讲述关于各种表面活性剂的在工业上的应用模板

第四章表面活性剂的应用第一节在洗涤剂配方中的应用第二节在制药中的应用第三节在食品中的应用第四节在化妆品中的应用第五节在石油化工中的应用第六节在纺织工业中的应用第七节在水基涂料中的应用第八节在金属加工工业中的应用第九节在农药中的应用第一节表面活性剂在洗涤剂中的应用阴离子SAA：如LAS、AS、AES、AOS。非离子SAA：如APEO、AEO、烷醇酰胺等。聚醚：是近年来生产低泡洗涤剂的常用活性物，环氧乙烷和环氧丙烷共聚的产物，常与阴离子SAA复配，用作消泡剂。两性SAA：如甜菜碱等，用于低刺激的洗涤剂。一、在家庭用洗涤剂中的应用纺织品洗涤剂重垢型洗涤剂：用于手洗的和机洗，分粉状、液状轻垢型洗涤剂：用于羊毛、丝、细纺合成纤维制品，一般不含碱性助剂，又称为中性洗涤剂，有粉状的和液体的，洗涤方法主要是手洗、撞洗和推洗重垢洗涤剂(重点）轻垢洗涤剂：用于洗涤软织物，如羊毛、尼龙、丝绸。用酸性或碱性洗涤液，织物有明显的收缩。机械洗涤液会引起织物起毛、收缩，损伤原毛。厨房用洗涤剂分餐具用、炊具用和蔬菜、瓜果鱼禽肉类洗涤剂。需满足卫生方面的要求①洗涤剂的各组分对人体安全无害;②能较好地洗净、除去动植物油污;③不损伤餐具、炊具及其他厨房用材料;④蔬菜、瓜果、鱼禽肉等洗涤，应无残留物，不影响外观和风味，不能发生化学反应、破坏营养成分;⑤起泡良好。餐具用洗涤剂手洗餐具用洗涤剂要求溶解快，泡沫稳定，去污性能良好，分散性能高，对皮肤无刺激，无异味，餐具洗后无水纹。主要用高泡洗涤剂，如LAS、AOS、AS和AES，与AEO或APEO等复合配方机洗餐具用洗涤剂主要用低泡洗涤剂，如AEO、APEO等为增强去污能力，较多地添加碱性助剂。灶具和厨房设备洗涤剂3.居室用洗涤剂主要为非离子型表面活性剂。配方中加的溶剂有二乙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚和二丙二醇正丁醚混合物以降低活性剂用量，也可避免溶剂的刺激性、减少清洁表面的残留污斑，同时保持同样的清洁性能。在配方中加入磨料，以提高机械去污力，用CarbopolETD或Good-Rite树脂，可提高磨料体系的稳定性。二、在个人用洗涤剂中的应用洗手剂分三类：普通洗手液、消毒洗手液、无水洗手剂。普通洗手液:在去污力及泡沫基础上考虑对手的柔和与保护作用。消毒洗手液：公共场所对手的灭菌、消毒作用。无水洗手剂：去除油与脂，需要良好的去污能力，但同时对手也有一定的保护作用。通常溶剂为无味煤油发用洗涤剂常用阴离子SAA：AS、AES。为减少皮肤刺激和对头发的损伤，还使用柔性的阴离子SAA－蛋白质与脂肪的缩聚物，如椰子蛋白质脂肪酸缩聚物、以及氨基酸型活性剂、水解动物蛋白质等。两性SAA洗涤性能不及阴离子SAA，刺激性极低，常与AS、AES制成柔性洗发香波，如婴儿香波。阳离子活性剂起泡力和去污力差，用作头发调理剂，易为头发吸收，具良好的柔性、抗静电性以及润滑、杀菌作用。在二合一香波中，主要使用高分子阳离子季铵盐，以利于与阴离子SAA配伍。非离子活性剂主要是烷醇酰胺和烷基氧化胺，用于体系的增泡和稳泡、增稠作用，并减缓阴离子活性剂对皮肤的刺激性。添加剂常用的添加剂有增溶剂、珠光剂、去头屑剂、防腐剂、螯合剂、紫外线吸收剂、缓冲剂及香精、色料等。三、在工业用洗涤剂中的应用金属清洗剂(碱性清洗剂）发展趋势是从溶剂型过渡到水基型，而水基型中常会用到两性表面活性剂。其他类型的工业洗涤剂如高压洗涤剂、交通污膜脱除剂、泡沫洗净剂等均可使用两性表面活性剂两性表面活性剂对保证在强碱条件下液态产品中各组分的配伍性方面有特殊作用。大部分金属清洗操作都采用水基配方，常含能除油污的碱，如氢氧化钠、硅酸钠、正磷酸钠等加入SAA有助于提高去垢速度。两性SAA在强碱性中稳定，且具有高的碱溶性，两性SAA分子中含多个阴离子基团，更利于强碱中应用。