物理化学表面活性剂的小论文

物理化学表面活性剂的小论文

表 面 活 性 剂 在 农 药 中 的 应 用 研 究 进 展

摘要 ： 介绍了表面活性剂在农药领域的应用研究进展。表面活性剂通过界面膜发生作用， 改善农药加工和使 用性能。表面活性剂可以在各种类型的界面上发生吸附， 改变界面状态 ， 从而实现或改善界面物理化学特性 ， 增强产品的功能。在农药加工过程中， 表面活性剂吸附于农药微粒表面形成不同的分散体系， 起到乳化 、 润 湿 、 增溶 、 消泡 、 起泡 、 稳定等作用 ； 在农药使用过程 中， 表面活性剂可以改善药液在植物叶面或防治象
表面上的分布、 附着、 渗透等， 提高农药剂量的有效转移， 直接或间接地提高农药的有效利用率。随着胶体 化学、 界面化学理论的引入 ， 农药制剂加工的理论和农药应用技术理论的研究也在不断深入和完善， 表面活 性剂的开发研究也会随着农药加工和使用的要求得到进一步发展。

近年来， 我国每年使用农药1 0 0 万吨( 制剂) 左右， 防治 面积达3 亿公顷次以上， 植物保护工作为农业丰收做出了 巨大贡献， 起到了保驾护航的作用 。但由于对农药使用 技术理论和技术措施的研究严重不足， 忽视对靶标生物行 为研究以及普遍采用大容量、 大雾滴喷雾技术等原因， 我 国农药有效利用率很低， 由施药器械喷撒出去的农药只有 2 0 ％- 3 0 ％~沉积在作物叶片上， 远低于发达国家5 0 ％的平 均水平 ， 农药使用中的低效率， 不仅浪费大量农药， 还 使大量农药流失到非靶标环境中， 造成人畜中毒、 环境污 染、 农产品农药残留量增加 。 。 农药使用的低效率还与农药加工技术研究不足有很大 关系。我国已经成为农药生产大国， 但国内制剂、 剂型 的研究和产品质量与国外相比仍有很大差距， 主要表现为 分散性能差 、 悬浮率低 、 热贮分解率高等方面， 一些剂型 因湿润性、 渗透性和叶面沉积性差等原因造成药效不稳 定， 相当一部分品种在耐雨水冲刷和黏着性等方面明显差 于国外同类型产品， 如国产农药水悬浮剂普遍存在析水、 稠化、 沉积、 结块等贮存物理稳定性等问题 。出现这种 现象的主要原因除与我国农药用表面活性剂的品种数量和 质量与发达国家相比差距大外， 还与我们对表面活性剂与 农药作用机理研究不足等有关。 如何提高农药的有效利用率， 降低农药在非靶标环境 中的投放量 ， 已成为农药学科亟待解决的问题。
1 表面活性剂在农药加工中的应用
表面活性剂是指那些具有很强表面活性、 能使液体的 药新剂型及其稳定性研究。表面张力显著下降的物质。此外表面活性剂还应具有增 溶、 乳化 、 润湿 、 消泡和起泡等应用性质。 表面活性剂 的分子结构特点是具有不对称性。整个分子可分为两部 分， 一部分是亲油的非极性基团， 叫作疏水基或亲油基 ； 另一部分是极性基团或亲水基。两部分分处两端， 形成 不对称结构。因此表面活性剂分子为两亲分子。据分子 组成特点和极性基团的解离性质， 将表面活性剂分为离子 表面活性剂和非离子表面活性剂。根据离子表面活性剂 所带电荷， 又可分为阳离子表面活性剂、 阴离子表面活性 剂和两性离子表面活性剂。农药中常用的表面活性剂是 阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂n 。 表面活性剂的亲水亲油平衡值( h y d r o p h i l i c — l i p o p h i l i c b a l a n c e， HLB) 是表示表面活性剂亲水亲油性质的值 ， 是 选择表面活性剂的重要参数， 一般而言， HL B值高的表面
