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非离子表面活性剂
来源: | 作者:pmo1fe6cc | 发布时间: 2586天前 | 11423 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ ▶ | 分享到:
     非离子表面活性剂是指分子溶于水后不发生电离的一类表面活性剂，第二次世界大战前，由德国IG公司首先研制成功，商品名有Igepol、Leonil及Emulphor等。按其亲水基不同，主要分为聚氧乙烯型和多元醇型两大类。 ①聚氧乙烯型：通式为RO(CH2CH2O)nH，是由含有活泼氢原子的化合物和环氧乙烷反应制备。工业上常用的含有活泼氢的化合物有脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺、脂肪酰胺、多元醇、脂肪酸酯、油脂、山梨醇等。市售的非离子型表面活性剂以脂肪醇和烷基酚的环氧乙烷加成物最多。聚氧乙烯型表面活性剂大多溶于水，其应用范围极广，作为洗涤剂、渗透剂、匀染剂、乳化剂等应用于许多工业部门。 ②多元醇型： 由含有多个羟基的化合物与脂肪酸作用生成的酯或酰胺类化合物。多元醇型非离子表面活性剂安全性高，对皮肤刺激性小，因此除用作纤维的油剂和柔软剂外，还用于食品工业、医药工业及化妆品工业作乳化剂和分散剂。 非离子型表面活性剂稳定性高，不易受酸碱和强电解质的影响，与阴、阳离子型表面活性剂或两性表面活性剂有很好相容性，可复配使用。 非离子型表面活性剂在溶液中不是离子状态，所以稳定性高，不易受强电解质无机盐类的影响，也不易受酸、碱的影响;它与其他类型表面活性剂的相容性好，在水及有机溶剂中皆有较好的溶解性能(视结构的不同而有所差别)。 这类表面活性剂虽在水中不电离，但有亲水基(如氧乙烯基-CH2CH2O-、醚基-O-、羟基-OH或酰胺基-CONH2等)，也有亲油基(如烃基—R)。亲水基团和亲油基团可分别与无机填料和高聚物基料发生相互作用，加强二者的联系，从而增进二者之间的相容性，二极性基团之间的柔性碳链起增塑润滑作用，赋予体系韧性和流动性，使体系黏度下降，从而改善复合材料的加工性能。 非离子表面活性剂的水溶液起泡力差，泡沫也不稳定。这是由于非离子表面活性剂每个分子有较大的表面积和在泡沫的界面不带电荷的缘故。聚氧乙烯链长和相对分子质量分布，亲油基的链长和支链存在，聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的存在都对非离子表面活性剂的泡沫有较大的影响。由于分子结构中有极性部分和非极性部分，所以有表面活性。这类活性剂还可分为酯型(如聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯)、醚型(如聚氧乙烯烷基醇醚、聚氧乙烯烷基苯酚醚)、胺型(如聚氧乙烯脂肪胺)、酰胺型(如聚氧乙烯烷基酰胺)和混合型(如山梨糖醇酐脂肪酸酯聚氧乙烯醚)等几类。在采油中主要用于起泡、乳化、防蜡、缓蚀、缓速、油井增产、水井增注、提高油层采收率等。


非离子表面活性剂的特点和应用 
    表面活性剂是衡量一个国家化工水平的重要指标，作为世界第二大表面活性剂生产国，目前国内市场上表面活性剂的种类较多。主要针对非离子表面活性剂进行了阐述，对当前应用范围较广的集中非离子表面活性剂的特点和实践应用进行了分析。  
    目前，生产领域应用较多的是非离子表面活性剂，原因就在于与阴离子、阳离子表面活性剂相比，非离子表面活性剂的乳化能力、润湿能力、洗涤能力更强。但其成本较高的缺陷也是不容忽视的。鉴于当前市场上种类、性能不同的阴离子表面活性剂较多，因此，对市场上一些实用价值较高的阴离子表面活性剂的特点和实践应用进行分析是十分必要的。 
   1、 阴离子表面活性剂的特点 
   1.1 聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂 
   目前，市场上功能较强、性价比较高的聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂主要有伯醇聚氧乙烯醚（AEO）、中醇聚氧乙烯醚（SEO）、支链化异构格尔伯特醇醚（ISO-AEO）、烷基苯酚聚氧乙烯醚（APEO）四种，这四种非离子表面活性剂各有优势。其中，AEO具有起泡性较低、分散能力较强、亲水性随着EO含量的增加而提高的特点，成为了发展最快的非离子表面活性剂，但其缺点也比较明显，即在水溶液中黏度较高，极易生成胶凝体，因此一般会通过添加山梨醇、乙二醇的方式解决。对比AEO，另外三种非离子表面活性剂虽然特点不够突出，但是缺陷也不是很明显，并且因生产成本较低的缘故，也饱受青睐。比如SEO、ISO-AEO、APEO都具有高流动性、低黏度、低倾点、窄凝胶分布、高渗透性能等特点，其对皮肤的刺激性低于AEO也是这三类非离子表面活性剂的优点之一。 
