合物,就是有机胺的衍生物。主要有季铵盐、烷基吡啶盐。阳离子表面活性剂可以作为杀菌剂,也有柔软、脱脂、破乳、抗静电作用。一般来说它不具备去污能力,不能和阴离子表面活性剂配伍使用。(1)有机胺的盐酸盐或醋酸盐(RNH2•HCI或RNH2•HAC)。它可在酸性介质中用作乳化、分散、润湿剂,也常用作浮选剂以及作为颜料粉末表面改性剂。其缺点是当溶液的pH> 7时,自由胺容易析出,从而失去表面活性。(2)季铵盐(R1R2N+R3R4)。一般常用的阳离子表面活性剂为季铵盐。四个R基中,一般只有1~2个R基是长碳氢链.其余的R基的碳原子数大多为1~2个,如十六烷基三甲基溴化铵(俗称1631)季铵盐不受pH值变化的影响,不论在酸性、中性,碱性介质中,均无变化。季铵盐阳离子表面活性剂水溶性好,既耐酸又耐碱且大多数具有杀菌作用。由于大部分纤维表面带负电,用季铵盐阳离子表面活性剂可中和其电荷,因此有较好的抗静电作用。它们能在纤维表面形成疏水油膜,降低纤维的摩擦系数使之具有柔软、平滑的效果所以可作柔软剂。这种表面活,生剂除可作抗静电剂柔软剂外,还可作护发产品中的头发定型调理剂,纺织工业中的匀染固色剂。(3)吡啶盐(NC5H5的衍生物)。季铵盐的一种如十二烷基吡啶盐酸盐:C12H25(NC5H5十Cl-。在电子技术中的应用1、在电子技术中,基于阳离子表面活性剂的抗静电性和固体表面疏水化特性,阳离子表面活性剂是制造硅片表面保护板的重要成分。阳离子表面活性剂的极性基带正电荷,因而更易在带负电的表面上吸附形成吸附膜并呈现出独特的性能:固体表面疏水化。季铵盐阳离子表面活性剂水溶性好,既耐酸又耐碱且大多数具有杀菌作用。由于大部分纤维表面带负电,用季铵盐阳离子表面活性剂可中和其电荷,因此有较好的抗静电作用。2、阳离子表面活性剂也可作为洗涤剂用于清洗电子元件及设备。如:.聚氧乙烯基阳离子、双生和三生阳离子、酯基季铵盐阳离子。他们洗涤作用的基本步骤为1)吸附 洗涤剂分子或离子在污垢及纤维的界面上发生定向吸附。2)润湿与渗透 由于洗涤剂分子的定向吸附,洗涤剂渗透到污垢和纤维之间使污垢与纤维被润湿,从而减弱了污垢在纤维上的附着力。3)污垢的脱落 因洗涤剂减弱了污垢与纤维表面的附着力,再施以机械作用就促使污垢从纤维表面脱落。4)污垢的分散与稳定 由于洗涤剂的胶体性质,使脱离纤维表面的污垢分散在洗涤液中,并被乳化,或在胶束中被增溶,形成稳定的分散体系,已经乳化的污垢就不再附着于纤维上面。洗涤作用的第一步是洗涤液润湿被洗物品表面,第二步是油污的去除。液体油污的去除是通过“蜷缩”机理而实现的。对固体污垢的去除,主要是由于表面活性剂在固体污垢质点及固体表面的吸附在洗涤过程中,首先,发生的是洗涤液对污垢质点和固体表面的润湿。根据,如洗涤液中有表面活性剂存在,由于表面活性剂在固/液界面及溶液表面的吸附,γs-w、γw-G大大下降,因此铺展系数S可能变得大于零,洗涤液因此就能很好地润湿污垢质点表面,由于润湿后,表面活性剂分子会进一步插入污垢质点及织物间,使得污垢质点在织物表面的粘附力变弱,经机械作用,也比较容易自固体表面上除去。3、全氟阳离子表面活性剂用作电子元件助焊剂.如:N-[3-(二甲氨基)-丙基]全氟辛基磺酰胺碘化物结构式: C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-|CH3分子量: 726外观: 黄色膏体/固体离子性: 阳离子含量: 90-95% 以上稳定性: 长期存放表面张力mN/m(25°C,0.1%水溶液): 17用途: 主要用于电子元件助焊剂,降低了助焊剂的表面张力,增强被焊点的湿润性提高了表面的吸附能力,可使焊点饱满、焊剂残留物少、干燥快、消光性好、避免了虚焊、连焊、漏焊等缺陷;用于碱性电池改善电池放电、充电的循环功能,抑制电极氧化、延长电池使用寿命。表面活性剂的湿润作用:固体表面能愈高,即γs-g越大,愈易润湿。即高表面能固体比低表面能固体易于润湿。高能固体表面与一般液体接触,体系表面的吉布斯白由能将有较大降低,故能为一般液体所润湿;低能固体表面一般润湿性能不好。为了改变液体对固体表面的润湿性能,常于液体中加入某种表面活性剂。它主要起两方面的作用。(1) 在固体表面发生吸附,改变固体表面性质。(2) 提高液体的润湿能力表面活性剂的乳化作用:为了得到稳定的乳状液,常加入表面活性剂,其作用是:(1)增加界面强度。(2)降低界面张力表面活性剂在相界面上会发生吸附。由于吸附,表面活性剂分子定向、紧密地吸附在油/水界面上,使界面能降低,防止了油或水聚集。(3)界面电荷的产生。4、季铵盐用于陶瓷成型及电工陶瓷的制造。5、在一种具有很好的电流变性效果和稳定性的电黏流体中含有0.01%~10%(w%)的阳离子表面活性剂。阳离子表面活性剂的应用范围十分广泛,在电子技术上的应用只是其的冰山一角,它更广泛地应用于新材料技术、能源技术、生命科学与生物技术。阳离子表面活性剂还能直接或间接地用于其他领域,如航空航天、海洋工程等。阳离子表面活性剂成功地应用于电子技术领域仅是一系列典型的例子而已。事实上,整个表面活性剂工业将逐渐融入高新技术领域。因而,表面活性剂工业应抓住机遇,搭上高新技术产业高速发展的便车以谋求自身更大的发展。这也正是表面活性剂工业未来之希望。

