表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用,成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂,其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。
根据所需要的性质和具体应用场合不同,有时要求表面活性剂具有不同的亲水亲油结构和相对密度。通过变换亲水基或亲油基种类、所占份额及在分子结构中的位置,可以达到所需亲水亲油平衡的目的。经过多年研究和生产,已派生出许多表面活性剂种类,每一种类又包含众多品种,给识别和挑选某个具体品种带来困难。因此,必须对成千上万种表面活性剂作一科学分类,才有利于进一步研究和生产新品种,并为筛选、应用表面活性剂提供便利。
表面活性剂的分类方法很多,根据疏水基结构进行分类,分直链、支链、芳香链、含氟长链等;根据亲水基进行分类,分为羧酸盐、盐、季铵盐、PEO物、内酯等;有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等,还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。但是众多分类方法都有其局限性,很难将表面活性剂合适定位,并在概念内涵上不发生重叠。
人们一般都认为按照它的化学结构来分比较合适。即当表面活性剂溶解于水后,根据是否生成离子及其电性,分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。
按极性基团的解离性质分类
1.阴离子表面活性剂:硬脂酸,十二烷磺酸
2.阳离子表面活性剂:季铵化物
3.两性离子表面活性剂:卵磷脂,型,型
4.非离子表面活性剂:烷基葡糖苷(APG),脂肪酸酯,脂肪酸山梨坦(司盘),聚山梨酯(吐温)
阴离子
1.肥皂类
系脂肪酸的盐,通式: (RCOOˉ)n M。脂肪酸烃R一般为11~17个碳的长链,常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。根据M代表的物质不同,又可分为碱金属皂、碱土金属皂和**胺皂。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。但易被破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐破坏,电解质亦可使之盐析。
碱金属皂:O/W
碱土金属皂:W/O
**胺皂:三胺皂
2.化物RO-SO3-M
主要是化油和脂肪醇酯类。脂肪烃链R在12~18个碳之间。
化油的代表是化蓖麻油,俗称土耳其红油。
脂肪醇酯类有十二烷基(SDS、月桂醇)
乳化性很强,且较稳定,较耐酸和钙、镁盐。在剂学上可与一些高分子阳离子物产生沉淀,对粘膜有一定性,用作外用软膏的乳化剂,也用于片剂等固体制剂的润湿或增溶。
3.磺酸化物R-SO3-M
属于这类的有脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基磺酸化物。它们的水溶性和耐酸耐钙、镁盐性比化物稍差,但在酸性溶液中不易水解。
常用品种有:二辛基琥珀酸磺酸(阿洛索-OT),十二烷磺酸,甘胆酸
易溶于水,具有优良的去污、乳化、发泡性能和抗硬水性能,温和的洗涤性质不会损伤皮肤。使用时请注意:在不含粘度调节剂的情况下,如果要把AES稀释为含有30%或60%活性物质的水溶液,常会导致一种粘性高的凝胶。为避免这一现象,正确的方法是将高活性产品加到规定数量的水中去,同时加以搅拌。而不要将水加到高活性原料,否则便可能导致凝胶的形成。
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)。胶束——表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部,避免与极性的水分子接触;分子的极性亲水头端则露于外部,与极性的水分子发生作用,并对胶束内部的憎水基团产生保护作用。形成胶束的化合物一般为两亲分子,因此一般胶束除可溶于水等极性溶剂以外,还能以反胶束的形式溶于非极性溶剂中。
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,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。
吸附性
溶液中的正吸附:增加润湿性、乳化性、起泡性;
固体表面的吸附:非极性固体表面单层吸附,
极性固体表面可发生多层吸附
日用化学品在日常生活中哪一类为常见,下面就简单举例一下,人们早上睡醒之后需要洗脸,而洗脸一般都是使用香皂,而香皂的制作和化学成分为简单,香皂又分为弱碱性和弱酸性两种,工业为植物弱碱皂、合成弱酸皂、而植物弱碱皂是对皮肤为亲近的一种香皂。早上起床刷牙使用的牙膏,其化学物质化学品原料多达十几种以上组合产生,其中碳酸及表面活性剂是不可少的,而的香味是其香精或者香料调和的,而牙膏牙齿和口腔的,其中化学成分较为复杂,在现代牙膏行列中,有为简单清洁使用的,有预防牙齿口腔问题的牙膏,有植物花香味道也有水果蔬菜味道的,这些都离不开化学成分的调和。不管日化原料如何美丽日化用品如何之好,一旦过期受损就不可再使用,只能废弃处理,返回化学工序再次生成反应,国内工厂对于自己的产品都不会回收再使用反应的,而回收公司对应的少之又少,此时我公司应市场综合情况而成立,大量回收各种日化原料废旧过期化学品,进行工艺反应化学再生,达到环保再利用之目的。
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