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表面活性剂最新研究进展

表面活性剂最新研究进展
表面活性剂最新研究进展

表面活性剂最新研究进展

人类的日常生活,各类生产活动,多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求,促使表面活性剂科学不断发展,迄今方兴未艾,表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中,设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化,近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。

一、高分子表面活性剂

高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的,通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。它像低分子表面活性剂一样,由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质,广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。因此,高分子表面活性剂近年来发展迅速,目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。

高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚(甲基)丙烯酸(钠)、羧甲基纤维素(钠)、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等。

开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面

活性剂的研究趋势。

二、元素表面活性剂

含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性剂称为元素表面活性剂。由于氟、硅、磷和硼等元素的引入而赋予表面活性剂更独特、优异的性能。其中含氟表面活性剂与普通表面活性剂相比,无毒或毒性非常小,它们具有高表面活性、高耐热稳定性、高化学稳定性和憎水憎油等优良而独特的性能。含硅表面活性剂是随着有机硅新型材料发展起来的一种新型表面活性剂,不仅具有耐高温、耐气侯老化、无毒、无腐蚀及较高生理惰性等特点,还具有优良的降低表面张力的性能, 是仅次于含氟表面活性剂的特殊表面活性剂品种。有机硼表面活性剂是一种半极性的化合物,是由具有邻羟基的多元醇、低碳醇的硼酸三酯和某些脂肪酸所合成的。通常为非离子型, 碱性介质中重排为阴离子型。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、抗静电性及抗菌性,毒性较低,其用途还在进一步研究当中。

三、吉米奇(Gemini)表面活性剂

随着全球范围环保意识的加强,对日常生活和工业领域中使用的表面活性剂提出了许多新要求。近年来,人们一直致力于探索并合成具有高表面活性的新型表面活性剂。1971年,Bunton等率先合成了一族阳离子型Gemini表面活性剂,不过未引起重视。1991年,Menger等合成了刚性基连接的双离子头基双碳氢链表面活性剂,并命名为GeminiS (天文学用语,意为双子星座,形象地表述了此类表面活性剂的结构特征),即吉米奇(Gemini)表面活性剂。

吉米奇(Gemini)表面活性剂具有以下特性。(1)更易吸附在气/液表面,从而有效地降低了水溶液表面张力。(2)更易聚集生成胶团。(3)降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向,降低水溶液表面张力的效率是相当突出的。(4)具有很低krafft点。(5)对水溶液表面张力的降低能力和降低效率而言,和普通表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应。(6)具有良好的钙皂分散性质。(7)在很多场合,是优良的润湿剂。

20世纪90年代以来,吉米奇(Gemini)表面活性剂由于性能优良,具有广泛的商业应用前景,因此在世界范围内引起了极大关注,已成为胶体与界面化学领域的研究热点,Rosen认为吉米奇(Gemini)表面活性剂最有可能成为2l世纪的新型表面活性剂。目前,国外已经合成出一系列阴离子、阳离子、非离子及两性型等吉米奇(Gemini)表面活性剂品种,它们性能有所不同。其中阳离子表面活性剂中最重要的是含氮的表面活性剂,目前对阳离子型吉米奇(Gemini)表面活性剂研究较多的也是含氮原子的,而且主要是季铵盐型表面活性剂,由于它们具有生物降解好、毒性低、性能卓越的特点,越来越受到研究者的关注。

目前,世界各国已对吉米奇(Gemini)表面活性剂做了大量的研究工作, 并合成了许多新型Gemini表面活性剂,除常见的吉米奇表面活性剂如:乙(丙)撑基双(十二烷基二甲基氯化铵)等,开发出不对称型吉米奇阳离子表面活性剂;糖苷基吉米奇季铵盐阳离子表面活性剂;含聚醚基吉米奇季铵盐阳离子表面活性剂;反应型可聚合吉米奇季铵盐阳离子表面活性剂;含酯基吉米奇季铵盐阳离子表面活性剂;含酰胺基吉米奇季铵盐阳离子表面活性剂;无卤素吉米奇季铵盐阳离子表面活性剂等。

四、阴阳离子表面活性剂

阴阳离子表面活性剂(catanionic surfactant)是一类新型的、极具特色的表面活性剂,在表面活性剂家族中比较年轻的一种,在国际上,这个名称出现在八十年代后期,自1989年美国科学家观察到阴/阳离子表面活性剂自发囊泡形成以来,不同领域科学家进行了系统深入的研究。

阴阳离子表面活性剂它是由具有表面活性的阳离子和阴离子通过离子间相互作用结合而成,与经典表面活性剂相比具有十分显著的功效。表面活性剂最基本的功能指标即为其在水溶液中的疏水效应而富集于表面的降低表面张力的能力与效率。由于阴阳离子表面活性剂不同于其它表面活性剂的特殊结构特点,当其在表界面聚集时,不仅没有通常离子型表面活性剂之间因具有同种电荷而产生的电性斥

力,相反因阴阳离子表面活性剂之间强烈的电性吸引而使得表面活性剂分子的排列异常紧密,从而使得此类表面活性剂不仅常常同时具有离子型和非离子型表面活性剂的某些特性,而且往往比它们的性能更为优越:特别要指出的是,此类表面活性剂使用效率远远高于其他类型的表面活性剂,它可以在低得多的浓度下发挥作用。一般离子型表面活性剂如十二烷基硫酸钠(SDS)仅能将水的表面张力由70mN/m 降至40mN/m左右,而阴阳离子表面活性剂基本可将水的表面张力由70mN/m降至20mN/m左右,而与造价极其昂贵的氟表面活性剂(有的造价高达每克几十美金)的能力相近(常见的氟表面活性剂水溶液中表面张力最低值约在15 ~18mN/m左右)。其发挥最大效力的浓度―临界胶团浓度(cmc)与一般离子型表面活性剂相比要小二至三个数量级(一般离子型表面活性剂通常cmc在10-2mol/L左右, 而阴阳离子表面活性剂可达10-4mol/L ~10-5mol/L)。

目前关于阴阳离子表面活性剂的研究较为深入的有美国的纽约市立大学(City Univerciry of NewYork)的MJ.Rosen科研小组,美国的Delware大学的E.W.Kaler 科研小组以及德国Bayreuth大学的H.Hoffman研究小组;国内有北京大学黄建滨教授科研组,中国科学院兰州化学物理研究所“百人计划”获得者、山东大学兼职教授郝京诚博士和刘维民研究员合作领导的研究小组等。另外河南省道纯化工技术有限公司研发出的含有聚氧乙烯链的乙氧基化吉米奇季铵盐阳离子表面活性剂系列、阳离子烷基糖苷系列以及松香基吉米奇季铵盐阳离子表面活性剂系列由于分子中引入了聚氧乙烯基或者含有多羟基从而有利于降低分子的电荷密度,减弱离子头基间的强静电相互作用。同时,由于其兼有弱的亲水和弱的亲油性,它不仅使表面活性剂的极性增大,同时也增长了疏水基的长度。聚氧乙烯链或糖基的亲水性和位阻效应减弱了阴-阳离子表面活性剂之间的相互作用,从而对沉淀或凝聚作用有明显的抑制作用。这些表面活性剂都可以实现和阴离子表面活性剂的等比例混合而不会产生沉淀,因此是很好的合成阴阳离子表面活性剂的原料。

