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表面活性劑的應(yīng)用
來(lái)源:文秘幫 瀏覽 755 次 發(fā)布時(shí)間:2022-09-23
表面活性劑是指以極低的濃度就能顯著降低溶劑表面張力的物質(zhì),其分子結(jié)構(gòu)有著共同的特點(diǎn),即分子都是由非極性的憎水基與極性的親水基兩部分構(gòu)成,結(jié)構(gòu)與性能截然相反的分子碎片或基團(tuán)處于同一分子的兩端,并以化學(xué)鍵相連接,形成一種不對(duì)稱的、極性的結(jié)構(gòu)。表面活性劑的這種特殊結(jié)構(gòu)決定了這類分子具有許多特殊而優(yōu)越的性質(zhì)和作用。
1.表面活性劑在科學(xué)研究中的應(yīng)用
(1)表面活性劑在納米技術(shù)研究中的應(yīng)用
表面活性劑在納米技術(shù)的研究和應(yīng)用領(lǐng)域起著不可或缺的作用。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;表面活性劑還被應(yīng)用于納米材料透射電鏡樣品的制備中。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)表面活性劑在環(huán)境保護(hù)研究中的應(yīng)用
在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展、生產(chǎn)力高度發(fā)達(dá)的今天,全球面臨環(huán)境惡化的重大問(wèn)題,環(huán)境保護(hù)及環(huán)境保護(hù)方面的研究顯得尤為重要。表面活性劑是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的一種重要的精細(xì)化工品,它可以減少液體、固體和氣體界面間的表面或界面張力,容易在水或其他液體中混合或擴(kuò)散,因而廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)方面。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。
(3)表面活性劑在化學(xué)研究中的應(yīng)用
化學(xué)研究過(guò)程中,離不開(kāi)表面活性劑。表面活性劑由于其既親水又親油常做相轉(zhuǎn)移劑,由于其乳化性常做乳化劑,在許多化學(xué)合成中表面活性劑還做分散劑,催化劑等。如乳液聚合四大要素中(單體、水、引發(fā)劑、表面活性劑),表面活性劑的用量雖然很少,卻發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用。它們對(duì)于乳膠粒子的成核,單體液滴或預(yù)聚體的乳化,以及聚合過(guò)程中聚合物粒子的穩(wěn)定性和貯存期間產(chǎn)品的穩(wěn)定性都是非常重要的。
事實(shí)上,表面活性劑以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和特殊的性質(zhì)還廣泛應(yīng)用于物理、生物、醫(yī)藥等各領(lǐng)域。
2.表面活性劑在工業(yè)中的應(yīng)用
(1)在電鍍工業(yè)中的應(yīng)用
拓寬電鍍業(yè)的pH、溫度和電流密度使用范圍;對(duì)電鍍中析出的金屬離子具有良好的分散性,有利于提高鍍件表面的光滑和平滑度;減低表面張力有利于對(duì)鍍件的潤(rùn)濕;促進(jìn)在陰極表面產(chǎn)生氫氣,盡快脫離可防止鍍件產(chǎn)品凹痕和針孔;經(jīng)表面活性劑清洗的鍍件,其電鍍效果明顯增強(qiáng)。
(2)在石油、煤炭工業(yè)中的應(yīng)用
