表面活性剂在我国发展现状及方向探讨2019

58钱德玉：表面活性剂在我国发展现状及方向探讨表面活性剂在我国发展现状及方向探讨钱德玉(芜湖职业技术学院轻化工程系，安徽芜湖，241001)0.引言表面活性剂是从20世纪50年代开始随着石油化工业的飞速发展而兴起的一种新型化学品，是精细化工的重要产品。表面活性剂具有润湿、乳化、分散、增溶、起泡消泡、渗透洗涤、抗静电、润滑和杀菌等一系列优越性能，享有“工业味精”的美称。它几乎渗透到一切技术经济部门。当今，全世界表面活性剂产量已超过1500万吨，品种逾万种。随着世界经济的发展以及科学技术领域的开拓，表面活性剂的发展更加迅猛，其应用领域从日用化学工业发展到石油、食品、农业、卫生、环境、新型材料等技术部门，起到改进工艺、降低消耗、节约资源、减轻劳动量、增加产量、提高品质等作用，大大提高生产效率，收到极佳的经济效益。目前，我国表面活性剂工业已有相当大的生产规模，设备和技术已越来越接近国际水平，产品数量、种类和质量都有大幅度增长和提高。但由于现有产品在国内外市场已趋于饱和，表面活性剂生产已成为薄利行业；此外，在表面活性剂给人们生活、给工农业生产带来极大方便的同时，也给环境带来了污染，这是世界性问题，在我国尤应重视。治污问题的解决关系到我国能否在表面活性剂应用上走可持续发展道路问题。随着环境意识的增强和环境法规的日益完善，人们呼唤安全、无公害产品，即“绿色产品”；对表面活性剂的开发提出更高要求。因此，研究表面活性剂发展及其趋势，对表面活性剂工业，乃至我国整体工业经济有着非常重要作用和意义。1.表面活性剂在我国生产现状1.1.油脂基表面活性剂油脂是生产天然表面活性剂的主要原料。目前，表面活性剂市场对油脂化学品的需求正在增长，国内常规油脂基表面活性剂在各地均有生产。天然原料与化学工业技术的不断发展将推动油脂化学品在表面活性剂市场上的消费。1.2.脂肪醇衍生物脂肪醇经过乙(丙)氧基化、磺化、硫酸化和氧化等各类反应所衍生的表面活性剂产品已在洗涤、日用化妆品、金属加工、纺织、皮革和造纸工业中广泛应用。季铵盐和醇醚叔胺是新开发的产品，目前还处于市场开拓期，预计该类新产品市场前景看好。1.3.脂肪酸及其衍生物据统计，目前我国有85家脂肪酸生产厂家，总生产能力为每年43.8万吨，其中引进装置12套，生产能力为每年17万吨，可加工牛羊油、椰油、棕榈油及菜籽油等各种油脂。除生产C8-18饱和与不饱和脂肪酸外，还生产高于C18的高碳酸。我国高碳酸生产能力居世界首位。由于国内没有大型脂肪酸加氢装置，硬脂酸产量未能满足国内市场迫切需求。因此，我国每年需进口硬脂酸在10万吨左右，来缓解原料供需不足的矛盾。1.4.脂肪酸甲酯及其衍生物我国现有80多家生产厂以脂肪酸甲酯为原料生产烷醇和酰胺，其中烷醇的年生产能力超过10万吨。我国已开发了5个系列120多个品种琥珀酸酯。其中淀粉和多种醇醚混合的双酯型琥珀酸酯，这种新乳化分散剂还未大批量生产。辽宁省化工研究所开发的这类产品仅在皮革工业中有少量应用。脂肪酸甲酯磺酸盐（MES）和脂肪酸甲酯乙氧基化物市场前景看好，需加大研发力度，争取尽快将产品推向市场。脂肪酸甲酯用作生物柴油，这一领域最具诱惑力。但目前作为柴油燃料，广泛应用时机还不成熟，不仅需大幅降低成本，而且还有大量技术难题，尚需研究解决。1.5.脂肪胺及其衍生物我国目前有2家脂肪胺生产厂，年总生产能力2.7万吨，2003年产量1.6万吨，开工率60%，其中三套引进装置的产品数量与种类所占比重较大。由于市场对酰胺丙基甜菜碱和柔软剂(如咪唑啉酯)的需求急剧上升，近几年脂肪族仲胺和二胺的生产已有很快发展。我国脂肪族季铵盐生产厂中，生产能力超过6万吨/年的有1000多家，80多家芳香族季铵生产厂，生产能力达8万吨/年以上，生产六大类150个品种季铵盐。近年，我国脂肪胺及其衍生物出口量已突破1万吨；产品主要出口到东南亚、韩国、新西兰、澳大利亚及港澳地区；对俄罗斯、欧美等国也有少量出口，其中出口产品主要是油脂基表面活性剂。