表面活性剂发展前景论文

摘要:综述了生物表面活性剂的种类及其生产菌,介绍了目前常用的两种生产方法:微生物发酵法和酶法合成生物表面活性剂。总结了其在环境工程中的应用,如在废水处理中浮选去除重金属离子,在污染场地的生物修复中用于促进烷烃、多环芳烃(PAHs)的降解,修复受重金属污染的土壤等,并对今后的研究方向做了探讨。 关键词:生物表面活性剂 生物修复 重金属 多环芳烃 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[1]。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[2],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。 1 生物表面活性剂的种类及其生产菌 1.1 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[1]。 1.2 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[3]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[2,4]。 表1 生物表面活性剂的种类及其生产菌生物表面活性剂 生产菌 海藻糖脂 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 棒状杆菌(Corynebacterium spp.) 红平红球菌(Rhodococus erythropolis) 鼠李糖脂 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) 槐糖脂 解脂假丝酵母(Candida lipolytica) 球拟酵母(Torulopsis bombicola) 葡萄糖、果糖、蔗糖脂 棒状杆菌(Corynebacterium spp.) 红平红球菌(R.. erythropolis) 纤维二糖脂 玉蜀黍黑粉菌(Ustilago maydis) 脂多糖 乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus RAG1) 假单胞菌(Pseudomonas spp.) 脂肽 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) 荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens) 鸟氨酸,赖氨酸,缩氨酸 氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans) 盐屋链霉菌(Streptomyces sioyaensia) 葡萄糖杆菌(Gluconobacter cerinus) 磷脂 氧化硫硫杆菌(T. thiooxidans) 脂肪酸 野兔棒状杆菌(Corynebacterium lepus) 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 2 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)。 如Davis等[5]在成批培养枯草芽孢杆菌时发现,在溶解氧耗尽和限氮条件下可得最大浓度(439.0 mg/L)的莎梵婷。Kitamoto等[6]利用南极假丝酵母的休止细胞生产甘露糖赤藓糖醇脂,对培养条件进行优化后,最高产量可达140 g/L。发酵法生产生物表面活性剂的优点在于生产费用低、种类多样和工艺简便等,便于大规模工业化生产,但产物的分离纯化成本较高。 与微生物发酵法相比,酶法合成的表面活性剂分子多是一些结构相对简单的分子,但同样具有优良的表面活性。其优点在于产物的提取费用低、次级结构改良方便、容易提纯以及固定化酶可重复使用等,且酶法合成的表面活性剂可用于生产高附加值产品,如药品组分。尽管现阶段酶制剂成本较高,但通过基因工程技术增强酶的稳定性与活性,有望降低其生产成本。 3 生物表面活性剂的提取 发酵产物的提取(也称下游处理)费用大约占总生产费用的60%,这是生物表面活性剂产品商业化的一个主要障碍。生物表面活性剂的最佳提取方法随发酵操作及其物理化学性质的不同而不同。其中溶剂萃取是最常用的提取方法,如Kuyukina等[7]利用甲基-叔丁基醚萃取红球菌生产的生物表面活性剂,可以获得较高产率10 mg/L。超滤是用于提取生物表面活性剂的一种新方法。Lin等[8]用分子量截止值为30000 Da的超滤膜从发酵液中提取枯草芽孢杆菌产生的脂肽类生物表面活性剂莎梵婷,收率达95%。Mattei等设计了一套连续提取生物表面活性剂的装置,应用切面流过滤法能连续提取产物,产率高达3 g/L[1]。能与连续发酵生产配套的产物提取方法有泡沫分离、离子交换树脂法等。Davis等[9]用泡沫分离法连续提取枯草芽孢杆菌产生的莎梵婷,收率达71.4%。鼠李糖脂的提取过程是先离心过滤除去细胞,再通过吸附色谱将鼠李糖脂浓缩在安珀莱特XAD-2树脂上,后用离子交换色谱法提纯,最后将液体蒸发和冷冻干燥可得纯度为90%的成品,收率达60%[2]。 4 生物表面活性剂在环境工程中的应用 许多化学合成表面活性剂由于难降解、有毒及在生态系统中的积累等性质而破坏生态环境,相比之下,生物表面活性剂则由于易生物降解、对生态环境无毒等特性而更适合于环境工程中污染治理。如:在废水处理工艺中可作为浮选捕收剂与带电胶粒相吸以除去有毒金属离子,修复受有机物和重金属污染的场地等。 4.1 在废水处理工艺中的应用 用生物法处理废水时,重金属离子对活性污泥中的微生物菌群常会产生抑制或毒害作用,因此,在用生物法处理含重金属离子的废水时须进行预处理。当前,常用氢氧化物沉淀法除去废水中的重金属离子,但其沉淀效率受氢氧化物溶解度的限制,应用效果不甚理想;浮选法用于废水预处理时又常因所用浮选捕收剂在其后续处理过程中难降解(如化学合成表面活性剂十二烷基磺酸钠),易产生二次污染而受限制,因此,有必要开发易生物降解、对环境无毒害的替代品,而生物表面活性剂恰好具有这一优势。但是,国内外对这一方面的应用研究很少,直到最近才有报道。Zouboulis 等[10]研究了生物表面活性剂作为捕收剂除去广泛存在于工业废水中的两种有毒金属离子:Cr4+和Zn2+。结果表明,莎梵婷和地衣芽孢杆菌素在pH为4 时均能很好地从废水中分离吸附了Cr4+的αFeO(OH)或Cr4+与 FeCl3•6H2O形成的螯合物,极大地提高了Cr4+(50 mg/L)的去除率,几乎可达100%;在pH为6时,莎梵婷对螯合物中的Zn2+(50 mg/L)去除率高达96%,而在相同条件下,地衣芽孢杆菌素的处理效果不明显,去除率为50%左右。

