【表面活性剂】介绍及其应用
发布时间: 2012-05-31
来源: 花之王
作者: root
表面活性剂概述
表面活性剂(surfactant)(又称界面活性剂)是指能使目标溶液表面张力显著下降的物质,以及降低两种液体之间表面张力的物质。表面活性剂一般为具有亲水与疏水基团的有机两性分子,可溶于有机溶液和水溶液。亲水基团常为极性的基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等;而憎水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。表面活性剂在溶液中的浓度超过某一临界值后,其分子或离子会缔合形成聚集体,称为胶束(micelle)。胶束开始明显形成时的浓度称为临界胶束浓度(CMC),是表面活性剂的重要参数之一。
产品性质及结构
无论何种表面活性剂,其分子结构均由两部分构成。分子的一端为非极亲油的疏水基,有时也称为亲油基;分子的另一端为极性亲水的亲水基,有时也称为疏油基或形象地称为亲水头。两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接,形成了一种不对称的、极性的结构,因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油,便又不是整体亲水或亲油的特性。表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”(amphiphilic structure),表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。
表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力,也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。
囊泡和胶束都是此类聚集体。表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。当胶束在水中形成,胶束的尾形成能够包裹油滴的核,而它们的(离子/极性)头能够形成一个外壳,保持与水接触。表面活性剂在油中聚集,聚集体指的是反胶束。在反胶束中,头在核,尾保持与油的充分接触。表面活性剂通常分为四大类:阴离子,阳离子,非离子和两性离子(双电子)。表面活性剂系统的热动力学很重要,不论是理论上还是实践上。因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。表面活性剂溶液可能含有有序相(胶束)和无序相(自由表面活性剂分子和/或离子)。
比如,常用的洗涤剂能够提高水在土壤中的渗透能力,但是效果仅仅持续数日(许多标准洗衣粉含有一定量的化学品,比如钠和溴,由于它们会破坏植物,不适于土壤)。商业土壤润湿剂会持续起效果一段时间,最终还是会被微生物降解。然而,有一些会对水生物的生物循环产生影响,因此必须小心防止这些产品流入地表径流,过量产品不应该洗消。
主要分类
1、阴离子表面活性剂 :主要呈现为半透明粘稠液体,白色针状,白色粉状等形态,常用于生产洗发水、沐浴露、牙膏、洗衣粉等日化产品;
2、阳离子表面活性剂 :主要呈现为白色可流动液体,白色固体,淡黄色至棕黄色液体或固体等形态,常用于生产日化产品中的护发素、焗油膏等产品;
3、两性表面活性剂 :主要呈现为无色或淡黄色透明液体,常用于生产洗面奶、沐浴露、洗衣液、洗洁精等产品;
4、非离子表面活性剂 :主要呈现为淡黄色澄清液体,常用于生产洗发水等美发产品;
5、天然表面活性剂 :主要呈现为透明液体,常用于生产婴儿系列的洗护产品;
6、稳定剂 :主要应用于离子烫 电发水产品。
日常生产应用
去垢剂、柔顺剂、乳化剂、涂料、胶粘剂、墨水、发泡剂、泻药、除草剂和杀虫剂、护发素
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