AOS是继LAS，AEO与AES之后出现的第四代洗涤助剂活性物，表面活性高，易生物降解，对环境无污染，对人、畜安全温和，用量大且用途广。目前，我国AOS产量已突破1万吨，应用前景广阔。2.工业应用状况2.1.在洗涤工业中的应用表面活性剂是指能够降低溶液表面张力的化学品，是合成洗涤剂发挥去污作用的主要成分。它包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂。而洗涤剂是经过表面活性剂配制而成的，以去污为主要作用的化学专用品，两者密不可分。合成洗涤剂占表面活性剂用量的70%以上，同样，表面活性剂的增长和发展也主要芜湖职业技术学院学报2005年第7卷第2期59取决于合成洗涤剂工业的需求。学品。我国油田化学品经过30多年的发展成为门类比较齐我国合成洗涤剂工业经过近几十年发展，已经形成一定全、品种数量颇具规模的新兴产品。这些化学品的开发和应规模，在市场竞争中逐步发展壮大，产品不断更新换代，品用在石油工业中发挥了重要作用，取得很大的技术经济效种、产量不断增加，品质有明显提高。尤其是近20年来，益，在一定程度上促进了我国整体工业的强劲发展。随着国外大量先进技术、装置的引进，我国合成洗涤剂工业2.6.在涂料工业中的应用得到迅猛发展。表面活性剂在涂料中的应用十分广泛，它不但降低了涂2.2.在化妆品工业中的应用料成本，还提高了涂料的多项性能。表面活性剂在涂料配制化妆品用表面活性剂主要功能为乳化、分散、起泡、清中还可以对颜料等涂料组分进行表面处理，促使各个组分能洗和柔软等作用，它对产品要求更高、更严格。化妆品活性够更好地分散，以制得较为均匀分散的体系。成分通过皮肤吸收后影响机体新陈代谢，起到美容作用。吡表面活性剂在涂料工业中用量并不大，却能够显著改进咯烷酮羧酸钠(PCA)是化妆品保湿因子，有抗衰老与去皱作涂料性能、提高产品质量、赋予涂料特殊功能，而且还可以用。因此，PCA被广泛应用于高档化妆品中。多乳状液体系改进涂料生产工艺、改进涂料施工条件，因而能获得具有特被视为一种最为合适的化妆品体系,它可以将有效成分分别殊性能的新品种涂料。当今，涂料中表面活性剂应用水平已溶入多乳状液体系的不同组分相中,并对各有效成分进行缓成为衡量涂料生产技术水平的显著标志。自1975年以来，释。作为乳化剂的表面活性剂在化妆品乳液应用上非常重在发达国家表面活性剂开发应用发展强劲，表面活性剂成为要，主要集中在非离子表面活性剂和高分子乳化剂上，化妆涂料工业发展的先导。只有加快开发新产品，以新创优，以品乳液包括双重乳液：W/O、O/W；液晶相-多重乳液：W/O/W、新取胜，才能保证我国涂料工业蓬勃发展。O/W/O、微乳液等。主要产品有：洗面奶、润肤露和清洁乳除上述工业外，表面活性剂还广泛应用于农药、纺织、等，这一领域将不断有新产品问世。合成纤维、化学纤维、造纸、制革、橡胶和塑料及金属加工2.3.在食品工业中的应用等诸多工业领域中，为整个工业发展注入了强劲动力，促进表面活性剂在食品工业中主要是用作乳化剂、增稠剂、我国整个工业向着可持续发展道路迈进。消泡剂、糖助剂、润滑剂、抗粘剂、清洗剂和水果保鲜剂等。3.我国表面活性剂研究开发方向它广泛用于各类食品生产，在提高食品质量、开发食品新品3.1.高分子表面活性剂种、改进生产工艺、延长食品储藏保鲜期以及提高生产效率所谓高分子表面活性剂是指相对分子质量在千数以上等方面有显著效果。且具有表面活性的物质。高分子表面活性剂在分散稳定性、2.4.在制药工业中的应用凝聚功能、流变特性、成膜性、生物相容性以及粘结性等方近些年，表面活性剂在制药工业中应用越来越广泛，可面独具优势。我国已能根据水质和水垢的种类，通过分子设用作药物载体、乳化剂、分散剂、润湿剂以及用作治疗药剂计合成出达国际一流的表面活性剂。合成高表面活性兼具一和杀菌消毒剂等。用作药物载体的表面活性剂有吐温型表面定功能的高分子表面活性剂,成为近年来表面活性剂合成研活性剂、多元醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯究的热点课题之一。