表面活性剂的分类及应用学生姓名段倩
学号 20104540122
院系化学化工学院
专业精工 101 班
【摘要】:表面活性剂(surfactant)是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。
表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子,一种粒子具有极强的亲油性,另一种则具有极强的亲水性。
溶解于水中以后,表面活性剂能降低水的表面张力,并提高有机化合物的可溶性。
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,在石油化工中等其他化工生产中也有应用。
【关键词】:表面活性剂分类应用食品农药化肥医
药
表面活性剂的概念
凡是在低浓度下吸附于体系的两相界面上,改变界面性质并显著降低界面能并通过改变界面状态,从而产生润湿与反润湿,乳化与破乳,起泡与消泡以及在较高浓度下产生增容的物质称为表面活性剂。
表面活性剂是一类具有一定功能特性的化合物,是一类专用化学品。
它通
常不作为最终制品或商品直接与使用者或消费者见面,而是作为最终制品或某种商品的一个重要组分加入以应用。
由表面活性剂可以配制多种最终制品或商品,如洗涤剂、润湿剂、渗透剂、乳化剂、破乳剂、消泡剂、分散剂等。
这些制品或商品是按一定的配方调制的产品,其必要组分是表面活性剂,出表面活性剂外,还有助剂、促进剂,其配方的目的是提高表面活性剂的功能。
表面活性剂(surfactant),是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。
表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为憎水基团;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。
表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。
表面活性剂的分类
1、阴离子表面活性剂:硬脂酸,十二烷基苯磺酸钠
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,氨基酸型,甜菜碱型
4、非离子表面活性剂:脂肪酸甘油酯,脂肪酸山梨坦(司盘),聚山梨酯(吐温)
表面活性剂的作用:
增溶乳化作用润湿作用助悬作用起泡和消泡作用消毒、杀菌去垢、洗涤作用
表面活性剂的应用
表面活性剂在食品中的主要作用
1表面活性剂作乳化剂
乳化剂的分子内通常具有亲水基(羟基等)和亲油基(烷基),易在水与油的界面上形成吸附层,属表面活性剂,可分为油包水型和水包油型两类。
可用的乳化剂总数约65种,常用的有脂肪酸甘油酯(主要为单甘油脂)/脂肪酸蔗糖酯/脂肪酸山梨糖醇酐酯/脂肪酸丙二醇酯/大豆磷脂/阿拉伯树胶/海藻酸/酪蛋白酸钠/明胶和蛋黄等。
乳化剂能改善乳化体中各种构成相互之间的表面张力,使之形成均匀的分散体或乳化体,从而改善食品组织结构/口感和外观,提高食品保存性等。
表面活性剂作为乳化剂,在食品工业中起到极其重要的作用,为食品工业的发展提供了良好的条件,可以说食品加工中的各行各业都离不开乳化剂。
2 表面活性剂作增稠剂
增稠剂是能提高食品粘度或形成凝胶的一类添加剂,具有稳定乳化或悬浊状态的作用,属亲水性高分子化合物,一般称高分子表面活性剂,亦称粘度调节剂,胶凝剂和乳化稳定剂等。
总数近40种,分天然和化学合成两类。
高分子表面活性剂一般具有以下特点:降低界面张力的能力小,多数不形成股束,渗透力弱,起泡力差,但形成的泡沫稳定,乳化力好,分散力和凝聚力优良。
它们多被用于调味酱/果酱类/冰淇淋/
罐头食品/糖果和速煮面等。
例如,羧甲基纤维素钠,具有粘性/稳定性/薄膜形成性等特性,因而用于冰淇淋可改善保水性及组织结构,可作啤酒的泡沫稳定剂,用于果酱/奶油/花生白脱等可改善涂抹性。