五、绿色表面活性剂和温和型表面活性剂

随着人们生活水平的提高和人类文明的进步,人们对环境的保护和自身的健康越来越加以重视,尤其在日化用品的消费方面,人们愈来愈趋向于使用那些既不污染环境,又不刺激人体和对人体无副作用的天然的绿色化妆品、清洗剂及洗涤剂,这就对表面活性剂的温和性要求越来越高,由此产生了绿色表面活性剂(green surfactant)和温和性表面活性剂(mild surfactant)。

烷基糖苷(APG)是上世纪90年代以来国际上致力开发的一种绿色、温和、无毒的新型非离子表面活性剂。APG性能优异,表面张力低,去污力强,泡沫丰富、细腻且稳定,对人体皮肤无刺激,能完全生物降解,生产过程亦对环境无污染,兼有非离子与阴离子表面活性剂的许多特性。它与大多数的表面活性剂复配,可增强其它表面活性剂的效能,特别是在生态安全方面有其他表面活性剂没有的优点,故称之为“绿色表面活性剂”。但是部分长链烷基多苷亲水性差,在水中溶解度小,泡沫力受水的硬度影响较大,限制了烷基多苷的使用,对烷基多苷进行改性,引进功能性基团,从而得到各种性能独特或更优良的衍生物,已成为国内外研究的重点。

阳离子烷基多糖苷结构上不仅具有非离子型的葡萄糖亲水基,而且具有阳离子型的季铵盐亲水基。它具有非离子表面活性剂的温和性、低毒性、低刺激性;兼有阳离子表面活性剂的杀菌性、抗静电性和抗硬水性;还有一般阳离子表面活性剂所不具备的能和阴离子表面活性剂复配的协同增效作用,是一种绿色多功能性表面活性剂,代表了新一代表面活性剂的发展方向。

六、Bola型表面活性剂

Bola型表面活性剂是以一个疏水链连接两个亲水基团构成的两亲化合物。作为一类新型的、具有特殊性能的表面活性剂,近十多年来引起了科研人员的广泛关注。由于Bola型分子的特殊结构,它在溶液表面是以U形构象存在的,即两个亲水基伸入水相,弯曲的疏水链伸向气相。故在气/液界面形成的单分子膜表现出一些独特的物化性能,因此在自组装、制备超薄分子薄膜、催化和生物矿化、药物缓释、生物膜破解、纳米材料的合成等方面具有广阔的应用价值。

按照Bola型表面活性剂链结构的不同可分为以下三种类型:单链型、双链型和半环型。

按照亲水基对称性的不同,可将Bola型表面活性剂分为对称和非对称两种。按照亲水基带电荷性质的不同,又可将Bola型表面活性剂分为离子和非离子两大类。其中离子表面活性剂又可分为阴离子、阳离子和两性表面活性剂;非离子表面活性剂按照亲水基不同可分为糖单元为亲水基、聚氧乙烯为亲水基的非离子表面活性剂等。

按照疏水基的不同,可将Bola型表面活性剂分为以支链或直链饱和烷烃为疏水基,以碳氟基团为疏水基,以不饱和的、带分支的或带有芳香环的基团为疏水基的表面活性剂。

七、螯合型表面活性剂

螯合型表面活性剂一词最早见于1969年,由日本鹿儿岛(kagoshima)大学TOSHIO T AKESHITA等提出,其英文名称为chelate surfactant。当时是为了合成含金属的表面活性剂(metal-containing surfactant),并认为因该类物质分子内中心金属离子未完全配位,使其像某些过渡金属离子水合物那样在水溶液和有机溶剂中具有特殊的吸附性质,如易吸附于纤维、聚乙烯醇等高分子物质的表面。

直到1980年,该小组首次合成了EDTA单烷基酯,1982年合成了EDT A单烷基酰胺。虽然当时只着重研究了这两类表面活性剂与不同种类金属离子生成的金属螯合物的表面活性、乳化能力与分散能力,但EDT A单烷基酯钠盐和EDT A单烷基酰胺钠盐的出现,为螯合型表面活性剂制备工艺的改进和应用研究奠定了基础,同时螯合型表面活性剂金属螯合物的某些特殊性质也将在许多特殊场合得以应用。

1992年出现了一类由邻苯二甲酸酐、柠檬酸和聚乙二醇制备而成的螯合型表面活性剂,其英文名称为self-sequestering surfactant,用于纺织加工过程。

1996年,美国Hampshire化学公司研制成功了N-酰基ED3A(乙二胺三乙酸)螯合型表面活性剂的系列工业化产品,并对其物化性能、应用性能和使用安全性进行了详细的评价。

从分子结构上看,柠檬酸高级脂肪醇单酯也是一类螯合型表面活性剂,由于高纯度柠檬酸单酯的制备工艺复杂,一直制约该类表面活性剂的发展与应用。但柠檬酸与多种醇反应制得的三酯、混合酯作为无毒、无污染、无刺激且生物降解性好的“绿色化工产品”,已广泛应用于食品、纺织、塑料、制革、洗涤剂、化妆品和烟草等行业。

近年来,国内外对柠檬酸高级脂肪醇单酯表面活性剂的高纯度合成工艺研究比较活跃。国内对螯合型表面活性剂研究较为深入的有南京理工大学的吕春绪和叶志文研究小组,以及郑州轻工业学院的王军和杨许召研究小组。其中南京理工大学已研制成功N-酰基ED3A(乙二胺三乙酸)螯合型表面活性剂,其工艺比美国Hampshire 化学公司更为简单合理。

八、手性表面活性剂

手性表面活性剂(chiral surfactants) 是一类含有手性中心的手性分子, 它具有一般表面活性剂的特性。由于手性分子的一些特性使其能够很好的应用于手性不对称合成和手性分离, 尤其是对手性药物的分离。近年来, 利用手性表面活性剂作为模板合成手性介孔无机材料也是研究的热点。

目前,研究较多的手性表面活性剂主要有氨基酸衍生的手性表面活性剂、糖头长烷基链手性表面活性剂、松香基手性表面活性剂、酒石酸衍生的手性表面活性剂、麻黄素基手性表面活性剂等。松香属于典型的两亲分子, 且分子中有多个手性碳原子, 其分子结构又易于改造, 是廉价的手性原材料。国外早在20世纪20年代就已经开始利用松香合成表面活性剂的研究工作, 6年代合成了松香酸酯磺酸盐、松香胺聚氧乙烯醚等表面活性剂。70年代以来, 研究工作进一步深入, 美国、德国、日本以及前苏联等国家在这方面进行了卓有成效的研究, 出现了许多有价值的研究

论文和实用专利。进入90年代以后,我国在这方面做了大量的研究工作, 合成了许多新型的表面活性剂,河南省道纯化工技术有限公司即在该时期成功合成出松香基单、双、三季铵盐阳离子表面活性剂。

九、开关型表面活性剂

表面活性剂有两个重要的性质, 一是在各种界面上的定向吸附, 另一个是在溶液内部能形成胶团。前一种性质是许多表面活性剂用作乳化剂、起泡剂、润湿剂的理论依据, 后一种性质是表面活性剂常作增溶的理论依据。特别是当表面活性剂用作增溶时, 疏水性有机污染物很容易在表面活性剂溶液中溶解, 然而将两者分离时却变得非常困难, 这使得表面活性剂不能重复利用, 在实际的应用中需要使用大量的表面活性剂, 造成环境修复和工业应用成本过高, 在实际应用过程中受到很大的限制。Jawitz等的研究表明, 循环利用表面活性剂可以节约70% 的成本。

