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文档简介

1、表面活性剂一般是低分子量分散剂。表面活性剂分子具有改性作用,特别是降低颜料和树脂溶液间表面张力。 表面活性剂结构上含有两种溶解性或极性相反的基团,使表面活性增加。在水性体系中,极性基团是一些亲水基,非极性的则是憎水基或亲油基。在非水性体系中,极性基团是憎油基,非极性的为亲油基。表面活性剂按其化学结构分类,特别是极性基团包括:阴离子、阳类似表面活性剂的分散剂的稳定机理是静电稳定:围绕颜料粒子的极性基团形成了双层带电的结构。由于布朗运动,液体介质中颜料粒子时常碰撞在一起,因此在其减速进程中具有强烈的重絮凝趋势。 根据其化学结构(如:低的分子量)和静电稳定理论,表面活性剂有以下缺陷: 水敏感性:表面

2、活性剂通常使最终涂层产生水敏感性,不适于室外应用。 易产生泡沫:许多表面改性剂会产生泡沫,在涂层上产生缺陷(如鱼眼、凹坑)。如果泡沫在研磨进程出现,则导致生产能力的下降。 干扰涂层间的粘接。 经过多年发展,特殊的表面活性剂得到改进,使涂层缺陷最大程度地降低,并且某些还能使涂层具有一些别的优点,如消泡/抗腐蚀能力或使基材难以润湿。 用于颜料分散作用的最常用表面活性剂有如下品种: 脂肪酸衍生物,磷酸酯,聚丙烯酸钠/聚丙烯酸,乙炔二醇和大豆卵磷脂。离子、电中性粒子和非离子。 启源驱油剂(YC型) 产品介绍 YC型高效驱油剂是我公司自主创新发明的专利技术,该产品通过了省级石油化工行业及大专院校专家组的

3、鉴定。该技术为二次采油及三次采油采收率的提高,提供了高效、便捷的新途径。拥有自主知识产权的第五代 “表活剂驱”产品,对低渗、低压、低产、高含蜡油田有极好的适用性。 2008年本产品在延长油田青化砭采油厂进行了矿场先导试验,并获得了圆满成功。试验结论表明:每吨驱油剂平均增油达25吨,驱油效果显著。2010年底在延长多个采油厂开始推广应用。为满足市场需求向全国各大油田推广辐射,公司目前正在新建年产数万吨的工厂。作用机理 该技术为新一代Gemini(双子)表面活剂,其技术主干为“两个亲水基”与“两个亲油基”一体的、阴阳离子共存的“双子头”型表面活性剂,具有抗高温、抗盐、低污染、低伤害、易操作、驱油功

4、能强等特点。降低油水界面张力 本产品超于常规表面活性剂,有效降低油水界面张力至10-210-3 mNm的超低状态,从而极大地降低或消除地层的毛细管作用,减少剥离原油所需的粘附功,提高洗油效率。改变岩石表面润湿性 驱油效率与岩石的润湿性密切相关。油湿表面导致驱油效率较差、水湿表面可使驱油效率提高。本产品可极大增加原油和岩石间的润湿角,使得任何润湿性岩石表面均可变为强亲水,且不会发生润湿反转,对水驱油极其有利。乳化原理 本产品具有较强的乳化能力,在水油两相流动剪切的条件下,将岩石表面附着的原油分散、剥离,并形成水包油(O/W)型乳状液,有效改善油水两相流度比,提高驱替液的波及系数,从而达到提高原油

5、采收率的目的。聚并形成油带的机理 从岩表洗出的油滴越来越多,向前移动过程中相互碰撞、聚集合并成油带;油带和更多油珠汇合,聚并为成片的油柱或油墙。随着驱替过程的持续,油柱或油墙就会向油井流动,从而达到提高原油采收率的目的;技术指标主要特点 无需地面建设,可随水注入,不做大的项目投资 大幅度提高洗油效率,属低投入、高产出助剂 适宜于聚合物驱的所有油田,适合聚合物不宜注入的小断块油田 注入工艺简便,安全易操作 适用本产品油田区块采收率可提高10%15% 不对地面管汇及设备产生腐蚀 采出液无毒,对环境无污染。(成品率达98%以上,原料利用率非常高;从生产过程到成品使用,均无“三废”排出;有轻微味道,对

6、人体无害)使用方法和用量 单井:以0.30.5%的产品溶液随水间歇式注入,功效周期为:34月。 注水井组:以0.10.3%的产品溶液随水连续注入,功效周期为:710月(200300天) 本产品出售后由现场工程师指导技术服务包装、运输及储存 专用桶装(25kg/桶)、罐装 运输过程中应避免雨淋、潮湿、破损 产品应储存于清洁干燥和通风处 有效期12个月社会效益及市场前景 按当前国际市场原油价格,并经成本核算,启源YC型表面活性剂驱油剂的投入产出比达到1:6 全国表面活性剂驱油剂的市场需求高达数百万吨,其经济效益十分可观定义:.通常按离子类型分类:在水中能电离而生成离子的叫离子表面活性剂;不能电离的

