表面活性剂有哪些类型?表面活性剂如何发挥作用?
表面活性剂 广泛应用于精细化工行业。它是指一种能显著降低目标溶液表面张力的物质。它具有固定的亲水和亲油基团,可以在溶液表面定向。常见的表面活性剂有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、齐聚瓦离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂主要是含氮有机胺衍生物。由于分子中的氮原子含有孤对电子,可以通过氢键与酸分子中的氢结合,从而使氨基带正电。
阳离子表面活性剂 分类
根据阳离子表面活性剂的化学结构,主要可分为胺盐型、季铵盐型、杂环型和络烷盐型四种类型。
1.胺盐型:是伯胺盐、仲胺盐和叔胺盐表面活性剂的总称。它们的性质非常相似,主要是脂肪族胺与无机酸形成的盐,只溶于酸性溶液。在碱性条件下,胺盐容易与碱反应生成游离胺,降低其溶解度,因此使用范围受到限制。
2.季铵盐型:它是阳离子表面活性剂中最重要的品种,其性质和制备方法与胺盐类不同。这类表面活性剂既可溶于酸性溶液,也可溶于碱性溶液,具有一系列优异的性能,并能与其他类型的表面活性剂相容,因此得到了广泛的应用。
3.杂环型:阳离子表面活性剂分子中含有的杂环主要是含氮吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环和喹啉环。
4.清真盐类型:阳离子表面活性剂根据杂原子的不同可分为含 N、P、As、S、I 等元素的表面活性剂,但这种分类方法很少使用。根据带正电荷的原子,阳离子表面活性剂还包括盐、锍盐、碘盐和盐化合物。
阳离子表面活性剂的使用
阳离子表面活性剂具有良好的杀菌、软化、抗静电和防腐蚀效果以及一定的乳化和润湿性能,常用于杀菌剂、纤维软化剂和抗静电剂等特殊用途。
阴离子表面活性剂
阴离子表面活性剂是表面活性剂中发展历史最长、产量最大、品种最多的一类产品。阴离子表面活性剂按其亲水基团的结构分为磺酸盐和硫酸盐,是目前阴离子表面活性剂的主要类别。表面活性剂的各种功能主要表现在改变液体表面、液液界面和液固界面的性质,其中液体表面(界面)的作用最为重要。
阴离子表面活性剂 类型
1.羧酸盐:一种亲水基团为羧基的阴离子表面活性剂,包括高级脂肪酸的钾、钠、铵和三乙醇胺盐。在水中电离后的表面活性分子是脂肪酸阴离子。
2.硫酸酯盐:硫酸是二元酸,与醇发生酯化反应可生成硫酸单酯和硫酸二酯。硫酸单酯与碱中和生成的盐称为硫酸盐。
3.磷酸酯盐:烷基磷酸酯盐包括烷基磷酸单酯盐和双酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸单酯盐和双酯盐、烷基酚聚氧乙烯醚的磷酸单酯盐和双酯盐。最常见的是烷基磷酸盐的单酯盐和二酯盐。
4.磺酸盐:在水中电离后,产生表面活性的阴离子为磺酸盐(R-S03),称为磺酸盐型阴离子表面活性剂。常用的产品有琥珀酸二辛酯磺酸钠(Aloso-OT)、十二烷基苯磺酸钠和甘氨胆酸钠。其水溶性和耐酸性、耐钙盐和镁盐性比硫酸盐稍差,但在酸性溶液中不易水解。
表面活性剂
两性表面活性剂是指同时具有两种离子特性的表面活性剂。不过,所谓双面表面活性剂是指由阴离子和阳离子组成的表面活性剂,即亲水基团的一端有阳离子。而阴离子,是将两者结合在一起的表面活性剂。
表面活性剂 使用
1.自来水行业水处理、高浊度水净化、沉淀、洗煤、选矿、冶金、钢铁行业、锌、铝加工行业、电子行业等。
2.广泛应用于石油工业、采油、钻井泥浆、废泥浆处理、防止窜水、减少摩擦、提高采油率和三次采油。
3.用作纺织品上浆剂,上浆性能稳定,上浆少,织物破损率低,布面光滑。
4.用于造纸工业,一是提高填料和颜料的留着率。以减少原材料的损耗和对环境的污染;二是提高纸张的强度(包括干强度和湿强度),此外,使用 PAM 还能提高纸张的抗撕裂性和孔隙率,改善视觉和印刷性能
5.用于食品和茶叶包装纸、其他行业、食品工业,在甘蔗糖和甜菜糖生产中用于甘蔗汁澄清和糖浆浮磷提取。
非离子表面活性剂
非离子表面活性剂是指分子中以醚基为主要亲水基团,在水溶液中不解离,表面活性由中性分子体现的分子。非离子表面活性剂的表面活性高,具有良好的增溶、洗涤、抗静电、钙皂分散等性能,刺激性小,具有优异的润湿和洗涤功能。
非离子表面活性剂 使用