开关型表面活性剂能很好的解决这一问题。开关表面活性剂在激发态形式和非激发态形式之间能经历完全的可逆变换, 开关微乳液系统的稳定性可以被特定的表面活性剂破坏。然而, 开关的性质也可能限制了开关表面活性剂的应用, 这就需要对开关表面活性剂的可逆变换机理进行详细的研究和分类。开关控制主要是通过CO2/空气、电化学作用、光化学作用、温度、酸碱等手段来实现的。由于该特点, 调节开关表面活性剂的开与关,使得表面活性剂的再生变得容易,从而使得降低表面活性剂在环境修复和工业生产中的应用成本变得可能。

Liu等发现了一类新型可开关表面活性剂N-烷基-N, N-二甲基乙脒(实际上是N-烷基-N, N-二甲基乙脒的系列化合物),特点是水溶解性可开关。其本身不溶于水,通入CO2后,形成可溶于水的碳酸盐,而且具有常规表面活性剂的增溶、降低表面张力等特性;通入空气(也可以是惰性气体)后,则转变为不溶于水的沉淀,可以从水溶液中沉淀出来。因此, 空气/CO2可以作为操控表面活性剂溶解与否的“触发器”,根据实际需要控制表面活性剂在水中处于溶解态或结晶态。Benedict等合成了Fe(CH2)11N+(CH3)3Br二茂铁衍生物,并就它的可逆变换机理进行了详细研究。

Cristina等对表面活性剂十二烷基苯磺酸钠进行了卓有成效的探索, 发现温度可以诱使表面活性剂发生可逆变换。该表面活性剂溶液在低温条件下是不稳定的微乳体系,表面活性剂容易析出,微乳体系被破坏;在温度较高时,表面活性剂溶液处在稳定的状态,而且是以胶束的形式存在。低温和高温可以作为控制微乳体系的开关。Insun等通过在360 nm和420 nm波长对表面活性剂溶液界面压力变化的分析研究了偶氮苯类表面活性剂溶液的光化学反应行为。结果发现,当波长在360~420nm 间歇变化时,偶氮苯分子经历了由反式到顺式、顺式到反式光学同分异构之间的转变,而且溶液的界面压力也呈现出可逆变化的趋势。通过紫外可见光谱分析,偶氮苯表面活性剂在顺式条件下具有良好的增溶吸收效果。偶氮苯衍生物在结构和物理化学性质方面的可逆变化,成为可选择性记忆和开关控制的研究方向的研究。

因此,这类符合“绿色化学”和“可持续发展”理念的开关型表面活性剂将会成为表面活性剂发展研究的一个重要方向。

十、反应型表面活性剂

反应型表面活性剂带有反应基团, 它能与所吸附的基体发生化学反应, 从而永久地键合到基体表面,对基体起表面活性作用,同时也成了基体的一部分,它可以解决许多传统表面活性剂所不能解决的问题。

反应型表面活性剂至少应包括两个特征:它是表面活性剂;它能参与化学反应, 而且反应之后也不丧失其表面活性。反应型表面活性剂除了包括亲水基和亲油基之外还应包括反应基团, 反应基团的类型和反应活性对于反应型表面活性剂有特别重要的意义。根据反应基团类型及应用范围的不同, 反应型表面活性剂可分为可聚合乳化剂、表面活性引发剂、表面活性链转移剂、表面活性交联剂、表面活性修饰剂。

反应型表面活性剂按照结构不同可分为:烯丙(氧)基型、(甲基)丙烯酸酯型、丙烯酰胺型、苯乙烯型、马来酸类可聚合乳化剂等。河南省道纯化工技术有限公司开发出的壬基酚聚氧乙烯醚顺丁烯二酸乙基三甲基氯化铵、月桂醇聚氧乙烯醚顺丁

烯二酸三甲基氯化铵、十八烷醇聚氧乙烯醚顺丁烯二酸三甲基氯化铵、顺丁烯二酸二乙酯撑基双十二烷基二甲基氯化铵等即属于马来酸类可聚合乳化剂。

生物表面活性剂和高分子表面活性剂

生物表面活性剂和高分子表面活性剂 摘要: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。本文将就生物表面活性剂和高分子表面活性剂进行具体介绍,并且列举了部分它们在社会中的应用以及它们存在的问题和发展前景进行了简单的介绍。 关键词:表面活性剂;生物表面活性剂;高分子表面活性剂 Biological surfactant and polymer surfactant Abstract:Surfactant is composed of two distinct particles, a kind of particle has extremely strong lipophilicity, the other with strong hydrophilic. Dissolved in water, surfactants can reduce the surface tension of the water, and increase of soluble organic compounds. This article will discuss biosurfactant and polymeric surfactants are detailed introduction, and lists the part of their application in society and their existing problems and development prospects were simply introduced. Keyword:The surfactant; Biosurfactant; Polymer surfactant

生物表面活性剂及在油田中的应用

生物表面活性剂及在油田中的应用 杨丽1,李建波2 (1.西南石油学院研究生院应用化学,四川新都;2.西南石油学院) 摘要:生物表面活性剂是由微生物产生的一种生物大分子物质,具有一些优于化学合成表面活性剂的特性,其应用前景十分广阔。本文简述了其种类、特性、生产方法及在石油工业中的应用。 关键词:生物表面活性剂;性能;种类;石油工业;应用 表面活性剂是一种两亲性分子,据其来源的不同,可分为化学合成、生物合成及天然表面活性剂三类。化学合成表面活性剂以有机化学为基础,其性能和成本依赖于原料的性质和价格。生物表面活性剂是微生物在一定条件下产生的集亲水和疏水基于一体的代谢产物,不但具有降低表面张力的特点,而且还能被微生物降解,在特殊的工亚领域中能克服化学合成表面活性剂的某些不足。 1生物表面活性剂 1.1分类 化学合成表面活性剂是据极性基团分类,而生物表面活性剂则依据化学组成和微生物来源分类。其据亲水基的不同可以分为五大类[1]:糖脂、脂肪酸和磷脂、脂肽和脂蛋白、多聚和特殊生物表面活性剂。 1.2特点 生物表面活性剂分子[2]通常比化学合成表面活性剂化学结构更为复杂和庞大,单个分子占据更大的空间,因而显示出较低的临界胶束浓度。其与化学合成表面活性剂相比,除具有用量少、可用微生物方法引入化学方法难以合成的新化学基团等特点外还具有以下优点[3]: 1无毒或低毒; o可生物降解,对环境不造成污染; ?结构多样化,可以用于特殊领域; ?可以从工业废物中生产,有利于环境治理; ?在极端温度、pH值、盐浓度下具有很好的选择性和专一性; ?不致敏、可消化、可用作化妆品、食品和功能食品的添加剂;1.3制备途径 1.3.1微生物发酵法 发酵法生产生物表面活性剂与其它微生物产品生产过程基本相同,包括培养发酵、分离提取和产品纯化三大步骤。大多数微生物发酵产生的表面活性剂的分离提取、纯化都有一些类似的方法,如萃取、盐析、离心沉淀、结晶以及冷冻干燥等。微生物发酵生产表面活性剂在技术和经济上都非常可行,适合大量生产。 1.3.2酶法合成 与微生物方法相比较,酶法合成的表面活性剂分子多是一些结构相对简单的分子,但同样具有优良的表面活性,酶法合成还具有反应专一性强、副反应少、产物容易分离纯化等优点。 1.3.3从动植物材料中提取 目前,应用于食品、医药和化妆品工业的磷脂、卵磷脂类等生物表面活性剂是从蛋黄或大豆中分离提取而来,这类生物表面活性剂的来源都是天然生物原料,受到原料的限制,难以大量生产。 2生物表面活性剂在石油工业中的应用 生物表面活性剂有着非常广泛的应用,能用于许多行业中,目前应用最广泛的是石油工业[4]。 2.1提高石油采收率 生物表面活性剂在石油工业中最主要的应用是提高石油采收率(MERO)。现阶段大多数油田已经进入二次驱油的中后期,但仍有大约70%的原油滞留在储油层中,所以提高采收率是当今石油工业的重要研究领域。微生物可以通过以下几种方式提高石油采收率: 1改变重烃组分的润湿性;(下转第18页) y收稿日期:2005-11-15 作者简介:杨丽(1980-),女,四川简阳人,西南石油学院应用化学专业研究生在读。

