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文档简介
表面活性剂环境危害性分析
一、本文概述
表面活性剂,作为一类广泛应用于工业、农业、医疗卫生、环境
保护、能源、交通运输和日常生活等领域的化合物,其在现代社会中
发挥着不可或缺的作用。然而,随着表面活性剂的大规模生产和广泛
使用,其对环境的影响也逐渐显现,引起了广泛的关注。本文旨在对
表面活性剂的环境危害性进行深入分析,以期为环境保护和可持续发
展提供有益参考。
文章首先将对表面活性剂的基本概念和分类进行简要介绍,明确
研究对象的范围和特点。随后,将重点探讨表面活性剂的环境危害,
包括其对水环境、土壤环境、大气环境以及生物多样性的影响。在此
基础上,文章还将分析表面活性剂环境危害的产生机制,如何通过环
境行为如吸附、降解、生物富集等过程对生态环境造成潜在威胁。
为全面评估表面活性剂的环境风险,文章还将介绍现有的环境风
险评估方法和技术,并对不同评估方法的优缺点进行评述。结合国内
外相关法规、标准和政策,探讨表面活性剂的环境管理现状和未来发
展趋势。
文章将提出针对性的环境风险防控措施和建议,旨在降低表面活
性剂对环境的潜在危害,促进绿色化学和可持续发展的实现。通过本
文的阐述,我们期望为相关领域的研究人员、政策制定者和公众提供
有价值的参考信息,共同推动表面活性剂产业的绿色转型和生态环境
保护。
二、表面活性剂的环境行为
表面活性剂作为一类广泛应用的化学品,其环境行为及其对生态
环境的影响是备受关注的重要问题。表面活性剂的环境行为主要包括
其在环境中的迁移、转化和归趋。
迁移:表面活性剂进入环境后,可以通过水、土壤、大气等多种
介质进行迁移。在水体中,表面活性剂可以随着水流、扩散等作用在
水体中进行长距离迁移;在土壤中,表面活性剂可以随着土壤水分的
运动而迁移;在大气中,表面活性剂可以附着在颗粒物上进行迁移。
转化:表面活性剂在环境中会经历多种转化过程。例如,在水体
中,表面活性剂可能通过光解、水解、生物降解等作用而分解;在土
壤中,表面活性剂可能通过吸附、生物降解等作用而转化。这些转化
过程可以影响表面活性剂的稳定性和持久性,从而影响其对环境的影
响。
归趋:表面活性剂在环境中的归趋主要包括残留在环境中、被生
物吸收或降解转化为无害物质等。部分表面活性剂可能长期残留在环
境中,对生态环境造成潜在风险;而部分表面活性剂则可以被微生物
等生物降解,转化为无害物质。
表面活性剂的环境行为受到多种因素的影响,包括其自身的化学
性质、环境因素(如温度、pH值、光照等)以及生物因素(如微生
物种类和数量等)。因此,在评估表面活性剂的环境风险时,需要综
合考虑这些因素,以全面了解其在环境中的行为和影响。
三、表面活性剂的环境危害
表面活性剂因其独特的物理化学性质在各个领域得到了广泛应
用,然而,其大规模的使用也带来了不可忽视的环境危害。这些危害
主要体现在以下几个方面。
水体污染:表面活性剂在使用过程中常因不完全降解而进入水体,
导致水质恶化。其在水体中的积累会对水生生物造成直接伤害,如破
坏细胞膜、干扰生物代谢等。表面活性剂还能与水体中的其他污染物
结合,形成更为复杂的污染物,进一步加剧水体污染。
土壤污染:表面活性剂通过径流、渗滤等方式进入土壤,破坏土
壤结构,降低土壤肥力。其在土壤中的积累还会影响土壤微生物的活
性,破坏土壤生态系统的平衡。
大气污染:部分表面活性剂在挥发过程中会进入大气,形成挥发
性有机化合物(VOCs),加剧大气污染。表面活性剂在使用过程中还
可能产生有害气体,如硫化氢、氨气等,对人体健康造成威胁。
推广环保型表面活性剂,我们可以鼓励市场转向更环保的替代品。提
高公众对表面活性剂环境风险的认识,鼓励人们采取环保行为,也是
降低风险的有效途径。
我们还需要加强研究和开发,以寻找更环保、更高效的表面活性
剂。例如,生物可降解表面活性剂就是一种具有潜力的替代品,它们
可以在自然环境中迅速分解,从而减少对环境的长期影响。