活性剂其亲水性强， 在水溶液中的溶解度高， 有利于叶片 表面保持较长时间的湿润； HL B值低的表面活性剂其亲油 性较好， 有利于药液在叶面蜡质层的铺展， 提高药液的渗 透性。根据HL B值， 选择合适的表面活性剂能够提高叶面 对农药的吸收。每一表面活性剂都有一HL B值， 农药有效 成分被乳化也有一最佳HL B值， 只有被选择的表面活性剂
HL B值与被乳化组分的HLB值相当， 才能乳化良好。但 HL B值也存在不能预测表面活性剂的用量、 制剂的稳定程 度以及不能同时兼顾分散相和分散介质的组成等缺陷。 表面活性剂是通过界面膜发生作用的。表面活性剂可 以在各种类型的界面上发生吸附， 改变界面状态， 从而实 现或改善许多化学过程 ， 增强产品的功能。
表面活性剂在水中溶解时， 当水中表面活性剂的质量
浓度很低时， 表面活性剂分子在水一 空气界面产生定向排
列 ， 亲水基团朝向水而亲油基团朝向空气。当溶液较稀
时， 表面活性剂几乎完全集中在表面形成单分子层， 溶液
表面层的表面活性剂质量浓度大大高于溶液中的质量浓
度， 并将溶液的表面张力降低到纯水表面张力以下。表
面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附。正吸附
改变了溶液表面的性质 ， 最外层呈现出碳氢链性质， 从
而表现出较低的表面张力， 随之产生较好的润湿性、 乳化
性 、 起泡性等。如果表面活性剂质量浓度越低 ， 而降低
表面张力越显著 ， 则其表面活性越强 ， 越容易形成正吸
附。因此表面活性剂的表面活性大小， 对于其在农药中
的实际应用有着重要的意义。
表面活性剂溶液与固体接触时， 表面活性剂分子可能
在固体表面发生吸附， 使固体表面性质发生改变。极性
固体物质对离子表面活性剂的吸附在低质量浓度下的吸附
曲线为s形， 形成单分子层， 离子表面活性剂分子的疏水
链向外。在离子表面活性剂溶液质量浓度达临界胶束浓
度时， 单层吸附达到饱和， 并开始双层吸附， 此时离子表
面活性剂分子的排列方向与第一层相反， 亲水基团向外。
提高溶液温度， 吸附量将随之减少。对于非极性固体 ，
一
般只发生单分子层吸附， 疏水基吸附在固体表面而亲水
基向外 ， 当离子表面活性剂质量浓度增加时， 吸附量并不
随之增加甚至有减少的趋势， 认为这是因为胶束的形成使
表面活性剂的有效质量浓度相对减少的缘故。固体表面
对非离子表面活性剂的吸附与前面相似， 但其吸附量随温
度升高而增大， 且可以从单分子层吸附向多分子层吸附转
变n 。 。研究表面、 潘I 生剂的吸附性对农药加工及应用技术
有重要意义。
在农药加工过程中， 农药分散体系的稳定性是农药加
工过程中非常重要的指标， 表面活性剂吸附于农药微粒表
面形成不同的分散体系， 农药剂型主要包括液／ 液、 固／ 固、
固／ 液和气／ 气4 种分散体系， 分散相的颗粒与分散介质的
表面张力越接近0， 分散体系越稳定。微乳剂能形成稳定
的分散体系， 其原因在于分散相的颗粒与分散介质的表面
张力非常的低， 一般只有1 0 ～ ～ 1 0 ～mN／ m。分散相的农药
微粒之间存在排斥力和吸引力 ， 当斥力大于引力 ， 农药分
散体系就稳定， 当引力大于斥力， 农药分散体系就聚沉 ，
表面活性剂与农药微粒表面吸附形成的分散体系的稳定
性， 可以用如下理论解释 ： 一是双电层理论， 农药微粒吸
附离子型表面活性剂形成的双电层之间存在着静电相互
作用， 使相同农药微粒之间产生斥力 ； 二是空间稳定理
论， 农药微粒表面上吸附的大分子表面活性剂形成一定
厚度的分子膜保护层， 从空间上阻碍了微粒相互接近，
