表面活性剂二

表面活性剂是一类在很低浓度时能显著降低水的表面张力的化合物。表面活性剂分子都是由非极性的、亲油的碳氢链部分和极性的亲水基团两部分构成。这两部分形成不对称结构,因此表面活性剂是两亲分子,具有又亲油又亲水的两亲性质。并不是所有具有两亲结构的分子都是表面活性剂,例如,丙酸、丁酸都具有两亲结构,就不是表面活性剂,而只是具有表面活性而已。只有疏水基足够大的两亲分子,一般来说碳链长度大于8个碳原子时,才显示表面活性剂的特性。
  在洗涤过程中表面活性剂在水和油污之间形成独特的定向排列,若干个溶质分子或离子缔合成肉眼看不见的聚集体,这些聚集体是以非极性基团(亲油基)为核,里面包裹着油污,以极性基团(亲水基)为外层的分子有序组合体,我们把它称之为胶团。胶团形成以后,它的内核相当于碳氢油微滴,具有溶油的能力,使整个溶液表现出既溶水又溶油的能力。紧紧吸附着油污的胶团在机械力的作用下与载体(衣物)分开,并悬浮于水中,由于载体表面粘附着洗涤液,油污不会再返回到衣物表面,达到清洗的效果。实际上表面活性剂的洗涤性,包括了它的润湿性、溶油性、渗透性、*化性、分散性、增溶性和发泡性等几乎全部基本特征。
  表面活性剂的分类及其性质
  在表面活性剂科学中广泛采用的是按照其在水中,亲水基是否电离分为离子型和非离子型表面活性剂两大类。离子型又可按照离子的电性分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和两性离子型表面活性剂3种。此外还有近年发展较快的,既有离子型亲水基又有非离子型亲水基的混合型表面活性剂。下面分别加以介绍:
  1.阴离子型
憎水基主要为烷基、异烷基、烷基苯等,亲水基主要有钠盐、钾盐、乙醇胺盐等水溶性盐类。阴离子型表面活性剂主要有,羧酸盐( RCOO-M+)、烷基硫酸酯盐( ROSO3-M+)、烷基磷酸酯盐(ROPO3-M+)、烷基磺酸盐
     
    (RSO3-M+)
等,以聚氧乙烯十二烷基醚磷酸酯盐为例,表示为:
     
     
     
     
   
  n=15
     
   
  MK Na
  这是一种去污能力强、粘度高、适用于餐具洗涤剂的重要原料,其综合性能和复配性能都很好。
  2.阳离子型
几乎所有的阳离子表面活性剂都是含氮化合物,就是有机胺的衍生物。主要有季铵盐(RNR3’+A-)、烷基吡啶翁(RC5H5N+A-)。以十六烷基三甲基氯化铵为例,表示为:
  阳离子表面活性剂可以作为杀菌剂,也有柔软、脱脂、破*、抗静电作用。一般来说它不具备去污能力,不能和阴离子表面活性剂配伍使用。
  3.两性型
分子中带有两个亲水基团,一个带正电,一个带负电,正电性基团主要是含氮基团(或用硫和磷取代氮的位置)。负电基团主要是羧基和磺酸基。甜菜碱类[ RN+(CH3)2CH2COO-],氨基丙酸类 ( RN+H2CH2CH2COO-),牛磺酸类 [ RN+(CH3)2(CH2)2SO3-]和咪唑啉类是4类重要的两性型表面活性剂。它们具有抗静电、柔软、杀菌和调理等作用,尤其是咪唑衍生物和甜菜碱衍生物更有实用价值,具有低刺激性、耐硬水力强、水溶性好等优点。因此广泛应用于婴儿香波、洗发香波中,它们可以和各类表面活性剂配合使用。
  4.非离子型
它的极性基不带电,在水溶液中不电离,并且不受强电解质、强酸、强碱的影响,稳定性高,与其他类型的表面活性剂相溶性好。非离子型表面活性剂主要有:脂肪醇聚氧乙烯醚[RO(CH2CH2O)nH] nl5,一般采用脂肪醇和环氧乙烷直接缩合而成;烷基醇酰胺类[RCON(CH2CH2OH)2],由脂肪酸与乙醇胺类直接缩合而成;多元醇类化合物(如蔗糖、山梨糖醇、甘油醇的衍生物)等。另外还有聚氧乙烯、聚氧丙烯生成的聚合型表面活性剂及烷基多苷类表面活性剂。
  非离子表面活性剂在洗涤用品中经常使用,常和离子型表面活性剂复配使用,主要用作发泡剂、稳泡剂、*化剂、增溶剂和调理剂等多种用途。当做为一种主要成分和阴离子表面活性剂配合使用时,即使加入量很少,也能大大增加体系的去污能力,这是因为它对油污良好的*化能力和增溶能力决定的。
  5.混合型
这种活性剂的分子带有两种亲水基团,一种带电,一种不带电。醇醚硫酸盐(CH2CH2O)nSO4M(AES)就是这样一类表面活性剂,其中 nI5。两种亲水基分别是非离子的聚氧乙烯基和阴离子的硫酸根,虽然一般分类仍把这种表面活性剂归属于阴离子表面活性剂,但从水溶性、耐盐性、抗硬水性来讲要比阴离子表面活性剂烷基硫酸盐要好得多。
  就上面5种类型的表面活性剂而言,非离子型的表面活性较大,两性型的次之,离子型的较小。虽然这样,但它们在各种配方的使用中,只要配合得当,都能发挥出意想不到的作用。

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