表面活性剂的应用
表面活性剂是指活跃于表面和界面上具有极高的降低表面界面张力的能力和效率的一类物质它是具有功能性的精细化工产品被广泛应用于食品医药农药纺织化工黏合剂选矿油田化学品造纸皮革感光材料等工业领域以及洗涤用品化妆品等民用领域目前表面活性剂产业已发展成为精细化工的一个重要分支下面主要介绍了表面活性剂的应用
1在洗涤剂中的应用
1.1碱性水基金属油污清洗剂弱碱性水基金属油污清洗剂具有清洗率高腐蚀性小清洗温度较低无毒无污染等优点它的去污机理主要是借助表面活性剂对油污进行润湿渗透乳化分散增溶等过程实现的弱碱性水基金属油污清洗剂是以脂肪醇聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂为主与十二烷基磷酸脂钾盐十四醇聚氧乙烯醚琥珀酸单脂磺酸盐等阴离子表面活性剂复配而成同时利用了各种无机助剂的协同作用一方面严格控制各种金属发生腐蚀的最低PH值另一方面使溶液呈弱减性以中和油污中部分脂肪酸
1.2金属材料酸洗用清洗剂酸洗是金属材料在加工或表面处理前除去表面氧化层和污垢的有效而必不可少的工序化学酸洗法能有效地除去氧化皮和污垢但在一般的酸洗过程中伴有对基体金属的过度腐蚀出现垢点氢脆等缺陷实践证明在酸洗液中加入合适的表面活性剂可以延缓酸洗液对基体的腐蚀抑制氢原子向基体的扩散防止氢脆的发生其机理是表面活性剂加入到酸洗液中能形成乳状液或悬浮液在酸洗液表面生成泡沫抑制酸洗液的挥发从而可抑制酸雾的产生表面活性剂在酸洗加热是因
1.3具有热稳定性能减缓酸对金属基体的溶解但不影响氧化皮的溶解速度
1.4手洗餐具洗涤剂餐洗剂中常用的表面活性剂有直链烷基苯磺酸盐LASα-烯烃磺酸盐AOS脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐AES仲烷基磺酸盐SAS脂肪醇硫酸盐FAS脂肪醇聚氧乙烯醚AEO烷醇酰胺氧化叔胺各种不同浊点的环氧已基环氧丙基共聚表面活性剂烷基多糖苷APG甲脂磺酸盐MES等它们主要分为阴离子表面活性剂非离子表面活性剂两性表面活性剂三种其中阴离子表面活性剂如AES具有高的起泡力和强的乳化脂肪的能力对水的硬度敏感性低有良好的皮肤相容性AOS与LASAES脂肪氧化胺和烷醇酰胺相结合可提供良好的餐具洗涤性能并且不受水硬度的影响MES由天然油脂经酯交换再磺化后获得的MES对皮肤温和泡沫丰富去污力强能有效地抗硬水非离子表面活性剂如APG具有良好的物理化学性能它具有良好的泡沫性与阴离子表面活性剂合用时表现出高泡沫稳定性和提高粘度效应显示出良好的洗涤力两性表面活性剂如甜菜碱氧化胺型两性表面活性剂它们能和阴离子表面活性剂形成复合体通过阻碍其对皮肤的吸着渗透从而达到温和化
2在制革工业上的应用
2.1浸水制革浸水应用表面活性剂的主要目的是加速浸水作用缩短浸水时间提高浸水质量使生皮浸软浸透利于生皮恢复鲜皮状态表面活性剂可以乳化皮中油脂增加水对皮纤维的润湿作用常用的大多是羧酸盐型的阴离子表面活性剂和聚氧乙烯型非离子表面活性剂其中以非离子表面活性剂的效果好如拉开粉雷米邦渗透剂T快速浸水剂渗透剂JFC等以及同时具有杀菌抗硬水等作用的几种阴离子和非离子表面活性剂的复配产品而其中以脂肪醇聚乙烯醚的增效复配混合物为主
｜2.2脱脂脱脂是将皮表面和皮脂腺中的油脂除去脱脂时脱脂剂进入生皮后还必须渗透到脂肪细胞或脂腺内乳化溶解脂肪并使油脂返回溶液中所以要求脱脂剂脱脂剂必须同时具有良好的渗透性乳化性去污和洗涤性故皮革用脱脂剂主要成分是表面活性剂而且为阴离子和非离子表面活性剂并具一定的耐酸碱能力一般脱脂用非离子表面活性剂主要有烷基酚聚氧乙烯醚如OP-5OP-7OP-10TX-10脂肪醇聚氧乙烯醚如JFC平平加O-20烷醇酰胺如65016502脂肪酸聚氧乙烯脂SG-5等阴离子表面活性剂主要有十二烷基苯磺酸盐LAS烷基磺酸盐AS雷米邦A拉开粉BX等
2.3浸灰所谓浸灰是生皮在碱溶液的作用下发生进一步充水作用使生皮外观表现为厚度弹性透明度增加使用表面活性剂可以增强浸灰材料的渗透效果缩短浸灰过程抑制生皮过度膨胀乳化天然油脂