助焊剂说明

助焊剂说明 助焊剂是以松香为主要成分的混合物,是保证焊接过程顺利进行的辅助材料。焊接是电子装配中的主要工艺过程,助焊剂是焊接时使用的辅料,助焊剂的主要作用是清除焊料和被焊母材表面的氧化物,使金属表面达到必要的清洁度.它防止焊接时表面的再次氧化,降低焊料表面张力,提高焊接性能.助焊剂性能的优劣,直接影响到电子产品的质量. (1)助焊剂成分 近几十年来,在电子产品生产锡焊工艺过程中,一般多使用主要由松香、树脂、含卤化物的活性剂、添加剂和有机溶剂组成的松香树脂系助焊剂.这类助焊剂虽然可焊性好,成本低,但焊后残留物高.其残留物含有卤素离子,会逐步引起电气绝缘性能下降和短路等问题,要解决这一问题,必须对电子印制板上的松香树脂系助焊剂残留物进行清洗.这样不但会增加生产成本,而且清洗松香树脂系助焊剂残留的清洗剂主要是氟氯化合物.这种化合物是大气臭氧层的损耗物质,属于禁用和被淘汰之列.目前仍有不少公司沿用的工艺是属于前述采用松香树指系助焊剂焊锡再用清洗剂清洗的工艺,效率较低而成本偏高 免洗助焊剂主要原料为有机溶剂,松香树脂及其衍生物、合成树脂表面活性剂、有机酸活化剂、防腐蚀剂,助溶剂、成膜剂.简单地说是各种固体成分溶解在各种液体中形成均匀透明的混合溶液,其中各种成分所占比例各不相同,所起作用不同 有机溶剂:酮类、醇类、酯类中的一种或几种混合物,常用的有乙醇、丙醇、丁醇;丙酮、甲苯异丁基甲酮;醋酸乙酯,醋酸丁酯等.作为液体成分,其主要作用是溶解助焊剂中的固体成分,使之形成均匀的溶液,便于待焊元件均匀涂布适量的助焊剂成分,同时它还可以清洗轻的脏物和金属表面的油污 天然树脂及其衍生物或合成树脂 表面活性剂:含卤素的表面活性剂活性强,助焊能力高,但因卤素离子很难清洗干净,离子残留度高,卤素元素(主要是氯化物)有强腐蚀性,故不适合用作免洗助焊剂的原料,不含卤素的表面活性剂,活性稍有弱,但离子残留少.表面活性剂主要是脂肪酸族或芳香族的非离子型表面活性剂,其主要功能是减小焊料与引线脚金属两者接触时产生的表面张力,增强表面润湿力,增强有机酸活化剂的渗透力,也可起发泡剂的作用 有机酸活化剂:由有机酸二元酸或芳香酸中的一种或几种组成,如丁二酸,戊二酸,衣康酸,邻羟基苯甲酸,葵二酸,庚二酸、苹果酸、琥珀酸等.其主要功能是除去引线脚上的氧化物和熔融焊料表面的氧化物,是助焊剂的关键成分之一。 防腐蚀剂:减少树脂、活化剂等固体成分在高温分解后残留的物质 助溶剂:阻止活化剂等固体成分从溶液中脱溶的趋势,避免活化剂不良的非均匀分布 成膜剂:引线脚焊锡过程中,所涂复的助焊剂沉淀、结晶,形成一层均匀的膜,其高温分解后的残余物因有成膜剂的存在,可快速固化、硬化、减小粘性. (2)常用助焊剂的作用 1)破坏金属氧化膜使焊锡表面清洁,有利于焊锡的浸润和焊点合金的生成。 2)能覆盖在焊料表面,防止焊料或金属继续氧化。 3)增强焊料和被焊金属表面的活性,降低焊料的表面张力。 4)焊料和焊剂是相熔的,可增加焊料的流动性,进一步提高浸润能力。 5)能加快热量从烙铁头向焊料和被焊物表面传递。 6)合适的助焊剂还能使焊点美观。 (3)常用助焊剂应具备的条件 1)熔点应低于焊料。

表面活性剂最新研究进展

表面活性剂最新研究进展 人类的日常生活,各类生产活动,多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求,促使表面活性剂科学不断发展,迄今方兴未艾,表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中,设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化,近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。 一、高分子表面活性剂 高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的,通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。它像低分子表面活性剂一样,由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质,广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。因此,高分子表面活性剂近年来发展迅速,目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。 高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚(甲基)丙烯酸(钠)、羧甲基纤维素(钠)、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等。 开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面

生物表面活性剂研究进展

生物表面活性剂研究进展 杨齐峰 (黄石理工学院,湖北,435000) 【摘要】:生物表面活性剂是由微生物分泌的天然产物,它无毒,可以生物降解,对环境影响很小,具有高效的表面活性,因此是合成表面活性剂的理想代替品。介绍了生物表面活性剂的特性及其生产制备方法,综述了近年生物表面活性剂在石油、洗涤、医药、食品等工业领域的应用与研究进展,主要介绍了利用生物表面活性剂在提高石油采收率等方面的应用,探讨了今后生物表面活性剂的主要发展方向。 【关键词】:生物表面活性剂;微生物;应用;发展趋势 Biosurfactant research progress Yangqifeng (Huangshi Institute of Technology School Hubei 435003)abstract:Biological surfactant is secreted by microbial natural products,it is avirulent,can biodegradation,a little influence and efficient surface activity,and is thus synthesis of surfactants ideal replacement. Introduces the characteristics and its biosurfactant production preparation methods,this paper reviews biosurfactant in petroleum,washing,pharmaceutical,food and other industrial areas of application and research progress,mainly introduced the use of biological surfactants in enhanced oil recovery of application,discusses the future biosurfactant the main development direction。 key words:biosurfactant;Microbial;application;development tendency 表面活性剂是一类能显著降低溶剂表面张力的物质,化学合成的表面活性剂都是以石油为原料化学合成而来的,在生产和使用过程中常常会给人类生存环境带来严重的污染,对人类的身体健康产生很大威胁。生物表面活性剂是从20世