表面活性剂在化妆品中的应用摘要:论述了表面活性剂的功能,如润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡和洗涤去污等功能,以及在化妆品中的作用。介绍了表面活性剂和化妆品的分类情况,化妆品的原料以及化妆品对表面活性剂的要求。详细介绍了化妆品中常用的几种表面活性剂。对化妆品中用的表面活性剂的发展趋势进行了阐述。关键词:表面活性剂;化妆品;功能;应用表面活性剂在化妆品中的主要功能包括乳化、分散、增溶、起泡、清洗、润滑和柔软等。表面活性剂在化妆品中具有广泛的用途,起着重要的作用。化妆品中所利用的表面活性剂的性能不仅仅是其单一的性能,而是利用其多种性能,因此,表面活性剂是化妆品生产中不可缺少的原料,广泛应用于化妆品中。化妆品是指以涂抹、喷、洒或者其他类似方法,施于人体(皮肤、毛发、指趾甲和口唇齿等),以达到清洁、保养、美化、修饰和改变外观,或者修正人体气味,保持良好状态为目的的产品。目前,化妆品的发展趋势是向疗效性、功能性和天然性方向发展。1表面活性剂的分类表面活性剂的分类方法有很多种,根据表面活性剂的来源进行分类,通常把表面活性剂分为合成表面活性剂、天然表面活性剂和生物表面活性剂三大类。1.1合成表面活性剂合成表面活性剂是指以石油、天然气为原料,通过化学方法合成制备的表面活性剂。表面活性剂在性质上的差异,除与烃基的大小和形状有关外,主要与亲水基团类型有关。一般以亲水基团的结构为依据来分类,按亲水基团是否带电可将表面活性剂分为离子型和非离子型两大类,其中离子型表面活性剂又分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。1.2天然表面活性剂20世纪70年代的石油危机对以石油为基本原料的表面活性剂工业产生了巨大的冲击,引起人们对能源消耗、工艺生产过程、生态学和石油制品安全性等一系列问题的思考,从而引发了以天然油脂为原料生产表面活性剂的重大变革。由于生物新技术的应用,油脂分离精制技术的发展,植物油脂品种的改良及增产,使得大量获得价格较低的高纯度的天然油脂成为可能,新的抗氧化剂的开发成功,解决了天然油脂腐败变质的问题,再加上人们对安全及环保意识的提高,以油脂为原料的天然表面活性剂的开发引起人们的高度重视。目前在天然油脂中最受重视的要数棕榈油和棕榈仁油。1.3生物表面活性剂生物表面活性剂是指由细菌、酵母和真菌等多种微生物产生的具有表面活性剂特征的化合物。用微生物生产表面活性剂是20世纪70年代后期国际生物工程领域中研究的新课题。用微生物制取生物表面活性剂可以得到许多难以用化学方法合成的产物,在结构中引进了新的化学基团,而制得的产物易于被生物完全降解,无毒性,在生态学上是安全的。生物表面活性剂根据其亲水基的不同可分为糖脂系、酰基缩氨酸系、磷脂系、脂肪酸系和高分子表面活性剂五类。2表面活性剂的功能表面活性剂是一类具有多种功能的精细化学品,表面活性剂具有润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡和洗涤去污等多种功能。当液体与固体表面接触时,气体被排斥,原来的固-气界面消失,代之以固-液界面,这种现象称为润湿。从普遍意义而言,润湿是一种流体被另一种流体自表面取代的过程。通常把一种物质的颗粒或液滴以及微小的形态分散到另一介质中的过程叫分散。所得到的均匀、稳定的体系叫分散体。乳化是一种液体以微小液滴或液晶形式均匀分散到另一种不相混溶的液体介质中形成的具有相当稳定性的多相分散体系的过程。表面活性剂在水溶液中形成胶束后,具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大的能力,且溶液呈透明状,这种作用称为增溶作用。由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫,可分为液体泡沫和固体泡沫。在液体泡沫中,液体和气体的界面起主要作用。一般地说,当表面张力低,膜的强度高时,不论是稳定泡沫还是不稳定泡沫,起泡力都较好。溶液的黏度对泡沫稳定在两方面起作用:一方面是增强泡沫液膜的强度;另外,表面黏度大,膜液体不易流动排出,延缓了液膜破裂,而增强了泡沫的稳定性。消泡作用分为破泡和抑泡两种。具有破泡能力的物质称为破泡剂。有效的消泡剂既要能迅速破泡,又要能在相当长的时间内防止泡沫生成。洗涤去污作用是表面活性剂应用最广泛、最具有实用意义的基本特性。洗涤去污过程是极为复杂的,与污垢种类、基本性能、表面活性剂和助剂的种类和结构密切相关,而其过程又是多种表面现象,如吸附、润湿、渗透、乳化、分散、泡沫和增溶等在不同情况下的综合效应。3化妆品的分类化妆品能对人体面部、皮肤表面、毛发和口腔起清洁保护和美化作用。化妆品的品种多种多样,分类方式也各不相同。按使用部位可分为:皮肤用化妆品、毛发用化妆品、指甲用化妆品和口腔用化妆品。按使用目的可分为:洁净用化妆品、基础保护化妆品、美容化妆品和芳香制品,还可根据化妆品本身的剂型分类。4化妆品的原料制造化妆品所用的原料有很多种,据统计大概有3 000多种。根据化妆品原料在化妆品中所含比例的大小,可分为基质原料和配合原料。基质原料是调配各种化妆品的主体,也成为基础原料。膏霜类的油脂,香粉类的滑石粉等均属基质原料;配合原料是用来改善化妆品的某些性质和赋予色、香等的辅助原料,如膏霜中的乳化剂、抗氧化剂和防腐剂等均属配合原料。配合原料在化妆品中的比例虽小,但对化妆品的质量影响却很大。它们之间没有绝对的界限,某一种原料在化妆品中起着基质原料的作用,而在另一化妆品中可能仅起着辅助原料的作用。4.1基质原料1)油脂类油脂是组成膏霜类化妆品的基本原料,主要起护肤、柔滑和滋润等作用。脂肪酸甘油酯是组成动植物油脂的主要成分,在常温下呈液态的称为油,呈固态的称为脂。根据来源又可分为植物性油脂和动物性油脂。植物性油脂包括椰子油、橄榄油、蓖麻籽油、杏仁油、花生油、大豆油和棕榈油等。动物油脂包括牛油、猪油、貂油和海龟油等。这些动植物油脂加氢后的产物称为硬化油。在化妆品中常用的硬化油有:硬化椰子油、硬化牛脂、硬化蓖麻油和硬化大豆油等。2)蜡类蜡是高碳脂肪酸和高碳脂肪醇所组成的酯。在化妆品中主要作为固定剂,增加化妆品的稳定性,调节其黏度,提高液体油的熔点,使用时对皮肤产生柔软的效果。依据来源的不同,蜡类也可分为植物性蜡和动物性蜡。植物性蜡包括巴西棕榈蜡、霍霍巴蜡和小烛树蜡等。动物蜡类包括蜂蜡、羊毛脂蜡、鲸油和虫蜡等。3)高碳烃类用于化妆品原料中的烃类主要包括烷烃和烯烃,它们在化妆品中的主要作用是其溶解作用,净化皮肤表面,还能在皮肤表面形成憎水性油膜,来抑制皮肤表面水分的蒸发,提高化妆品的功效。在化妆品中用的主要包括角鲨烷、凡士林、液体石蜡和固体石蜡等。4)粉类粉类是组成香粉、爽身粉、胭脂、牙粉和牙膏等粉类化妆品的基质原料。一般是不溶于水的固体,经

表面活性剂的应用论文参考文献

摘要:综述了生物表面活性剂的种类及其生产菌,介绍了目前常用的两种生产方法:微生物发酵法和酶法合成生物表面活性剂。总结了其在环境工程中的应用,如在废水处理中浮选去除重金属离子,在污染场地的生物修复中用于促进烷烃、多环芳烃(PAHs)的降解,修复受重金属污染的土壤等,并对今后的研究方向做了探讨。 关键词:生物表面活性剂 生物修复 重金属 多环芳烃 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[1]。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[2],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。 1 生物表面活性剂的种类及其生产菌 1.1 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[1]。 1.2 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[3]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[2,4]。 表1 生物表面活性剂的种类及其生产菌生物表面活性剂 生产菌 海藻糖脂 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 棒状杆菌(Corynebacterium spp.) 红平红球菌(Rhodococus erythropolis) 鼠李糖脂 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) 槐糖脂 解脂假丝酵母(Candida lipolytica) 球拟酵母(Torulopsis bombicola) 葡萄糖、果糖、蔗糖脂 棒状杆菌(Corynebacterium spp.) 红平红球菌(R.. erythropolis) 纤维二糖脂 玉蜀黍黑粉菌(Ustilago maydis) 脂多糖 乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus RAG1) 假单胞菌(Pseudomonas spp.) 脂肽 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) 荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens) 鸟氨酸,赖氨酸,缩氨酸 氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans) 盐屋链霉菌(Streptomyces sioyaensia) 葡萄糖杆菌(Gluconobacter cerinus) 磷脂 氧化硫硫杆菌(T. thiooxidans) 脂肪酸 野兔棒状杆菌(Corynebacterium lepus) 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 2 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)。 如Davis等[5]在成批培养枯草芽孢杆菌时发现,在溶解氧耗尽和限氮条件下可得最大浓度(439.0 mg/L)的莎梵婷。Kitamoto等[6]利用南极假丝酵母的休止细胞生产甘露糖赤藓糖醇脂,对培养条件进行优化后,最高产量可达140 g/L。发酵法生产生物表面活性剂的优点在于生产费用低、种类多样和工艺简便等,便于大规模工业化生产,但产物的分离纯化成本较高。 与微生物发酵法相比,酶法合成的表面活性剂分子多是一些结构相对简单的分子,但同样具有优良的表面活性。其优点在于产物的提取费用低、次级结构改良方便、容易提纯以及固定化酶可重复使用等,且酶法合成的表面活性剂可用于生产高附加值产品,如药品组分。尽管现阶段酶制剂成本较高,但通过基因工程技术增强酶的稳定性与活性,有望降低其生产成本。 3 生物表面活性剂的提取 发酵产物的提取(也称下游处理)费用大约占总生产费用的60%,这是生物表面活性剂产品商业化的一个主要障碍。生物表面活性剂的最佳提取方法随发酵操作及其物理化学性质的不同而不同。其中溶剂萃取是最常用的提取方法,如Kuyukina等[7]利用甲基-叔丁基醚萃取红球菌生产的生物表面活性剂,可以获得较高产率10 mg/L。超滤是用于提取生物表面活性剂的一种新方法。Lin等[8]用分子量截止值为30000 Da的超滤膜从发酵液中提取枯草芽孢杆菌产生的脂肽类生物表面活性剂莎梵婷,收率达95%。Mattei等设计了一套连续提取生物表面活性剂的装置,应用切面流过滤法能连续提取产物,产率高达3 g/L[1]。能与连续发酵生产配套的产物提取方法有泡沫分离、离子交换树脂法等。Davis等[9]用泡沫分离法连续提取枯草芽孢杆菌产生的莎梵婷,收率达71.4%。鼠李糖脂的提取过程是先离心过滤除去细胞,再通过吸附色谱将鼠李糖脂浓缩在安珀莱特XAD-2树脂上,后用离子交换色谱法提纯,最后将液体蒸发和冷冻干燥可得纯度为90%的成品,收率达60%[2]。 4 生物表面活性剂在环境工程中的应用 许多化学合成表面活性剂由于难降解、有毒及在生态系统中的积累等性质而破坏生态环境,相比之下,生物表面活性剂则由于易生物降解、对生态环境无毒等特性而更适合于环境工程中污染治理。如:在废水处理工艺中可作为浮选捕收剂与带电胶粒相吸以除去有毒金属离子,修复受有机物和重金属污染的场地等。 4.1 在废水处理工艺中的应用 用生物法处理废水时,重金属离子对活性污泥中的微生物菌群常会产生抑制或毒害作用,因此,在用生物法处理含重金属离子的废水时须进行预处理。当前,常用氢氧化物沉淀法除去废水中的重金属离子,但其沉淀效率受氢氧化物溶解度的限制,应用效果不甚理想;浮选法用于废水预处理时又常因所用浮选捕收剂在其后续处理过程中难降解(如化学合成表面活性剂十二烷基磺酸钠),易产生二次污染而受限制,因此,有必要开发易生物降解、对环境无毒害的替代品,而生物表面活性剂恰好具有这一优势。但是,国内外对这一方面的应用研究很少,直到最近才有报道。Zouboulis 等[10]研究了生物表面活性剂作为捕收剂除去广泛存在于工业废水中的两种有毒金属离子:Cr4+和Zn2+。结果表明,莎梵婷和地衣芽孢杆菌素在pH为4 时均能很好地从废水中分离吸附了Cr4+的αFeO(OH)或Cr4+与 FeCl3•6H2O形成的螯合物,极大地提高了Cr4+(50 mg/L)的去除率,几乎可达100%;在pH为6时,莎梵婷对螯合物中的Zn2+(50 mg/L)去除率高达96%,而在相同条件下,地衣芽孢杆菌素的处理效果不明显,去除率为50%左右。

