第五章表面活性剂与工农业生产.ppt

第五章表面活性剂与工农业生产,5.1 洗涤剂工业与表面活性剂,5.2 金属加工与表面活性剂,5.3 表面活性剂与化妆品工业,5.4 表面活性剂在食品加工中的应用,5.5 表面活性剂在医药、卫生中的应用,5.6 表面活性剂与石油化学工业,5.7 表面活性剂在采矿、选矿和煤炭工业中的应用,5.8 水泥助剂和其他建材中的表面活性剂,5.9 造纸化学品中的表面活性剂,5.10 皮革工业及表面活性剂的应用,5.11 表面活性剂在纺织物工业中的应用,5.12 表面活性剂在农、林、牧业中的应用,第五章表面活性剂与工农业生产,5.1 洗涤剂工业与表面活性剂,洗涤剂按应用领域分为家用洗涤剂和工业用洗涤剂。,洗涤剂按去除污垢类型分为重垢型洗涤剂（多为固体型，如洗衣粉，它适合洗涤棉、麻制品），轻垢型（适合于洗涤毛、丝等精细纺织品）。,从环境保护的角度出发，科学技术界有时称生物降解性好的洗涤剂为软性洗涤剂，而生物降解性差的称之为硬性洗涤剂。,洗涤剂一般介绍,第五章表面活性剂与工农业生产,5.1 洗涤剂工业与表面活性剂,洗涤剂一般介绍,洗涤剂通常是多成分复配物，除表面活性剂外，还有很多洗涤助剂和填料。下面以洗衣粉为例作简单介绍。洗衣粉主要成分是表面活性剂（占5-30%）。现在用量最多的表面活性剂为烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚及其硫酸盐等，它们是去除污垢的主要成分，对污垢起润湿、增溶、乳化、分散和降低表面张力等作用。,第五章表面活性剂与工农业生产,洗涤用表面活性剂的选择,油污的去除过程主要服从增溶作用机理，能提高增溶空间结构的表面活性剂，有利于油污除去。,5.1 洗涤剂工业与表面活性剂,表面活性剂在水溶液中达到临界胶束浓度后，一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度可显著增加并形成透明胶体溶液，这种作用即增溶作用。,如果污垢的去除过程主要服从乳化机理，选择适宜HLB值的表面活性剂就显得重要。非离子表面活性剂在低浓度下，去除油污和防止油污再沉积能力高于具有类似结构的阴离子型表面活性剂；此外，还由于它与离子表面活性的协同作用，也有利于增溶和乳化作用。因此，在洗涤剂配制中常配入一些非离子表面活性剂。,一种或多种液体以微滴状分散到另一种不相混溶的液体中所形成的多相分散体系，称为乳状液。这种形成乳状液的过程称为乳化。,第五章表面活性剂与工农业生产,阴离子和非离子表面活性剂适合作洗涤剂，而阳离子表面活性剂通常不宜作洗涤剂。使用能发挥协同增效作用的复合型表面活性剂比用单一表面活性剂好。在溶解度允许的限度内，表面活性剂的洗涤能力随疏水链增大而增高。疏水链的碳原子数相同时，直链的表面活性剂比支链者洗涤能力强。非离子表面活性剂浊点稍高于溶液的使用温度时可达到最佳的洗涤效果。聚氧乙烯型非离子表面活性剂分子中聚氧乙烯链长度增大常导致洗涤能力下降。两性表面活性剂和天然表面活性剂由于对皮肤刺激作用小，在自然界容易代谢，减少环境污染，因而作为洗涤剂越来越受到重视。,选择表面活性剂规律：,浊点：非离子型表面活性剂，在水溶液中的溶解度随温度上升而降低，在升至一定温度值时出现浑浊，经放置或离心可得到两个液相，这个温度被称之为该表面活性剂的浊点。,这类表面活性剂以其醚键中的氧原子与水中的氢原子以氢键形式结合而溶于水。氢键结合力较弱，随温度升高而逐渐断裂，因而使表面活性剂在水中的溶解度逐渐降低，达一定温度时转为不溶而析出成浑浊液。浊点与表面活性剂分子中亲水基和亲油基质量比有一定关系。,第五章表面活性剂与工农业生产,表面活性剂在金属加工工业中，主要作为清洗剂、切削剂、研磨液、抛光淬火液、电镀和化学镀液、焊接助剂以及铸造用脱模剂中的主要组分。表面活性剂能在金属加工中起润湿、溶解、分散、乳化、去污、润滑、消泡或稳泡、烟雾抑制或光亮等作用。金属表面保护材料，也常用到表面活性剂。表面活性剂可以改进或简化金属加工工艺过程，减轻工人劳动强度，提高产品质量，节约原料和降低生产成本，增加附加价值，因此表面活性剂已成为金属加工业不可缺少的精细化学品之一。,5.2 金属加工与表面活性剂,第五章表面活性剂与工农业生产,5.2 金属加工与表面活性剂,金属清洗剂,在机械工业生产中，零件加热处理、电镀以及封存包装和启封时对金属表面进行清洗是不可少的工序。