生物表面活性剂

生物表面活性剂及其应用 谈到学科知识应用,我第一反应是把其与人或自然界中实际存在的生物联系在一起,进而得出既有意义又有趣的结论和现象。在学习完物理化学表面化学部分后我们知道,表面活性剂(surfactant)是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性。表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。但是目前大多数表面活性剂主要以石油为原料经化学合成而来,由于受化工原料、产品的理化特性及其在生产和使用过程对环境造成严重污染等原因,使表面活性剂的应用前景受到极大的挑战。因此寻找一种新型高效低污染的表面活性剂是一个尤为重要的举措。 生物表面活性剂就是一类性能较为优异的表面活性剂。查阅文献可知他们是指利用酶或微生物通过生物催化和生物合成法得到的具有一定表面活性的代谢产物。它们在结构上与一般表面活性剂分子类似,即在分子中不仅有脂肪烃链构成的非极性憎水基,而且含有极性的亲水基,如磷酸根或多烃基基团,是集亲水基和憎水基结构于一身的两亲化合物。它们不仅具有化学表面活性剂具有的各种表面性能,而且还拥有下列优点:①选择性广,对环境友好;②庞大而复杂的化学结构使得表面活性和乳化能力更强;③分子结构类型多样,具有许多特殊的官能团,专一性强;④原料在自然界广泛存在且价廉;⑤发酵生产是典型的“绿色”工艺等。 生物产生的生物表面活性剂包括许多不同的种类。依据他们的化学组成和微生物来源可分为糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸和磷脂、聚合物和全胞表面本身等五大类。于是我们可以明显知道这些生物表面活性剂是对生物和环境极其友好,相较与普通的化学表面活性剂有更广阔的应用范围。 微生物强化采油(MEOR技术)是生物表面活性剂最为重要的应用领域。在油田中注入一些微生物和其生长所必须的营养物质,微生物在生长的同时,可以产生生物表面活性剂,这些生物表面活性剂能降低原油和水两相界面的张力,从而提高原油的开采量。与化学合成生物表面活性剂相比,生物表面活性剂可被微生物降解,不会对环境造成污染。微生物驱油和化学驱油最大的不同是微生物不但可沿注水压差方向运移,还可在油层中纵深迁移,大大提高了水驱或化学驱的效率。 利用生物表面活性剂能够增强水性化合物的亲水性和生物利用度,还可以使环境污染物不断降解,该技术称为生物修复。我觉得在不远的未来这个技术能有更大的应用和发展前景。 针铁矿(Fe(OH)3) 是一种非常重要的矿产资源,可以吸附土壤和工业废水中有毒的金属离子。用针铁矿吸附、共沉淀金属离子,再用生物表面活性剂作为絮凝剂载体,可将金属离子分离出来。资源问题一直是当今世界重视的难题,利用生物表面活性剂将环境保护和资源采集率两个方面同时兼顾,这将是我们对抗环境恶化的重要手段。 资源的紧缺以及人类环保意识的加强,将进一步推动绿色表面活性剂工业的发展。当前,世界表面活性剂市场呈稳定而缓慢的增长趋势,更多新型、性能优良、易生物降解、高效、安全的表面活性剂出现,会给人们的生活和工业生产注入新的活力。根据国外一些大公司及专家预测,未来表面活性剂工业发展趋向主

免清洗型助焊剂的研究进展

免清洗型助焊剂的研究进展 金霞1 ,冒爱琴2 ,顾小龙 1 (1.浙江省冶金研究院亚通电子有限公司,浙江 杭州 310021; 2.安徽工业大学,安徽 马鞍山 243002) 摘 要:根据助焊剂的发展趋势,介绍了免清洗助焊剂的概念、分类及可靠性评价的方法,综述 了国内外科研工作者对制备免清洗助焊剂的研究进展状况,并指出了免清洗助焊剂在使用时急需注意的事项,最后阐述了无铅焊料用免清洗型助焊剂是近年来的研究热点。 关键词:免清洗;助焊剂;焊接性能中图分类号:T N 604 文献标识码:A 文章编号:1001-3474(2007)06-0334-04 Develop ment Progress of No -clean Flux J I N X i a 1 ,M AO A i -q i n 2 ,GU X i a o -long 1 (1.A si a Genera l Electron i cs CO.,L T D of Zheji a ng et a llurg i ca l Research I n stitute,Hangzhou 310021,Ch i n a; 2.An Hu i Un i versity of Technology,M aan shan,243002,Ch i n a) Abstract:The concep ti on,classificati on,the reliability evaluati on methods of no -clean flux are in 2tr oduced,according t o the latest devel opment trends of flux .Recent advances of research of no -clean flux in side and out side of China are als o summarized .The p r oble m s which was found in using of no -clean flux are pointed out .A t last rep resenting no -clean flux for lead -free s older has been become the f ocus of study recently . key words:No -clean;Flux;Soldering p r operties D ocu m en t Code:A Arti cle I D :1001-3474(2007)06-0334-04 众所周知,电子工业中使用的助焊剂,不但要提 供优良的助焊性能,而且还不能腐蚀被焊材料,同时还要满足一系列的机械和电学性能要求。因此,助焊剂的品质直接影响电子工业的整个生产过程和产品质量。传统的松香基助焊剂,能够很好地满足这一系列性能,但焊后残留多、腐蚀性大、外观欠佳,必须用氟里昂或氯化烃清洗印制板。但随着氟利 被禁止使用政策的实施,免清洗型助焊剂不可避免地成为这一领域的研究热点。它在解决不使用氟里昂类清洗溶剂减少环境污染方面,特别是解决因细间 隙、高密度元器件组装带来的清洗困难和元器件与清洗剂之间的相容问题方面具有重要的意义。因此 免清洗助焊剂[1~2] 是基于环境保护和电子工业发展的需要而产生的一种新型焊剂。另外它的推广还可以节省清洗设备等物资成本,简化工艺流程,缩短产品生产周期,节约储藏空间等。 自从欧盟于2006年7月1日(我国是2007年3月1日)限制使用含铅焊料在电子产品中的命令颁布后,推动了无铅焊料的急速发展。当前Sn AgCu 、SnB i 、SnAg 等合金是SnPb 最好的替代品,由于SnPb 基金项目:浙江省科技计划项目基金资助(项目编号:2005F12011)。 作者简介:金霞(1978-),女,硕士,毕业于安徽工业大学,主要从事助焊剂和电子封装焊料的研发工作。 4 33 电子工艺技术Electr onics Pr ocess Technol ogy 第28卷第6期 2007年11月