进而阻碍它们的聚结； 三是空缺稳定理论 ， 在微粒界面
间的空间存在着 自由高分子， 也就是农药微粒表面对表
面活性剂没有吸附作用， 微粒相互靠近时， 具有一定扩
散能力的高分子表面活性剂从微粒间的间隙中被挤走，
致使在两个微粒间隙区域内只有溶剂分子而没有高分
子， 称为空缺作用( d e p l e t i o n ) ， 在微粒之间存在斥力势
能 ， 称此为空缺稳定 。
在可湿性粉剂加工过程中， 表面活性剂可吸附于加工
过程中形成的粒子表面， 防止粒子再聚集 ， 也有助于粒子
粉碎加工。 然而 ， 因为含微细粒子的分散体是不稳定
的， 所以药剂的粒子具有强烈絮凝的倾 向。絮凝是由相
互接近的粒子间的范德华力所致。为了抵消范德华力需
要一种斥力， 斥力就是通过在配方中加人表面活性剂来提
供， 有静电斥力和空间斥力两种类型的斥力起作用， 这取
决于表面活性剂的离子特性。表面活性剂可用于增进可
湿性粉剂粒子在水中的分散 、 悬浮， 也防止可湿性粉剂悬
浮液在被应用之前发生絮凝。
在乳油加工过程中， 表面活性剂是农药乳油的主要辅
助成分。表面活性剂影响着农药乳油的分散、 乳化、 湿
润、 渗透等性能。进而影响药效的发挥。农药用表面活性
剂多数为聚合物， 分子质量大， 分子链较长， 有的主分子
链上还带有分支， 成梳状结构， 具有易形成空间网状骨架
的可能性。当乳油体系中存在游离的胶体微粒时， 表面活
性剂分子吸附于胶体微粒表面， 使胶体微粒不易沉淀。表
面活性剂带有的电荷能改变环境的电动电位， 使体系更趋
稳定。乳油被水稀释， 产生水包油型乳状液。表面活性剂
防止乳状液分层沉积或絮凝， 从而保持所形成的乳状液呈
稳定 状 态 。
在悬浮剂加工过程中， 表面活性剂作为基本组分起着
重要的作用， 它吸附在原药预混物粒子的表面， 将有效成
分 的粒子表面润湿， 排出粒子间的空气。 在研磨过程
中， 表面活性剂有助于再润湿和分散重新形成更小的粒
子， 起助研磨剂作用。表面活性剂还有助于制剂的稳定
性。通过表面活性剂在粒子上的吸附， 可减少粒子的界
面能， 从而减少粒子聚结合并； 表面活性剂能够在粒子周
围形成扩散双电层。产生电动电势， 从而阻碍粒子之间
的聚结合并； 表面活性剂也可通过吸附在粒子界面上形成
一
个致密的保护层， 通过“ 位阻” 作用迫使粒子分开 ， 防
止沉淀的生成 ， 从而增加悬浮剂的稳定性” 。
农药微乳剂的加工就是借助复合表面活性剂体系的增
溶作用， 将液体或固体农药溶于有机溶剂中形成的溶液均
匀分散在水中形成的光学透明或半透明的分散体系” 。 。
黄放良等发现农． ~ L 4 o o 与农． ~ L s o o ( 体积I ： L 2 ： 1 ) 混合物可以
使微乳剂中的高效氯氰菊酯微乳剂增溶 ” 。 表面游} 生 剂的
加入可以减少药物分子与水分子的接触， 对药物起到保护
作用， 如当表面活性剂质量浓度达到临界胶束浓度( c mc )
后 ， 胶束结构紧密 ， 农药的水解被抑制 。
此外在农药加工后的储存过程中， 表面活性剂还能
抑制药物的氧化速度。药物的氧化性也是常见的性质之
一
， 主要发生在醛类 、 醇类 、 酚类 、 肼类等含有易氧化
基团的药物中。链霉素氧化后成为无效的链霉素酸，
P E G类表面活性剂对链霉素有稳定作用， 室温下存放 1 ． 5 年
仅失效l 5 ％ 。
在其他农药剂型加工中， 表面活性剂的作用基本包括
在上述4 种剂型当中， 这里不再赘述。
2表面活性剂在农药使用中对其有效利用率的影响
农药喷雾后 ， 雾滴沉积在植物叶片的表面上， 会发生
雾滴扩散和水分蒸发的动力学过程， 造成有效成分的质量