金属表面的污垢有各种酸、碱、盐、灰尘、切屑等，若不清洗净，会加速金属腐蚀，降低性能，缩短使用寿命。金属清洗可根据不同使用对象和目的选用水基清洗剂，溶剂基清洗剂、碱性或酸性清洗剂以及磷化处理剂等。水基清洗剂 这类清洗剂清洗性能好，去污力强，不易燃，无毒及缓蚀、防腐。此外还节约能源，减少环境污染，适用机械化自动清洗。,水基金属清洗剂常用的表面活性剂是非离子型和阴离子型表面活性剂,第五章表面活性剂与工农业生产,5.2 金属加工与表面活性剂,金属清洗剂,水基金属清洗剂常用的表面活性剂是非离子型和阴离子型表面活性剂，如十二烷基二乙醇酰胺（脂肪醇聚氧乙烯醚（平平加）、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基醇酰胺磷酸酯等。,在水基清洗剂中加入缓蚀防锈剂是不可少的。常用的缓蚀防锈剂包括油酰三乙醇胺、油酰二乙醇胺、磺酸盐类（主要是石油磺酸的钠盐、钙盐、镁盐、铝盐和胺盐等），分子量在范围内的缓蚀防锈效果好。,第五章表面活性剂与工农业生产,溶剂基金属清洗剂 主要是利用溶剂去除油污垢，为了提高去污效果，往往加入非离子的阴离子表面活性剂的复配物。碱性金属清洗剂 主要利用碱性物质，如氢氧化钠、硫酸钠、硅酸钠和磷酸钠等，利用它们使植物油脂垢皂化而清洗下来。为提高其清洗能力常加入烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、油酸三乙醇铵等表面活性剂，它们能使矿物油乳化进入洗液中。,金属清洗剂,5.2 金属加工与表面活性剂,第五章表面活性剂与工农业生产,酸洗剂常利用盐酸或硫酸液，在金属加工前去除氧化层或锈垢。酸洗时除加入缓蚀剂外，常加入非离子表面活性剂以提高酸洗效果，酸洗时产生酸雾，加入表面活性剂可抑制酸雾。磷化处理剂主要是利用磷酸盐在已清洗过的金属表面形成致密的磷酸盐膜，用以提高金属制品涂漆、涂搪、电镀和抗腐蚀性能。在磷化处理剂中加缓蚀和表面入表面活性剂，可以促进清洁调节作用。,金属清洗剂,5.2 金属加工与表面活性剂,第五章表面活性剂与工农业生产,金属加工助剂、电镀与化学镀助剂,5.2 金属加工与表面活性剂,金属加工时，为了减轻磨擦，增加润滑，带走热量，通常在有切削液存在下进行。水溶液切削液是由阴离子和非离子表面活性剂所组成的乳化剂、矿物油、抗极压剂、防蚀剂、防锈剂等复配。非水溶性切削液则以矿物油为主，也常加入阴离子表面性活性剂和抗极压剂。表面活性剂在电镀液中可起光亮、分散、润湿以及烟雾抑制等作用。添加了表面活性剂的电镀液，可得到镀层致密的微晶。其镀层光亮、平整、均匀、无针孔、无麻点与金属结合力强，有良好延展性，从而显著提高镀件质量和降低成本。化,第五章表面活性剂与工农业生产,5.3 表面活性剂与化妆品工业,基础化妆品 具有清洁皮肤表面，滋润皮肤，促进皮肤新陈代谢等主要作用。主要包括护肤用品和清洁用品。护肤用品有各种功能的化妆水、膏霜、乳液等。它们的配制都离不开表面活性剂。清洁用品包括各种型号的清洗皂、清洁霜、清洗乳剂、醇洗液，还有洗面摩丝、透明清洗油等，这些清洁用品中都以表面活性剂为主要成分。美容化妆品 是专为修饰面部、五官而提供一类商品，使被修饰部位看起来更加悦目和健美。这类化妆品主要包括粉底，化妆前打底用的化妆品，用以遮盖面部肤色和疵点、改变皮肤质感。其剂型有香粉、扑粉、胭脂、唇膏，用于眼部、鼻部、指甲的化妆品等。这些化妆品是利用表面活性剂的润湿、分散、去污、润滑等多种作用。,第五章表面活性剂与工农业生产,毛发化妆品 主要包括生发养发剂、护发剂、烫发剂、发型固型剂，染鬓剂，脱毛剂等。近年国内外研究开发了很多毛发再生剂，其哌啶）氧主要活性成分是二氨基嘧啶，这类嘧啶类化合物有促进头发生长、防止脱落和抑制油脂物质分泌的作用。护发剂有发油、发蜡、发乳、发膏和发胶等。它们制造时都离不开表面活性剂。口腔卫生用品 主要是牙膏和漱口剂。表面活性剂作为重要组分起清洁、洗涤、发泡及分散乳化其他组分的作用。特殊化妆品 目前市场见到的有各种剂型的抑汗剂，各种剂型的祛臭化妆品，各种类型的防晒化妆品，专供婴儿用的各种化妆品和供其他有关专业人员的化妆品等。不管是什么化妆品，表面活性剂都是不可少的组分。