阴离子表面活性剂的应用及发展

阴离子表面活性剂的应用及发展摘要：阴离子表面活性剂是表面活性剂家族中的一大类．文中重点介绍了阴离子表面活性剂在农业、建筑业、石油、化妆品及纺织业中的应用，展望了发展前景。1类型阴离子表面活性剂通常分为高级羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型、脂肪酰一肽缩合物等．它在表面活性剂家族中品种最多，用量最大，其应用十分广泛。2应用2．1农业大多数的农药都是油溶性有机物，不能直接使用．为了安全、经济有效地使用，必须将农药与表面活性剂等助剂按配方加工成制剂产品，如制成乳油、悬浮剂、可湿性粉剂等．用水稀释后，大面积地在农作物上均匀喷洒，促进活性组分渗透入植物内部．现在用阴离子与非离子的复配物作为农药乳化剂，使乳化剂的用量由20％一40％下降为3％一10％，且有利于农药的化学稳定性，同时降低了成本，减少了污染，提高了药效利用率．如在杀虫剂、除锈剂、植物生长调节剂中常加入烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐等作乳化剂和润湿剂，可用于改良土壤。2．2建筑工业混凝土是建筑工业中广泛使用的材料，制备混凝土砂浆时，加入一定量的表面活性剂以改善混凝土的性能，如木质素磺酸盐系列用作减水剂，引气剂，十二烷基磺酸盐及其复配物用作砂浆塑化剂等．在建筑用涂料中，表面活性剂主要起润湿、乳化、分散、稳定和防静电作用．如用作分散剂的是聚磷酸钠或钾等阴离子活性剂，它可以降低乳化系统中的界面张力，阻止絮凝，打碎胶团，改善涂料的遮盖力，流动性和流平性，同时减少涂料的发花和颜料的沉降等．多数涂料含有固体颗粒，如体质颜料作为分散的第一步，要充分地润湿，向水和涂料中加入阴离子表面活性剂，可降低固液表面张力，产生稳定的不相溶混合物．如果缺少合适的润湿剂，涂料会絮凝和沉降，分散时间将延长，涂层会失去光泽．当阴离子表面活性剂的亲水基位于两个憎水链的中央时，可提供较强的润湿性，如二辛基磺化琥珀酸钠、烷基硫酸盐等是有效的润湿剂。2．3化妆品工业阴离子表面活性剂在化妆品中的应用越趋广泛．其主要作用是作乳化剂、增溶剂、润湿剂和活效组分增效剂．最重要的是考虑其药理学和毒理学上的安全，如单烷基磷酸酯盐，由于在皮肤和毛发洗涤用品中被大量使用，成为日本花王公司的一个得意品种，并在菲律宾花王子公司内部专门生产此品，商品牌号为MAP．MAP的钠盐、钾盐因其丰富的发泡性，良好的乳化性，适度的洗净力以及特有的皮肤亲和性而能满足毛发洗净剂的要求．在不少洗面奶、沐浴露以及婴幼儿洗涤用品中使用．美国PPG公司于1986年开发了“Avanel”S系列阴离子表面活性剂——烷基聚氧乙烯硫酸盐，其分子式为cmH。。+10(C。H。o)。CH：SO。Na，由于式中的疏水基和乙氧基聚和度可以调节，因而可以人为地控制其某些性质以适合实际需要．“Avanel”S既耐酸又耐碱，其发泡性能不受硬水的影响，可完全被生物降解，适于制家用清洁剂，如：它对皮肤非常柔和，可用于护肤膏霜类化妆品．对皮肤和眼睛的刺激性低，适用于调理香波，且具有持久的保湿作用．还可用于药物香波和去头屑香波，它的抗活性过氧化物和药物的能力促进了产品的稳定性，且产生的泡沫易于漂洗．国内多年来一直沿用至今的“209”表面活性剂是油酰基甲基牛磺酸钠，只能配制大众化的洗发膏．80年代初，日本的资生堂与东邦化学合作开发了椰油酰基甲基牛磺酸钠，并在高档香波、沐浴露和洗面奶中加以应用．现该品种已成为日本一种常用的表面活性剂，常见于资生堂，L10N等公司的专利文献配方中．最近日本专利用磷酸月桂醮钠盐等制备对皮肤温和的洗涤剂、洗发香波，经研究，在一定PH值下不仅有软化、调理头发的功效，而且防止头皮发痒．专利用双十六烷基磷酸钙复配成性能优良具有抗水、抗油、对皮肤附着力好的固体化妆品．在医用化妆品生产中，为了提高药效成分及香料的溶解度，须加入一定的增溶剂．