特殊类型表面活性剂

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1、特殊类型表面活性剂特殊类型表面活性剂Gemini表面活性剂生物表面活性剂元素表面活性剂高分子表面活性剂Gemini表面活性剂表面活性剂双座子表面活性剂是一类创新结构的表面活性剂。它的结构中含有两个相同的亲油基和两个相同的亲水基，连接方式是一个长烷基、一个离子基团、一个间隔基团、另一个长链烷基、另一个离子基团。间隔基亲水基亲水基疏水基疏水基形式上像是两个相同的单链表面活性剂由一个间隔基团联结而成，形状如同连体孪生婴儿，英文名为Surfactants（双子座）。国际国际Gemini研究成果研究成果确立了Gemini分子结构特征，是由两个或两个以上亲水基团和两个（或两个以上）疏水基团及一个间隔基团联

2、结而成。从分子结构上揭示了Gemini表面活性剂具有高表面活性，并具有很低的Krafft点和良好的水溶性，决定了在表面活性剂家族中特殊地位，正成为21世纪胶体和界面科学领域地研究焦点。自1991年提出Gemini表面活性剂概念后，研究工作逐步展开，大量新产品的报道出现在1993年以后。Gemini 合成路线主要为四种：一是由二环氧化物联结的双烷基双阴离子亲水型表面活性剂；二是由酒石酸联结的双烷基双阴离子亲水型表面活性剂；三是由双烷基双非离子型Gemini表面活性剂；四是双烷基双阳离子季铵盐（间隔基可以是刚性、柔性或带支链的）Gemini表面活性剂。国内研究国内研究1997年，华东理式大学肖进新

3、首先发表了孪连表面活性剂的综述。 （肖进新,罗妙宣.孪连表面活性剂J.自然杂志,1997,19(6):335-338）1999年赵剑曦发表了新一代表面活性剂Gemini突破综述论文，对Gemini的概念和优异性能进行了阐述。 （赵剑曦.新一代表面活性剂：GeminisJ.化学进展,1999,11(4):348-357）2000年以来，有关Gemini的合成、性质及应用的研究报道开始增加。2002年华东理工大学的双烷链阳离子表面活性剂成功申报国家自然科学基金，得到资助。国外Gemini合成、特性、应用方面的研究已经有一定的基础。国内Gemini的研究工作尚处于起步阶段。大部分围绕阳离子Gemin

4、i合成展开。工业化产品 少，刚开发的是双烷二苯基醚双磺酸盐系列。制约Gemini表面活性剂大量应用的主要原因是成本高。开发高表面活性、低成本的环境友好型Gemini成为重要的研究方向。Gemini表面活性剂的结构分类表面活性剂的结构分类l根据Gemini表面活性剂有极性头的亲水性质不同分类如下：Gemini表面活性剂阴离子型阳离子型两性离子型非离子型羧酸盐型硫酸盐型磺酸盐型磷酸盐型亚烷基链联结型醇醚键联结型多种基团联结型氨基酸型聚氧乙烯型糖基型直链型环型Gemini表面活性剂的性能特征表面活性剂的性能特征带有柔性间隔基团，Gemini表面活性剂具有高的表面活性，同时多具有很低的Kcrafft点

5、和很好的水溶性。Gemini表面活性剂更易吸附在水溶液表面，某些季铵盐型Gemini在水溶液内部更易于自聚，且倾向于形成更低曲率的聚集体。Gemini均具有良好的润湿能力，且润湿速度较快（与具有相同亲水基的传统表面活性剂比较）。Gemini胶团增溶油的能力较传统表面活性剂显著增强。Gemini型表面活性剂普遍具有优良的起泡能力和泡沫稳定性。Gemini表面活性剂联结基团中的氧原子有降低表面活性剂复配体系协同效应的作用。阴离子型阴离子型Gemini表面活性剂表面活性剂最早工业化是烷基二苯醚磺酸盐，属刚性间隔基团联结，由直链或环状脂肪醇硫酸酯与二苯醚缩合而成。1958年DOW化学公司首先开发成功。

6、该工艺包括烷基化和磺化两部分。首先C6C16的烯烃与二苯醚在三氯化铝催化下生成烷基二苯基醚，烷基化度为11.3。磺酸磺酸型Gemini表面活性剂RCHCH2 + R CH2CH2CH2CH2RAlCl3其次，烷基二苯醚在惰性溶剂（如CH2Cl2)存在下用氯磺酸进行磺化反应，二磺酸的含量大于80%。R-Ph-Ph-R + 2ClSO3HRPhSO3PhRSO3HDOW公司生产的双烷基二苯醚双磺酸盐型Gemini表面活性剂产品稳定性好，易生物降解，抗氧化性和抗热分解性优良，降低表面张力能力强，水溶性好，Krafft点较低。用柔性间隔基团联结成阴离子Gemini，主要通过双环氧类化合物与长链醇反应，