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.4 表面活性剂在食品加工中的应用,表面活性剂在食品中作为添加剂，它起调节、改良食品特性的作用；它还应用于食品加工过程中，有利生产进行。由于食品是人类赖以生存的物质，不论是以何种形式利用表面活性剂，要求其在产品中最终含量越低越好。选择时，不但需满足必要特性的要求，还需遵守有关的食品卫生法规。表面活性剂在食品中大部分是做为乳化剂。此外，作为增稠稳定剂，膨松剂，消泡剂和脱模剂等。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.5 表面活性剂在医药、卫生中的应用,表面活性剂的增溶作用与医药制剂生产,很多有治疗效果的原药难溶于水，不便使用，病人也难以吸收。药厂往往要将它们制成各种剂型（如乳剂、水剂、针剂等）以满足医疗需要，这时就要借助于表面活性剂的特性及其作用达到目的。,不同类表面活性剂增溶效果不同，就是同一类表面活性剂增溶效果也会随化学结构的差异而变化。此外，被增溶物的性质、电解质、pH值等都会影响药物的增溶。,药物被表面活性剂增溶后，往往可抑制或减慢某药物易氧化性和水解性。药物被表面活性剂增溶后另一特点是药物被人体吸收性改善和生理活性增强。综上所述，表面活性剂用于难溶药物增溶绝大部有增效作用，增效大小或降低效果都与药物的化学结构有关，也与所用表面活性剂的化学结构有关。,5.5 表面活性剂在医药、卫生中的应用,表面活性剂的增溶作用与医药制剂生产,第五章表面活性剂与工农业生产,第五章表面活性剂与工农业生产,5.5 表面活性剂在医药、卫生中的应用,表面活性剂用于中草药有效成分的提取,实践表明，从中草药提取有效成分时，加入某些表面活性剂会取得良好效果。因为提取有效成分时，首先要考虑的是溶剂对植物细胞壁高渗透性和对有效成分的可溶性，以及对有效成分良好的脱吸作用。如果在溶剂中加入表面活性剂，可降低其表面张力，增加溶剂对细胞组织的渗透性，增加对有效成分的脱吸、溶解和增溶等。对于离子型活性剂还可能产生离子交换，因而提高提取效率。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.5 表面活性剂在医药、卫生中的应用,软膏类药剂中的表面活性剂,软膏类药剂是有效原药和膏基组成。膏基的主要成分是表面活性剂、油脂、蜡醇类等的复配物。常用脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯阴离子表面活性剂等。表面活性剂应用于软膏基质中的作用，除增加基质的吸水性和可洗性外，还显著加速药物自基质中的释放和增大药物的透皮性。表面活性剂种类和用量会影响药物释放速度。使用表面活性剂不同，软膏类药剂的膏基可配成油脂性基质和乳剂基质两类。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.5 表面活性剂在医药、卫生中的应用,表面活性剂在栓剂中的作用,某些药物不能口服或口服效果不好，药厂常制成栓剂出售。栓剂和膏剂由药物与基质组成，其基质主要是油脂和表面活性剂。表面活性剂在栓剂中起乳化、润湿、分散渗透等作用，从而促进人体吸收。常用于栓剂的表面活性剂有甘油脂肪酸脂、蔗糖脂，吐温非离子型表面活性剂等，阴离子表面活性剂有时也用。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.5 表面活性剂在医药、卫生中的应用,表面活性剂用于消毒与杀菌,不同类型的表面活性剂具有不同的杀菌、抑菌性能。尤以阳离子表面活性剂（如季铵盐）杀菌、抑菌性能较强，已被医疗卫生部门广泛地应用。,简单点说就是，细菌都是带负电荷的，遇到阳离子，在库伦定律下，阳离子击穿细菌的细胞壁，从而杀死细菌。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.5 表面活性剂在医药、卫生中的应用,表面活性剂在其他药物制剂中的作用,在药片中加入表面表面活性剂可作为乳化剂和分散剂将有效药物配制成乳剂。在药物片活性剂可起润湿分散作用，有利于片剂崩解和吸收。在制备胶囊药剂时，药物分散和囊壁材料包裹过程中也往往要利用表面活性剂。