浓度逐渐升高， 或沉积在叶片表面， 或被叶片吸收， 所有
这些除与农药有效成分的化学性质有关外， 还与植物叶片
的结构、 表面活性剂的结构与性质有关。
2 ． 1植物叶片结构的特征与农药沉积分布的关系
高等植物的叶片一般由表皮 、 叶肉、 叶脉3部分组
成 ， 叶面即指叶片表皮的外侧， 覆有蜡质层和角质层。
作物叶片最外层的蜡质层 由脂肪酸、 酯类 、 酮， 、 醇 、 类
萜、 醛等有机物组成 ， 具有防止水分损失、 物理伤害 、 病
菌侵入、 抗寒以及减少太阳辐射造成的伤害等多种作用。
表皮的蜡层主要以两种形式存在， 一种是晶状， 一种是不
规则状， 前者主要存在于禾本科植物， 后者主要存在于阔
叶作物， 晶状的蜡层对农药在叶面的展布是不利的， 位于
蜡质层以内的角质层， 其组成成分较为复杂， 不同植物叶
片的角质层化学成分、 结构、 形态等有很大差异。角质
层的外层几乎完全由疏水的角质组成， 内层由含有一定数
量角质的纤维素和果胶混合物组成。植物角质层是药液
叶面沉积与吸收的重要屏障， 农药在角质层的滞留、 渗透
及组织吸收效率直接影响化合物的活性和选择性。 同
时， 叶片表面的毛刺、 附着物更是形态繁多， 许多植物的
叶片表面还有多种能分泌特殊液体的腺体， 这些叶面附着
物对农药喷洒物的沉积和黏附行为有很重要的影响 。
当药液的雾滴沉降到植物叶片表面上时， 不论是粗大
的雾滴还是微小的雾滴 ， 可能出现的情况有3 种： 微小的
雾滴可能落入叶片毛刺或其他毛刺物之间， 这种情况最有
利于雾滴与药液牢固地被叶片表面持留； 雾滴被夹持在毛
刺物之间， 这种情况也有利于雾滴或药液比较稳定的被叶
片表面持留， 但也可能受到振动而脱落 ； 雾滴 比较粗大
时， 如果雾滴没有被弹落， 也只能被架空在毛刺物之上 ，
处于极不稳定的状态。在后两种情况下， 若药液有较强
的湿润展布能力， 就有可能借助于药液的湿润展布作用而
扩散到毛刺之间而得以比较稳定地被叶面持留， 但是粗大
的雾滴却仍将由于容易发生流失现象而从叶面表面脱落，
只有细雾滴在任何情况下都能够被叶面有效地持留” 。
2 ． 2表面活性剂对植物叶面结构的影响
表面活性剂具有乳化、 分散、 润湿和渗透等作用 ， 在
农药的施用中广泛地被用作添加剂。表面活性剂可以改
善药液在植物叶面的物理及化学特性 ， 增加叶片对有效成
分的吸收， 使药液得到更有效的利用。表面活性剂在植
物叶面上吸附后， 会与气孔和蜡质层发生一定的相互作
用。表面活性剂也能引起气孔的运动。 Pa n等 。 用
Twe e n 一 8 0 的水溶液处理玉米叶片后， 发现叶片的蜡质有
溶解现象 ， 并且使叶子的蒸腾作用扩大了1 ～3 倍 ； 在油
菜、 蚕豆等植物叶面喷洒OP 一1 0 或NP一 1 0 的溶液后， 由于
表面活性剂与膜和蛋白质的相互作用引起了叶片枯斑和组
织损伤， 甚至增加了乙烯的释放量， 引起对植物的药害。
叶小利等 系统地研究了烷基聚氧乙烯基醚( P P J ) 和蔗
糖脂肪酸脂( S F E) 对大豆叶片气孔 、 蜡质层、 乙烯释放量
等的影响， 结果表明： 随着表面活性剂质量浓度的增加，
气孔逐渐打开， 质量浓度继续增加， 气孔的孔径达到最大
后逐渐关闭， 蜡质层的溶解程度随表面活性剂质量浓度的
增加而逐渐增加 ； 低质量浓度时， 乙烯的释放量几乎不受
影响， 但表面活性剂的质量浓度进一步增加时， 乙烯的释
放量增加。表面活性剂在不同程度上调节大豆叶片气孔
开闭、 蜡质层的溶解和乙烯的释放量。