二元复合驱工艺技术在辽河油田的应用论文

摘要: 针对辽河油田部分老区块水驱后地层中仍有大量原油未被采出的情况,采用聚合物驱油,辅以表面活性剂降低油水界面张力、增大波及体积并提高洗油效率,利用二元复合驱工艺技术,可以使水驱后的老区块达到良好的降水增油效果。

关键词: 二元复合驱;聚合物;表面活性剂;粘度剪切

目前,我国老油田的采收率每提高一个百分点,就可增加可采储量1亿多吨。自1996年起,中国石油三次采油产量呈梯级上升。1996年为359万吨,到2000年首次突破1000万吨,达到1050万吨。此后,产量连续6年保持在1000万吨以上。2005年达到了1323万吨,约占中国石油当年产油量的12.5%。这让能够大幅提高采收率的三次采油技术备受关注。

三次采油是油田开发技术的一次飞跃,与一次、二次采油相比,它借助物理和化学的双重作用,提高采油效率。经过十几年的不断钻研和实践,国内的石油开采行业研究出了聚合物驱工艺技术、二元复合驱工艺技术和三元复合驱工艺技术三种不同的三次采油技术。

1、二元复合驱工艺技术及机理

1.1 二元复合驱工艺技术

二元复合驱工艺技术是将聚合物与表面活性剂两者相结合,以表面活性剂为主,降低体系油水界面张力,通过添加聚合物,使体系粘度增大,扩大水驱波及体积,从而更好提高复合体系的驱油效果,是目前提高原油采收率的一种比较有效的技术。

针对国内不同油田油藏性质,通过对聚合物分子量及配比浓度调整、对表面活性剂性能筛选后,二元复合驱工艺技术将广泛地进行推广应用。

1.2 二元复合驱驱油机理

聚合物驱油机理:在注入水中加入水溶性聚合物,从而增加注入水的粘度, 提高驱油体系的粘弹性, 降低注入液与原油之间的流度比, 从而启动残余油。表面活性剂驱油机理:通过掺入表面活性剂,降低油水界面张力,使得剩余油内聚力下降,从而提高驱油效率。二元复合驱驱油机理是将聚合物驱和表面活性剂驱两种不同的驱油机理有机的结合在一起,通过表面活性剂降低油水界面张力,使地层内剩余原油产生“乳化油滴”和“油丝”,而掺入的聚合物使注入液具有较大的剪切粘度,导致产生的“油丝”被注入液的剪切下拉断,形成油滴被驱到抽油口附近被采出。

1.3 二元复合驱工艺流程

1.3.1 二元复合驱注入流程(见图)

2、国内二元复合驱工艺技术应用现状

大庆油田、胜利油田、辽河油田相继开展了二元复合驱工艺技术的理论研究和实践推广。2003年9月,胜利油田率先在孤东油田七区西南部Ng54-61层进行了二元复合驱工业化试验,标志着胜利油田成为国内第一个将二元复合驱工艺技术进行工业化应用推广的油田。截至2008年底,孤东油田七区西南部实验区快中心井区已累计增油10万吨,提高采收率14.7%;整个试验区已累计增油20.1万吨,提高采收率7.25%。

辽河油田于1993年3月在锦16块东区开展了聚合物驱地面工艺试验,由于注入聚合物溶液粘度剪切幅度较大,实际的.动态反映效果差,围绕这些问题进行分析研究,找出原因,采取针对性措施,试验效果不断改善。

1996年,辽河油田兴28块开展了“聚合物-碱”二元复合驱先导试验, 已取得较好效果。其中, 兴1井综合含水由98.4%降为85.6%,产油由0.9t/d上升到14.5t/d。外围观察井同样取得良好效果,兴191井综合含水由98.2%降为74.9%,产油由2.2t/d上升到14.2t/d。2000年,在曙22号注聚站开展了“聚合物+碱”二元复合驱工业化地面试验,为辽河油田二元复合驱工艺技术的应用打下了夯实的基础。

1997年,辽河油田组织科研部门对三元复合驱工艺技术进行了系统地研究,进行了相关技术理论论证及室内试验,为辽河油田后期开展三元复合驱工艺技术地面试验提供了理论和试验数据支持。

2007年,针对辽河油田锦16块在水驱后进入双高开采阶段,现有技术无法提高采收率情况,对二元复合驱工艺技术进行了大规模理论试验论证和调研,通过对地层储油层的分析和数据模拟,确定了采用“聚合物-表面活性剂”二元复合驱工艺技术对该区块进行三次采油开发的方案。2010年即将在锦16块开展二元复合驱工业化试验,为该技术在辽河油田各区块推广应用奠定基础。