    1.2 多元醇酯类非离子表面活性剂
    多元醇酯类非离子表面活性剂的基本生产原理是由多元醇与脂肪酸直接酯化反应，该类表面活性剂一般不具有净洗功能，但是其独有的特性导致其在一些特殊生产领域中应用比较广泛。比如甘油酯因HLB较低的缘故，在水中基本不会出现溶解的现象，因此，往往被用于食品乳化剂和添加剂中，而基于甘油酯生产的三甘油酯也被广泛地用于香料保香和化妆品生产中；将蔗糖中的多元羟基与月桂酸、棕榈酸等脂化得到的甘糖酯因具有无味、无毒的特点被用于食品和医药生产领域。 
     1.3酰胺类非离子表面活性剂
    酰胺类非离子表面活性剂主要有烷基醇胺6501和氧化铵两种，两种表面活性剂各有特点。其中，烷基醇胺6501的特点主要是没有浊点，能使水溶液变稠，起泡性和泡沫稳定性也较好，因此，常被用作增泡剂和稳定剂生产。此外，由于烷基醇胺6501是由脂肪酸和乙醇胺按照一定的比例生产的，比例的不同该表面活性剂的性能也存在一定的差别，极大地增加了其应用空间。而氧化胺属于典型的极性表面活性剂，只有在固定的环境下才能够发挥效果。一般而言，只有在中性或碱性的条件下才能使用，当然其所具有的几乎完全不会溶于水的特点决定了该表面活性剂成为沐浴露等日化产品生产不可或缺的一部分。 
    2、非离子表面活性剂在实践中的应用 
    2.1 在皮革生产中的应用 
    皮革生产对于非离子表面活性剂的需求量并不是很大，但是非离子表面活性剂对提高皮革质量具有十分重要的意义。皮革生产包括前处理、鞣制、加脂、染色、涂饰等诸多环节，其中，非离子表面活性剂主要被应用于鞣制和加脂环节中，在实践中常常为借助非离子表面活性剂中的聚氧乙烯醚类表面活性剂来赋予皮革更好的手感，使得最终生产出的皮革显得更加光滑，颜色更加鲜明。 
    2.2 在煤炭生产中的应用 
    非离子表面活性在煤炭生产中的应用主要取决于煤炭质量。我国煤炭普遍存在的灰分含量大、湿度大的问题决定了非离子表面活性剂是煤炭生产不可或缺的化工原料。在生产中常常会采用浮选的方式，即向媒浆中注入空气，再通过添加一定表面活性剂的方式来使得煤块表面形成一层疏水性薄膜，如此一来较为细小的煤炭颗粒就会与起泡粘连在一起，上浮到煤浆表面，进而获得高纯度的精煤。在煤炭生产中主要使用的是多元醇酯类等HLB值较低的非离子表面活性剂。 
    2.3 在纺织生产中的应用 非离子表面活性剂在纺织生产中的应用是随着各种新型纤维的出现而出现的，传统的纺织生产并不需要使用表面活性剂，而复合纤维、异形纤维、超细纤维等材料则需要使用非离子表面活性剂来帮助产品进行增湿、增效、匀染。 具体而言，非离子表面活性剂主要应用于纺织生产中的退浆、精炼、染色等环节。其中，在退浆环节中主要采用通用的非离子表面活性剂来生产相关的润湿剂和退浆剂，比如渗透剂JFC等；在精练环节中，则主要利用非离子表面活性剂的乳化、洗净等功能来清除产品上的各种杂质。这一环节中基本不会使用多元醇酯类等不具有净洗功能的表面活性剂。在染色环节中，主要是利用非离子表面活性剂的非离子特点与阴离子、阳离子型染料混合使用。 
    2.4 在医药生产中的应用 
    除个别特殊的非离子表面活性剂，比如氧化胺等之外，大部分非离子表面活性都具有在水中呈解离状态的特性，再加上其毒性和溶血作用较小的缘故，因此，作为乳化剂、抗氧剂、抗凝剂等被广泛地应用于医药生中。比如，将聚乙烯二醇甘油作为片剂的粘合剂，将聚氧乙烯脂肪醇作为片剂的润滑剂等；非离子型表面活性剂失水山梨醇聚环氧乙烷型及聚环氧乙烷和聚环氧丙烷嵌段共聚物等，可作位静脉注射用液的乳化剂等。
    表面活性剂一直都有着“工业味精”之称，我国的表面活性剂生产起步于20世纪50年代，经过半个多世纪的发展，我国已经跃居世界第二大表面活性剂生产国。但是在市场上我国的表面活性剂仅仅依靠产量而不是质量赢取市场，市场上种类繁多的表面活性剂更是给生产者带来了极大的困扰。因此，本文对当前应用范围比较广泛的非离子表面活性剂进行了探讨，对市场上一些功能、性价比较高的非离子表面活性剂的特点以及在生产中的应用进行了梳理，以期对生产者、表面活性剂的开发和研究提供一定的借鉴。