减阻表面活性剂的研究进展

第24卷第1期2007年1月精细化工 FI NE C H E M I CAL S Vo.l24,No.1 J an.2007 表面活性剂 减阻表面活性剂的研究进展* 乔振亮,熊党生 (南京理工大学材料科学与工程系,江苏南京 210094) 摘要:介绍了表面活性剂减阻的机理。探讨了影响表面活性剂减阻效果的各种因素,包括:表面活性剂与补偿离子的结构及其浓度、管路系统的直径、流体的温度和速度以及环境中的金属离子。论述了表面活性剂的减阻与传热效率之间的关系;并且讨论了在使用减阻表面活性剂的循环系统中提高传热效率的方法。总结了减阻表面活性剂的一般特点。预测了减阻表面活性剂的发展趋势。引用文献35篇。 关键词:表面活性剂;减阻;传热效率 中图分类号:TQ423.99 文献标识码:A 文章编号:1003-5214(2007)01-0039-05 Progress i n D rag R educi ng Surfactant R esearch Q I A O Zhen li a ng,X I O NG Dang sheng (D e p ar t m ent of M aterial Science and E ngineer i ng,N anjin g Universit y of Science and T echnology,N anjing210094,J iangsu,China) Abstract:The m echanis m of drag reduc i n g surfactant is i n troduced.M any facto rs i n fluenc i n g t h e effectiveness o f drag reducing surfactant are addressed,such as surfactan,t counteri o n,concentra ti o n, dia m eter of c ircu lati n g syste m s,te m perature and velocity o f the fl u i d,and i o ns inside the recircu lation syste m s.The re l a ti o nship bet w een drag reduction and heat transfer ab ility i s discussed,and m ethods of i m prov i n g the effic i e ncy of heat transfer i n the recircu lation syste m s conta i n ing the drag reduci n g surfactan t are a lso described.Co mm on characteristics of drag reduc i n g surfactant are su mm arized. F i n ally,t h e developm ent trend of drag reduc i n g surfactant is i n d icated.35references are c ited. Key w ords:surfactan;t drag reduction;heat transfer ab ility 19世纪80年代的石油危机引起了人们对减阻技术的普遍关注,继而这一技术迅速应用于各个行业。主动减阻是一种向紊流中添加少量添加剂,使流体摩擦力大大降低的方法。流体的紊流被改变或者受到抑制,便产生了减阻的效果。 一些少量的高分子聚合物和阳离子表面活性剂可以加在水中降低紊流阻力,研究发现,紊流流动阻力最高可以降低80%[1]。所以,这一技术在远距离流体输送、城市供热制冷等领域具有良好的应用前景。虽然一些水溶性的高分子也可以用来减阻,但是在有工业泵的系统中,如果用水溶性高分子就存在着机械降解的问题,并且降解后分子结构无法恢复,使减阻能力下降。表面活性剂受大的剪切应力作用也会发生机械降解,但是它可以自行修复[2]。因此,在有机械力的场合,多用表面活性剂来进行减阻。 用来减阻的表面活性剂有阳离子、阴离子、两性离子等。阴离子表面活性剂做减阻剂使用时,易与水中的钙、镁离子形成沉淀而影响减阻效果;阳离子表面活性剂做减阻剂对水质要求不高,有更广泛的使用范围;在加热系统中用两性减阻表面活性剂也是一种增加经济效益的很有前途的方法[3]。在实际使用中最常用的表面活性剂是阳离子型和两性离子型两类。减阻表面活性剂的特殊重要性,使它受到广泛关注,国内许多人都做了相关研究[4~7]。 本文综述了减阻表面活性剂的研究进展。 *收稿日期:2006-06-19;定用日期:2006-09-08 作者简介:乔振亮(1970-),男,河南省巩义市人,博士研究生,师从熊党生教授,主要从事生物材料、仿生减阻材料的研究,电话:025-********,E-m ai:l q i aozhen liang@126.co m。

生物表面活性剂应用研究进展

生物表面活性剂应用研究进展 刘江红陈逸桐贾云鹏芦艳 (东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省高校重点实验室大庆163318) 摘要生物表面活性剂是由微生物产生的天然产物,具有表面活性高、对环境无污染、生物可降解性及良好的抑菌作用等优于化学合成的表面活性剂的独特性质。本文对生物表面活性剂的特性、分类及其制备方法进行了介绍,对生物表面活性剂在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域的应用进行了总结,展望了生物表面活性剂的良好应用前景。 关键词生物表面活性剂特性分类应用 Progress on the Applications of Biosurfactants Liu Jianghong,Chen Yitong,Jia Yunpeng,Lu Yan (Provincial Key Laboratory of Oil&Gas Chemical Technology,College of Chemistry&Chemical Engineering, Northeast Petroleum University,Daqing163318) Abstract Biosurfactants are natural products produced by microorganisms.The biosurfactants have unique properties,such as,high surface activity,environmental friendliness,biodegradable and good anti-microbial activity,which chemical surfactants do not have.Herein the properties,classifications and preparation methods of biosurfactants are introduced in brief.The applications of biosurfactants in various fields such as petroleum exploit,environmental protection,preparation of medicals,food products as well as agriculture and cosmetics are summarized.The prospect in the development of the biosurfactants is predicted. Keywords Biosurfactant,Property,Classification,Application 生物表面活性剂是利用可再生的资源如植物油、碳水化合物等为原料,由不同的微生物生产代谢得到的。与其他表面活性剂相比,具有耐酸、耐盐、可生物降解、低毒性、抗菌性、对环境无污染和生物相容性好等优点,同时生物表面活性剂兼备降低溶剂表面张力、稳定乳化液及增加泡沫等其他表面活性剂的特点,因此生物表面活性剂逐渐在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域得到广泛的应用,在未来有逐步替代化学合成的表面活性剂的趋势。 1生物表面活性剂的性质、分类及制备 1.1生物表面活性剂的特性 生物表面活性剂分子结构包含极性基团和非极性基团,是一种具有亲水、疏水两性特点的生物大分子化合物。生物表面活性剂分子的亲水基和疏水基可以由不同的分子成分组成。 生物表面活性剂与其他表面活性剂比较,主要特性就是无毒性、稳定性好、耐酸耐盐性好、可以被生物降解、对环境无污染及抗菌性。 1.2生物表面活性剂的分类 生物表面活性剂根据其化学结构的不同,可以分为酰基缩氨酸系、糖脂系、磷脂系、高分子聚合物和脂肪酸系表面活性剂五类,如表1所示。 刘江红女,47岁,硕士,副教授,主要从事生物化工研究。E-mail:ljhread@126.com 国家863计划项目(2008AA06Z304)和黑龙江省教育厅科技攻关项目(1153005)资助 2012-11-09收稿,2013-03-31接受

锡膏和助焊剂的区别

一般来说,焊接工艺中常用焊料(焊锡条)进行焊接,但对于电子产品的流水线焊接则采用预涂锡膏,然后回流或者其他方式进行焊接! 关于焊锡膏: 其成分一般包括两个部分即助焊剂和焊料的部分! 助焊剂: 一般多使用主要由松香、树脂、含卤化物的活性剂、添加剂和有机溶剂组成的松香树脂系助焊剂 但由于上述助焊剂有残余卤素的致命缺陷,市售常有免洗的型号: 免洗助焊剂主要原料为有机溶剂,松香树脂及其衍生物、合成树脂表面活性剂、有机酸活化剂、防腐蚀剂,助溶剂、成膜剂.简单地说是各种固体成分溶解在各种液体中形成均匀透明的混合溶液,其中各种成分所占比例各不相同,所起作用不同 有机溶剂:酮类、醇类、酯类中的一种或几种混合物,常用的有乙醇、丙醇、丁醇;丙酮、甲苯异丁基甲酮;醋酸乙酯,醋酸丁酯等.作为液体成分,其主要作用是溶解助焊剂中的固体成分,使之形成均匀的溶液,便于待焊元件均匀涂布适量的助焊剂成分,同时它还可以清洗轻的脏物和金属表面的油污 天然树脂及其衍生物或合成树脂 表面活性剂:含卤素的表面活性剂活性强,助焊能力高,但因卤素离子很难清洗干净,离子残留度高,卤素元素(主要是氯化物)有强腐蚀性,故不适合用作免洗助焊剂的原料,不含卤素的表面活性剂,活性稍有弱,但离子残留少.表面活性剂主要是脂肪酸族或芳香族的非离子型表面活性剂,其主要功能是减小焊料与引线脚金属两者接触时产生的表面张力,增强表面润湿力,增强有机酸活化剂的渗透力,也可起发泡剂的作用 有机酸活化剂:由有机酸二元酸或芳香酸中的一种或几种组成,如丁二酸,戊二酸,衣康酸,邻羟基苯甲酸,葵二酸,庚二酸、苹果酸、琥珀酸等.其主要功能是除去引线脚上的氧化物和熔融焊料表面的氧化物,是助焊剂的关键成分之一 防腐蚀剂:减少树脂、活化剂等固体成分在高温分解后残留的物质 助溶剂:阻止活化剂等固体成分从溶液中脱溶的趋势,避免活化剂不良的非均匀分布 成膜剂:引线脚焊锡过程中,所涂复的助焊剂沉淀、结晶,形成一层均匀的膜,其高温分解后的残余物因有成膜剂的存在,可快速固化、硬化、减小粘性. 所以从其成分推断,真正意义上的助焊剂一般不会存在铅的问题,除非有意混杂;焊接时着重需要考虑的是锡膏以及焊料!