7、叫非离子表面活性剂。在离子表面活性剂中,亲油和亲水基团都在阴离子上的叫阴离子表面活性剂;都在阳离子上的叫阳离子表面活性剂。 两性型表面活性剂是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。然而通常所说的两面型表面活性剂,系指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂,即在疏水基一端既能有阳离子,是二者结合在一起的表面活性剂,这类表面活性剂,目前生产品种绝大部分是羧基盐类型。其其中阴离子部分是羧酸基,由胺盐构成阳离子部分叫氨基酸型两性表面活性剂,由季铵盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型两性表面活性剂。 两性型表面活性剂,在使用上有这样一个特点:如在酸性溶液中呈阳离子性质;在中性浴中呈非电离子型性质。在印染工业上主要用作

8、织物柔软剂、渗透剂、净洗剂、抗静电剂等。这种表面活性剂品种较少。如丝绸精练,腈纶纤维后处理所用的柔软剂SCM即属于两性型表面活性剂。 表面活性剂上海棋成实业有限公司上海棋成实业有限公司在表面活性剂、农药、医药、食品、染料、橡胶、润滑油、胶粘剂、石化、油田化学品、建筑化学品、有机硅等许多行业提供产品和服务,与客户建立了良好的合作关系。我们致力于将国外著名化学公司的优质原料介绍给国内化工界,提高国内厂家的生产效率和产品品质,增强相关产品在国内和国际市场上的竞争力,与国内化工行业一起发展。“诚信服务,积极开拓”是我们的经营宗旨,“与客户共成长,实现多赢结果”是我们的奋斗目标。-烯基磺酸钠(AOS)叔

9、胺仲烷基磺酸钠 (SAS-60)十二烷基苯LAB十二烷基苯磺酸(盐)LAS脂肪醇聚氧乙烯醚AEO系列乙氧基化烷基硫酸钠AES椰子油酸烷醇酰胺6501 线性-烯烃1-己烯1-辛烯1-癸烯1-十二烯1-十四烯1-十六烯1-十八烯烯烃C2024烯烃C2428烯烃C30+ 润滑油添加剂聚异丁烯聚烯烃聚硫化物重烷基苯重烷基苯磺酸(盐) 表面活性剂 -烯烃磺酸钠AOS叔胺仲烷基磺酸钠SAS-60十二烷基苯 LAB十二烷基苯磺酸(盐)LASAEO系列AES6501TX系列 农药医药中间体对苯二酚甲基异丙基酮多聚甲醛乙硫醇叔丁硫醇邻苯二酚间苯二酚邻氨基苯酚2,3-二氯硝基苯 建筑化学品木质素磺酸钠木质素磺酸钙

10、精萘工业萘聚乙二醇单甲醚 其他烯烃二异丁烯线性内烯烃四聚丙烯壬烯新己烯1-丁烯2-丁烯 硫醇系列乙硫醇叔丁硫醇叔十二硫醇正十二硫醇正辛硫醇正十八硫醇正癸硫醇苯甲硫醇Sulfole 90 (叔壬硫醇)Sulfole 100硫醇 异构烷烃、正构烷烃Soltrol 10Soltrol 100Soltrol 125Soltrol 130Soltrol 170Soltrol 220异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)异丁烷异戊烷正丁烷新己烷正庚烷环戊烷甲基戊烷正十六烷正十八烷正辛烷正戊烷丙烷正癸烷正十一烷正十二烷正十三烷正十四烷山东金鲁生物科技股份有限公司名称:阴离子表面活性剂及磷酸脂系列 编号:20100

11、52523023955 点击数: 1211 产品简介:阴离子表面活性剂系列产品说明品名型号外观PH值性能磷酸酯JL-RP-98无色至淡黄色粘稠液体2-3本品具有快速渗透力耐碱性,并在强碱下具有极强的分散力、乳化去污、渗透力等性能。在印染中可作为精炬剂和渗透剂的主要原料。磷酸酯JL-3P深黄色粘稠物2-3本品具有快速渗透力耐碱性,并在强碱下具有极强的分散力、乳化去污、渗透力等性能。在印染中可作为精炬剂和渗透剂的主要原料,耐碱性可达220g/L。硫酸酯JL-OAS淡黄色液体或膏状6.5-7本品在高温浓碱条件下有极强的渗透、分散、乳化、净洗能力。在印染中可作为精练剂、渗透剂的主要原料,耐碱性可达20

12、0g/L硫酸酯JL-OASE淡黄色液体或膏状6.5-7本品在高温浓碱条件下有极强的渗透、分散、乳化、净洗能力。在印染中可作为精练剂、渗透剂的主要原料,耐碱性可达250g/L醇醚羧酸盐JL-273#透明液体6.5-7本品具有优异的渗透、湿润力,耐强酸、强碱,耐电解质,能与任何离子型或非离子表面活性剂复配。皮革工业中用于虎革脱酯,在纺织工业中,可作丝光处理、精练、漂白,用于羊毛清洗,耐碱性可达260g/L。仲烷基磺酸钠JL-SAS-60浅黄色膏状物6.5-7本品在强碱、高温下具有极强的渗透、乳化、脱油、洗涤功能。与阴、非离子表面活性剂配伍性好。阴离子表面活性剂JL-308#浅黄色透明液体2-3具有