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《表面活性剂》论文 表面活性剂的分类及应用 摘要： 表面活性剂的应用范围涵盖了人们生活和工作的各个方面，在20事迹90年代人们已经开始系统的研究表面活性剂。可以说没有表面活性剂就没有现在干净的我们，现在我们对表面活性剂的认识只是停留在表面没有更深入的研究，下面是对表面活性剂一些基础认识。 关键词： HLB值，分类，应用 一、 HLB 值 ----HLB值越大代表亲水性越强，HLB值越小代表亲油性越强，一般而言HLB值从1 ~ 40之间。亲水亲油转折点HLB为10。HLB小于10为亲油性,大于10为亲水性。 1~--3作消泡剂 3~--6作W/O型[乳化剂 司盘（脱水山梨醇脂肪酸酯）是w/o型乳化剂，具有很强的乳化、分散、润滑作用，可与各类表面活性剂混用，尤其适应与吐温－60， HLB值4.7。 7~--9作润湿剂； 8~--18作O/W型乳化剂，也叫吐温型乳化剂， 为司盘（Span，山梨醇脂肪酸酯）和环氧乙烷的缩合物，为聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯的一类非离子型去污剂；常作为水包油（O/W）型， 药用： （1）可作某些药物的增溶剂。 （2）有溶血作用，以吐温-80作用最弱。 （3）水溶液加热后可产生混浊，冷后澄明，不影响质量。 （4）在溶液中可干扰抑菌剂的作用 13~-18作增溶剂。 二、分类及常用 ： 1、阴离子表面活性剂 ：硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠 2、阳离子表面活性剂：季铵化物 3、两性离子表面活性剂：卵磷脂，氨基酸型，甜菜碱型 4、非离子表面活性剂： 脂肪酸甘油酯， 脂肪酸山梨坦（司盘）， 聚山梨酯（吐温） 阴离子表面活性剂： 1 、肥皂类 ：碱金属皂：O/W ，碱土金属皂：W/O 有机胺皂：三乙醇胺皂 2 、硫酸化物 ：硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油。 十二烷基硫酸钠（SDS、月桂醇硫酸钠） 3 、磺酸化物 ：二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT） 十二烷基苯磺酸钠 甘胆酸钠 阴离子表面活性剂 阳性皂。其分子结构主要部分是一个五价氮原子，所以也称为季铵化合物。其特点是水溶性大，在酸性与碱性溶液中较稳定，具有良好的表面活性作用和杀菌作用。 常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。 两性离子表面活性剂 同时具有正、负电荷基团，在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。 1 、卵磷脂 ：是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料 2 、氨基酸型和甜菜碱型 ： 氨基酸型 甜菜碱型： 在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质，具有很好的起泡、去污作用； 在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质，具有很强的杀菌能力。 非离子表面活性剂 1. 脂肪酸甘油酯 ：单硬脂酸甘油酯；HLB为3~4主用作W/O型乳剂辅助乳化剂。 2.多元醇 蔗糖酯：HLB（5~13）O/W乳化剂、分散剂 脂肪酸山梨坦（Span） ：W/O乳化剂 聚山梨酯（Tween） ： O/W乳化剂 3. 