表面活性剂的环境风险评估与管理是一项复杂而重要的任务。我
们需要通过全面的风险评估,了解各种表面活性剂的环境风险,并采
取适当的措施来降低这些风险。只有这样,我们才能在享受表面活性
剂带来的便利的保护我们的环境免受其潜在危害。
五、结论与展望
本文对表面活性剂的环境危害性进行了深入的研究和分析。通过
对其在环境中的分布、迁移、转化和生态效应等方面的探讨,我们发
现表面活性剂对生态环境确实存在一定的潜在风险。这些风险主要表
现在对水生生物的毒害作用、对土壤微生物的影响以及对水体的污染
等方面。同时,我们也注意到,表面活性剂的环境危害与其种类、浓
度、暴露时间以及环境条件等多种因素有关。
加强表面活性剂的环境风险评估和管理,建立全面的环境风险评
估体系,对其在环境中的行为和生态效应进行长期监测和评估。
推动表面活性剂的环境友好型替代品的研发和应用,减少其对环
境的负面影响。同时,鼓励企业在生产过程中采用清洁生产技术,减
少表面活性剂的使用和排放。
加强环境教育和公众意识,提高公众对表面活性剂环境危害性的
认识和关注,形成全社会共同参与环境保护的良好氛围。
加强国际合作与交流,借鉴国外先进的经验和技术,共同应对表
面活性剂等化学品的环境挑战。
表面活性剂的环境危害性分析是一个复杂而重要的课题。我们需
要从多个角度和层面进行深入研究和探讨,为保护我们的生态环境提
供科学依据和技术支持。
参考资料:
特种表面活性剂和功能性表面活性剂是当今化学领域中备受的
两类重要化合物。它们在许多行业领域,如工业和生活中都有着广泛
的应用。本文将详细介绍这两类表面活性剂的特点、应用及其区别。
特种表面活性剂主要指具有特定工业应用需求的表面活性剂。它
们通常具有高表面活性、良好的稳定性和兼容性,能够在一定的环境
条件下发挥出显著的界面活性作用。特种表面活性剂在诸多领域中都
有着广泛的应用,例如纺织、皮革、造纸、化妆品和医药等行业C在
纺织工业中,特种表面活性剂可用于织物柔软、抗皱和防水等功能的
实现;在皮革行业中,它们可以提高皮革的柔软度和光泽度;在造纸
工业中,特种表面活性剂可以优化纸张的生产过程,提高纸张的质量。
功能性表面活性剂则是指具有特定功能需求的表面活性剂,如清
洁、抗菌、抗静电等。它们不仅具有显著的界面活性,还具有很好的
功能性。功能性表面活性剂在材料领域和生命科学领域中应用得尤为
广泛。在材料领域中,功能性表面活性剂可用于改善材料的表面性质,
如防水、防污、自清洁等;在生命科学领域中,它们可以用于药物传
递、生物成像、生物分离等方面。
特种表面活性剂和功能性表面活性剂之间存在一定的区别和。区
别在于它们的应用领域和功能性质,而则表现在它们都是表面活性剂,
具有降低表面张力、提高界面润湿性等基本特性。在实际应用中,为
了更好地发挥它们的特点和功能,往往需要将特种表面活性剂和功能
性表面活性剂结合起来使用,以实现更佳的效果。
以下是一个实际应用案例,展示了特种表面活性剂和功能性表面
活性剂的应用效果和优势。在汽车工业中,特种表面活性剂可以用于
清洗汽车发动机和零部件,提高清洗效率,减少对皮肤的刺激;而功
能性表面活性剂则可用于汽车的防锈、润滑和抗静电等功能,提高汽
车的安全性和使用寿命。在化妆品行.业中,特种表面活性剂可以用于
配方中的乳化剂、润湿剂等成分,提高产品的稳定性和功效;功能性
表面活性剂则可用于防晒、美白等功能性成分的添加,满足消费者对
化妆品的不同需求。
特种表面活性剂和功能性表面活性剂是两类重要的化合物,它们
在许多行业领域中发挥着重要的作用。了解这两类表面活性剂的特点、
应用及其区别有助于更好地发挥它们的功能和优势,进一步拓展其应
用领域。随着科学技术的不断发展,相信特种表面活性剂和功能性表
面活性剂的研究和应用将会取得更加瞩目的成果。
两性表面活性剂是一种特殊的化学物质,其分子结构中同时含有
阴离子和阳离子两种电荷。这种特殊的分子结构使它们能够在各种水
性和非水性环境中表现出良好的表面活性。本文将详细介绍两性表面
活性剂的特性和应用。
温和的界面活性:由于其分子结构同时包含阴离子和阳离子,两