13、优异的乳化、渗透性能,在纺织印染中,是复配耐碱精练剂和渗透剂的主要原料。耐碱性能180g/L(NaOH)阴离子表面活性剂JL-311#浅黄色透明液体6.5-7具有优异的乳化、渗透性能,在纺织印染中,是复配耐碱精练剂和渗透剂的主要原料。耐碱性能250g/L(NaOH)低泡表面活性剂JL-410#无色透明液体或膏状6.5-7本品具有低泡、乳化、渗透等性能,在印染助剂中主要用于复配毛效高的低泡精练剂及精练酶的主要原料。表面活性剂JL-ABS浅黄色粘稠液体7-9本品具有优异的润湿、乳化和去污能力,泡沫丰富,在纺织印染中可作为精练剂和渗透剂的主要原料。 来源 阴离子表面活性剂 1、肥皂类 系高级脂肪酸的

14、盐,通式: (RCOO)n M。脂肪酸烃R一般为1117个碳的长链,常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。根据M代表的物质不同,又可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。但易被破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐破坏,电解质亦可使之盐析 。 碱金属皂:O/W 碱土金属皂:W/O 有机胺皂:三乙醇胺皂 2、硫酸化物 RO-SO3-M 主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类。脂肪烃链R在1218个碳之间。 硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油。 高级脂肪醇硫酸酯类有十二烷基硫酸钠(SDS、月桂醇硫酸钠) 乳化性很强,且较稳定,较耐酸和钙、镁盐。在药剂学上可与一些高分子阳离子药

15、物产生沉淀,对粘膜有一定刺激性,用作外用软膏的乳化剂,也用于片剂等固体制剂的润湿或增溶。 3、磺酸化物 R-SO3 - M 属于这类的有脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化物。它们的水溶性和耐酸耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差,但在酸性溶液中不易水解。 常用品种有:二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-OT),十二烷基苯磺酸钠,甘胆酸钠 阳离子表面活性剂 该类表面活性剂起作用的部分是阳离子,因此称为阳性皂。其分子结构主要部分是一个五价氮原子,所以也称为季铵化合物。其特点是水溶性大,在酸性与碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活性作用和杀菌作用。 常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。 两

16、性离子表面活性剂 这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团,在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。 1、卵磷脂:是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料 2、氨基酸型和甜菜碱型: 氨基酸型:R-NH+2-CH2CH2COO 甜菜碱型:R-N+(CH3)2-COO。 在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质,具有很好的起泡、去污作用;在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质,具有很强的杀菌能力。 非离子表面活性剂 1.脂肪酸甘油酯: 单硬脂酸甘油酯; HLB为34,主要用作W/O型乳剂辅助乳化剂。 2.多元醇 蔗糖酯:HLB(513)O/W乳化剂、分散剂 脂肪酸山梨坦(S

17、pan) :W/O乳化剂 聚山梨酯(Tween) : O/W乳化剂 3.聚氧乙烯型:Myrij(卖泽类,长链脂肪酸酯);Brij (脂肪醇酯) 4.聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物: Poloxamer 能耐受热压灭菌和低温冰冻,静脉乳剂的乳化剂表面活性剂1 表面活性剂的种类很多,按其产量排序分别为:阴离子占56%,非离子占36%,两性离子占5%,阳离子占3%。2 阴离子表面活性剂2.1 阴离子表面活性剂磺酸盐此类活性剂常见的有直链烷基苯磺酸钠和-烯基磺酸钠。直链烷基苯磺酸钠别名LAS或ABS,为白色或淡黄色粉状或片状固体,可溶于水,虽然在较低温度下水溶性较差,常温下在水中的溶解度是3以下,但在复配表

18、面活性剂体系中溶解性很好。它对碱、稀酸和硬水都比较稳定,分解温度240。10%溶液刺激指数 5.0,微生物降解率80%90%,LD50为13002500 mg/kg。-烯基磺酸钠别名AOS。活性物含量38% 40%时,外观为黄色透明液体,极易溶于水。它在广泛的pH值范围内都有较好的稳定性;30 3天,pH2、pH4、pH10,水解率均为0。它对皮肤的刺激性小,微生物降解率为100%,LD50为13002400 mg/kg。其中,LAS一般不用于洗发香波,也很少用于淋浴液,常用于衣用液体洗涤剂和洗洁精(餐具液洗剂)。其在洗洁精中LAS可占表面活性剂总量的一半左右,在衣用液体洗涤剂中LAS所占比例

19、的实际调节范围很宽。LAS的水溶性主要是体现在较高温度之下(如60)和与某些表面活性剂复配的条件下。应用于洗洁精比较典型的复配体系是三元体系“LAS-AES-FFA”。应用于衣用液体洗涤剂的复配体系有“LAS-皂基-SAA”。值得注意的是,LAS直接与非离子表面活性剂烷基醇酰胺复配不一定能取得好的效果,“LAS-FFA”体系不稳定且粘度小和外观为白乳状。LAS是产量最大(290 kt/a),价格最便宜的合成表面活性剂品种。LAS在产量居前5位的合成表面活性剂中价格最低,在常见阴离子表面活性剂中与皂基(脂肪酯皂)相当。LAS突出的优点是稳定性好、去污力好、价格低廉,突出的缺点是刺激性大。AOS