烷基磷酸酯类毒性小，又耐酸、耐碱、耐菌、亲水亲岫，且易被生物代谢，是应用广泛的增溶系列．日本松本公司合成了含有机聚硅氧烷的磷酸酯阴离子表面活性剂，另一公司合成了磷酸酯二(全氟辛基乙酯)三乙氧基硅烷酯表面活性剂。2．4石油工业石油工业上广泛使用表面活性剂．据估计，美国用于油田开发的表面活性剂约占工业用量的17％，在钻井中，用阴离子表面活性剂配制钻井液，湿润冷却钻井工具．据API公报报道，1978年美国使用的钻井液中大量地用到了磺酸盐类：如木质素磺酸盐用作稀释分散剂，石油磺酸盐用作破乳剂，烷基芳基磺酸盐用作润滑剂．在强化采油方法中，利用表面活性剂驱油是一种主要方法，烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠可用于高含盐量(Na+、C1一、Ca2+、M92一)高温地下岩层的三次采油，而且若与烷基苯磺酸混用，可改进地下岩层(含酸溶性组分)的渗透性和孔隙度来提高石油采出率；与烷基酚聚氧乙烯醚同时使用，可用于含盐度高的水矿层，也可用于渗透变化性大的岩层进行三次采油．据报道，1982年在美国三次采油1900万吨，主要用蒸汽驱油，其驱油剂中的主要成分中加有烷基苯磺酸盐，烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐等阴离子活性剂．此外，还可作为原油降粘剂，改进原油输送中的流动性，降低能耗．在石油产品中，作为洁净剂、分散剂、高碱性添加剂、防锈剂、抗静电剂、乳化降粘剂、消蜡防蜡剂以及污水处理剂等。2．5纺织工业随着纺织纤维品种的不断更新，对纺织印染加工等提出了新的要求．纺织印染后用的染整助剂要对织物具有较好的润湿作用，对染料具有较强的增溶和分散能力，对织物和颜料有较强的亲和力，从而减慢上染速度，达到匀染目的．此外，根据特殊需要，还要对织物具有一定的柔软、拒水和抗静电作用．因此，表面活性剂的增效、分散、匀染、拒水、抗静电、柔顺作用对纺织工业十分重要．例如，在纺织原料处理中，为了除去原料中的蜡脂、果胶、棉籽壳等，常用碱煮，烷基苯磺酸盐等复配制剂作为洗涤和润湿剂，用来改善煮练液的润湿性、乳化性、渗透性，从而达到改善棉纱线外观及吸水性之目的，在漂白过程中，加入磺酸盐、脂肪醇硫酸盐等作为耐酸碱低泡的润湿剂，提高漂白液的渗透、湿润能力和织物的柔软性．纺丝工序中，用烷基苯磺酸(或硫酸盐)等作乳化剂．在印染整理中，作为助溶剂、扩散剂、匀染剂、抗静电剂和柔顺剂被广泛使用．如羧甲基纤维素常作为纤维印花浆上浆剂，磺化油和高级硫酸酯钠盐是主要的匀染剂，烷基磺酸纳是常见的柔顺剂，也可作为丝光整理剂和抗静电剂使用。3发展趋势追溯历史，人类早在公元前从天然植物如皂角(含有皂素成分)以及草木灰中取得了可用于洗涤和去污的物质，后来出现了原始形式的肥皂，是使用最早的阴离子活性剂．世界上第一个合成洗涤剂的诞生是在一战中的德国，叫做“l＼Jehel”，含短链的烷基萘磺酸盐．至1984年，世界上表面活性剂的总产量已达到1400万吨／年，品种上万种，从各种研究动态分析，今后的发展趋势大致是：(1)由单一功能向多功能型发展；(2)由通用性向专一性发展；(3)采用活性物多种复配；(4)强调“绿色”标记和“温和型”的发展方向；(5)在无机助剂中的代磷研究；(6)有机助剂向高分子电解质类有机活性物发展；(7)生物助剂采用混合酶；(8)研制含F·Si等特种表面活性剂等。参考文献(6条)1.杨锦宗.张淑芬表面活性剂的复配及其工业应用[期刊论文]-日用化学工业1999(02)2.姚宇澄表面活性剂在农业制剂中的应用1997(02)3.蒋平平国内外磷酸酯表面活性剂合成与应用研究现状及发展趋势1998(02)4.蒋士杰概论表面活性剂在涂料工业中的应用1998(08)5.陆光崇温和型表面活性剂1997(06)6.韩巨岩烷基苯基聚氧乙烯醚磺酸盐1998(06)