性表面活性剂在各种pH值和电解质存在的条件下都能发挥良好的界
面活性。它们在界面上形成的吸附层稳定,且对温度和压力的变化敏
感,因此具有广泛的应用范围。
良好的生物相容性:两性表面活性剂的分子结构使其具有良好的
生物相容性,对皮肤、眼睛和生态系统的毒性较低。这意味着它们在
个人护理、医疗和环境应用中具有潜力。
良好的水解稳定性:两性表面活性剂在各种pH值和温度条件下
都能保持稳定,不易发生水解反应。这使得它们在各种环境条件下都
能保持其功能。
个人护理产品:由于其温和的界面活性和良好的生物相容性,两
性表面活性剂在个人护理产品中广泛应用,如洗发水、沐浴露、化妆
品等。它们可以提高产品的稳定性和效能,同时减少对皮肤的刺激。
医疗应用:两性表面活性剂在医疗领域也有广泛的应用,如药物
传递、伤口处理和医疗器械的清洁。它们可以帮助药物更好地渗透到
皮肤或黏膜中,提高治疗效果。
环保应用:由于两性表面活性剂具有良好的生物相容性和水解稳
定性,它们在环保领域也有广泛的应用。例如,它们可以用于污水处
理、农药残留清洗和环境修复。
其他工业应用:除了上述应用领域,两性表面活性剂还在其他工
业领域中发挥作用,如石油、纺织、皮革等。它们可以提高生产效率,
改善产品质量。
两性表面活性剂凭借其特殊的分子结构和优良的物理化学性质,
在各个领域中都有广泛的应用。其温和的界面活性、良好的生物相容
性和水解稳定性使得它们成为一种极具吸引力的表面活性剂。随着科
技的不断发展,我们可以期待两性表面活性剂在未来会有更多的创新
应用。
表面活性剂(surfactant)又称界面活性剂,是能使两种液体间、
液体一气体间、液体一固体间的表面张力(surfacetension)或界
面张力(interfacialtension)显著降低的化合物。表面活性剂的
分子结构具有两性:一端为亲水基团,另一端为疏水基团;亲水基团
常为极性基团,如粉酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,羟基、酰
胺基、雁键等也可作为极性亲水基团;而疏水基团常为非极性煌链,
如8个碳原子以上烧链。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、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂)、非离子型
表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
表面活性剂分子具有独特的两亲性:一端为亲水的极性基团,简
称亲水基,也称为疏油基或憎油基,如-OH、-C00IK-SO3H、-NH2。
由于该类基团长度较短,有时形象地称为亲水头部口另一端为亲油的
非极性基团,简称亲油基,也称为疏水基或憎水基,如R-(烷基)、
Ar-(芳基)。由于该类基团长度较短,有时形象地称为疏水尾部。
两类结构与性能截然相反的分子基团分处于同一分子的两端并以化
学键相连接,形成了一种不对称的、极性的结构,因而赋予了该类特
殊分子既亲水、又亲油,但又不是整体亲水或亲油的特性。表面活性
剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”(amphiphilicstructure),
表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。
为了方便,常用曲线符号与圆圈的组合表示表面活性剂分子,如
图1所示。
降低表面张力是表面活性剂最基本的作用。液体的表面层中存在
一种使液面尽可能收缩成最小的宏观张力,即表面张力。加入表面活
性剂后,表面活性剂通过在液体表面形成一层薄膜,改变液体表面的
分子排列方式,从而降低表面张力。
胶束(micelle)指在水溶液中,表面活性剂浓度达到一定值后
开始大量形成的分子有序聚集体。
表面活性剂溶于水中,当其浓度较低时呈单分子分散或被吸附在
溶液的表面上而降低表面张力,而当表面活性剂的浓度增加至洛波表