它的吸水后膨胀性强,不消化,用于饼干等可作减肥食品。
3表面活性剂在食品制作中的特殊应用
表面活性剂在食品制作中除作乳化剂/增稠剂外,还可以作分散剂、润湿剂、起泡剂、消泡剂、结晶控制剂、杀菌剂等,还有延长食品保鲜期的作用。
表面活性剂在农药加工中的应用
农药中的表面活性剂是将无法直接使用的农药制成可以使用的农药制剂所不可缺少的组分之一。
它作为一种农药助剂在农药上,不但可提高农药的使用效果,还可以减少农药的用量,减轻了农药对环境的影响,并为农药生产带来了巨大的效益。
表面活性剂在一个成功的农药剂型开发中所起到的作用,主要表现在它对原药的润湿、分散、乳化、增容等方面。
表面活性剂在化肥生产中的应用
化肥结块问题是化肥工业长期以来致力于解决的问题,特别是碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵、尿素和复合肥等都是易发生结块现象,化肥结块严重影响了肥效,并给储存运输和使用带来了不少困难。
化学肥料在储存、运输过程中容易发生结块,其主要原因有两种:(1)
由于物理原因(2)由于化学原因。
为了解决化肥的结块问题,就药在化肥的生产过程中加入相应的表面活性剂来改善化肥的效益。
表面活性剂在化妆品的应用
1作为清洁用的低刺激表面活性剂
作为清洁用的个人用品,主要有香波、浴液和洗面奶等。
除了要求它们具有清洁、发泡、润湿等功能外,目前主要考虑的是对皮肤的温和性,要求表面活性剂不损伤表皮细胞,不对皮肤的蛋白质发生作用,不渗透或少渗透到皮肤中去,不溶出皮肤中有效成份,使皮肤油脂及皮肤本身保持正常状态。
2化妆品用乳化剂
作为乳化剂的表面活性剂,在各种乳液(包括膏霜)中有着广泛的应用。
在化妆品中,重要的乳液有以下几种:
大乳液:O/W、W/O、液晶相、多重乳液;三相乳液:W/O/W、O/W/O;微乳液:细小粒子乳液。
化妆品用的乳化剂,近年来的主要发展集中在非离子表面活性剂和高分子乳化剂上。
3表面活性剂作活性成份的皮肤输送剂
化妆品活性成份真正起到它应有的生理作用,就要把
它输送到皮肤中去。
使用皮肤助渗剂是一个有效的方法。
使用过的皮肤助渗剂有乙醇、丙二醇、二甲亚砜、油酸酯、氮酮等。
有些活性物在皮肤助渗剂的作用下,会透过皮肤,进入血液循环系统,这是我们所不希望的。
一种皮肤吸收控制剂可使活性物实现优化定向目标输送。
既强化了活性物皮肤渗透,又使活性物滞留在皮肤中。
表面活性剂在医药领域的应用
表面活性剂具有润湿、乳化、增溶等作用,因而被广泛的用作药物制剂辅料,尤其是在近年来发展起来的药学微乳技术中有着越来越广泛的应用。
在药物合成中,表面活性剂可用作相转移催化剂,能改变离子的溶剂化程度,进而增大离子的反应活性,使反应在非均相体系中进行,反应效率得到极大的提高于凉云,徐宝财)表面活性剂作相转移催化剂在药物合成中的应用$B’)精细化工2002,19(S1):98~101。
药物分析中尤其是药物荧光光谱分析法中表面活性剂常作为增溶增敏剂得到应用。
在医药行业的手术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒等方面,由于表面活性剂可与细菌生物膜蛋白质强烈相互作用,使之变性或失去功能,而作为杀菌剂和消毒剂被广泛使用。
表面活性剂的发展趋势
随着全球经济的发展以及科学技术领域的开拓,表面活性剂工业将得到快速发展,其应用领域从日用化学工业发展到石油、纺织、食品、农业、新型材料等方面。
环保型表面活性剂的研究开发势在必行,且市场前景广阔,具有安全、温和、易生物降解等特性的表面活性剂的开发和应用为大势所趋。
结合我国产品结构及应用领域,今后阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐和烷基磺酸盐的使用将趋于减少,脂肪醇硫酸盐则呈增加趋势;阳离子表面活性剂双十八烷基二甲基氯化铵呈减少趋势;非离子表面活性剂脂醇醚呈增加趋势;两性离子表面活性剂甜菜碱保持相对稳定。