表面活性剂的研究与进展毕业论文.doc
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1、 毕业论文论文题目:表面活性剂的研究与进展姓 名: 所属系部 化学工程系专 业: 精细化学品生产技术指导教师: 班 级 精化921学 号 完成日期 2012/3/26 2012年03月26日摘 要表面活性剂是重要的工业助剂,素有 工业味精之称。表面活性剂具有既亲水,又亲油,但又不是整体亲水或亲油的特性,依靠这种独特的两亲性结构而具有降低表面张力、起泡、乳化、分散、润湿、增溶、渗透、抗静电等性能,在各种工业和消费者应用中有重要的地位,目前已被广泛应用于洗涤、制药、食品、化妆品、石油化工、纺织、金属加工等领域。本文主要阐述了表面活性剂的性质、分类及其在各个领域的应用,同时也对表面活性剂的发展趋势作
2、了展望。关键词:表面活性剂;研究;进展Abstract Surfactant, an important kind of industrial additives, is called as industrial monosodium glutamate. surfactant has both hydrophilicity and lipophilicity, but not the overall hydrophilic or lipophilic properties. relying on this unique amphiphilic structure with lower sur
3、face tension, foaming, emulsifying, dispersing, wetting, solubilizing, permeability, static and other properties, surfactants has an important role in various industries and consumer applications.recently,surfactant is widely used in the field such as detergent, pharmaceutical industry, food, cosmet
4、ic, petroleum and chemical industry, textile pharmaceutical industry and metalworking. this article mainly describes the property, categorization and application of the surfactant,the development of surfactant is also forecasted. Key Words: surfactant;research;categorization目 录第1章 前 言11.1表面活性剂的作用11.
5、1.1增溶11.1.2乳化作用21.1.3润湿作用21.1.4助悬作用21.1.5消毒杀菌31.1.6去垢、洗涤作用3第2章 表面活性剂的进展42.1 表面活性剂的研究进展42.1.1功能性表面活性剂有新进展42.1.2表面活性剂凝胶(Surfactant Gels)42.1.3蠕虫状束(Worm-Like Micelles)4第3章 表面活性剂的应用53.1高分子表面活性剂53.2Gemini表面活性剂53.3生物表面活性剂53.4在制革工业上的应用63.4.1浸水63.4.2脱脂63.4.3浸灰63.5在资源加工中应用73.5.1矿物浮选73.5.2织物的防水与防油73.5.3金属的防锈7
6、3.6在电镀工艺中的应用83.6.1在电镀预处理中的应用83.6.2在电镀工艺中的应用83.7在农业中的应用83.7.1表面活性剂对植物叶面气孔和蜡质层的影响83.7.2叶面微肥的制备83.7.3农药制剂加工93.7.4表面活性剂对农药使用效果的影响9 第1章 前 言表面活性剂(surfactant),是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为憎水基团;亲水基团常为极性的基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等;而憎水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。表面活性剂
7、分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。传统观念上认为,表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表(界)面张力的物质。随着对表面活性剂研究的深入,目前一般认为只要在较低浓度下能显著改变表(界)面性质或与此相关、由此派生的性质的物质,都可以划归表面活性剂范畴。 无论何种表面活性剂,其分子结构均由两部分构成。分子的一端为非极亲油的疏水基,有时也称为亲油基;分子的另一端为极性亲水的亲水基,有时也称为疏油基或形象地称为亲水头。两类结构与性能截然相反的分子碎片或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,便又不是整体亲水或亲油的
8、特性。表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”(amphiphilic structure),表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。 根据所需要的性质和具体应用场合不同,有时要求表面活性剂具有不同的亲水亲油结构和相对密度。通过变换亲水基或亲油基种类、所占份额及在分子结构中的位置,可以达到所需亲水亲油平衡的目的。经过多年研究和生产,已派生出许多表面活性剂种类,每一种类又包含众多品种,给识别和挑选某个具体品种带来困难。因此,必须对成千上万种表面活性剂作一科学分类,才有利于进一步研究和生产新品种,并为筛选、应用表面活性剂提供便利。花生本身是高能、高蛋白和高脂类的植物性食物,不含胆固醇和反式
9、脂肪酸。花生集营养、保健和防病功能与一身,具有很高的营养价值。据测定花生果内脂肪含量为44%-45%,蛋白质含量为24%-36%,含糖量为20%左右。并含有硫胺素、核黄素、尼克酸等多种维生素。矿物质含量也很丰富,特别是含有人体必须的氨基酸,有促进脑细胞发育1.1表面活性剂的作用1.1.1增溶要求:CCMC ( HLB1318) 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。非极性有机物如苯在水中溶解度很小, 加入油酸钠等表面活性剂后, 苯在水中的溶解度大大增加, 这称为增溶作用。増溶作用只有在表面活性
10、剂的浓度高于cmc(临界胶束浓度)时,才能明显表示出来,所以说增溶作用与表面活性剂在水溶液中产生胶束有密切关系。増溶是使本来不溶于水的物质溶入表面活性剂胶束中的一种现象。增溶量增加将使胶束的体积增大,胶束的数目增多亦会增加溶量,因为在cmc以上,表面活性剂的浓度越高,生成的胶束数目越多,能増溶于胶束的微溶或不溶物质也越多,增溶作用越强。增溶作用与普通的溶解概念是不同的, 增溶的苯不是均匀分散在水中, 而是分散在油酸根分子形成的胶束中。经X射线衍射证实, 增溶后各种胶束都有不同程度的增大, 而整个溶液的的依数性变化不大。1.1.2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
11、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 1.1.3润湿作用要求:HLB:7-9。 表面活性剂可以降低液体表面张力, 改变接触角的大小, 从而达到所需的目的。如果要制造防水材料, 就要在表面涂憎水的表面活性剂, 使接触角大于90。 表面活性剂分子是两亲分子, 能对界面的润湿性能产生显著影响
12、。由于表面活性剂的分子结构不同, 在界面上的吸附速度和溶液表面张力的降低速度和程度也各不相同。溶液对植物的润湿作用和附着能力与溶液的表面张力及其变化、植物表面的性质、液滴的大小等有关。因此, 表面活性剂的结构不同, 对植物的润湿作用也有所不同。例如植物叶面带有均匀光滑的蜡质层, 纯水在叶面上易形成小水珠, 粘附不牢, 无法润湿。如果在水中加入一定量的表面活性剂, 则其附着和润湿作用就会有所改善。表面活性剂溶液的表面张力、吸附速度以及在固体界面上的润湿作用已有一些报道1.1.4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
13、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; 1.1.5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; 1.1.6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。 第2章 表面活性剂的进展2.1 表面活性剂的研究进展 随着世界经济的发展以及科学技术领域的开拓,作为工业“味精”的表面活性剂的发展更为迅猛。其应用领域从日用化学工业发展到石油
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