7、首先得到两个疏水基链和两个羟基的化合物，然后再由羟基改性制得不同的阴离子型Gemini。其中Y表示O、OCH2CH2O、 O(CH2CH2O)2。2ROH + OYO催化剂ROOHYOROHROOYOROSO3NaSO3Na以磺酸基脂肪酸为原料，聚氧乙烯基作为间隔基团，可制得磺酸型Gemini产品。其中R=C10H21、C16H33，聚乙二醇的相对分子量为600、800、1500.2RCH2COOH2RCHCOOHClSO3H8590RCHCOO(CH2CH2O)nOOCCHRHO(CH2CH2O)nH 催化剂中和SO3HSO3NaSO3Na磺酸型Gemini具有优异的表面活性。单组分体系中，

8、磺酸型Gemini表面活性远高于传统表面活性剂与传统阳离子或非离子表面活性剂的二元复配体系的临界胶束低，胶团的组成比高，分子间相互作用强烈，协同效应显著。小结小结Gemini型表面活性剂高效，较低的CMC和表面张力值，且黏度随浓度急剧增加。Gemini表面活性剂的高效和较低CMC使它成为许多物质的增溶剂。Gemini表面活性剂分子因其在表面堆砌紧密，作为润滑剂使用。能在很宽的浓度范围内形成泡囊和液晶相，这种性质应用广泛，其中一个是制备中孔分子筛。把Gemini表面活性剂作为模板，得到具有某种立体几何构型和严格限定孔径尺寸的材料。生物表面活性剂（生物表面活性剂（Biosurfactants）生物

9、表面活性剂是一种新兴的表面活性剂，利用生物技术提取一种两亲结构的物质，主要由发酵和酶法途径生产这种物质。20世纪70年代后期，首次在一定条件下培养微生物，在其代谢过程中分泌一些具有一定表面活性的代谢产物 称为生物表面活性剂。化学合成的表面活性剂会受到价格、原材料、产品性能等因素的影响，同时在生产和使用过程中常常会带来严重的环境污染问题及对人体的毒害。当今生物技术的发展，利用生产技术生产活性高、具有特效的表面活性剂，将有效避免这些问题。生物表面活性剂的特点生物表面活性剂的特点化学结构复杂庞大，表面活性高，乳化能力强；能完全生产降解，不会对环境造成污染和破坏；生物相容性好，可广泛用于食品，药品和化

10、妆品；分子结构类型多样，有特殊官能团，作用专一；原料来源广泛，廉价，生产过程环保性好；生产成本较低。 成为一种很有发展前途的新型表面活性剂。化学结构分类化学结构分类中性类脂甘油单酯、双酯聚多元醇酯其他蜡酯磷脂/ 脂肪酸糖脂脂肪氨基酸脂多肽脂蛋白质含氨基酸类脂脂多糖脂糖蛋白复合物聚合型全脆膜载体Fambriae特殊型 生物表面活性剂糖脂系生物表面活性剂糖脂系生物表面活性剂糖系生物表面活性剂为生物表面活性剂的主要品种，包括糖脂、糖脂醇和糖苷。主要介绍鼠李糖脂和甘露藓糖醇脂。鼠李糖脂鼠李糖脂的制取鼠李糖脂的制取用微生物生产表面活性剂是20世纪80年代后期生物技术领域发展起来的一个新课题，大体分二步制

11、取较纯生物表面活性剂第一步：筛选到一只假单胞菌（Pseudomonas sp），用石油烃或植物油培养，在较佳发酵条件下，它能分泌出种鼠李糖脂生物表面活性剂，其亲水部分由分子的鼠李糖组成，疏水部分由分子羟基癸酸组成，在发酵液中以种结构鼠李糖混合物形式存在。这就是发酵法生产鼠李糖。第二步：产物提取。（占产品总成本的6070%）。对鼠李糖的提取，先采用树脂吸附，再经离子交换色谱提纯，将液体蒸发和冷冻干燥可得到纯度为90%的成品，收率达60%。还有一种是超滤。鼠李糖脂用超滤膜分离时，采用YM-10滤膜收率为92%。应用应用鼠李糖脂在多种工业中作乳化剂，它对正构烷烃有优良的促进降解的性能，如在炼油厂废水