3、辽河油田二元复合驱技术发展前景

通过近20年对三次采油技术的论证和试验,结合辽河油田实际情况,形成了以聚合物驱、“聚合物-表面活性剂”二元复合驱两种主要的三次采油技术。聚合物驱作为一种成熟的三次采油技术,在辽河油田各区块得到了广泛的应用,但是由于该技术本身的限制,通常只能提高采收率7 %~10 %,聚合物驱后油层中仍有50 %以上的原油未被采出,为了提高采收率,在聚合物驱的基础上,发展出了二元复合驱和三元复合驱两种工艺技术。但是三元复合驱中的主要成分“碱”在辽河油田水质情况下,容易结垢堵塞管道设备,因此该技术在辽河油田开展受到了水质的严重制约。综合聚合物驱和三元复合驱的优势,在聚合物驱的基础上增加了表面活性剂、在三元复合驱的基础上取消了碱,形成了适合辽河油田实际情况的“聚合物-表面活性剂”二元复合驱工艺技术。

“聚合物-表面活性剂”二元复合驱工业化试验在辽河油田的开展具有重要意义。该技术的成功应用,可以为辽河油田降水增油、盘活老区块、增加可开采储量做出重要贡献。

参考文献

1.王立芳. Ng54-61二元复合驱开发探索.内蒙古石油化工,2009.

2.寻长征. 孤东油田二元复合驱结垢机理及控制研究.山东化工,2008.

