表面活性剂的使用原理及应用
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发布时间：2022-12-03 01:06
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时间：2023-11-13 08:49
表面活性剂就是通过降低反应物质表面的活化能，促进物质表面活化的一种活化剂。一类能降低液体表面张力的试剂.通常在分子内含有一个疏水基团和一个亲水基团,如去垢剂、乳化剂、消泡剂等.
表面活性剂的原理
表面活性剂的工作原理就是一个火柴棍结构的模式，表面活性剂的结构类似一根火柴棍,火柴头就是亲水端,火柴杆就是亲油端.亲油端插入油污分子内部,相似相容；亲水端跟水分子结合形成胶束团.这样,再经过机械摩擦运动,就将油污分子疏松开来,拉进水中,从而达到膨化、溶解、扩散、洗涤油污的目的.
表面活性剂本身就是单质,单一化合物,不存在主要成分的说法!但是表面活性剂有很多种类,大类划分为阴离子型、非离子型、阳离子型和两性离子型等等,至少有好几百种.
表面活性剂的应用洗衣粉的主要成分是表面活性剂.
表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用,成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品.表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂,其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域.
1.增溶
要求：C>CMC （ HLB13~18） 临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度.当其浓度高于CMC值时,表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构. 增溶体系为热力学平衡体系； CMC越低、缔合数越大,增溶量（MAC）就越高； 温度对增溶的影响：温度影响胶束的形成,影响增溶质的溶解,影响表面活性剂的溶解度 Krafft点：离子型表面活性剂的溶解度随温度增加而急剧增大这一温度称为Krafft点,Krafft点越高,其临界胶束浓度越小 昙点：对于聚氧乙烯型非离子表面活性剂,温度升高到一定程度时,溶解度急剧下降并析出,溶液出现混浊,这一现象称为起昙,此温度称为昙点.在聚氧乙烯链相同时,碳氢链越长,浊点越低；在碳氢链相同时,聚氧乙烯链越长则浊点越高.
2.乳化作用
亲水亲油平衡值（HLB）：表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力.根据经验,将表面活性剂的HLB值范围限定在0-40,非离子型的HLB值在0-20. 混合加和性：HLB=（HLBa Wa+HLBb /Wb） / （Wa+Wb） 理论计算：HLB=∑（亲水基团HLB值）+∑（亲油基团HLB）-7 HLB：3-8 W /O型乳化剂：Span；二价皂 HLB：8-16 O/W型乳化剂：Tween；一价皂
3.润湿作用
要求：HLB：7-9. 使用表面活性剂可以控制液、固之间的润湿程度.农药行业中在粒剂及供喷粉用的粉剂中,有的也含有一定量的表面活性剂,其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量,提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积,提高防病、治病效果. 在化妆品行业中,做为乳化剂是乳霜、乳液、洁面、卸妆等护肤产品中不可或缺的成分.
4.助悬作用
在农药行业,可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面活性剂,如可湿性粉剂中原药多为有机化合物,具有憎水性,只有在表面活性剂存在的条件下,降低水的表面张力,药粒才有可能被水所润湿,形成水悬液；
5.起泡和消泡作用
表面活性剂在医药行业也有广泛应用.在药剂中,一些挥发油脂溶性纤维素、甾体激素等许多难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度；药剂制备过程中,它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等.
6.消毒、杀菌
在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用,其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能,这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度,根据使用浓度,可用于手术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒；
7.抗硬水性
甜菜碱表面活性剂对钙、镁离子均表现出非常好的稳定性,即自身对钙、镁硬离子的耐受能力以及对钙皂的分散力.在使用过程中防止钙皂的沉淀,提高使用效果.
8.增粘性及增泡性
表面活性剂有对改变溶液体系的作用,增大粘度变稠或增大体系的泡沫,在一些特除的清洗、开采行业有广泛的应用.
9.去垢、洗涤作用
去除油脂污垢是一个比较复杂的过程,它与上面提到的润湿、起泡等作用均有关. 最后要说明的是,表面活性剂起作用,并不单单是因为某一方面的作用,很多情况下是多种因素共同作用.如在造纸工业中可以用作蒸煮剂、废纸脱墨剂、施胶剂、树脂障碍控制剂、消泡剂、柔软剂、抗静电剂、阻垢剂、软化剂、除油剂、杀菌灭藻剂、缓蚀剂等.