利用表面活性剂制备的胶乳诊断试剂是当今研究开发一类新型诊断药物，它具有简便、迅速、有效的特点。人们更有兴趣的是这类试剂具有免疫性检测能力。此外有些表面活性剂还能直接作为药物用于人体治疗。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.6 表面活性剂与石油化学工业,钻井化学品,钻井用化学品主要用于配制钻泥浆。美国石油学会将钻井用化学品分16个大类，其10个大类都与表面活性剂有关。泥浆中所用的消泡剂、乳化剂、杀菌剂、增粘剂、稀释分散剂、降水失水剂、润滑剂、防腐蚀剂等都与表面活性剂密切相关。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.6 表面活性剂与石油化学工业,表面活性剂用于采油过程,油田投产后需要多种化学药剂以维持正常生产和提高原油采收率，按其应用可分为驱油剂、固砂剂、堵水剂、破乳剂、乳化剂、降阻剂、缓蚀剂、粘土稳定剂、水质处理剂和酸化、压裂液等。在化学上它们分为无机物质、水溶性高分子和表面活性剂三大类，其中用量较大的是表面活性剂。表面活性剂能降低原油与亲水泥浆溶液之间的界面张力，从而使原油发生自乳化，改变油水溶液间的界面流变性，调节岩石孔的润湿性，便于石油排出。,第五章表面活性剂与工农业生产,（1）驱油剂 采油通常可分为三个阶段。第1、2次采油的原理为物理方法采油，一般只能采出约30%原油；第3次采油为强化采油，其措施是用化学方法驱油，它可使原油采收率提高到80%-85%。作驱油剂的表面活性剂的品种很多，主要有石油磺酸盐、烷基或芳基磺酸盐和硫酸盐、聚氧乙烯型非离子表面活性剂，以及表面活性剂复配物等。表面活性剂驱油 表面活性剂驱油是在油层中注入表面活性剂水溶液的采油方法，所采用的表面活性剂HLB值在8-13范围内。常用的有木质素亚硫酸盐、脂肪酸皂、有机全氟化物、石油磺酸盐、烷在基芳基磺酸盐、烷基磺酸盐等。,第五章表面活性剂与工农业生产,碱水驱油 碱水驱油是利用原油中的环烷酸类与碱作用形成具表面活性的环烷酸皂类，这种采油方法成本低，但一般还需要加入一些辅助表面活性剂和水溶性高分子才更有效。微乳状液驱油 微乳状液驱油是3次采油中一种较先进的方法，可使原油采收率提高到80%-90%。微乳状液驱油是微乳状液和水或油混溶，消除了油水间的界面张力，洗油效力极大地提高。这是提高采收率幅度最大的方法，但耗费表面活性剂量大，成本高。,第五章表面活性剂与工农业生产,（2）清蜡防蜡剂 原油流出后，由于压力和温度变化，油中石蜡会析出，堵塞输油管道。因此，需加入清蜡防蜡剂，保证正常生产，常用的清蜡防蜡剂是石油磺酸钙、烷基三甲基氯化铵、平平加、吐温等表面活性剂，它们在管壁和蜡晶上定间排列，形成极性表面层，原油析出的石蜡，便不能附着在上，达到清蜡防蜡目的。（3）降粘剂 原油粘度过高，开采运输困难，加入表面活性剂可降低粘度。原油化学降粘分为乳化降粘和润湿降在粘两种方法。,（4）油、水井化学改造剂油井堵水剂其他改造剂还有油水固沙剂，油水井增产增注措施压裂液等,第五章表面活性剂与工农业生产,5.6 表面活性剂与石油化学工业,表面活性剂用于原油破乳,原油中的盐水与油形成稳定型的乳液，其原因是原油中含有树脂、胶质等天然表面活性物质，它们吸附在水珠的表面，形成界面而生成乳液。在乳化原油中加入表面活性剂后，它能强烈地吸附于油水界面同时顶出原来的保护层，并使沥青类物质分散，原有保护膜作用减弱，有利于破乳。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.6 表面活性剂与石油化学工业,石油产品添加剂中的表面活性剂,（1）润滑油添加剂 根据其主要作用，从物理、化学概念出发可分为三大类，若干小类。改善物理性能的润滑油添加剂：包括降凝剂、粘度指数改进剂（或粘度剂）等。改善物理化学性能的润滑油添加剂：包括清净剂、分散剂、抗磨剂、磨合剂、防锈剂、抗泡剂等。改善化学性能的润滑油添加剂：包括抗氧化剂、抗腐蚀剂等。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.6 表面活性剂与石油化学工业,石油产品添加剂中的表面活性剂,（1）燃料油添加剂,所谓保护性添加剂，主要解决燃料贮运过程中的各种问题。