“工业味精”——表面活性剂
一、什么是表面活性剂
表面活性剂指能使目标溶液表面张力显著下降的物质,分子结构两端性质相反,一端具有亲水性基团,另一端具有疏水性基团;亲水性基团包括羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,疏水基团通常为非极性烃链。表面活性剂分为六类,分别为:(1)表阳离子表面活性剂;(2)阴离子表面活性剂;(3)非离子型表面活性剂;(4)两性表面活性剂;(5)复配表面活性剂;(6)其他表面活性剂。
图1 不同状态表面活性剂
二、表面活性剂性质
三、表面活性剂分类
图2 表面活性剂分类图
1.按化学结构分类
按照化学结构,根据是否生成离子分为两类,分别为:(1)分为离子型表面活性剂;(2)非离子型表面活性剂。
2.按极性基团的解离性质分类
(1)阴离子表面活性剂:肥皂类((RCOOˉ)nM)、硫酸化物类(RO-SO4-M)、磺酸化物(R-SO3-M)
图3 阴离子表面活性剂图
(2)阳离子表面活性剂:季铵化物(苯扎氯铵和苯扎溴铵等)
图4 阳离子表面活性剂图
(3)两性离子表面活性剂:卵磷脂、氨基酸型、甜菜碱型
图5 甜菜碱表面活性剂图
(4)非离子表面活性剂:烷基葡糖苷(APG)、脂肪酸甘油酯、多元醇(司盘、吐温)、聚氧乙烯型、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物
图6 非离子表面活性剂图
四、应用领域
1.家用洗涤剂中的应用
主要用于洗涤、去污,通过降低表面张力产生润湿、浸透、乳化、分散、增溶等多种作用综合的效果,在搅拌作用下,使污垢被乳化而分散到介质中,随着介质一起被排放,物品表面带有洗涤剂可使污垢不会返回而沉积在物品表面上。
在家用洗涤剂中应用较多的是阴离子和非离子表面活性剂,个人洗护用品多使用两性表面活性剂。主要品种有LAS(直链烷基苯磺酸酯盐)、AES(脂肪醇聚氧乙烯酰硫酸盐)、MES(a-磺酸脂肪酸酯盐)、AOS(a-烯基磺酸盐)、烷基聚氧乙烯酸、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酰二乙醇胺,氨基酸型,甜菜碱型等。
图7 洗涤剂中表面活性剂
2.化妆品中的应用
表1 不同表面活性剂在化妆品中的作用及用途
图8 化妆品中表面活性剂
3.制药工业中的应用
表2 表面活性剂在制药工业中的作用及用途
4.食品工业中的应用
表3 表面活性剂在食品工业中的作用及用途
5.纺织工业中的应用
表4 表面活性剂在纺织工业中的作用及用途
6.油田中的应用
表面活性剂在油气田主要用作防蜡、增注、破乳、堵水、发泡、稠油降粘等全过程,因其独特的性能在油田开发,钻采,技术方面都显示出优异的作用,并取得了很好的效果,按照用途主要分为五类,分别为:(1)钻井用表面活性剂;(2)油气开采用表面活性剂;(3)提高采收率表面活性剂;(4)油气集输用表面活性剂和水处理用表面活性剂。
图9 油气田中表面活性剂图