生物表面活性剂

98-25:脂肽 H:环脂肽 【内容】 所有的生物都是由细胞所构成,细胞中70%的是水分,蛋白质、核酸、糖类、脂类等各种物质通过细胞内的精细结构进行着有序的活动。表面活性剂作为控制细胞界面秩序而不可缺少的物质起着重要作用。 由于生物体内的表面活性剂是在极其复杂的生物物质群中微量地存在,因此大量提取纯制品非常困难。近来发现微生物在其菌体外较大量地产生、积蓄微生物表面活性剂。这已在石油三次回收剂、石油环境污染的无公害处理剂及功能性表面活性剂等许多领域得到应用和开发。 生物表面活性剂具有合成表面活性剂所没有的结构特征,大多有着发掘新表面活性功能的可能性,人们正希望开发出生物降解性和安全性及生理活性都好的生物表面活性剂。 1.生物表面活性剂分类 生物表面活性剂根据其亲水基的类别,分为以下五种类型:①以糖为亲水基的糖脂系生物表面活性剂;②以低缩氨酸为亲水基的酰基缩氨酸系生物表面活性剂;③以磷酸基为亲水基的磷脂系生物表面活性剂;④以羧酸基为亲水基的脂肪酸系生物表面活性剂;⑤结合多糖、蛋白质及脂的高分子生物表面活性剂(生物聚合体)。 (1)糖脂系生物表面活性剂糖脂与磷脂形成复合脂成为连接脂和糖的桥梁,从化学结构来看,它们是由脂肪醇或脂肪酸形成的复杂脂。根据这种糖脂的结构和分布可分为四类:鞘氨糖脂,植物糖脂,甘油糖脂,结构单元中无鞘氨醇和甘油的其他糖脂。 鞘氨糖脂是动物糖脂的代表性物质,存在于动物组织,特别是动物的脑神经组织中。植物糖脂主要存在于植物中。 甘油糖脂广泛存在于高等植物、藻类和能进行光合作用的细菌中,既有植物性又有微生物性糖脂的特性。 属于结构单元中无鞘氨醇和甘油的糖脂有来自高好碱性菌的硫糖脂,及源于植物的有代表性的皂草苷生物表面活性剂。以前,人们常用皂草苷作洗涤用品,从结构上看,它是由以甾族化合物或三萜系化合物为非糖部分(皂草配基)与低聚配糖体构成的。皂草苷具有生物活性,如具有溶血、强心和免疫等作用。 (2)酰基缩氨酸系生物表面活性剂大致分为硫放线菌素类和脂氨基酸类,这类物质以氨基酸或低聚缩氨酸作亲水基。它广泛存在于各种微生物、植物、无脊椎动物的消化液、鸡的卵管、人的皮肤等中。虽然对脂氨基酸的生理意义还不了解,但作为生物膜的存在,它与维持膜结构及膜机能有关,而且存在于皮肤的角质层中,也与保湿作用有关。硫放线菌素类是微生物的产物,有高表面活性。 (3)磷脂系生物表面活性剂这是磷脂与糖脂在复合脂中形成的一大领域。大致分为甘油磷脂和鞘氨磷脂。 甘油磷脂是以磷脂酰酸作基本骨架,由具有羟基的各种化合物构成,结构式如下:

表面活性剂LAS废水处理研究进展

表面活性剂LAS 废水处理研究进展 作者:姜安玺, … 文章来源:本站收集 点击数: 64 更新时间:2008-2-17 荐 近年来我国洗涤剂工业发展迅速,其产量逐年增加。1985年我国合成洗涤剂产量为100.4万T,1990年为151.4万T,1995 年已达221.8万T,2000年为382.8万T,2005年预计为460万T 。 目前我国应用比较多的表面活性剂有:阴离子表面活性剂(以直链烷基苯磺酸钠LAS 为主)占总量的70%;非离子表面活性剂占总量的20%;其他占10%。合成洗涤剂用途广泛,几乎涉及到家庭生活、工农业生产的各个方面,最后大部分形成乳化胶体状废水排入自然界,其首要污染物LAS 进入水体后,与其他污染物结合在一起形成一定的分散胶体颗粒,对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。因此对于表面活性剂LAS 的处理是这类乳化胶体废水的共同要求,该类废水可称之为表面活性剂(LAS)废水。LAS 废水的处理对于保护资源,保持生态平衡,促进经济发展,都具有重要意义。表面活性剂废水的来源除了合成洗涤剂生产过程中排放大量的LAS 废水外,洗涤、化工、纺织等行业和日常生活中都会产生LAS 废水。其特点主要有以下3点。1)废水中除含有表面活性剂LAS 和其乳化携带的胶体性污染物外,还含有混合助剂、漂白剂和油类物质;废水中的LAS 以分散和胶粒表面吸附两种形式存在。2)废水一般偏碱性,pH 值约为8~11;废水中LAS 含量有的高达上千mg/L,如洗毛废水,有的只有十几mg/L,如洗浴废水;COD 值差异也很大,从几百到几万甚至十几万mg/L 。3)废水中的LAS 会造成水面产生大量不易消失的泡沫。废水中的LAS 本身有一定的毒性,对动植物和人体有慢性毒害作用,LAS 还会引起水中传氧速率降低,使水体自净受阻。另外,废水产生的泡沫也会影响环境卫生和美观。目前对LAS 废水的处理除了原有的物化和生化法外,还有膜分离、微电解等新方法,并得到了一定的应用。本文简要总结了目前我国LAS 废水的处理技术现状,并探讨了该类废水处理技术的发展方向。 1 处理方法进展 根据对废水中LAS 的破坏性,可以将处理技术分为两类,“非破坏性”技术,即分离法,包括混凝分离法、泡沫分离法、膜分离法、吸附法;“破坏性”技术,即氧化分解法,包括催化氧化法、微电解法、生物氧化法。 1.1 混凝分离法 常用的混凝剂包括无机混凝剂和有机混凝剂两大类:其中无机混凝剂主要是铁盐、铝盐及其聚合物。目前国内研究主要集中在对原有混凝剂的复配使用和新型混凝剂的开发上,如用铝铁复合混凝剂处理COD 为684mg/L 、LAS 为160mg/L 的废水。与传统的聚铁、聚铝混凝剂相比,COD 、LAS 的去除率可提高6%、8%左右,同时沉降速度、污泥量都有所改善[4]。有机混凝剂包括阳离子高分子混凝剂,两性有机高分子混凝剂,阴离子型高分子混凝剂和非离子型混凝剂。其中阳离子型混凝剂二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)作为水处理剂在国内用得不多,而在国外应用极为广泛,几乎涉及工业废水、生活污水以及饮用水的各个方面。今后混凝剂的开发应以现有混凝剂为基础,在混凝剂 的结