20、在磺酸盐品种中,性能最好,具有一般磺酸盐的优点或其优点更为突出,而不具有一般磺酸盐的缺陷。AOS是洗发香波和淋浴液中常见使用的主表面活性剂之一。在其它液体洗涤剂中的应用也会随产品国产化的实现(价格下降)而逐步增多。AOS突出的优点是稳定性好,水溶性好,配伍性好,刺激性小,微生物降解也非常理想;突出的缺点是价格在阴离子表面活性剂中是较贵的。2.2 阴离子表面活性剂硫酸盐此类活性剂常见的有脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基硫酸钠。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠别名AES,醇醚硫酸钠。它易溶于水,活性物含量70%时外观为淡黄色粘稠液体(半透明),稳定性次于一般磺酸盐。在pH4以下很快水解,但在碱性环境下水解稳

21、定性好。在30 3天,pH2、pH4、pH10条件下,水解率分别是100%和50%及0。刺激性小,10%溶液刺激指数2.3。生物降解率为90%以上。LD50为 1800 mg/kg。十二烷基硫酸钠别名AS、K12、椰油醇硫酸钠,月桂醇硫酸钠、发泡剂。它溶于水,25水中溶解度15左右,但水溶程度次于AES。对碱和硬水不敏感,但在酸性条件下稳定性次于一般磺酸盐,接近于AES,长期加热不宜超过95,刺激性在表面活性剂中层中等水平,10%溶液刺激指数3.3,高于AES,低于LAS。LD50为1300 mg/kg。AES在洗发香波、淋浴液、餐具液体洗涤剂(洗洁精),衣用液体洗涤剂中都可应用。在应用时如果

22、pH值质量指标允许,应尽可能把pH值调高些,如中性或偏碱性。当必须在pH值较低的条件下(洗发香波中)使用AES时,一般是使用其乙醇胺盐。AES的水溶性比AS更好;在常温下本身就可配成任何比例的透明水溶液。AES不仅比LAS在液体洗涤剂中的应用更为广泛,同时配伍性更好;能够与许多表面活性剂二元复配或多元复配成透明水溶液。AES在合成表面活性剂中,产量居第三,价格低于AS, 2002年70%AES价格为8500元/t。AES突出的优点是刺激性小,水溶性好,配伍性好,在防皮肤干裂粗糙方面表现好;缺点是在酸性介质中的稳定性稍差必须控制pH远大于4,去污力次于LAS、AS。AS在液体洗涤剂中应用,要注意

23、pH介质条件酸度不太高;在洗发香波中应用必须是使用其乙醇胺盐或铵盐;在淋浴液中往往是使用其乙醇胺盐或铵盐。使用其乙醇胺盐不仅可增加耐酸稳定性,还有益于降低刺激性。10%的三乙醇胺盐刺激指数3.0。AS在餐具液体洗涤剂中的应用频次少,亦很少作主表面活性剂即配方用量少,主要原因是对降低产品成本不利,其次是这类产品对发泡性几乎无要求。AS在合成表面活性剂中,产量居第5位,价格较高,2002年,粉状价格为15000元/t。AS除发泡性好和去污力强外,其它方面的使用性能都不如AES。如耐酸稳定性略差一点,刺激性也相对是较大只是小于LAS,在常见阴离子表面活性剂中价格也是最高。2.3 阴离子表面活性剂脂肪

24、酸皂不同脂肪酸盐有不同性质。作为表面活性剂的脂肪酸盐,虽然溶于水,但溶解性和表面活性极易受pH值、钙镁等金尿离子、温度因素的影响。在酸性条件下极易水解而失去表面活性,同时水溶性下降。在硬水中与钙镁离子形成不溶性盐使部分脂肪酸盐失去表面活性。在较低气温下,脂肪酸盐的水溶性下降并极易成为固体胶。按脂肪酸的碳链分类,应用于液体洗涤剂以月桂酸皂最好。按成盐不同分类,应用于液体洗涤剂以胺盐、钾、铵盐较好。作为主表面活性剂,硬脂酸钠不能在液体洗涤剂中应用。在液体洗涤剂中,脂肪酸盐主要用于衣用液体洗涤剂和淋浴液中,其产品的pH值指标一般是上调至8以上衣用液洗剂更高。在液体洗涤剂中,不同于固体皂,脂肪酸盐与其