所谓专用性添加剂，主要解决燃料燃烧或使用过程中出现的各种问题，它们是改善燃料性能或改善燃烧生成物特性的添加剂。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.7 表面活性剂在采矿、选矿和煤炭工业中的应用,用于矿山作业中除尘,矿石和煤开采、运输、粉碎等过程都有粉尘，危害工人身体健康，还可能造成爆炸和污染环境。利用含0.1%左右表面活性剂的水溶液喷洒可使粉尘润湿而沉降。常用的表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚类（OP类）或脂肪醇聚氧乙烯硫酸钠等。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.7 表面活性剂在采矿、选矿和煤炭工业中的应用,用于浮选和矿粉富集,利用矿物表面疏水/亲水的差别从矿浆中浮出矿物的富集过程称之为浮游选矿法（浮选）。浮选药剂中可分三大类：起泡剂是利用表面活性剂起泡作用，形成适合大小的泡沫，使矿粉有效地富集在空气与水的界面。捕收（集）剂是改变矿物表面的疏水性，使浮游的矿粒粘附于气泡上。捕集矿物是通过物理吸附，化学吸附或表面化学反应进行。捕收剂在采矿工业中根据颜色常称之为所谓黄药、黑药、白药等。调整剂系指抑制和活化剂。它们的作用在于对欲捕收矿粒表面的吸附分别起阻碍作用或促进作用，用以扩大不同性质矿粒浮游性的差别而达到彼此分离。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.7 表面活性剂在采矿、选矿和煤炭工业中的应用,用于水煤浆制造,将煤粉制成稳定的水煤浆再燃烧，可以良好地发挥燃料的热效能，是能源技术上的一大进步。火力发电厂、煤气制造厂以及厂矿企业的锅炉均可使用水煤浆，并可获得很大经济效益。通常水煤浆含有70-75%煤粉、35-30%水和少量添加剂。表面活性剂和水溶性聚合物作为添加剂，可以制得稳定性好、粘度低的水煤浆，并能显著提高水煤浆的煤含量和流动性，便于管道输送。,用于其他选矿方法,第五章表面活性剂与工农业生产,5.8 水泥助剂和其他建材中的表面活性剂,混凝土几乎是在各种建筑工程中都要使用的建筑材料，在混凝土料混和前后加入不大于水泥用量5%的添加剂即可使混凝土性能大大改善。目前，混凝土外加剂已逐渐成为混凝土不可缺少的组成部分，其原因在于它们能节约能源，提高混凝土建材质量以及改善混凝土的施工性能，其特点可归纳如下：,改善施工条件、减轻体力劳动强度，有利于机械化作业，要求高质量的混凝土工程可在现场完成。例如，混凝土中添加合适的减水剂，可配制泵送流态混凝土等。,第五章表面活性剂与工农业生产,减少养护时间或缩短预制构件厂的蒸养时间，使工地提早拆除模板、加速模板周转，还可以提早对预应力钢筋混凝土钢筋放张、剪筋。提高或改善混凝土质量。如引气减水剂等掺入混凝土中后，可提高混凝土的强度，增加混凝土的耐久性、密实性、抗冻性和抗渗性，并能改善混凝土的干燥收缩及徐变性能。混凝土中掺加阻锈剂，能提高混凝土中钢筋的耐腐蚀性能。减水剂等能适当地节约水而不致对混凝土质量有不利影响。复合外加剂能改善混凝土混合物拌和性能，使搅拌、捣固、成型过程中的能耗减少；避免或缩短蒸养时间，可节省能耗。,混凝土的外加剂品种繁多，通常按其功能分为六类：改善搅拌混凝土、砂浆或水泥净浆或流变性的外加剂（减水剂、引气剂、保水剂等）；调节混凝土、砂浆或水泥净浆的凝结、硬化速度的外加剂（速凝剂、早强剂、缓凝剂等）；调节混凝土、砂浆或水泥净浆的空气含量的外加剂（引气剂、加气剂、发泡剂、消泡剂等）；改善混凝土、砂浆或净浆的物理学性能或耐久性的外加剂（引气剂、抗冻剂、膨胀剂、防水剂、抗渗剂等）；增强混凝土中钢筋抗腐蚀性的外加剂（阻锈剂等）；提供混凝土、砂浆或水泥净浆特殊性能的外加剂（引气剂、着色剂、泡沫剂、脱膜剂、膨胀剂等）。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.8 水泥助剂和其他建材中的表面活性剂,第五章表面活性剂与工农业生产,5.9 造纸化学品中的表面活性剂,制浆用化学品是为使植物纤维原料成为本色或漂白纸浆的过程中所用的化学品。造纸添加剂系指在抄纸过程中为提高抄造性能，改善纸张特性所用化学品。