两性SAA在这种场合下具有强亲水排斥作用，能够显示出水溶助长功能，满足配方在这方面的需要，酸性清洗剂含乙酸、柠檬酸、盐酸、氨基磺酸、磷酸、甲酸等酸性清洗剂中常使用两性磺酸盐、甜菜碱和磺基甜菜碱等两性SAA，使用量为5%。许多酸性清洗剂中需加增稠剂以改变配方流变性。四、洗涤助剂磷酸盐1、三聚磷酸钠(STPP)俗称:五钠；分子式：Na5P3O11；外观：白色粉末状；性能：能溶于水，水溶液呈碱性，对金属离子有很好的络合能力，不仅能软化硬水，还能络合污垢中的金属成分，在洗涤过程中起使污垢解体的作用；用量：可达20～40％。2、焦磷酸钾分子式：K4P2O7；特点：很易吸湿、对钙镁等金属离子有络合能力，也有一定的助洗效果，但对皮肤有刺激性；用途：用于配制重垢型液体洗涤剂、金属清洗剂、硬表面清洗剂等清洁用品。3、六偏磷酸钠分子式：(NaPO3)6优点：水溶液的pH值接近7，对皮肤刺激性小，浓度较高时还有防止腐蚀的效果，在中性和弱碱性溶液中对钙、镁离子有很好的络合能力；缺点：吸湿和水解；用途：一般仅用在工业清洗剂中。4、三聚磷酸钠的代用品代用品主要有:有机螯合物，高分子电解质和分子筛有机螯合物性能：通过螯合作用将金属离子封闭在螯合剂分子中而使水软化；常用有机螯合物有：乙二胺四乙酸钠（EDTA）、氮川三乙酸（NTA)；高分子电解质中主要是聚丙烯酸钠；聚丙烯酸钠性能：吸附于被洗物表面和污垢表面，增加被洗物与污垢之间的静电斥力，有利于污垢的去除。并增加污垢的分散能力，防止污垢再沉积；分子筛(人造沸石):硅铝酸盐的结晶；分子筛的性能：软化硬水、吸附洗脱的污垢。硅酸钠俗称：水玻璃或泡化碱；分子式：Na2O·nSiO2·xH2O；性能：粒状固体或粘稠的水溶液、对溶液的pH值有缓冲效果、水解产生的胶体溶液对固体污垢微粒有分散作用，对油污有乳化作用、在洗衣粉中加入水玻璃还能增加粉状颗粒的机械强度，流动性和均匀性；缺点：水解生成的硅酸溶胶可被纤维吸附而不易洗去，织物干燥后会感到手感粗糙。硫酸钠外观：白色结晶或粉末；优点：使阴离子SAA的表面吸附量增加，并促使在溶液中形成胶团，降低洗涤液的表面张力，有利于润湿、去污等作用、降低料液的粘滞性，便于洗衣粉成型；用途：添加在洗衣粉中作为填充料；用量：洗衣粉中的添加量一般可达到20％～45％。碳酸钠俗称：纯碱或苏打；优点：能使污垢皂化，并保持洗衣粉溶液一定的pH值，有助于去污、具有软化水的作用；缺点：碱性较强；用途：用于低档洗衣粉。抗污垢再沉积剂常用的抗污垢再沉积剂：羧甲基纤维素钠盐（CMC）聚乙烯吡咯烷酮（PVP)；CMC抗污垢再沉积的机理：CMC吸附在纤维的表面，从而减弱了纤维对污垢的再吸附，另外，CMC能将污垢粒子包围起来使之稳定分散在洗涤液中；PVP的优点：抗污垢再沉积能力强、在水中溶解性能好、遇无机盐也不会凝聚析出，与SAA配伍性能好；PVP的缺点：价格昂贵。PVP漂白剂（1）过硼酸钠分子式:NaBO3·4H2O；性能：不易溶于冷水，可溶于热水、在水溶液中受热后分解和释放出H2O2,NaBO2，H2O2具有漂白功效，NaBO2也有一定的助洗性能；（2）次氯酸钠制法：由氯气通入氢氧化钠溶液中而制得；性能：漂白能力很强的氧化剂，化学性质很不稳定，易分解释出游离氯，只有在强碱性条件下，次氯酸钠才较为稳定；用途:纺织品的漂白剂。荧光增白剂加蓝增白的增白方式：在洗衣粉中加入少量蓝色染料，使织物上增加微量的蓝色，与原有的微黄色互为补色，从视觉上提高了表观白度，但织物反射的亮度却降低；用量：在洗涤用品中的添加量很少，一般为洗涤剂活性物质的1％左右。抗静电剂和柔软剂具有柔软和抗静电的SAA：二硬脂酸二甲基氯化铵、硬脂酸二甲基辛基溴化铵，高碳烷基吡啶盐，高碳烷基咪唑啉盐；具有柔软非离子SAA：高碳醇聚氧乙烯醚和具有长碳链的氧化胺。稳泡剂和抑泡剂常用的稳泡剂：甜菜碱型、烷基醇酰胺、月桂基二甲基氧化胺和豆蔻基二甲基氧化胺；常用的泡沫抑制剂：聚醚和硅油。