表面活性剂研究进展论文

表 面 活 性 剂 在 农 药 中 的 应 用 研 究 进 展 摘要 : 介绍了表面活性剂在农药领域的应用研究进展。表面活性剂通过界面膜发生作用, 改善农药加工和使 用性能。表面活性剂可以在各种类型的界面上发生吸附, 改变界面状态 , 从而实现或改善界面物理化学特性 , 增强产品的功能。在农药加工过程中, 表面活性剂吸附于农药微粒表面形成不同的分散体系, 起到乳化 、 润 湿 、 增溶 、 消泡 、 起泡 、 稳定等作用 ; 在农药使用过程 中, 表面活性剂可以改善药液在植物叶面或防治象 表面上的分布、 附着、 渗透等, 提高农药剂量的有效转移, 直接或间接地提高农药的有效利用率。随着胶体 化学、 界面化学理论的引入 , 农药制剂加工的理论和农药应用技术理论的研究也在不断深入和完善, 表面活 性剂的开发研究也会随着农药加工和使用的要求得到进一步发展。 近年来, 我国每年使用农药1 0 0 万吨( 制剂) 左右, 防治 面积达3 亿公顷次以上, 植物保护工作为农业丰收做出了 巨大贡献, 起到了保驾护航的作用 。但由于对农药使用 技术理论和技术措施的研究严重不足, 忽视对靶标生物行 为研究以及普遍采用大容量、 大雾滴喷雾技术等原因, 我 国农药有效利用率很低, 由施药器械喷撒出去的农药只有 2 0 %- 3 0 %~沉积在作物叶片上, 远低于发达国家5 0 %的平 均水平 , 农药使用中的低效率, 不仅浪费大量农药, 还 使大量农药流失到非靶标环境中, 造成人畜中毒、 环境污 染、 农产品农药残留量增加 。 。 农药使用的低效率还与农药加工技术研究不足有很大 关系。我国已经成为农药生产大国, 但国内制剂、 剂型 的研究和产品质量与国外相比仍有很大差距, 主要表现为 分散性能差 、 悬浮率低 、 热贮分解率高等方面, 一些剂型 因湿润性、 渗透性和叶面沉积性差等原因造成药效不稳 定, 相当一部分品种在耐雨水冲刷和黏着性等方面明显差 于国外同类型产品, 如国产农药水悬浮剂普遍存在析水、 稠化、 沉积、 结块等贮存物理稳定性等问题 。出现这种 现象的主要原因除与我国农药用表面活性剂的品种数量和 质量与发达国家相比差距大外, 还与我们对表面活性剂与 农药作用机理研究不足等有关。 如何提高农药的有效利用率, 降低农药在非靶标环境 中的投放量 , 已成为农药学科亟待解决的问题。 1 表面活性剂在农药加工中的应用 表面活性剂是指那些具有很强表面活性、 能使液体的 药新剂型及其稳定性研究。表面张力显著下降的物质。此外表面活性剂还应具有增 溶、 乳化 、 润湿 、 消泡和起泡等应用性质。 表面活性剂 的分子结构特点是具有不对称性。整个分子可分为两部 分, 一部分是亲油的非极性基团, 叫作疏水基或亲油基 ; 另一部分是极性基团或亲水基。两部分分处两端, 形成 不对称结构。因此表面活性剂分子为两亲分子。据分子 组成特点和极性基团的解离性质, 将表面活性剂分为离子 表面活性剂和非离子表面活性剂。根据离子表面活性剂 所带电荷, 又可分为阳离子表面活性剂、 阴离子表面活性 剂和两性离子表面活性剂。农药中常用的表面活性剂是 阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂n 。 表面活性剂的亲水亲油平衡值( h y d r o p h i l i c — l i p o p h i l i c b a l a n c e, HLB) 是表示表面活性剂亲水亲油性质的值 , 是 选择表面活性剂的重要参数, 一般而言, HL B值高的表面 活性剂其亲水性强, 在水溶液中的溶解度高, 有利于叶片 表面保持较长时间的湿润; HL B值低的表面活性剂其亲油 性较好, 有利于药液在叶面蜡质层的铺展, 提高药液的渗 透性。根据HL B值, 选择合适的表面活性剂能够提高叶面 对农药的吸收。每一表面活性剂都有一HL B值, 农药有效 成分被乳化也有一最佳HL B值, 只有被选择的表面活性剂 HL B值与被乳化组分的HLB值相当, 才能乳化良好。但 HL B值也存在不能预测表面活性剂的用量、 制剂的稳定程 度以及不能同时兼顾分散相和分散介质的组成等缺陷。 表面活性剂是通过界面膜发生作用的。表面活性剂可 以在各种类型的界面上发生吸附, 改变界面状态, 从而实 现或改善许多化学过程 , 增强产品的功能。 表面活性剂在水中溶解时, 当水中表面活性剂的质量 浓度很低时, 表面活性剂分子在水一 空气界面产生定向排 列 , 亲水基团朝向水而亲油基团朝向空气。当溶液较稀 时, 表面活性剂几乎完全集中在表面形成单分子层, 溶液 表面层的表面活性剂质量浓度大大高于溶液中的质量浓 度, 并将溶液的表面张力降低到纯水表面张力以下。表 面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附。正吸附 改变了溶液表面的性质 , 最外层呈现出碳氢链性质, 从 而表现出较低的表面张力, 随之产生较好的润湿性、 乳化 性 、 起泡性等。如果表面活性剂质量浓度越低 , 而降低 表面张力越显著 , 则其表面活性越强 , 越容易形成正吸 附。因此表面活性剂的表面活性大小, 对于其在农药中 的实际应用有着重要的意义。 表面活性剂溶液与固体接触时, 表面活性剂分子可能 在固体表面发生吸附, 使固体表面性质发生改变。极性 固体物质对离子表面活性剂的吸附在低质量浓度下的吸附 曲线为s形, 形成单分子层, 离子表面活性剂分子的疏水 链向外。在离子表面活性剂溶液质量浓度达临界胶束浓 度时, 单层吸附达到饱和, 并开始双层吸附, 此时离子表 面活性剂分子的排列方向与第一层相反, 亲水基团向外。 提高溶液温度, 吸附量将随之减少。对于非极性固体 , 一般只发生单分子层吸附, 疏水基吸附在固体表面而亲水 基向外 , 当离子表面活性剂质量浓度增加时, 吸附量并不 随之增加甚至有减少的趋势, 认为这是因为胶束的形成使 表面活性剂的有效质量浓度相对减少的缘故。固体表面 对非离子表面活性剂的吸附与前面相似, 但其吸附量随温 度升高而增大, 且可以从单分子层吸附向多分子层吸附转 变n 。 。研究表面、 潘I 生剂的吸附性对农药加工及应用技术 有重要意义。 在农药加工过程中, 农药分散体系的稳定性是农药加 工过程中非常重要的指标, 表面活性剂吸附于农药微粒表 面形成不同的分散体系, 农药剂型主要包括液/ 液、 固/ 固、 固/ 液和气/ 气4 种分散体系, 分散相的颗粒与分散介质的 表面张力越接近0, 分散体系越稳定。微乳剂能形成稳定 的分散体系, 其原因在于分散相的颗粒与分散介质的表面 张力非常的低, 一般只有1 0 ~ ~ 1 0 ~mN/ m。分散相的农药 微粒之间存在排斥力和吸引力 , 当斥力大于引力 , 农药分 散体系就稳定, 当引力大于斥力, 农药分散体系就聚沉 , 表面活性剂与农药微粒表面吸附形成的分散体系的稳定 性, 可以用如下理论解释 : 一是双电层理论, 农药微粒吸 附离子型表面活性剂形成的双电层之间存在着静电相互 作用, 使相同农药微粒之间产生斥力 ; 二是空间稳定理 论, 农药微粒表面上吸附的大分子表面活性剂形成一定 厚度的分子膜保护层, 从空间上阻碍了微粒相互接近, 进而阻碍它们的聚结; 三是空缺稳定理论 , 在微粒界面 间的空间存在着 自由高分子, 也就是农药微粒表面对表 面活性剂没有吸附作用, 微粒相互靠近时, 具有一定扩 散能力的高分子表面活性剂从微粒间的间隙中被挤走, 致使在两个微粒间隙区域内只有溶剂分子而没有高分 子, 称为空缺作用( d e p l e t i o n ) , 在微粒之间存在斥力势 能 , 称此为空缺稳定 。 在可湿性粉剂加工过程中, 表面活性剂可吸附于加工 过程中形成的粒子表面, 防止粒子再聚集 , 也有助于粒子 粉碎加工。 然而 , 因为含微细粒子的分散体是不稳定 的, 所以药剂的粒子具有强烈絮凝的倾 向。絮凝是由相 互接近的粒子间的范德华力所致。为了抵消范德华力需 要一种斥力, 斥力就是通过在配方中加人表面活性剂来提 供, 有静电斥力和空间斥力两种类型的斥力起作用, 这取 决于表面活性剂的离子特性。表面活性剂可用于增进可 湿性粉剂粒子在水中的分散 、 悬浮, 也防止可湿性粉剂悬 浮液在被应用之前发生絮凝。 在乳油加工过程中, 表面活性剂是农药乳油的主要辅 助成分。表面活性剂影响着农药乳油的分散、 乳化、 湿 润、 渗透等性能。进而影响药效的发挥。农药用表面活性 剂多数为聚合物, 分子质量大, 分子链较长, 有的主分子 链上还带有分支, 成梳状结构, 具有易形成空间网状骨架 的可能性。当乳油体系中存在游离的胶体微粒时, 表面活 性剂分子吸附于胶体微粒表面, 使胶体微粒不易沉淀。表 面活性剂带有的电荷能改变环境的电动电位, 使体系更趋 稳定。乳油被水稀释, 产生水包油型乳状液。表面活性剂 防止乳状液分层沉积或絮凝, 从而保持所形成的乳状液呈 稳定 状 态 。 在悬浮剂加工过程中, 表面活性剂作为基本组分起着 重要的作用, 它吸附在原药预混物粒子的表面, 将有效成 分 的粒子表面润湿, 排出粒子间的空气。 在研磨过程 中, 表面活性剂有助于再润湿和分散重新形成更小的粒 子, 起助研磨剂作用。表面活性剂还有助于制剂的稳定 性。通过表面活性剂在粒子上的吸附, 可减少粒子的界 面能, 从而减少粒子聚结合并; 表面活性剂能够在粒子周 围形成扩散双电层。产生电动电势, 从而阻碍粒子之间 的聚结合并; 表面活性剂也可通过吸附在粒子界面上形成 一个致密的保护层, 通过“ 位阻” 作用迫使粒子分开 , 防 止沉淀的生成 , 从而增加悬浮剂的稳定性” 。 农药微乳剂的加工就是借助复合表面活性剂体系的增 溶作用, 将液体或固体农药溶于有机溶剂中形成的溶液均 匀分散在水中形成的光学透明或半透明的分散体系” 。 。 黄放良等发现农. ~ L 4 o o 与农. ~ L s o o ( 体积I : L 2 : 1 ) 混合物可以 使微乳剂中的高效氯氰菊酯微乳剂增溶 ” 。 表面游} 生 剂的 加入可以减少药物分子与水分子的接触, 对药物起到保护 作用, 如当表面活性剂质量浓度达到临界胶束浓度( c mc ) 后 , 胶束结构紧密 , 农药的水解被抑制 。 此外在农药加工后的储存过程中, 表面活性剂还能 抑制药物的氧化速度。药物的氧化性也是常见的性质之 一, 主要发生在醛类 、 醇类 、 酚类 、 肼类等含有易氧化 基团的药物中。链霉素氧化后成为无效的链霉素酸, P E G类表面活性剂对链霉素有稳定作用, 室温下存放 1 . 5 年 仅失效l 5 % 。 在其他农药剂型加工中, 表面活性剂的作用基本包括 在上述4 种剂型当中, 这里不再赘述。 2表面活性剂在农药使用中对其有效利用率的影响 农药喷雾后 , 雾滴沉积在植物叶片的表面上, 会发生 雾滴扩散和水分蒸发的动力学过程, 造成有效成分的质量 浓度逐渐升高, 或沉积在叶片表面, 或被叶片吸收, 所有 这些除与农药有效成分的化学性质有关外, 还与植物叶片 的结构、 表面活性剂的结构与性质有关。 2 . 1植物叶片结构的特征与农药沉积分布的关系 高等植物的叶片一般由表皮 、 叶肉、 叶脉3部分组 成 , 叶面即指叶片表皮的外侧, 覆有蜡质层和角质层。 作物叶片最外层的蜡质层 由脂肪酸、 酯类 、 酮, 、 醇 、 类 萜、 醛等有机物组成 , 具有防止水分损失、 物理伤害 、 病 菌侵入、 抗寒以及减少太阳辐射造成的伤害等多种作用。 表皮的蜡层主要以两种形式存在, 一种是晶状, 一种是不 规则状, 前者主要存在于禾本科植物, 后者主要存在于阔 叶作物, 晶状的蜡层对农药在叶面的展布是不利的, 位于 蜡质层以内的角质层, 其组成成分较为复杂, 不同植物叶 片的角质层化学成分、 结构、 形态等有很大差异。角质 层的外层几乎完全由疏水的角质组成, 内层由含有一定数 量角质的纤维素和果胶混合物组成。植物角质层是药液 叶面沉积与吸收的重要屏障, 农药在角质层的滞留、 渗透 及组织吸收效率直接影响化合物的活性和选择性。 同 时, 叶片表面的毛刺、 附着物更是形态繁多, 许多植物的 叶片表面还有多种能分泌特殊液体的腺体, 这些叶面附着 物对农药喷洒物的沉积和黏附行为有很重要的影响 。 当药液的雾滴沉降到植物叶片表面上时, 不论是粗大 的雾滴还是微小的雾滴 , 可能出现的情况有3 种: 微小的 雾滴可能落入叶片毛刺或其他毛刺物之间, 这种情况最有 利于雾滴与药液牢固地被叶片表面持留; 雾滴被夹持在毛 刺物之间, 这种情况也有利于雾滴或药液比较稳定的被叶 片表面持留, 但也可能受到振动而脱落 ; 雾滴 比较粗大 时, 如果雾滴没有被弹落, 也只能被架空在毛刺物之上 , 处于极不稳定的状态。在后两种情况下, 若药液有较强 的湿润展布能力, 就有可能借助于药液的湿润展布作用而 扩散到毛刺之间而得以比较稳定地被叶面持留, 但是粗大 的雾滴却仍将由于容易发生流失现象而从叶面表面脱落, 只有细雾滴在任何情况下都能够被叶面有效地持留” 。 2 . 2表面活性剂对植物叶面结构的影响 表面活性剂具有乳化、 分散、 润湿和渗透等作用 , 在 农药的施用中广泛地被用作添加剂。表面活性剂可以改 善药液在植物叶面的物理及化学特性 , 增加叶片对有效成 分的吸收, 使药液得到更有效的利用。表面活性剂在植 物叶面上吸附后, 会与气孔和蜡质层发生一定的相互作 用。表面活性剂也能引起气孔的运动。 Pa n等 。 用 Twe e n 一 8 0 的水溶液处理玉米叶片后, 发现叶片的蜡质有 溶解现象 , 并且使叶子的蒸腾作用扩大了1 ~3 倍 ; 在油 菜、 蚕豆等植物叶面喷洒OP 一1 0 或NP一 1 0 的溶液后, 由于 表面活性剂与膜和蛋白质的相互作用引起了叶片枯斑和组 织损伤, 甚至增加了乙烯的释放量, 引起对植物的药害。 叶小利等 系统地研究了烷基聚氧乙烯基醚( P P J ) 和蔗 糖脂肪酸脂( S F E) 对大豆叶片气孔 、 蜡质层、 乙烯释放量 等的影响, 结果表明: 随着表面活性剂质量浓度的增加, 气孔逐渐打开, 质量浓度继续增加, 气孔的孔径达到最大 后逐渐关闭, 蜡质层的溶解程度随表面活性剂质量浓度的 增加而逐渐增加 ; 低质量浓度时, 乙烯的释放量几乎不受 影响, 但表面活性剂的质量浓度进一步增加时, 乙烯的释 放量增加。表面活性剂在不同程度上调节大豆叶片气孔 开闭、 蜡质层的溶解和乙烯的释放量。