其中，提高纸页抄造性能的添加剂称为加工助剂，改善纸张特性的添加剂称为功能性添加剂。涂布纸用涂料为含有35-75%固体物质的水状悬浮物，涂在纸张表面可改善纸页平滑度、适印性等。,制 浆,打 浆,抄 纸,涂 布,纸,纸的形成,制 浆,由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的过程。主要可分为机械法、化学法和化学机械法，分别制得机械纸浆、化学纸浆和化学机械纸浆。,打 浆,是利用机械作用处理悬浮于水中的纸浆纤维，使其具有适应在造纸机上生产所要求的特性，并使所生产的纸张能达到预期质量的操作过程。,涂 布,将糊状聚合物、熔融态聚合物或聚合物熔液涂布于纸、布、塑料薄膜上制得复合材料(膜)的方法。,抄 纸,纤维悬浮液,、污染严重：造纸工业废水是我国最大的工业污染之一，每年造纸中段水的排放量30多亿m3，相当于全国废水排放总量的1/6；、用水量大：我国 造纸企业一般为200300 m3/t，用水少的为100150 m3/t。世界上最低纪录：50 m3/t。,存在的问题：,第五章表面活性剂与工农业生产,5.9 造纸化学品中的表面活性剂,在制纸浆过程中，能辅助蒸煮剂提高蒸煮效率的化学药品。可加快脱木素速度，缩短蒸煮时间，制浆速度快，耗能小，碱和漂白化学品用量小，纤维得率高，减少废液负荷，环境污染小。无臭。,蒸煮助剂,主要的无机蒸煮助剂,多硫化钠,亚硫酸钠,硼氢化钠,连二亚硫酸钠,主要的有机蒸煮助剂,蒽醌及其衍生物,硝基蒽醌,漂白助剂,通过各种浆料方法生产出来的浆料，由于浆料中存在木素和其他有色物质，故都呈褐色至淡黄色不等。蒸煮或磨碎后没有经过漂白的浆料称为本色浆，若生产色泽洁白的纸或色纸，必须漂白。漂白过程中，尽量除去色素的同时，还应尽量减少漂白时对纤维素和半纤维素的损伤，以生产出质量好、白度稳定的浆料。,废纸脱墨剂,再生纸是以废纸做原料，将其打碎、去色制浆经过多种工序加工生产出来的纸张。其原料的80%来源于回收的废纸，因而被誉为低能耗、轻污染的环保型用纸。城市废纸多种多样，以不同类别的废纸为原料再制成不同的再生复印纸、再生包装纸等。,废液治理剂,絮凝剂,生物处理剂,1 荧光增白剂2阻燃剂3毛毯清洗剂4分散松香乳化剂,5抗静电剂6柔软剂7再湿剂、渗透剂8微胶囊,第五章表面活性剂与工农业生产,5.10 皮革工业及表面活性剂的应用,裸皮加工成皮革要经过鞣制准备、鞣制、加脂和涂饰等工序。,通常用于皮革鞣制的鞣剂有金属鞣剂、植物鞣剂和合成鞣剂三大类。,表面活性剂在皮革生产中的主要作用包括增溶、乳化、润湿、渗透、发泡、消泡、洗涤、匀染和固色等。在各工序中，对其作用要求不同。如在浸水中，主要要求它起润湿和渗透作用；脱脂中，要求它起乳化、润湿和渗透作用；去污中要求它有良好的增溶作用；染色中要求它有良好的扩散、渗透和泡沫作用；加脂中要求它有良好的乳化性等。所以，在各个工序中所使用的表面活性剂也不同。,一、皮革加工的主要工序,鲜皮,浸水,浸灰,脱脂,染色,鞣制,真皮,酶软,加脂,涂饰,皮革,浸水：是利用生皮充水的膨胀作用，使防腐处理过的原皮重新充水，尽量使原皮接近鲜皮状态。同时，除去生皮上的污物；使生皮中的可溶性蛋白质大部分溶于水中。,脱毛：将表皮和毛针出去，使粒面裸露，使制成革光滑美观。浸灰：使纤维间质溶解，皮内脂肪皂化，皮内纤维组织结构松散、分开、使皮膨胀,脱脂：是除去原料皮中所含的大量脂类。脂类不除掉，将严重影响成革的质量。脱脂方法除需要将原料皮削肉，尽量削尽皮下脂肪外，还必须采用化学的方法脱脂。常用的方法有 皂化法 乳化法 溶剂法,1910年1949年，建立起最早具有现代气息的一批制革厂，主要鞣法是硝面鞣法、烟熏、植鞣等传统鞣法。1949年1989年，私有向国营转化的恢复发展提高阶段，技术手段、产量大大提高，铬鞣法成为轻革鞣制的主流。1990年至今，国营向民营企业、三资企业转换的迅猛发展阶段，出口不断增长、企业规模不断加大、机械化程度不断提高。,我国现代制革的起步较晚，只是近百年的事情，但目前已成为世界公认的制革大国，大体经了以下几个阶段,我国制革业现状,我国是公认的制革大国皮革及其制品的产量不断增长2005年规模以上企业5800多家，工业总产值3118亿元猪和羊轻革世界第一，牛轻革世界第三。