25、它表面活性剂复合使用显得更为重要。与之匹配的表面活性剂一般是起钙皂分散作用,其次还能改善表面活性剂的水溶性。常见的钙皂分散性较好的表面活性剂有FFA、AE、AES、SAS、AS、LAS、OA等。脂肪酸皂突出的优点是价格低廉;在防皮肤干裂粗糙方面表现好在常见阴离子表面活性剂中与AES同样好,是常见阴离子表面活性剂大宗产品中唯一的“半天然”产品品种。缺点是不能在酸性介质中使用(作主表活剂),在一般阴离子表面活性剂中去污力稍差,耐硬水性能最差。3 非离子表面活性剂非离子表面活性剂的主要品种有烷基醇酰胺(FFA)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AE)、烷基酚聚氧乙烯醚(APE或OP)。非离子表面活性剂具有良好的增

26、溶、洗涤、抗静电、刺激性小、钙皂分散等性能;实际的可应用pH范围比一般离子型表面活性剂更宽广;除去污力和起泡性外,其它性能往往优于一般阴离子表面活性剂。实验表明:在离子型表面活性剂中添加少量非离子表面活性剂,即可使该体系的表面活性提高相同活性物含量之间比较。烷基醇酰胺是一类性能优越和用途广泛及使用频率很高的非离子表面活性剂,在各种液体洗涤剂中常见使用。烷基醇酰胺在液体洗涤剂中常见使用的规格是“21酰胺”和“1.51酰胺”,“11酰胺”也可使用。这三种规格在水溶性和增稠性方面的表现各不相同。一般来说,“1.51酰胺”较为适中,较多应用于洗洁精。通常情况下“11酰胺”与其它水溶性表面活性剂复合使用

27、才易于溶解。烷基醇酰胺更适合于碱性洗涤剂,也可以在一般偏酸性的洗涤剂中应用。烷基醇酰胺是非离子表面活性剂中价格最便宜的一个品种,2002年价格7800元/t。烷基醇酰胺在液体洗涤剂中的应用频次多于脂肪醇聚氧乙烯醇。在洗发香波中所应用的非离子表面活性剂往往是烷基醇酰胺。其原因可能是:FFA的综合功能优于或多于AE;FFA产品的价格低 表面活性剂的应用 (一)表面活性剂对降低表面张力的作用1表面活性剂的表面活性现象(一)表面活性剂与表面活性现象:湿展剂和乳化剂除本身作用之外,还可降低水的表面张力,有表面活性作用,因而也称为表面活性剂。表面活性剂:一类物质分子能在一种液体的表面进行定向排列,这类物质

28、称为表面活性剂。 请观察下列现象:一烧杯装满清水,水面上撒一层粉末,再加一滴肥皂水,漂在水面上的粉末立即向边缘移动,这种现象称为表面活性现象。这是因为肥皂(高级脂肪酸钠盐),具有两亲性(R-COONa),即分子中有亲水的极性基(COONa)和亲酯的非极性基(R-),当肥皂加入水中后,非极性基插入油酯中,无油就插入气界中,极性基立即插入水界中,因此在水面上形成定向排列的分子层,呈胶囊状存在,而把浮在水面上的粉末推向杯壁。表面活性剂具备的条件:(1)分子具有两亲性,(2)亲水力与拒水力平衡。二者缺一不可。请看下列两种物质:(1)醋酸钠(CH3COONa),分子中有两亲性,但亲水力大于拒水力。(2)

29、硬酯酸钠(C18H35COONa),分子中有两亲性,但拒水力大于亲水力。以上两种物质分子中虽有两亲性,但都不是表面活性,因为亲酯力与亲水力不平衡,CH3COONa极性基把分子拉入水中,C18H35COONa的亲酯基把分子拉入油中,两者均不能在油水界面上呈定向排列,没有表面活性作用。 2表面活性剂对降低表面张力的作用表面张力(surface tension):表面张力是液体内部的向心收缩力。向心力可使液体的液滴缩小到最少的程度,向心力越大,液体形成的液滴就越少,喷雾就越不均匀。表面张力的来源:处在液体内部分子从各方面受到相邻分子的吸引力而互成平衡,作用某分子的合力为零.所以液体内部均可任意移动。

30、而液体表面的某分子的吸引力是指向液体内部,并与液面垂直,指向液体内部的 即为表面张力。 液体的表面张力越大,喷出的液滴就越大,分散度就越小,喷雾就越不均匀,要提高分散度,就必须降低表面张力,而降低表面张力唯一的途径就是加入表面活性剂,改变液体农药的性能。例如:水的表面张力一般是73达因厘米,当加入0.5肥皂水时表面张力降低为27达因厘米。为什么要降低表面张力?我们首先(1)从流体物理学上分析:农药在喷雾中就是要提高分散度,分散度的提高就是要把液体内部的分子移到表层以形成新的表面,即把液体农药形成细小的液珠,这就必须克服指向液体内部的吸引力而做功,消耗的功则转变成表面分子多余的自由能而贮藏在表面

31、,这种分子表面多余的自由能称表面能(surface energy)因此,液体形成的表面积越多,表面分子数就越多,消耗的功越多,表面能则越大。如用:表示单位面积所做的功(即表面张力,尔格/cm2);S表示增加的表面积(cm2);E表示自由能,那么:、S、E三者之间的关系为:E=*S即表面张力与表面积的乘积为自由能。单位:达因/cm;尔格/cm2,是由E和S的单位所决定的。1尔格=达因.cm尔格/cm2=达因.cm/cm2 = 达因/cm 1尔格=达因/cmE的单位理尔格;达因/cmS: cm2=E/S=尔格/ cm2=达因*cm/ cm2=达因/cm(2)热力学上的自然变化法则告诉我们:表面张力