石油工業(yè)中,表面活性劑是必不可少的化學(xué)助劑。水煤漿作為一種新型煤基燃料,表面活性劑可使其煤粉穩(wěn)定地分散在水中,從而獲得濃度高、穩(wěn)定性好、流動(dòng)性好的水煤漿。表面活性劑驅(qū)油的三次采油(EOR)由于可觀的經(jīng)濟(jì)效益而備受青睞。在其中表面活性劑起到非常重要的作用,它的加入能降低地下油層各相間的界面張力,發(fā)揮乳化作用,減少巖層對(duì)油的吸附力,并提高油在水中的溶解度,降低原油黏度,從而將巖層束縛的油采出。
(3)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。
(4)在皮革生產(chǎn)中的應(yīng)用
①浸水助劑,浸水的目的是使經(jīng)過(guò)不同防腐處理的原皮最大限度地恢復(fù)到鮮皮狀態(tài),同時(shí)洗去皮上的臟污物及防腐物,溶解皮中的一些可溶性蛋白質(zhì),松散膠原纖維。
②脫脂劑,用表面活性劑乳化脫脂,使用方便,成本低。表面活性劑具有良好的滲透性、乳化性、去污和洗滌性,特別是對(duì)脂肪細(xì)胞和脂腺組織有強(qiáng)的穿透性。
③浸灰劑,浸灰(堿膨脹)是指生皮在堿性溶液中進(jìn)一步發(fā)生充水作用。表面活性劑本身也有疏松纖維、控制過(guò)度膨脹的作用,有利于成革豐滿、柔軟。表面活性劑還可使浸灰時(shí)間縮短,防止皮纖維在強(qiáng)堿性介質(zhì)中受損傷。
④加脂劑,表面活性劑是加脂劑中除中性油以外的主要成分。有的表面活性劑本身是加脂或柔軟組分,具有乳化作用,且能在酸性條件下發(fā)揮其加脂和柔軟功能,使油脂乳化,并滲透到皮纖維的更深層。
3.表面活性劑在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
(1)在農(nóng)藥中的應(yīng)用
在農(nóng)藥行業(yè),可濕性粉劑、乳油及濃乳劑都需要有一定量的表面活性劑,如可濕性粉劑中原藥多為有機(jī)化合物,具有憎水性,只有在表面活性劑存在的條件下,降低水的表面張力,藥粒才有可能被水所潤(rùn)濕,形成水懸液;而且在粒劑及供噴粉用的粉劑中,有的也含有一定量的表面活性劑,其目的是提高藥劑在受藥表面的附著性和沉積量,提高有效成分在有水分條件下的釋放速度和擴(kuò)展面積,增強(qiáng)防病、治病效果。
(2)在農(nóng)業(yè)廢物好氧堆肥中的應(yīng)用
大量研究表明:添加化學(xué)表面活性劑能夠促進(jìn)纖維素類物質(zhì)的生物降解。在堆肥中引入生物表面活性劑以促進(jìn)難降解物質(zhì)如纖維素類物質(zhì)的降解,同時(shí)生物表面活性劑在體系中不是優(yōu)先降解對(duì)象,不存在被微生物過(guò)早降解的危險(xiǎn),但由于其最終仍可以被微生物降解,因此引入生物表面活性劑的堆肥不需要后續(xù)處理,產(chǎn)物還田不存在安全隱患。
4.在洗滌劑和化妝品中的應(yīng)用
表面活性劑是洗滌劑的主要成分,它與污垢和在污垢與固體表面之間發(fā)生一系列的物理化學(xué)作用(如:潤(rùn)濕、滲透、乳化、增溶、分散、起泡等)并借助于機(jī)械攪拌獲得洗滌效果。用量最多、最廣泛的是陰離子和非離子表面活性劑,陽(yáng)離子和兩性表面活性劑只是在生產(chǎn)某些特殊類型和功能的洗滌劑時(shí)才使用。主要品種有LAS(指連烷基苯磺酸脂鹽)、AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽)、MES(α-磺酸脂肪酸脂鹽)、AOS(α-烯基磺酸鹽)、烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酰二乙醇胺、氨基酸型、甜菜堿型等。表面活性劑廣泛用于各類化妝品中作乳化劑、滲透劑、洗滌劑、柔軟劑、潤(rùn)濕劑、殺菌劑、分散劑、增溶劑、抗靜電劑、染發(fā)劑等。非離子表面活性劑由于不刺激且和其他組分易相容,在化妝品中最常用。
總之,表面活性劑以其特殊的性質(zhì)和作用廣泛應(yīng)用于造紙、建筑、紡織等行業(yè),其應(yīng)用幾乎可以覆蓋所有的精細(xì)化工領(lǐng)域。