2006年全球皮革总需求量约为1.0亿平方米，相当于3亿张牛皮（标准皮）的产量，我国皮革产量折合标准皮近7000万张每年产鞋近60亿双，占世界鞋类总产量的一半以上，皮衣和皮具综合产量居世界之首。,我国制革业现状,我国是公认的制革大国皮革工业的出口创汇不断增加2005年皮革、毛皮及制品行业进出口总值368亿美元，其中：出口额达327亿美元皮革工业的出口创 在轻工行业中居第一位，按单项产品计，皮革及制品的出口创汇居全国各行业的第4位我国皮革工业目前已形成了门类齐全的研究开发、工业生产和教育的体系包括制革、毛皮、皮鞋、皮件四个主体行业皮革化工、皮革机械、皮革五金及鞋用材料四个配套行业皮革化学与工程高等教育逐渐发展,我国制革业现状,我国是公认的制革大国,我国制革业现状,我国远不是制革强国缺乏科技创新意识，科技投入少；没有现代化的产品设计体系，只能跟着别人后面走；产品质量较差，品牌、名牌意识淡薄；缺乏现代营销理念，国际市场开拓能力差；制革行业，尚存在原料皮质量差、数量不足、环保治理任务繁重等问题，影响皮革工业可持续发展；皮革化工及辅助材料与国际水平差距大。,我国制革业现状,我国制革业现状,我国当前皮革工业面临的主要问题环境保护的压力不断加大成本提高，利润降低基础研究相对弱化粗放的增长方式及低水平扩张的倾向影响了行业的核心竞争力皮革行业在“十五”期间发展速度过快，出口依存度偏高，加大了行业的经营风险,加脂剂,染 料,鞣制剂,主要皮革化学品,皮革鞣制剂,1.鞣制：把生皮转变成革的质变过程称为鞣制2.鞣剂：使生皮转变成革发生质变所用的基本物质称为鞣剂3.鞣法：铬鞣法、铝鞣法、植鞣法，以此类推,鞣制剂的作用,形成RCOOH、RNH2，增加了生皮蛋白质中活性基的数目，这些活性基团都能透入鞣革配合物内取代不稳定配体，如H2O等，与中心离子配位发生交联改性的鞣制作用，这就是鞣制原理。配位键、电价键、氢键、分子间的作用力、范德华力。,鞣制剂的作用,鞣制剂的作用,鞣制剂将浸灰、浸酸、软化等化学作用打断、打开的键又交联缝合起来了，这就是鞣制机理。由于这种交联缝合作用，才使胶原的性质发生了本质的变化：胶原结构更加稳定，耐湿热稳定性提高，不腐烂变质，具有一定的成型性、多孔性、挠曲性和柔软丰满弹性等。,这些有机鞣剂，除植物鞣剂外，一般只用于结合鞣，多用在预鞣和复鞣，也用于中和、染色、漂洗、填充等工序。,皮革助鞣剂,制革工业中，为了减少铬鞣剂的用量，研究辅型性的鞣剂或取代鞣剂，提高铬的利用率，减少铬废水污染，是国内外研究工作者们关心的的热点！,鞣制化学研究现状及发展 研究鞣革配合物的水解配聚性、配位键性能、分子大小、电荷性能，确定各鞣剂的组成结构，弄清各种鞣剂的结构，与鞣革性能的关系，在此基础上进一步对鞣剂进行改性，研制出鞣革性能优良、少污染、无污染的优质新型鞣剂。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.11 表面活性剂在纺织物工业中的应用,在纺织物原料预处理中的应用 天然纤维在纺织前，纤维上的蜡脂、果胶、棉籽壳等杂质需清除。供清除用的洗涤剂主要是各类表面活性剂的混合物。阴离子表面活性剂有肥皂、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、烷基聚乙二醇醚硫酸盐；也可使用二烷基磷酸酯及单烷基磷酸酯等。非离子表面活性剂有烷基聚乙二醇醚、烷基酚聚乙二醇醚以及环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物等。棉花外观欠佳要用碱煮炼及漂白等。在这些预处理中都要采用耐碱的、而且最好是低泡的润湿剂，例如牛磺酸盐、烷基磷酸酯及短链烷基乙二醇醚。漂白处理要求润湿剂不仅能耐碱，而且能耐酸，常采用烷烃磺酸盐和烷基芳基磺酸盐及与非离子表面活性剂的复配物。毛类原料也含很多杂质，如羊毛中的杂质有羊毛脂、羊汗、泥土等，常用肥皂、等洗涤剂。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.11 表面活性剂在纺织物工业中的应用,在纺丝、织造中的应用 由纤维变为纺织品要经过牵伸、纺纱、加捻、卷曲、络筒、织造、针织等工序。在这些过程中改善工艺和优化产品质量都要用表面活性剂。因为纺织原料与机器之间存在摩擦力，由此产生的静电必须加以防止。