生物表面活性剂的分离提纯及其应用前景

生物表面活性剂的制备、提纯及其应用 摘要:生物表面活性剂是由微生物产生的天然产物,具有表面活性高、对环境无污染、生物可降解性及良好的抑菌作用等优于化学合成的表面活性剂的独特性质。本文对生物表面活性剂的合成方法进行了介绍,对生物表面活性剂在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域的应用进行了总结,展望了生物表面活性剂的良好应用前景。 关键词:生物表面活性剂制备提纯应用 生物表面活性剂主要是由微生物在好氧或厌氧条件下在碳源培养基中生长时产生的。这些碳源可以是碳水化合物、烃类、油、脂肪或者是它们的混合物。生物表面活性剂可分为非离子型和阴离子型, 阳离子型较为少见。像其它表面活性物质一样, 生物表面活性剂由一个或多个亲水性和憎水性基团组成, 亲水基可以是酯、羟基、磷酸盐、或羧酸盐基团、或者是糖基, 憎水基可以是蛋白质或者是含有憎水性支链的缩氨酸。根据生物表面活性剂的结构特点, 可将其分为5 类:糖脂、脂肽、多糖蛋白质络合物、磷脂和脂肪酸或中性脂。 和传统的化学合成的表面活性剂相比, 生物表面活性剂有许多明显的优势:(1)更强的表面和界面活性;(2)对热的稳定性;(3)对离子强度的稳定性;(4)生物可降解性;(5) 破乳性。 由于这些显著特点, 使生物表面活性剂在一些方面可以逐渐代替化学合成的表面活性 剂, 而且应用也越来越广泛。 1 生物表面活性剂的性质、分类及制备 1. 1 生物表面活性剂的特性 生物表面活性剂分子结构包含极性基团和非极性基团,是一种具有亲水、疏水两性特点的生物大分子化合物。生物表面活性剂分子的亲水基和疏水基可以由不同的分子成分组成。 生物表面活性剂与其他表面活性剂比较,主要特性就是无毒性、稳定性好、耐酸耐盐性好、可以被生物降解、对环境无污染及抗菌性。 1. 2 生物表面活性剂的分类 生物表面活性剂根据其化学结构的不同,可以分为酰基缩氨酸系、糖脂系、磷脂系、高分子聚合物和脂肪酸系表面活性剂五类,如表1 所示。 表1 生物表面活性剂的分类 分类典型产物 酰基缩氨酸系脂蛋白、脂肽、脂氨基酸 糖脂海藻糖脂、鼠李糖脂、槐糖脂 磷脂磷脂酰乙醇胺 中性脂/脂肪酸甘油脂、脂肪酸、脂肪醇、蜡 聚合物脂杂多糖、脂多糖复合物、蛋白质-多糖复合物 1. 3 生物表面活性剂的制备方法 1.3.1 微生物发酵法

助焊剂的作用、原理、成分

助焊剂相关知识 一、助焊剂的作用: 关于助焊剂的作用概括来讲主要有“辅助热传导”、“去除氧化物”、“降低被焊接材质表面张力”、“去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积”、“防止再氧化”等几个方面,在这几个方面中比较关键的作用有两个就是:“去除氧化物”与“降低被焊接材质表面张力”。 1、关于“辅助热传导”作用的理解“ 在焊接时,焊锡基本处于完全熔融的高温状态,在这种高温状态下,被焊接元器件与焊盘必然会经受一定的高温考验,至于最高温度的热冲击,人们在实际操作中会采用各种应对措施加以防范,同时要求被焊接物之材质的耐热性能要比较强,一般根据标准工艺之温度要求,将其材质最终能够承受的温度极限(也叫耐热温度),设计在可能遭受的最高温度线以上20-300C左右,应该说是这比较保险的安全范围。所以,一旦被焊物材质确定下来后,最终会承受热冲击的可能性基本都在安全许可范围内,但是,在实际的工艺操作过程中变数太多,如每台机器之间与标准工艺的误差,可能会造成整个焊接过程所有参数的改变,既使最高温度是在事先设定的安全范围内,但如果升温速率过大,会使所有可能接触到锡液的每一个零部件或零部件之局部骤然升温,温度的急骤上升或急骤下降都能够引起材质性能的蠕变,对这种材质性能的蠕变,在短期内几乎所有的检测手段都无能为力,它所造成的危害是长期的、潜在的、不易被查明原因的,这种危害对一些精密电子信息产品而言,可算是致命的内伤。 基于以上阐述,我们对助焊剂“辅助热传导”的作用就极易理解了,当前所有助焊剂的组份中,溶剂基本上是不可缺少的,同时溶剂中也有高沸点的添加剂,这些物质在遇热后能吸收一部分热量,同时在达到沸点的温度后开始逐步挥发,同时带走部分热量,使被焊接材质不至于在瞬间产生急骤的温度变化;另外,因为助焊剂在焊接材质表面的涂覆,还能使整个板面的受热情况趋于均匀。所以,我们对种状况理解为“辅助热传导”,它所辅助的整个过程可以看成是延缓热冲击、使焊材受热均匀的过程,而不是在破坏热传导或帮助热能迅速传导的这样一个过程或作用。 2、关于“去除氧化物”作用的理解。 焊接的过程就是钎焊接头或焊点成型的过程,这个过程也是合金结构发生变化及合金重组的过程。焊料合金本身的结构状态基本都是稳定的,那么,它与其他金属或其他合金在极短的时间内重新熔合,并形成新的合金结构就不是那么容易的事情,目前,传统的焊料合金为Sn63/Pb37,它与其他很多金属或合金都能够重新熔合并形成新的合金,如铜、铝、镍、锌、银、金等,特别是金属铜极易与锡铅合金焊料熔合,但是当这些金属被空气或其他物质所氧化或反应时,在这些金属物的表面会形成一个氧化层,虽然锡铅焊料与这些金属本身较易形成合金结构,但与这些物质的氧化物或化合物形成新的焊点接头,重新熔合的机会就非常低。几乎所有的焊接材料设计者在论证焊料的可焊性时,都是将焊接材质及工艺环境设定在理想状态,而所有的理想状态在实际工艺过程中几乎是不存在的,就线路板、元器件、或其他被焊接材质的制

表面活性剂最新设计研究进展

word整理版 表面活性剂最新研究进展 人类的日常生活,各类生产活动,多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求,促使表面活性剂科学不断发展,迄今方兴未艾,表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中,设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化,近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。 一、高分子表面活性剂 高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的,通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。它像低分子表面活性剂一样,由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质,广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。因此,高分子表面活性剂近年来发展迅速,目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。 高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚(甲基)丙烯酸(钠)、羧甲基纤维素(钠)、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等。 开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面

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