32、越大越不稳定,必须向表面能小的稳定状态而自自动转变,这种转变就意味着表面积降低,表面分子数减少,小液珠合并成大液珠。如何才能降低表面能,使形成小液珠稳定呢?有两种方法:(1)物理方法:加大喷雾的内空气压对液体做功,可喷出较细的液珠,但从上述分析中可知,此法形成有液珠不稳定,不可取。(2)化学方法:此法是从E=*S公式上分析得到的。从公式中我们可知:要使表面能降低(E须是较小的值),也必须降低和表面积S,即只有、S的值小,才能得到较小的E值,但S降低,总表面积降低,就意味着颗粒或雾滴增大,防治效果差,这根本不符合农药的使用原则。因此只有在寻找解决途径。如果降低,也能达到降低表面能的效果,而又使表

33、面积不改变,岂不两全其美。而降低表面张力最有效的方法就是加入表面活性剂,因为农药的原药是有机物质(油类物质),当加入水中后,与水不能互溶,而是呈小油珠漂浮在水面上,因表面活性剂是带有两性基团的有机物,进入液体药液中,非极性基与小药珠结合,极性基与水结合,在小油菜、珠表面形成厚厚的吸附层,在小液珠与小液珠之间起阻隔作用,抵消表面能,小雾滴再发生碰撞也不会合并,田间可得到均匀而稳定的小雾滴,提高防效。(二)表面活性种类:1、离子型表面活性剂:(1)阴离子型:在水中产生阴离子,与水中阳离子结合,(2)阳离子型:在水中产生阳离子,与水中阴离子结合,因价格贵,使用的较少。阴离子型主要有以下几类:(1)羧

34、酸盐类(即碱金属皂类):通式:RCOONa(K),生产方法:动物油NaOH(KOH)皂化而成,如钠肥皂,在原药制剂中可加入0.10.2。优点:增加药效。缺点:不抗硬水,分子中的K、Na可与硬水中的Ca、Mg离子发生交换。(2)松脂皂:是环烃类脂肪酸钠盐。生产:松香在碱性中熬制而成,碱性较强,不能与原药混用,可在果园中防越冬害虫时使用,如介壳虫。优点:碱性可溶解介壳虫体壁上的蜡质;在液态农药上作湿展剂使用,用量0.10.3;配制矿物乳油中作乳化剂。缺点:耗碱量大,不抗菌硬水。(3)硫酸化脂肪酸类:通式:ROSO3Na,如硫酸化蓖麻子油(土耳其红油)。生产:蓖麻油浓硫酸在20下反应,脱水,最后用N

35、a中和PH值(PH4.56.0为宜)。与上两种相比:优点:pH可根据需要调节;抗硬水能力强;可作乳化剂使用。(4)磺酸盐类:通式:R-SO3Na(Ca)主要有两类:拉开粉国外常用的乳化剂,国内属于仿造。优点:能溶于水,对酸、碱、硬水均稳定,展着性强,也可作湿展剂使用,用量:0.10.2。缺点:不抗硬水,分子中的K、Na可与硬水中的Ca、Mg离子发生交换。十二烷基苯磺酸钙(钠) 可作乳化剂作用,pH为中性,不仅有良好的表面活性,且还有杀螨作用;脂溶性和水溶性都强,不能单独作乳化剂使用,主要与非离子乳化剂混合使用。2、非离子型表面活性剂:在水中不产生离子,极性基为聚氧乙基【RO(CH2CH2O)n

36、H】,极性基为聚氧乙基。生产方法:环氧乙烷+高级醇(烷基酚,脂肪酸)加成反应而成。通式:环氧乙烷+高级醇:R- 称聚氧乙基烷基苯基醚 环氧乙烷+烷基酚:R-O(CH2CH2O)nH 称聚氧乙基烷基醚环氧乙烷+脂肪酸:ROO(CH2CH2O)nH 称聚氧乙基脂肪酸醚酯非离子型表面活性剂,在水中不产生离子,那么它进入水中,是如何表现亲水作用的?因为在无水状态下,分子呈锯齿型,在水溶液中,分子呈曲折型: 曲折型的分子使亲水性较强的醚键朝外,疏水的乙烯基朝内,水分子可通过氢键与聚氧乙基的醚基相联结,因氧的电负性很大,可以吸收水中的氢离子形成氢键,虽然氢键很弱,但许多氢键连成一束,亲水性就增强了。非离子

37、型表面活性剂加入水中后,多余的表面活性剂分子以胶束状存在,依表面活性种类不同,胶束的形状各有不同: 其优点:pH为中性,可与任何酸碱性农药混用;水中不产生离子,无离子交换作用,抗硬水能力更强;有良好的乳化、湿展和分散性能。可用于各种农药乳油的加工。3、混合性表面活性剂:生产上常用的是阴离子非离子型混合。阴离子主要是十二烷基苯磺酸钙。单一的乳化剂在配制乳油时,对农药的原药和有机溶剂有适应性的选择,即乳化剂的有机性和无机性与农药的有机性和无机性的相称。水溶性和酯溶性的相称,也称亲水亲油平衡值,简称HLB值。比值大,水溶性强,比值小,油溶性强。生产实际中,有机合成的农药水溶性弱,有机性强,或者是水溶