生物法降解秸秆木质素研究进展秸秆是一种丰富的纤维素可再生资源,我国农作物秸秆年产量逾6亿t,除少量被用于造纸、纺织等行业或用作粗饲料、薪柴外,大部分以堆积、荒烧等形式直接倾入环境,造成极大的污染和浪费[1]。能源紧张、粮食短缺及环境污染日趋严重是目前世界各国所面临的难题。而可再生资源的转化利用,能在有利于生态平衡的条件下缓解或解决问题。 木质素又称木素,是植物界中含量仅次于纤维素的一类高分子有机物质,是一种极具潜力的可再生资源[2-4],每年全世界由植物可生长1 500亿t木质素,且木质素总与纤维素伴生,具有无毒、价廉、较好的可热塑和玻璃化特性。木质素是由苯丙烷结构单元组成的复杂的、近似球状的芳香族高聚体,由对羟基肉桂醇(phydroxy cinamylalcohols)脱氢聚合而成,一般认为木质素共有3种基本结构(非缩合型结构),即愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构。木质素结构单元之间以醚键和碳-碳键连接,连接部位可发生在苯环酚羟基之间,或发生在结构单元中3个碳原子之间,或是苯环侧链之间。木质素由于分子量大,溶解性差,没有任何规则的重复单元或易被水解的键,因此木质素分子结构复杂而不规则[5,6]。 从20世纪开始,国内外学者一直在寻找降解木质纤维素的最佳途径,研究内容主要包括以下几方面:物理法、化学法、物理化学法、生物降解法[7]。物理法包括辐射、声波、粉碎、整齐爆破等[8,9]。化学法包括无机酸(硫酸、乙酸、盐酸等)、碱(氢氧化钠、氨水等)和有机溶剂(甲醇、乙醇)等。物理化学法,即化学添加法和气爆法相结合。此3种方法,可在一定程度上降解秸秆中的木质纤维素,但都存在条件苛刻、设备要求高的特点,从而使预处理成本增加,且污染严重。生物降解法是从20世纪20年代起开始研究的,采用降解木质素的微生物在培养过程中可以产生分解的酶类,从而可以专一性降解木质素。此法具有作用条件温和、专一性强、无环境污染、处理成本低等优点。

表面活性剂在涂料中应用文献论文

1、常见的阴离子表面活性剂有:肥皂类、硫酸化物、磺酸化物。

(1)肥皂类表面活性剂

为高级脂肪酸盐,常用脂肪酸的烃链通常在C11~C18之间,以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常用。根据其金属离子(Mn+)的不同,有碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂等。

(2)硫酸化物表面活性剂

主要是硫酸化油和高级脂肪醇的硫酸酯类,分子结构通式为ROSO3-M+,其中高级醇烃链R在C12~C18之间。硫酸化油的代表品种是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油,为黄色或橘黄色黏稠液体,微臭,可与水混合,为无刺激性的去污剂和润湿剂,可代替肥皂洗涤皮肤,也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。

(3)磺酸化物表面活性剂

主要有脂肪族磺酸化物、磺基芳基磺酸化物、磺基萘磺酸化物等。分子结构通式为ROSO3-M+。其水溶性和耐钙、镁盐的能力虽比硫酸化物稍差,但不易水解,在酸性水溶液中较稳定。

2、特例

(1)特例1:阴离子聚丙烯酰胺(APAM)

APAM是水溶性的高分子聚合物, 主要用于各种工业废水的絮凝沉降,沉淀澄清处理,如钢铁厂废水,电镀厂废水,冶金废水,洗煤废水等污水处理、污泥脱水、造纸等。还可用于饮用水澄清和净化处理。

(2)特例2:磷酸酯型阴离子表面活性剂

磷酸酯型阴离子表面活性剂磷酸酯型阴离子表面活性剂是含磷表面活性剂的一类。作为纺织油剂、金属润滑剂等广泛应用于纺织、化工、金属加工等各部门。用醇和五氧化二磷制备烷基磷酸酯盐是工业生产上最常用的方法。

