表面活性剂的应用进展

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1、高等分离工程综述表面活性剂的应用进展综述化学工程2012708009孙德坡摘要表面活性剂是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。表面活性剂的特殊分子结构，所具有的的特殊物理化学性质，使其在纺织印染、石油开采、环境保护、中药成分提取、农业生产、日用化学品、金属防腐蚀、分离技术、食品添加剂等各个领域都有极大的应用。另外，近年来随着新型表面活性剂的研究的深入，新型表面活性在生命科学、能源科学、信息材料以及许多现代高新技术领域中发挥着重要作用。关键词表面活性剂应用1前言表面活性剂素有“工业味精”的美称。表面活性剂分子在溶液中和界面上可以自组装形

2、成具有超分子结构的分子有序组合体，属于微观与宏观之间的介观世界。表面活性剂是在浓度很低时就能显著降低溶剂的表面张力的物质。表面活性剂具有特殊的分子结构，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、氨基等，或是羟基、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。表面活性剂有润湿、铺展、杀菌、起泡、乳化、增溶、分散和洗涤等重要功能。表面活性剂最初用于洗涤，而进入20世纪以来，随着清洁标注的提高和洗涤习惯的发展，表面活性剂市场以惊人的速度在成长。20世纪30-40年代，表面活性剂的非洗涤剂工业应用开始进入了早期快速发展时期，随后逐

3、渐发展成为在纺织印染、石油开采、环境保护、中药成分提取、农业生产、日用化学品、金属防腐蚀、分离技术、食品添加剂等各个传统领域有的极大的应用，甚至随着新型表面活性剂的研究深入，在生命科学、能源科学、信息材料以及许多现代高新技术领域中发挥着重要作用。2表面活性剂在传统领域的应用2.1纺织印染[1]表面活性剂的分散、润湿、乳化、泡沫、增溶、洗涤、抗静电等性能对纺织印染加工十分重要。纺织印染工业原料包括棉、麻、丝、毛等天然纤维及合成纤维。为了提高织物的各项性能和质量，需要加入各种辅助化学助剂。织物纺织行业中用到的表面活性剂品种已达到3000多种，主要应用于前处理助剂、印染助剂及后整理

4、助剂中。7高等分离工程综述表面活性剂不同阶段有不同的作用。在原材料前处理，如棉布的退浆和煮练、羊毛的脱脂和洗呢、生丝的脱胶、合成纤维的脱油、织物染色和印花后清除未固色的燃料等工序，都需要使用洗净剂；在印染阶段，为防止染色不均匀或染斑，需要加入匀染剂；为了提高染色的湿牢度，通常在染色后使用助剂进行固色处理，使用固色剂；在后整理阶段为了使织物具有持久的爽滑柔软手感，需要使用柔软剂；为了使各种物理乳化方法容易进行，使乳液的稳定性提高，使用的乳化剂；为消除或防止纺织过程中各工序中产生的静电和在织物整理工序时或使用过程中的静电，使用抗静电剂。2.2石油开采[2][3][4]石油开采过程

5、分一次采油、二次采油和三次采油。一次、二次采油均为物理方法采油，通常可采出30%-40%的原油，三次采油通过强化采油措施，可使原油采收率提高到80%-85%。为了缓解能源危机，三次采油在石油生产中相当重要。三次采油是化学驱，而表面活性剂在化学驱中占有绝对重要地位。三次采油中阴离子型表面活性剂应用最为普遍，其中以石油磺酸盐和烷基苯磺酸盐为最多；非离子表面活性剂常与磺酸盐类表面活性剂复配使用，可提高磺酸盐表面活性剂抗二价阳离子能力；Gemini型表面活性剂与其他表面活性剂复配使用在三次采油中表现出优异的性能。表面活性剂通过增溶、润湿、起泡消泡、分散凝絮等作用，溶解原油并有效地冲洗

6、掉粘附于地层表面的原油、改变岩石表面的润湿性、对非均质油藏的驱油、表面活性剂的循环使用等明显的提高了石油开采的的采油率。2.3环境保护[5][6]近年来，环境问题日益突出，人们的生活逐渐被环境污染问题所包围。造成环境污染主要原因之一是工业生产中对“三废”的处理不能满足需求或代价太高。表面活性剂应用和超滤相结合的胶团强化超滤技术(MEUF)，可以有效地去除工业废水中的低浓度金属离子和溶解性小分子有机物，该方法能耗低，工艺简便，有较好的应用前景。在污水处理过程中产生的沉淀物质以及从污水表面漂出的浮沫中所得的残渣称为污泥。污泥是一种天然有机肥，其中不但含大量有机物，同时还含有大量能

7、够促进农作物生长的氮、磷、钾及其他微量元素。但是污泥中含有大量的病原微生物、寄生虫及铜、锌、镉、镍、铅、汞等重金属，因此科学合理的去除或降低其中的有害物质，减少其负效应而充分发挥其正效应,使污泥回归于自然环境,减少对环境的恶化。在污泥中添加低浓度Tween-80可以促进微生物降解污泥中有机质，并促进污泥中重金属的解离。高浓度的TritonX-100能较好的分解污泥中Zn、Cd。2.4中药成分的提取[7]7高等分离工程综述国内外提取中草药化学成分的方法主要采用热提取法(煎煮法，回流提取法)和浸泡提取法(渗