以矿物油、天然或合成油脂，硫酸化油及聚乙二醇配制的型乳状液可以用作纺丝油剂。这类产品中添加的乳化剂有烷烃磺酸盐、烷基硫酸盐、脂肪醇乙氧基化物、脂肪酸、脂肪胺及脂肪酰胺等。除此之外，添加的抗静电剂也是表面活性剂。纺织工业中适用的抗静电剂有：硫酸化或磺化油脂的碱金属或铵盐，烷基硫酸盐或磺酸盐，以及脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪酸酰胺或脂肪胺等的聚氧乙烯醚。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.11 表面活性剂在纺织物工业中的应用,在纺织物印染及后整理中的应用 纺织品染色要应用表面活性剂。为了使染料能均匀地分散于给定的配方中，除了常用的溶剂（乙醇、乙二醇等）及水助溶剂外，还要添加磺化脂肪酸酯、烷基芳基磺酸盐、脂肪醇聚乙二醇醚、脂肪胺聚乙二醇醚等表面活性剂。匀染剂可解决染料对织物亲和力的差异，还可使由设备引起的染色不均匀等问题得到改善。匀染剂可分为亲纤维的或亲染料两类，染色工序中利用不同匀染剂控制染色过程，例如将纤维的活性中心保护起来（亲纤维），或者由助剂与染料形成一种暂时加成物（亲染料），这样就能使染色过程缓慢，直至得到更加均匀的染色。亲纤维的产品有硫酸化油，烷基硫酸盐，苯基磺酸盐。适于亲酸性染料及金属络合染料产品有脂肪胺聚乙二醇醚。织物经洗涤、染色及漂白等过程，其表面都会变得粗糙。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.12 表面活性剂在农、林、牧业中的应用,用于农药剂型的配制 为了安全、经济、有效地使用农药，通常将少量的原药分散于水等分散相中，将农药制成乳剂、水剂、粉剂等不同剂型，便于大面积喷洒，并使农药能在作用对象上均匀施布。农药的原药除少数具水溶性或挥发性可直接用水或空气作分散剂，绝大多数农药须加入表面活性剂作为分散剂、乳化剂、润湿剂、消泡剂等，有关内容将在农药章详细介绍。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.12 表面活性剂在农、林、牧业中的应用,用于防止化肥和土壤结块 为了防止化肥在贮存、运输中结块，以及有利于化肥分散于土壤中，常在生产过程中加入表面活性剂如脂肪酸氧乙烯醚、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐等表面活性剂。利用表面活性剂合成的乳胶或将沥青、石油树脂乳化得到的聚合物乳液散布于土壤表层，能使土壤粒子固结以防止风雨侵蚀土壤，有利绿化工程，发展农村牧业。这类乳胶液不得对植物发芽生长有不良影响，它们的不同配方、用量、使用方法对土壤的渗透性、地温和土壤水分的保持性均有影响。用于绿化工程通常是醋酸乙烯、丙酸酯、顺丁烯二酸酯和乙烯的共聚物。非离子、阴离子的表面活性剂作乳化剂，聚乙烯醇和纤维素醚作保护胶体，用微量过硫酸钾或铵、过氧化氢引发聚合成均聚物或共聚物。使用时常添加草籽、肥料、纤维物质、脲醛树脂的发泡体、膨润土等，起到保土、保水、防冻、赋予土壤通风等作用。,第五章表面活性剂与工农业生产,5.12 表面活性剂在农、林、牧业中的应用,用于制造控制释放化肥中 农业生产中最常用的氮肥（如尿素、碳铵、硫铵等）都是水溶性的，如果施用不当会造成减产，肥料利用率降低，甚至引起烧苗，多余的造成减产，肥料还会随雨水或灌溉水流入河中，污染水源。如果施用量少，又不能满足作物整个生育期的需要，必须分次追肥，花费劳力，作物封行以后追肥又很困难，因此，提出了长效肥的设想，即把速效性化肥变成缓效性，让养分缓慢地释放出来，减少挥发、淋失和反硝化损失。即使一次施肥量很高，也不致烧伤作物和肥料流失而引起环境污染。一次性施肥代替分次追肥，可以节约大量劳力。,第五章表面活性剂与工农业生产,国内外研究开发的长效肥可归纳为几种主要类型：化学合成缓溶性有机氮肥，主要是脲醛肥料（如脲甲醛，脲乙醛，异丁叉二脲等）；包膜肥料，用硫磺、石蜡、沥青、高分子材料等成膜物质包住水溶性颗粒肥料（如硫磺包膜尿素，以钙镁磷肥包膜碳铵和尿素）；化学合成缓溶性无机肥料（如磷酸镁铵）；以天然有机质为基体的氨化肥料（如氨化泥炭、氨化褐煤等）。,5.12 表面活性剂在农、林、牧业中的应用,