溶剂和助溶剂常用的溶剂松油：本身不溶于水，但能使有机溶剂和水相混合，适用于制造溶剂-洗涤剂混合物，如不加松油，混合物便成两相；醇、醚和脂：低分子醇、乙二醇、乙二醇醚和脂等极性溶剂，有一定水溶性，能使水和溶剂结合起来氯化溶剂：如三氯乙烯、四氯乙烯等，广泛用于干洗剂和特殊清洁剂。常用助溶剂：甲苯磺酸钠、二甲苯磺酸钠和尿素。药剂：根据药典或其他处方按照一定操作规程将药物加工制成的。同一药物的不同制剂和不同给药途径，会引起不同的红物效应。常用的有片剂、丸剂、散剂、注射剂、酊剂、溶液剂、浸膏剂、软膏剂等。药物制剂：根据药典或药政管理部门批准的标准、为适应治疗或预防的需要而制备的药物应用形式的具体品种。第二节表面活性剂在制药中的应用一、在片剂和丸剂中的应用主要在片剂变色、崩解度、硬度和含量等问题上研究改进，提高片剂的疗效。作片剂的润湿剂和胶黏剂片剂要求药物有一定黏着性，不黏贴冲头和冲模；遇体液又能迅速崩解，被吸收而产生疗效。要求：高化学稳定性，不与主药反应，不影响主药释放、吸收，对人体无害，来源广泛，成本低廉辅料包括润湿剂、胶黏剂、崩解剂、滑润剂、稀释剂和吸收剂等。原理：疏水性强的药物，压成片剂后，服用后不被体液湿润，往往不能崩解而整粒排出。如氯霉素棕榈酸酯，如在制片时加入吐温-800.2%，可使药片被体液润湿，促进崩解。胶黏剂：可使药物细粉黏合制成颗粒以便压片，如药物本身没有黏性或黏性不足，容易粉碎，则必须加入适量的胶黏剂。作片剂崩解剂的辅料改变机体吸附膜的性质，使水更易于透过孔隙，片剂加快崩解。减低崩解剂的表面张力，使其易于吸水膨胀崩解，缩短崩解时间。使用方法(a)溶于黏合剂中，(b)与崩解剂淀粉混合加于干颗粒中，(c)制成醇溶液喷在干颗粒上。第三种方法效果最佳，只是生产多了一道工序。作片剂润滑剂使压片前制成的干燥颗粒润滑，减少与冲模摩擦和黏连，使片剂光亮美观，剂量准确，常见润滑剂是硬脂酸盐、高级脂肪酸盐、表面活性剂十二烷基硫酸镁等。作包衣物料包衣可使药物稳定，避免与水分、CO2、O2接触。糖衣物料加30%～35%阿拉伯胶的胶浆，新鲜配制，明胶浆量10%～15%，均用着色隔离衣，可增加衣层牢固性。肠溶衣物料肠溶衣物料用邻苯二甲酸醋酸纤维素和丙烯酸树脂(Ⅱ，Ⅲ号)，配方加入少量吐温－80。薄膜包衣材料高分子化合物。具有特殊理化性质，其分子结构、分子量、黏度、溶解度均适合作薄膜包衣材料。可胃溶、肠溶、渗透、缓释。作片剂缓释剂和控释剂亲水胶体：能大量吸收水分，而不溶解，一般是经交联形成的聚合物，如PVP、聚乙烯醇(PVA)、聚羟乙基丙烯酸甲酯等，有良好的生物相容性PVP作为骨架的致孔剂兼黏合剂。用来制备不溶性骨架和溶蚀性骨架药物缓释片，可控制药物通过凝胶层缓缓向外扩散释放，调节释药速率。控释剂可减少用药次数，血药浓度能维持稳定，减少药物不良反应和用药总量，增加药物的吸收量。其他缓释剂：巴西棕榈蜡、琼蜡、硅藻酸、羟基丙烷、甲基纤维素、PEG、司盘等。二、在滴丸剂中的应用滴丸：固体或液体药物经溶解、乳化或混悬于适宜的熔融态基质，经滴管滴入另一不相混溶的冷却剂中，使液滴成球状冷却凝固成丸，取出，洗去冷却剂，干固即得。脂溶性基质：硬脂酸、单硬脂酸甘油酯、虫胶等。相应冷却剂为水、乙醇或其混合液。水溶性基质：聚乙二醇(PEG4000，PEG6000)、硬脂酸钠、聚氧乙烯单硬脂酸酯等。相应冷却剂是液体石蜡、植物油、煤油等。主要作用：改善难溶药物的吸收和溶出，提高其生物利用度。以聚乙二醇类(PEG)应用最多，其化学稳定性好，易溶于水，能释放水溶和油溶性药物。氟哌酸的耳用滴丸：氟哌酸是主药，PEG400、PEG6000和吐温－80共同构成基质，二甲基硅油为冷却剂，所得滴丸成型好，颗粒均匀，硬度适中，临床发现用药时浓度高，速效，作用持久。三、在胶囊药剂中的应用SAA在空胶囊中的应用作空胶囊(硬胶囊)辅助材料。明胶是制空胶囊主要材料，但