非离子表面活性剂主要用于生产洗涤剂、化妆品、药品等日用工业产品。肥皂和洗涤剂的主要成分是非离子表面活性剂,在洗涤过程中,非离子表面活性剂通过良好的润湿、增溶和乳化作用去除固体表面的污垢。
化妆品中的表面活性剂
1.乳化
表面活性剂可以使不相溶的油相和水相混合在一起,形成一个相对稳定的分散体系,即乳液。表面活性剂在乳状液中所起的作用称为乳化作用。我们把起乳化作用的表面活性剂称为乳化剂。因此,我们每天使用的面霜和乳液中都含有表面活性剂。
所谓乳化,是指护肤品中最常见的面霜和保湿乳液既含有油溶性成分,又含有大量水分。它们是由两种化学物质:油溶性成分和水产生的化合物。但是,为什么我们在肉眼下既看不到里面的水珠,也看不到渗出来的水呢?这是因为它们已经形成了一个比例合理的分散管理体系,即油溶性成分以细小液体的形式均匀地分散在水中,或者水以细小液体的形式均匀地分散在油溶性成分中。前者称为水包油,后者称为油包水。这类护肤品被称为溶剂型护肤品,是最常见的护肤品类型。众所周知,在正常情况下,油和水是可以相互混溶的。混合终止后,油和水恢复到水平状态,无法实现稳定均匀的分散管理体系。油溶性成分和水通常可以产生混合良好的分散管理系统。由于添加了表面活性剂,表面活性剂的独特结构可以使油和水这两种化学物质混溶,均匀分布。混合在一起,产生一个相对稳定的分散管理体系,也就是溶剂,表面活性剂在溶剂中充分发挥的作用称为乳化作用。我们把充分发挥乳化作用的表面活性剂称为乳化剂。它就是破乳化剂。因此,大家平时使用的面霜和保湿乳液中都含有表面活性剂。
2.溶解
表面活性剂可以增加某些不溶或难溶物质在水中的溶解度,使其完全溶解于水,最终形成透明状态。这种作用称为增溶。药剂也称为增溶剂。
表面活性剂可以扩大一些不溶于水或难溶于水的化学物质在水中的溶解度,使其完全溶解于水,最终产生完全透明的状态。增溶表面活性剂也叫增溶剂。例如,你想在全透明的爽肤水中加入一种护肤效果非常好的油溶性成分,但这种油不能溶解在水中,只能以小液滴的形式漂浮在爽肤水的表面。这时,大家可以利用表面活性剂的增溶作用。根据表面活性剂的添加量,油溶性成分能很好地溶解在软化水中,产品最终呈现出极佳的透明外观。但必须注意的是,通过增溶法溶解的油溶性成分的量相对有限,许多油溶性成分无法完全溶解在水中。因此,随着油溶性成分的增加,表面活性剂的用量也必须增加,油溶性成分与水形成乳状液,这就是为什么有些爽肤水不是完全透明的乳白色,因为里面的护肤植物油成分很多,而表面活性剂会成为水乳状液的原因。
3.清洁效果
表面活性剂最广泛、最实用的基本特征是洗涤去污效果。十二烷基硫酸钠是化妆品清洁系列中常用的原料,可使皮肤达到良好的清洁效果。两性表面活性剂咪唑啉、椰油酰胺丙基甜菜碱和氨基酸是温和的清洁表面活性剂,是制备高档洗面奶、护发洗发水和婴儿洗发水不可缺少的成分。
4.分散
表面活性剂使不溶于水的物质在水中形成颗粒并均匀分散的现象被称为分散,它能最大限度地发挥粉状美白剂、遮瑕膏和防晒霜的效果。
5.润湿效果
化妆品离不开表面活性剂的润湿效果,而生物表面活性剂在这方面取得了显著的成果。磷脂作为生物细胞的重要组成部分,在细胞代谢和细胞膜通透性|生物调控中发挥着重要作用,对人体皮肤具有良好的保湿性和渗透性。槐脂生物表面活性剂对皮肤有一种特殊的亲和力,能使皮肤感觉柔软湿润。
6.泡沫效果
泡沫的形成主要是由于气相和液相之间的表面张力降低,活性剂定向吸附所致。一般来说,低分子量的活性剂容易起泡,高分子量的活性剂起泡较少,肉豆蔻酸黄酯的起泡性最高,硬脂酸钠的起泡性最差。例如,烷基苯磺酸钠具有很强的发泡特性。常用的泡沫稳定剂包括脂肪醇酰胺、羧甲基纤维素等,泡沫抑制剂包括脂肪酸、脂肪酸酯、聚醚等和其他非离子表面活性剂。
有些表面活性剂具有很好的清洁和聚氨酯发泡效果。大家都非常熟悉的肥皂就是一种非常常见的表面活性剂。一些表面活性剂具有很好的清洁和聚氨酯发泡效果,大家都很熟悉的肥皂就是很常见的一种表面活性剂,它通过 "活性剂 "来实现清洁和聚氨酯发泡效果。有些洗面奶也是根据里面的皂类成分来充分发挥清洁效果的,但皂类成分清洁力强,很容易造成皮肤脱油,刺激性稍强。因此,干性皮肤和敏感性皮肤不适合使用此类清洁产品。此外,沐浴露、洗发水、洗手液、美白牙膏等产品都是表面活性剂,充分发挥其清洁和聚氨酯发泡作用。