第一節(jié) 表面活性劑的定義
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)。(立項(xiàng)報(bào)告)
第二節(jié) 表面活性劑的未來發(fā)展方向
表面活性劑的分類方法有很多種,根據(jù)表面活性劑的來源進(jìn)行分類,通常把表面活性劑分為合成表面活性劑、天然表面活性劑和生物表面活性劑三大類。
1、合成表面活性劑
合成表面活性劑是指以石油、天然氣為原料,通過化學(xué)方法合成制備的表面活性劑。表面活性劑在性質(zhì)上的差異,除與烴基的大小和形狀有關(guān)外,主要與親水基因類型有關(guān),一般以親水基本的結(jié)構(gòu)為依據(jù)來分類,按親水基團(tuán)是否帶電可將表面活性劑分為離子型和非離子型兩大類,其中離子型表面活性劑又分為陽離子表面活性劑,陰離子表面活性劑和和兩性離子表面活性劑。
2、天然表面活性劑
20世紀(jì)70年代的石油危機(jī)對以石油為基本原料的表面活性劑工業(yè)產(chǎn)生了巨大的沖擊,引起人們對能源消耗、工藝生產(chǎn)過程、生態(tài)學(xué)和石油制品安全性等一系列問題的思考,從而引發(fā)了以天然油脂為原料的表面活性劑的重大變革。再加上人們對安全及環(huán)保意識的提高,以油脂為原料的天然表面活性劑的開發(fā)引起人們的高度重視,目前在最受歡迎的要數(shù)氨基酸天然表面活性劑,它的主要特點(diǎn)是比較溫和,對皮膚、眼睛的低刺激性,以及良好的生物降解性。
3、生物表面活性劑
生物表面活性劑是指由細(xì)菌、酵母和真菌等多種微生物產(chǎn)生的具有表面活性劑特征的化合物。用微生物生產(chǎn)表面活性劑是20世紀(jì)70年代后期國際生物工程領(lǐng)域中 研究 的新課題,用微生物控制取生物表面活性劑可以得到許多難以用化學(xué)方法合成的產(chǎn)物,在結(jié)構(gòu)中引進(jìn)來新的化學(xué)基因,目前研制的可分為糖脂系、酰基縮氨酸系、磷脂系、脂肪酸系和高分子表面活性劑五類。
表面活性劑作為日化品中最重要成分,在開發(fā)應(yīng)用上應(yīng)大力采用天然原料,盡量避免使用對皮膚有刺激性的成分,以減少化學(xué)成分給人體帶來的多種危害,面對資源不斷減少及人類環(huán)保意識增強(qiáng)的趨勢,綠色表面活性劑的發(fā)展將成為 行業(yè) 的可持續(xù)發(fā)展提供可能。
第三節(jié) 表面活性劑的發(fā)展趨勢
目前,發(fā)達(dá)國家在表面活性劑領(lǐng)域的 研究 已具備了完整的體系,夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品 研究 開發(fā)多樣化、系列化,開發(fā)力度非常大,并且開發(fā)理念已突破傳統(tǒng)意義上的表面活性劑。
以表面活性劑在農(nóng)藥中應(yīng)用為例,國外通過表面活性劑對除草劑活性作用的 研究 表明,表面活性劑并非只單純地降低藥液的表面張力,以提高藥量而達(dá)到增效的目的。
若針對各種藥劑特性,采用適當(dāng)種類和濃度的表面活性劑還可以促進(jìn)藥劑對植物的滲透作用,且對藥劑具有增溶作用,可見有選擇性地開發(fā)和應(yīng)用表面活性劑,可望達(dá)到對藥劑增效、節(jié)約用藥、減少對環(huán)境污染和降低防治成本的目的。
表面活性劑在醫(yī)藥中也有廣泛的用途,它對藥物的吸收有著明顯的影響, 研究 發(fā)現(xiàn)表面活性劑的存在可能增加藥物的吸收也可能降低藥物的吸收,還應(yīng)考慮到表面活性劑與蛋白質(zhì)的相互作用、毒性、刺激性等。
國外一些著名的表面活性劑公司在2l世紀(jì)初的發(fā)展趨勢如下所述:
國外主要 研究 方向?yàn)榘踩?、溫和和易生物降解的產(chǎn)品。如糖苷類表面活性劑,由于原料來自天然、性能優(yōu)良、低毒低刺激、易生物降解而得到迅速發(fā)展。
我國表面活性劑 行業(yè) 的發(fā)展趨勢在表面活性劑領(lǐng)域,我國的 研究 開發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)都還比較薄弱,與國外水平差距很大,尤其在高新技術(shù)領(lǐng)域差距更大,這主要表現(xiàn)為產(chǎn)品品種單一落后,生產(chǎn)規(guī)模小,產(chǎn)品配套能力差,缺少系列化產(chǎn)品的 研究 開發(fā)能力。于產(chǎn)品的質(zhì)量和性能不能滿足許多高新技術(shù)產(chǎn)品的要求,缺少能夠帶動(dòng)相關(guān) 行業(yè) 發(fā)展的表面活性劑及助劑的 研究 開發(fā)和生產(chǎn)能力,客觀上阻礙了我國精細(xì)化工 行業(yè) 的健康發(fā)展。
提出了越來越高國外表面活性劑的主要 研究 方向?yàn)榘踩睾?、易生物降解,而我國在這方面的工作才剛剛起步。由于表面活性劑產(chǎn)品品種多,應(yīng)用范圍廣,且由于我國在該領(lǐng)域基礎(chǔ)薄弱,所涉及的亟待解決的問題也多,首先注重以下問題的解決:
系統(tǒng)開發(fā)安全、溫和、易生物降解、具有特殊作用的表面活性劑, 研究 其構(gòu)效關(guān)系,為新型產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。重點(diǎn)開發(fā)糖苷類表面活性劑,糖苷有多個(gè)游離羥基,類似多元醇,可開發(fā)各種多元醇類和醇類表面活性劑。
開發(fā)蔗糖脂肪酸酯系列產(chǎn)品,蔗糖脂肪酸酯是以8個(gè)羥基蔗糖為親水基,以置換了蔗糖羥基的脂肪酸部分為憎水基的非離子表面活性劑,是通過蔗糖與脂肪酸酯交換反應(yīng)形成的。除單酯外,某種條件下可生成二酯和三酯。蔗糖脂肪酸酯可作食品添加劑(乳化劑),具有無毒、無臭、無刺激性、易生物降解性等優(yōu)點(diǎn),其洗凈力不大,但有W/0型乳化、增溶、起泡等多種性能,并且有抑制淀粉沉降和油脂結(jié)晶轉(zhuǎn)變的作用。 研究 表面活性劑在工業(yè)催化方面的應(yīng)用,重點(diǎn)對酯化、磺化、烷基化、硝化反應(yīng)專用的新型、高效、環(huán)境友好的催化劑進(jìn)行開發(fā) 研究 ,以降低工業(yè)生產(chǎn)成本。
高相比表面活性劑的 研究 與開發(fā)。加強(qiáng)復(fù)配技術(shù)的 研究 ,開拓已有產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。
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