面已经饱和而不能再吸附时,表面活性剂的分子即开始转入溶液内部
(图2a-b)"由于表面活性剂分子的疏水部分与水的亲和力较小,
而亲水部分之间的吸引力较大,当达到一定浓度时,许多表面活性剂
分子(一般50150个)的疏水部分便相互吸引,缔合在一起,形成缔
合体,即为胶束(图2c-d)。胶束有各种形状,如球形,层状,棒
状。
亲水亲油平衡值(llydrophile-LipophileBalance,1ILB):表
面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲和力。
HLB值是用来表示表面活性剂亲水或亲油能力大小的值,HLB值
越高亲水性越强,反之,亲油性强。1949年Griffin提出了HLB值
的概念,将非离子表面活性剂的HLB值的范围定为0〜20,将疏水性
最大的完全由饱和烷煌基组成的石蜡的HLB值定为0,将亲水性最大
的完全由亲水性的氧乙烯基组成的聚氧乙烯的HLB值定为20,其他
的表面活性剂的11L3值则介于0〜20之间。随着新型表面活性剂的不
断问世,已有亲水性更强的品种应用于实际,如月桂醇硫酸钠的HLB
值为40o
表面活性剂的HLB值与其应用有密切关系,HLB值在3%的表面
活性剂适合用做W/0型乳化剂,HLB值在8~18的表面活性剂适合用
做0/W型乳化剂。作为增溶剂的11LB值在13~18,作为润湿剂的1ILB
值在7、9,作为去污剂的HLB值在13~16。不同用途表面活性剂的
HLB值如图3所示。
浊点(CloudPoint,CP):浊点是非离子表面活性剂均匀胶束
溶液发生相分离的温度。
表面活性剂的水溶液,随着温度的升高会出现浑浊现象,表面活
性剂由完全溶解转变为部分溶解,其转变时的温度即为浊点温度。浊
点是非离子表面活性剂的一个特性常数,其受表面活性剂分子结构和
共存物质的影响。
临界胶束浓度(CriticalMicelleMoncentration,CMC):表面
活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度。
离子型表面活性剂胶束是由离子缔合而成的带电胶束,也称胶体
电解质。非离子型表面活性剂胶束不带电,因而不属于胶体电解质。
表面活性剂在溶液中开始形成胶束的临界胶束浓度前后,溶液的一些
物理性质,如渗透压、浊度、表面张力、电导率等都会发生显著变化。
因此在使用表面活性剂中必须注意,否则会造成相反的效果。如在耐
火浇注料中加入作为减水与分散作用的表面活性剂时,浓度超过临界
胶束浓度时,反而会使浇注料的流动性变差。
Krafft点:离子型表面活性剂达到临界胶束浓度时的温度称为
Krafft点。Krafft点越高,其临界胶束浓度越小。
按亲水基生成的离子类型可将表面活性剂分为阴离子型、阳离子
型、两性离子型和井离子型四大类0
系高级脂肪酸的盐,通式:(RCOO)nM。脂肪酸煌R一般为1「17
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。
主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类。脂肪煌链R在1218个
碳之间。硫酸化油的代表是硫酸化邕麻油,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)和脂肪醇聚
氧乙烯酸硫酸钠(AES)。SDS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。脂肪醇聚氧乙烯酸硫酸钠(AES)具有抗硬水能力,具有较好
的除油性能,且具有一定的增稠作用。
属于这类的有脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基蔡磺酸
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。脂肪族磺酸化物包括:仲烷基磺酸钠(SAS-60).
脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠(FMES)、脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)、
二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-0T)等可用于非口服途径的药物吸收
促进剂;烷基芳基磺酸化物类的十二烷基苯磺酸钠,是目前广泛应用
的洗涤剂。胆石酸盐类如甘胆酸钠、牛磺胆酸钠等,常作为单脂肪酸
甘油酯的增溶剂和胃肠道中脂肪的乳化剂使用。
带正电荷的表面活性剂称为阳离子型表面活性剂。起表面活性作
用的是阳离子,又称阳性皂。其分子结构的主要部分是一个五价的氮
原子,为季钱类化合物,主要有苯扎氯镂(洁尔灭)、苯扎溟镂(新
洁尔灭)、氯化苯甲煌镂等。这类表面活性剂水溶性好,有良好的表
面活性作用,且在酸性和碱性溶液中均较稳定。因有很强的杀菌作用,
主要用于皮肤、粘膜、手术器械等的消毒。某些品种如苯扎氯钱,可
作为抑菌剂用于眼用溶液。
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。
卵磷脂是天然的两性离子表面活性剂,主要来源于大豆和蛋黄。
卵磷脂的组成非常复杂,是多种化合物的混合物。因其来源和制备过
程不同,各组分的比例也会不同,因而使用性能也会有所不同。卵磷
脂对热非常敏感,在酸性、碱性和酯酶作用下易水解,不溶于水,溶
于氯仿、乙酸、石油酸等有机溶剂,是制备注射用乳剂和脂质微粒的
主要辅料。
氨基酸和甜菜碱为合成的两性表面活性剂,其阴离子部分主要是
竣酸盐,其阳离子部分为胺盐的即为氨基酸型(R-NH2+-CH2CH2C00-),
为季钱盐的即为甜菜碱型:R-N+(CH3)2-C00-。其特性为: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,杀菌
作用强且毒性比阳离子表面活性剂小。
主要是脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯,如单硬脂酸甘油酯等。
不溶于水,易水解成甘油和脂肪酸,表面活性不强,HLB值为3〜4,
常作W/0型辅助乳化剂。
简称蔗糖酯,属多元醇型非离子表面活性剂,是蔗糖与脂肪酸反
应生成的一类化合物,包括单酯、二酯、三酯、多酯。在体内可分解
为蔗糖和脂肪酸而被利用。HLB值为5〜13,常作0/W型乳化剂和分
散剂,也是常用的食品添加剂。
系脱水山梨醇脂肪酸酯,由脱水山梨酥及其酎与脂肪酸反应而得
的酯类化合物的混合物,商品名为司盘。由于其亲油性较强,常作
W/0型乳化剂,HLB值为8〜8,多用于搽剂和软膏中。但司盘20和
司盘40与吐温配伍常作O/W型的混合乳化剂。
系聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯。在司盘类剩余的-0H上,再结
合上聚氧乙烯基而得的酸类化合物,商品名为吐温(Tween)。本类
由于增加了亲水性的聚氧乙烯基,大大增加了亲水性,成为水溶性的
表面活性剂°HLB值为6〜7,常作增溶剂和O/W型乳化剂。
系聚乙烯二醇和长链脂肪酸缩合生成的酯,商品名卖泽(Myrij)
为其中的一类。该类为水溶性,乳化性能强,常作0/W型乳化剂和增
溶剂。
系聚乙烯二醇和脂肪酸缩合生成的酸类,商品名革泽(Brij)是
其中的一类。常作0/W型乳化剂和增溶剂。
系聚氧乙烯与聚氧丙烯聚合而成,又称泊洛沙姆(Poloxamer),
商品名普流罗尼克(Pluronic)o