酯和酰胺类等；用作药物乳化剂的表面活性剂，主要是酯类通过分子设计开发出兼具破乳、脱水、降凝、降粘等多聚氧乙烯加成物和醚类聚氧乙烯加成物，如吐温40、吐温功能破乳剂及适合处理稠油开采水和三采聚驱，ASP强化采80、聚氧乙烯失水山梨醇油酸酯、硬脂肪酸聚氧乙烯酯、磷油用水的阳离子破乳剂和新型多功能破乳剂，是具有国际竞酯、皂角苷和氨基酸型表面活性剂和卵磷脂等；用作药物增争能力且有自主知识产权的科研成果，部分成果已向国外转溶剂的表面活性剂主要有吐温80、聚氧乙烯甘油单蓖麻油酸让。今后研发重点是适用于海洋采油，稠油采油用破乳剂。酯、高分子聚醚型两性表面活性剂等；用作润湿的表面活性3.2.特种表面活性剂剂有二辛基磺基琥珀酸酯钠盐、吐温80、卵磷脂、磷脂酰胆特种表面活性剂是指含氟、硅、硼等两性表面活性剂，碱等；直接用作医疗和杀菌的表面活性剂，主要是阳离子表也是研发重点。含氟表面活性剂与普通表面活性剂相比，突面活性剂、两性表面活性剂和环氧乙烷衍生物、非离子表面出的性能是高表面活性、高耐热稳定性、高化学惰性；既憎活性剂等，如烷基苄基二甲基氯化铵、环氧乙烷缩合物、月水又憎油。含氟表面活性剂无毒或毒性非常小，这也是它的桂醇聚氧乙烯醚、氨基羧酸型两性表面活性剂。表面活性剂优势。在设计分子时采用表面活性剂复配技术，使含氟表面可增溶药物，使药物性能稳定，提高生物利用度，发挥更有活性剂混合体系的综合性能显著提高。含硅表面活性剂不仅效的作用。具有耐高温、耐气候老化、无毒、无腐蚀及较高生理惰性等2.5.在石油工业中应用特点，还具有较高表面活性、乳化、分散、润湿、抗静电、表面活性剂作为油田化学品广泛用于钻井、固井、采油、消泡、稳泡等性能，是仅次于含氟表面活性剂的重要特殊表油气采集输送、三次采油和油田水处理等中，对于保证钻井面活性剂品种。如聚硅醚类表面活性剂，在不同温度范围内，安全、提高原油效率、油品质量、生产效率以及设备防护、同一种既可用作消泡剂，也可用作稳泡剂，具有重要的应用降低采集输送成本和防止环境污染等方面起着重要作用。价值；以有机季铵盐为代表的阳离子含硅表面活性剂还具有当今，表面活性剂已成为油田开发中必不可少的油田化较强杀菌能力，对人体呈生理惰性，不刺激皮肤。含硼表面60钱德玉：表面活性剂在我国发展现状及方向探讨活性剂是一类新型特殊表面活性剂,是一种半极性的非离子型化合物。含硼表面活性剂高温下极稳定，可以水解，具有优良的表面活性及抗菌性，毒性较低。3.3.生物表面活性剂考虑到环境因素，我国科研部门正在积极开发可降解的生物表面活性剂。如氨基酸型表面活性剂属于以生物物质为基础的表面活性剂，可通过生物技术或化学方法使用可循环的原材料(氨基酸、糖类、植物油)来合成。氨基酸型表面活性剂不仅对环境和生物的安全性高，对头发和皮肤作用温和，刺激性小、低毒、去污能力强、生物降解性能好，而且还具有与其它各种表面活性剂相容性较好的性能以及具有良好的抑菌和杀菌功能。国外对氨基酸型表面活性剂的研究非常积极，不少研究成果已经实现商品化。由于国内对氨基酸型表面活性剂的研究起步较晚且相对落后，目前被广泛使用的表面活性剂大多数仍然是依赖进口来满足市场迫切需求。因此，我国系统研究和开发氨基酸型表面活性剂将具有很大的社会效益和经济效益。4.发展趋势与展望未来表面活性剂应满足环保安全、节能以及其他相应的性能要求，其发展趋势表现在以下几个方面：4.1.表面活性剂要易于生物降解，原料可再生，广泛使用后，对环境无污染，对人、畜安全温和。4.2.表面活性剂要高效、多功能、专用化等，并应不断开发新用途。4.3.表面活性剂将围绕环境保护、节约能源等各个方面的要求在开辟天然原料这一目标上作出努力，向着多样化、多功能、天然化和分子设计方向发展。本世纪中，表面活性剂工业将会获得更加迅猛的发展，为我国走可持续发展道路带来勃勃生机和活力，同样，表面活性剂工业的发展，也面临新的发展机遇和挑战。指导教师：胡遇明徐世前参考文献[1]钱旭红.精细化工概论.北京：化学工业出版社