3在资源加工中的应用
3.1矿物浮选矿物浮选是借助气泡浮力来浮选矿石实现矿石和脉石分离的方法所用浮选剂主成分有捕集剂和起泡剂捕集剂是将亲水的矿物表面变为疏水的表面以利于矿物易粘附于气泡上的药剂常用的表面活性剂捕集剂主要是阴离子和阳离子表面活性剂为了使有用矿物有效地富集在空气与水的界面上必须利用起泡剂产生大量泡沫造成大量的界面主要的起泡剂有松油粗甲氧基甲基苯酚异丁基甲氧苄醇聚乙二醇类三乙氧基丁烷烷基苯磺酸钠二聚乙二醇甲基叔丁基醚及三聚丙二醇甲醚等
3.2织物的防水与防油将纤维织物用防水剂进行处理可使处理后的纤维表面变为疏水性具有防水性而空气和水蒸气的透过性不受阻碍对纤维防水处理可使用具有能与纤维亲水基反应的官能团和长链脂肪族疏水链的防水处理剂在纤维表面形成极薄的强流水性涂膜而纤维的防油处理是形成充填-CF3基团的表面层采用全氟碳化合物使经处理后的临界表面张力要低于油的表面张力
3.3金属的防锈防绣添加剂是油溶性表面活性剂在金属表面涂上含有防绣添加剂的防绣油添加剂的两亲分子在金属-油界面上以极性基吸附于金属表面而非极性的亲油基伸向油中形成定向单分子膜替代了原来的金属高能表面在油相中当添加剂的浓度超过临界胶束浓度后添加剂还会自动聚集生成反胶束正是这些胶束的存在能将油中的腐蚀介质水加溶在胶束中从而显著地降低了油膜的透水率如石油磺酸钡石油磺酸钙硬脂酸铝山梨糖醇单油酸酯等防绣添加剂在金属-油界面上的定向吸附膜对金属表面起到屏蔽作用由疏水基组成的吸附膜属低能表面水和腐蚀介质在膜上会形成大的接触面而不易渗透从而阻止了与金属表面的接触达到防腐蚀的目的
4在电镀工艺中的应用
4.1在电镀预处理中的应用电镀工业中金属表面常吸附有油污和其他不洁物影响电镀时金属离子的沉积因此镀件必须除油除锈通常采用碱性除油液在除油液中加入表面活性剂利用其乳化和洗涤性即表面活性剂的两亲基团吸附于油水界面上极性基指向水非极性基指向油污定向排列降低了油-水间的界面张力使金属表面的油污分散悬浮脱离工作表面并不再吸附于工件上因此在洗液中加入表面活性剂可提高除油效果及除油速度并实现低温除油
｜4.2在电镀工艺中的应用表面活性剂在电镀液中可用做润湿剂能较好地降低电极与镀液界面间的界面张力使镀液易于在电极表面铺展从而达到均匀电镀的目的常用的电镀润湿剂有十二醇硫酸酯钠2-乙基己醇硫酸酯钠琥珀酸二辛酯磺酸钠烷基酚聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚等
5在农业中的应用
5.1表面活性剂对植物叶面气孔和蜡质层的影响表面活性剂具有乳化分散润湿和渗透等作用在植物的叶面肥和农药的施用中被广泛地用作添加剂改善所喷溶液在植物叶面的物理及化学特性它们能增加叶片对有效成分的吸收使肥料或药液得到更有效的利用
5.2叶面微肥的制备在植物的叶面上加入表面活性剂可以使叶面肥溶液易于在植物的叶面上铺展使得微量元素能够均匀的分散到植物叶面的各处并有助于微量元素渗入植物叶片内部便于植物吸收从而起到增产增收的目的
5.3农药制剂加工大部分农药都是一些油溶性的有机物较少用量时就有良好的杀虫灭病菌和除草作用但农药不能直接使用从安全经济使用效果上考虑一般是将农药原药与表面活性剂等助剂按一定比例复配所得的复配物很容易分散到水中用水稀释后再在农作物上大面积喷洒烷基苯磺酸甲酯用做敌敌畏乳油的稳定剂聚氧乙烯醚磷酸酯用作农药粉剂的润湿剂和抗稳定剂添加表面活性剂后减少了农药对环境的污染
5.4表面活性剂对农药使用效果的影响表面活性剂在水溶液中能形成胶束可降低水的表面张力这些特性使得表面活性剂在不同型的农药中对农药产生了乳化分散增溶和润湿作用使得农药的使用更加高效安全经济和方便
参考文献
贺晓慧.水基金属油污清洗剂的研制.精细化工,1998,156:11.
王培义等.表面活性剂合成及应用.郑州:河南科技出版社,1995.
徐燕利.表面活性剂的功能.北京化学工业出版社,2000.