38、性强有机性弱,但农药使用上要求有机性强,水溶性也要强。但合成的农药根体达不到这个要求,只能用乳化剂进行调整。非离子表面活性剂的特点是:水溶性强,有机性弱;十二烷基苯磺酸钙的特点是:水溶性弱,有机性强。任何一个单一的乳化剂都满足不了农药使用上的要求,只有把非离子型和十二烷基苯磺酸钙混合使用,才能满足农药使用上有机性强和水溶性强的需求。因此,混合型乳化剂比单一乳化剂对农药和溶剂的适应性广。4、天然表面活性剂:(1)含有大量皂素的化合物:皂素化合物经水解可得到糖苷和糖类衍生物,可作为湿展剂使用,用来加工固体农药,如WP。如北方的皂角含皂素10%,南方的茶枯(油茶树果实炸油后的残渣)含皂素13%,西南

39、还有无患子果,含皂素24.4%。(2)纸浆废液:造纸工业的废液,含有大量木质素类的衍生物(木质素磺酸钙,五碳糖和六碳糖),可加工WP作湿展剂使用,加工矿物乳油作分散剂使用。(3)动物废料的水解物:屠宰厂遗弃的皮、毛、骨、角等动物的废弃物,经加热后的胶状液体,易溶于水,碱性强,硬水中稳定。天然表面活性剂,除具有表面活性剂作用外,还有粘着作用,可造成幼小虫体气孔堵塞,窒息死亡。表面活性剂(surface active agent)的种类与农药剂型中的使用原理(下部)(二)、农药辅助剂 辅助剂(assist agents of pesticide):与农药混合后能改变药剂的理化性能,提高分散度,便于

40、使用一类物质统称为农药辅助剂,也称助剂。辅助剂一般没有生物活性。一种类:1填充剂:用来加工固体农药(粉剂、可湿性粉剂,颗粒剂等)。作用:稀释原药,帮助原药分散,便于粉碎。如:加工粉剂、可湿性粉剂,颗粒剂等,常见的填充剂有滑石粉、粘土等。2湿展剂:用来加工可湿性粉剂。作用:使药液易于在固体表面湿润与展布。如洗衣粉、纸浆废液、拉开粉等。3乳化剂:加工乳油、乳剂。作用:乳药作用(略)。如非离子乳化剂、土耳其红油等。4溶剂:用来加工乳油。作用:溶解原药。如二甲苯、丙酮、苯等。(略讲)以上几种是常用辅助剂,加工粉剂、可湿性粉剂、乳油等不能缺少。以下几种不是常用辅助剂而是根据不同药剂的性能和使用目的可加以

41、选用。(1)分散剂:农药中的分散剂有两种:具有粘度很高的分散度,通过机械可将熔融的农药分散成胶体颗粒;防止粉粒絮结的分散剂。(2)稳定剂:防止农药可湿性粉剂在贮藏过程中物理性质变坏。(3)粘着剂:可增加农药对固体表面的粘着能力,耐雨水冲刷,延长残效。如矿物油、明胶、淀粉等。(4)防解剂:防止农药中有效成份在贮藏中分解。(5)增效剂:可抑制昆虫体内的解毒酶系,增加药效,延缓昆虫对农药的抗性。如:增效醚等。(6)发泡剂:药剂中加入发泡剂,喷雾时产生泡沫,在植物表面产生,便于检查喷雾质量,有时也用于飞机喷雾,指示喷过的地块。乳化剂和湿展剂除本身作用外,还可降低水的表面张力,有表面活性作用,也称为表面

42、活性剂,这是本章的重点。(三)表面活性剂应用原理:1农药加工业上的应用原理:在农药加工中,由于加入表面活性剂形成了农药中常见的物态:(1)乳浊液:两相不相溶的液体,其中一相以极小的液珠均匀地分散到另一相液体中,形成不透明或半透明的乳浊液,这种作用称为乳化作用。乳油加入不中后常呈这种物态。乳浊液的状态有两种:油包水型(W/O):水为分散相,油为为连续相,即水分散到油中,用药量大,在作物上喷药易产生药害。水油包型(O/W):油为分散相,水为连续相,即油分散到水中,农药制剂中常采用的物态。若形成水包油型的乳浊液,必须使表面活性剂分子水溶性大于脂溶性,即降低水的表面张力的能力适当大于降低油表面张力的能