(1)乳化作用:由于油脂在水中表面张力大,当水中滴入油脂
后,用力搅拌,油脂被粉碎成细珠状,互相混合成乳浊液,但搅拌停
止又重新分层。如果加入表面活性剂,用力搅拌,停止后很长时间内
却不易分层,这就是乳化作用。其原因是油脂的疏水性被表面活性剂
的亲水基团所包围,形成定向的吸引力,降低了油在水中分散所需要
的功,使油脂得到很好的乳化。
(2)润湿作用:零件表面上往往粘附有一层蜡、油脂或鳞片状
的物质,这些物质是疏水性的。由于这些物质的污染,零件表面不易
被水润湿,当水溶液中加入表面活性剂时,零件上的水珠就很容易分
散开来,使零件的表面张力大大降低,达到润湿目的。
(3)增溶作用:油类物质中加入表面活性剂后,才能溶解,但
是这种溶解只有在表面活性剂的浓度达到胶体的临界浓度时才能发
生,溶解度的大小根据增溶对象和性质来决定。就增溶作用而言,长
的疏水基因煌链要比短煌链强,饱和煌链比不饱和煌链强,非离子表
面活性剂增溶作用一般比较显著。
(4)分散作用:灰尘和污粒等固体粒子比较容易聚集在一起,
在水中容易发生沉降,表面活性剂的分子能使固体粒子聚集体分割成
细小的微粒,使其分散悬浮在溶液中,起到促使固体粒子均匀分散的
作用。
(5)泡沫作用:泡沫的形成主要是活性剂的定向吸附作用,是
气液两相间的表面张力降低所致。一般低分子活性剂容易发泡,高分
子活性剂泡沫少,豆蔻酸黄发泡性最高,硬脂酸钠发泡性最差,阴离
子活性剂发泡性和泡沫稳定性比非离子型好,如烷基苯磺酸钠发泡性
很强。通常使用的泡沫稳定剂有脂肪醇酰段、叛基甲基纤维素等,泡
沫抑制剂有脂肪酸、脂肪酸酯、聚魁等及其它非离子表面活性剂。
据资料显示:民用表面活性剂中有2/3用于个人保护用品;合
成洗涤剂是表面活性剂消费最大的市场之一,产品包括洗衣粉、液体
洗涤剂、餐具洗涤剂和各种家庭用清洗产品及个人保护用品如:洗发
香波、护发素、发乳、发胶脂、润肤乳液、爽肤液和洗面奶等。
工业用表面活性剂是民用表面活性剂以外用于各工业领域的表
面活性剂总和,其应用领域包括纺织工业,金属工业,涂料、油漆、
颜料工业,塑料树脂工业,食品工业,造纸工业,皮革工业,石油开
采,建材工业,采矿业,能源工业等。以下就几个方面进行叙述。
表面活性剂广泛用于各类化妆品中作乳化剂、渗透剂、洗涤剂、
柔软剂、润湿剂、杀菌剂、分散剂、增溶剂、抗静电剂、染发剂等。
非离子表面活性剂由于不刺激且和其他组分易相容,在化妆品中最常
用,一般多为一些脂肪酸酯类和聚酸。
化妆品配方的组成是多样的和复杂的,除油、水原料外,还有各
种功能表面活性剂、防腐剂、香精和色素等,属多相分散体系。随着
化妆品剂型和功能要求越来越多,化妆品中使用的表面活性剂品种也
在增加。化妆品中使用的表面活性剂应对皮肤无刺激、无毒副作用,
另外还要满足无色、无不愉快气味和稳定性高等要求。
表面活性剂具有高效的清洁及消毒功能,早已成为保洁产品中最
重要的组成部分。表面活性剂是洗涤剂的主要成分,它与污垢和在污
垢与固体表面之间发生一系列的物理化学作用(如:润湿、渗透、乳
化、增溶、分散、起泡等)并借助于机械搅拌获得洗涤效果。用量最
多、最广泛的是阴离子和非离子表面活性剂,阳离子和两性表面活性
剂只是在生产某些特殊类型和功能的洗涤剂时才使用。主要品种有
LAS(指连烷基苯磺酸脂盐)、AES(脂肪醇聚氧乙烯酷硫酸盐)、MES
(。-磺酸脂肪酸脂盐)、AOS(。-烯基磺酸盐)、烷基聚氧乙烯
酸、烷基酚聚氧乙烯醛、脂肪酰二乙醇胺、胺基酸型、甜菜碱型等。
①食品乳化剂和增稠剂表面活性剂在食品工业中最主要的作用
是作乳化剂和增稠剂用。磷脂是最常用的乳化剂和稳定剂。除磷脂外,