阴离子表面活性剂的应用及发展 摘 要:阴离子表面活性剂是表面活性剂家族中的一大类.文中重点介绍了阴离子表面活 性剂在农业、建筑业、石油、化妆品及纺织业中的应用,展望了发展前景。 1类型 阴离子表面活性剂通常分为高级羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型、脂肪酰一肽缩合物等.它在表面活性剂家族中品种最多,用量最大,其应用十分广泛。 2应用 2.1 农业 大多数的农药都是油溶性有机物,不能直接使用.为了安全、经济有效地使用,必须将农药与表面活性剂等助剂按配方加工成制剂产品,如制成乳油、悬浮剂、可湿性粉剂等.用水稀释后,大面积地在农作物上均匀喷洒,促进活性组分渗透入植物内部.现在用阴离子与非离子的复配物作为农药乳化剂,使乳化剂的用量由20%一40%下降为3%一10%,且有利于农药的化学稳定性,同时降低了成本,减少了污染,提高了药效利用率.如在杀虫剂、除锈剂、植物生长调节剂中常加入烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐等作乳化剂和润湿剂,可用于改良土壤。 2.2建筑工业 混凝土是建筑工业中广泛使用的材料,制备混凝土砂浆时,加入一定量的表面活性剂以改善混凝土的性能,如木质素磺酸盐系列用作减水剂,引气剂,十二烷基磺酸盐及其复配物用作砂浆塑化剂等.在建筑用涂料中,表面活性剂主要起润湿、乳化、分散、稳定和防静电作用.如用作分散剂的是聚磷酸钠或钾等阴离子活性剂,它可以降低乳化系统中的界面张力,阻止絮凝,打碎胶团,改善涂料的遮盖力,流动性和流平性,同时减少涂料的发花和颜料的沉降等.多数涂料含有固体颗粒,如体质颜料作为分散的第一步,要充分地润湿,向水和涂料中加入阴离子表面活性剂,可降低固液表面张力,产生稳定的不相溶混合物.如果缺少合适的润湿剂,涂料会絮凝和沉降,分散时间将延长,涂层会失去光泽.当阴离子表面活性剂的亲水基位于两个憎水链的中央时,可提供较强的润湿性,如二辛基磺化琥珀酸钠、烷基硫酸盐等是有效的润湿剂。 2.3化妆品工业 阴离子表面活性剂在化妆品中的应用越趋广泛.其主要作用是作乳化剂、增溶剂、润湿剂和活效组分增效剂.最重要的是考虑其药理学和毒理学上的安全,如单烷基磷酸酯盐,由于在皮肤和毛发洗涤用品中被大量使用,成为日本花王公司的一个得意品种,并在菲律宾花王子公司内部专门生产此品,商品牌号为MAP.MAP的钠盐、钾盐因其丰富的发泡性,良好的乳化性,适度的洗净力以及特有的皮肤亲和性而能满足毛发洗净剂的要求.在不少洗面奶、沐浴露以及婴幼儿洗涤用品中使用.美国PPG公司于1986年开发了“Avanel”S系列阴离子表面活性剂——烷基聚氧乙烯硫酸盐,其分子式为cmH。。+10(C。H。o)。CH:SO。Na,由于式中的疏水基和乙氧基聚和度可以调节,因而可以人为地控制其某些性质以适合实际需要.“Avanel”S既耐酸又耐碱,其发泡性能不受硬水的影响,可完全被生物降解,适于制家用清洁剂,如:它对皮肤非常柔和,可用于护肤膏霜类化妆品.对皮肤和眼睛的刺激性低,适用于调理香波,且具有持久的保湿作用.还可用于药物香波和去头屑香波,它的抗活性过氧化物和药物的能力促进了产品的稳定性,且产生的泡沫易于漂洗.国内多年来一直沿用至今的“209”表面活性剂是油酰基甲基牛磺酸钠,只能配制大众化的洗发膏.80年代初,日本的资生堂与东邦化学合作开发了椰油酰基甲基牛磺酸钠,并在高档香波、沐浴露和洗面奶中加以应用.现该品种已成为日本一种常用的表面活性剂,常见于资生堂,L10N等公司的专利文献配方中.最近日本专利用磷酸月桂醮钠盐等制备对皮肤温和的洗涤剂、洗发香波,经研究,在一定PH值下不仅有软化、调理头发的功效,而且防止头皮发痒.专利用双十六烷基磷酸钙复配成性能优良具有抗水、抗油、对皮肤附着力好的固体化妆品.在医用化妆品生产中,为了提高药效成分及香料的溶解度,须加入一定的增溶剂.烷基磷酸酯类毒性小,又耐酸、耐碱、耐菌、亲水亲岫,且易被生物代谢,是应用广泛的增溶系列.日本松本公司合成了含有机聚硅氧烷的磷酸酯阴离子表面活性剂,另一公司合成了磷酸酯二(全氟辛基乙酯)三乙氧基硅烷酯表面活性剂。 2.4石油工业 石油工业上广泛使用表面活性剂.据估计,美国用于油田开发的表面活性剂约占工业用量的17%,在钻井中,用阴离子表面活性剂配制钻井液,湿润冷却钻井工具.据API公报报道,1978年美国使用的钻井液中大量地用到了磺酸盐类:如木质素磺酸盐用作稀释分散剂,石油磺酸盐用作破乳剂,烷基芳基磺酸盐用作润滑剂.在强化采油方法中,利用表面活性剂驱油是一种主要方法,烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠可用于高含盐量(Na+、C1一、Ca2+、M92一)高温地下岩层的三次采油,而且若与烷基苯磺酸混用,可改进地下岩层(含酸溶性组分)的渗透性和孔隙度来提高石油采出率;与烷基酚聚氧乙烯醚同时使用,可用于含盐度高的水矿层,也可用于渗透变化性大的岩层进行三次采油.据报道,1982年在美国三次采油1900万吨,主要用蒸汽驱油,其驱油剂中的主要成分中加有烷基苯磺酸盐,烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐等阴离子活性剂.此外,还可作为原油降粘剂,改进原油输送中的流动性,降低能耗.在石油产品中,作为洁净剂、分散剂、高碱性添加剂、防锈剂、抗静电剂、乳化降粘剂、消蜡防蜡剂以及污水处理剂等。 2.5纺织工业 随着纺织纤维品种的不断更新,对纺织印染加工等提出了新的要求.纺织印染后用的染整助剂要对织物具有较好的润湿作用,对染料具有较强的增溶和分散能力,对织物和颜料有较强的亲和力,从而减慢上染速度,达到匀染目的.此外,根据特殊需要,还要对织物具有一定的柔软、拒水和抗静电作用.因此,表面活性剂的增效、分散、匀染、拒水、抗静电、柔顺作用对纺织工业十分重要.例如,在纺织原料处理中,为了除去原料中的蜡脂、果胶、棉籽壳等,常用碱煮,烷基苯磺酸盐等复配制剂作为洗涤和润湿剂,用来改善煮练液的润湿性、乳化性、渗透性,从而达到改善棉纱线外观及吸水性之目的,在漂白过程中,加入磺酸盐、脂肪醇硫酸盐等作为耐酸碱低泡的润湿剂,提高漂白液的渗透、湿润能力和织物的柔软性.纺丝工序中,用烷基苯磺酸(或硫酸盐)等作乳化剂.在印染整理中,作为助溶剂、扩散剂、匀染剂、抗静电剂和柔顺剂被广泛使用.如羧甲基纤维素常作为纤维印花浆上浆剂,磺化油和高级硫酸酯钠盐是主要的匀染剂,烷基磺酸纳是常见的柔顺剂,也可作为丝光整理剂和抗静电剂使用。

表面活性剂,就是指增加表面的活性,在涂料中回入表面活性剂以后,可以防止皱纹皮,相应的提高了流平性,但只能改善施工工艺,不能取代涂料材料本身的性能,所以不宜加多,因为不会跟主剂产生化合作用

  • 索引序列
  • 表面活性剂的应用和发展论文
  • 表面活性剂发展前景论文
  • 表面活性剂的应用论文参考文献
  • 表面活性剂研究进展论文
  • 表面活性剂在涂料中应用文献论文
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