43、力。因为:一般乳化剂的用量要过量,这样表面活性剂分子多集中在水界面上,分子插入水面的部分多,进入油中的部分少。因此,油珠表面形成了一层厚厚的吸附膜。由于表面活性剂有较高的水溶性,分子在油水界面上排列螨后,大量的活性剂分子存在于水中,在油珠发生碰撞时,可随时进入油水界面起补充作用,而使乳浊液处于稳定状态。 因此可见,乳浊液的稳定性取决于表面活性剂分子形成的吸附膜的厚度及分子排列的松紧程度。离子型表面活性剂(如Na肥皂)配制的乳浊液不稳定,抗硬功夫水能力差,主要是肥皂中的Na+易被水中的Ca+(或Mg+)起置换作用,形成钙或镁肥皂,降低了肥皂的分子数,使吸附膜厚度降低,分子排列松散,因而乳浊液不稳

44、定。混合型表面活性配制形成乳浊液稳定,这是因为:十二烷基苯磺酸钙脂溶性强,分子一部分在油水排列满后,另一部分分子存在于油中;而非离子型表面活性剂的水溶性强,分子除在油水界面上排列外,大部分活性剂分子存在于水中,因此,当油珠互相碰撞时,水中和油中多余的活性剂分子均可加以补充。从分子的立体结构看,混合型表面活性剂在油水分离界面上,所形成的定向排列分子层更紧密,更严实,因此稳定性更强。(2)悬浮液:以固体微粒稳定地悬浮在液体中,不沉淀、不漂浮,这种物态称为悬浮液。因固体原药多为有机物,不易被水湿润,只有加入表面活性,降低水的表面张力,增加水和固体表面的湿润性,才可形成稳定的悬浮液。2表面活性剂在液态

45、农药上的应用原理:液态农药喷于受药表面上,可以形成以下三种现象: 90O =90O 90O液体在固体表面的接触角用表示。90O :液体在受药表面上不湿润,不展布; =90O:液体在受药表面上只湿润,不展布;90O:液体在受药表面上即湿润又展布。=0O:液体与固体互溶。一般=30O时左右是较理想的喷雾效果,液体农药在受药表面湿润展布较为适宜。农药使用中提高喷雾的效果就是缩小液体在固体表面的接触角,而缩小最肝效的方法就是在液体农药中加入表面活性剂。因此,在液态农药上表面活性应用的原理就是通过表面活性来缩小,其原因是:国为液体在固体表面形成的接触角与液体的表面张力有关,若一液滴若能在固体表面湿润展布

46、,主要受三个力的影响: 液体与物体表面接触都存在着一定的界面张力,一液滴在表面趋于稳定,三个力可暂时平衡。r1:气液界面张力(液体的表面张力使液滴沿切线方向移动);r2:气固界面张力,展布与反展布的关系,r2力可使液滴从P左移动;r3:液固界面张力,渗透与反渗透的关系,湿润与反湿润的关系,r3力可使液滴从P右移动; P:液体、固、气三者交点为P。假如液滴在固体表面展布稳定时,三个力关系如下:设=30O r2=r3+r1cos (r1在r3方向上的分力可用cos表示)这个公式可推导如下: 即r1分力受的影响 : r1在r3方向上的分力可用cos表示,即r1分力受cos的影响,受力可用直角表示。c

47、os= :若cos函数值大,(r2大,r3小和r1要小),:才能小。上式可以看出,余弦函数值cos越大,才能越小,理想的余弦的函数值应接近1,这才是喷雾湿润效果所要求的,公式可以看出,要得到较大的余弦函数值,就必须使r2大,r3小和r1小,才能使缩小。但r2是气固界面张力,大气和植物的叶片性质是一定的,我们不能人为改变,只有降低r3、r1,也可使r2增大,可有助于液体的展布,r1和r3均与液体表面张力有关,只有当加入表面活性后,即可降低表面张力, r1 、r3液固界面张力也随之降低。这就是表面活性在液态农药上应用的原理。表面活性剂应用原理研究:近期在国外有新进展,通过表面活性剂对除草剂活性作用

48、的探索,证明表面活性并非单纯地降低表面张力,而且适当使用表面活性剂,对药剂还有以下影响:(1)促进药剂对植物的渗透作用:因非离子表面活性剂可以诱发细胞渗透性能改变,促进除草剂渗入植物体内,但增加了药害。(2)对药剂具有增溶作用:阴离子和非离子型表面活性剂均可使除草剂在水中的溶解度提高达8-9倍,提高药剂的水溶有性,有助于植物体吸收和输导。 活性表面剂的发展概况表面活性剂是一类重要的化工原料,素有“工业味精”之称,它在石油工业、环境保护、食品加工业等许多领域中占有特殊的地位。化学合成的表面活性剂,在生产和使用过程中常常会带来严重的环境污染问题,而生物表面活性剂是由微生物所产生,是一类具有表面活性的天然添加剂,它除了具有与化学合成表面活性剂相同的作用外,还以其安全、无毒、能生物降解等优点受到人们的青睐。1 生物表面活性剂的来源和分类生物表面活性剂多数由细菌、酵母菌、真菌等微生物产生。微生物发酵法生产生物表面活性剂的生产菌种大致可分为三类:一类是严格以烷烃作为碳源的微生物,如棒状杆菌;一类是以水溶性底物为碳源的微生物,如杆菌;另一类可以烷烃和水溶性底物两者作为碳

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