常用的乳化剂还有脂肪酸甘油酯S主要为单甘油脂T、脂肪酸蔗糖酯、
脂肪酸山梨糖醇酎酯、脂肪酸丙二醇酯、大豆磷脂、阿拉伯树胶、海
藻酸、酪蛋白酸钠、明胶和蛋黄等。增稠剂则分天然和化学合成两类。
天然增稠剂有从植物和海藻类制取的淀粉、阿拉伯树胶、瓜尔豆胶、
角叉菜胶、果胶、琼脂和海藻酸等。还有从含蛋白质的动植物制取的
明胶、酪蛋白和酪蛋白酸钠等。以及从微生物中制取的黄原胶等。合
成增稠剂最为常用的有竣甲基纤维素钠、丙二醇酸藻蛋白酸酯、纤维
素乙醇酸和聚丙烯酸钠、淀粉乙醇酸钠、淀粉磷酸钠、甲基纤维素和
聚丙烯酸钠等。
②食品保鲜剂鼠李糖酯具有一定的抗菌、抗病毒和抗支原体的
性能,蔗糖酯也对微生物,尤其是对形成胞子的革兰氏阳性菌抑制作
用较大。
③食品分散剂、起泡剂等表面活性剂在食品制作中除作乳化剂、
增稠剂外,还可以起分散剂、润湿剂、起泡剂、消泡剂、结晶控制剂、
杀菌以及延长食品保鲜期的作用等。例如全脂奶粉造粒时添加2-3%
的大豆磷脂,可改进其亲水性和分散性,冲调时能迅速溶解而不结团°
在制作糕点和冰淇淋时,添加甘油脂肪酸、蔗糖脂可起发泡作用,有
利于大量气泡的产生,而在炼乳和豆制品制作中,添加甘油脂肪酸脂
有消泡作用。
近年来,表面活性剂在食品中的天然成分如色素、香味成分、生
物活性成分以及发酵产品的提取分离中的也有广泛的应用。
表面活性剂具有润湿、乳化、增溶等作用,因而被广泛的用作药
物制剂辅料,尤其是在近年来发展起来的药学微乳技术中有着越来越
广泛的应用。在药物合成中,表面活性剂可用作相转移催化剂,能改
变离子的溶剂化程度,进而增大离子的反应活性,使反应在非均相体
系中进行,反应效率得到极大的提高,药物分析中尤其是药物荧光光
谱分析法中表面活性剂常作为增溶增敏剂得到应用。在医药行业的手
术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒等方面,由于
表面活性剂可与细菌生物膜蛋白质强烈相互作用,使之变性或失去功
能,而作为杀菌剂和消毒剂被广泛使用。
表面活性剂的最早应用可以追溯到古代,如古埃及人在沐浴时使
用的橄榄油肥皂,但直到19世纪中叶,人们才开始研究和生产现代
化的表面活性剂,如肥皂、石硫酸酯等。
在1916年,德国化学家弗里茨•哈伯发明了一种氨气和石油化
学产品的混合物,称为“A-剂”。这种混合物可用于制造肥电和清洗
剂,但它含有高浓度的有毒气体,很危险,因此,研究人员开始寻找
更安全更有效的替代品。
1927年,美国化学家艾柯•温菲尔德和哈伯合作发明了一种新
的表面活性剂,这种表面活性剂使用乙氧基化学品来代替有毒气体,
安全且更有效。这是表面活性剂的一个里程碑,使得表面活性剂在工
业和消费领域的应用得到了推广。
20世纪20年代后,合成洗涤剂的研究取得了重大突破,人们发
现了新型表面活性剂,如烷基苯磺酸钠、烷基磺酸盐等,这些表面活
性剂的效果极佳,被人们广泛使用。
60年代,由于环境污染问题的日益突出,人们又开始研究和开
发环保型表面活性剂,如非离子表面活性剂、生物降解表面活性剂等。
近年来,人们开始研究和开发具有更多功能的表面活性剂,如抗
菌表面活性剂、抗静电表面活性剂等。
表面活性剂经历了一个从传统到现代、从低级到高级、从污染到
环保、从单一到多功能的发展过程。
表面活性剂的发展方向将表现在以下方面:①回归天然;②代替
有害化学品;③室温下洗涤使用;④不用助剂可在硬水中使用;⑤能
有效处理废液废水、粉尘等的环保型表面活性剂;⑥能有效提高矿物、
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