聚氧乙烯型 ：Myrij(卖泽类，长链脂肪酸酯）;Brij （脂肪醇酯） 4. 聚氧乙烯 - 聚氧丙烯共聚物 ： 能耐受热压灭菌和低温冰冻,静脉乳剂的乳化剂 应用 表面活性剂一般是低分子量分散剂。表面活性剂分子具有改性作用，特别是降低颜料和树脂溶液间表面张力。 表面活性剂结构上含有两种溶解性或极性相反的基团，使表面活性增加。在水性体系中，极性基团是一些亲水基，非极性的则是憎水基或亲油基。在非水性体系中，极性基团是憎油基，非极性的为亲油基。表面活性剂按其化学结构分类，特别是极性基团包括：阴离子、阳离子、电中性粒子和非离子。 聚合物分散剂作用下效力由以下因素确定： 颜料表面极性基团的吸附作用。锚固基团可以是氨基、羧酸、磺酸、磷酸及其盐。 介质中围绕在微粒周围的非极性链段的行为。分子的一些部分(脂肪族或脂肪族-芳香族片断)必须与粘接剂体系高度的相容。 类似表面活性剂的分散剂的稳定机理是静电稳定：围绕颜料粒子的极性基团形成了双层带电的结构。由于布朗运动，液体介质中颜料粒子时常碰撞在一起，因此在其减速进程中具有强烈的重絮凝趋势。 根据其化学结构(如：低的分子量)和静电稳定理论，表面活性剂有以下缺陷： ·水敏感性：表面活性剂通常使最终涂层产生水敏感性，不适于室外应用。 ·易产生泡沫：许多表面改性剂会产生泡沫，在涂层上产生缺陷(如鱼眼、凹坑)。如果泡沫在研磨进程出现，则导致生产能力的下降。 ·干扰涂层间的粘接。 经过多年发展，特殊的表面活性剂得到改进，使涂层缺陷最大程度地降低，并且某些还能使涂层具有一些别的优点，如消泡/抗腐蚀能力或使基材难以润湿。 用于颜料分散作用的最常用表面活性剂有如下品种： 脂肪酸衍生物，磷酸酯，聚丙烯酸钠/聚丙烯酸，乙炔二醇和大豆卵磷脂。表面活性剂发展方向 1.烷基磷羧酸盐(AEC)工业化制造 随着科技飞速发展和现代文盟的不断进步，人们对表面活性剂使用要求也越来越高，即温和、易生物降解和多功能性，强调使用安全、生态保护和提高效率。烷基醇醚羧酸盐(AEC)是8O年代以来，发达国家积极研究开发的优质表面活性剂热点品种，它与烷基多苷和醇醚磷酸单酯同被称为“表面活性剂90年代的绿色品种”。 烷基醚羧酸盐的生产。一般采用以脂肪醇或烷基酚为原料，经乙氧基化和羧甲基化，制备AEC和APEC。烷基醚羧酸盐在化学结构上与皂类似，在疏水基和亲水基之间，嵌入一定加成数环氧乙烷，从而使其兼有阴离子和非离子表面活性剂中许多优良性能，成为多功能性品种。它在金属加工用方面，效果比相应的醇(酚)醚表面活性剂更好，它具有： (1)对皮肤和眼的刺激性很小。 (2)清洗性能，受pH值和温度影响较小。 (3)对酸、碱、氯较为稳定。 (4)生物降解性能优异。 图1 表面活性剂结构示意图 烷基醚羧酸盐国内的应用市场还远远落后于发达国家，随着环保意识的不断加强和人民物质文化水平的不断提高，这类集温和、易生物降解和多功能性于一身的表面活性剂，在金属加工领域内，将发挥更大作用。 2.新一代表面活性剂Gemini 目前已经合成的低聚表面活性剂有二聚体、三聚体和四聚体等，其中最引人注目的是二聚体，结构示意图见图1，二聚表面活性剂最早被合成于1971年[4-5]，后因其结构上的特点而被形象地命名为Gemini(英文是双子星之意)表面活性剂。 表面活性剂Gemini(或称dimeric)是由两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成，因而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力，极大地提高了表面活性。与当前为提高表面活性而进行的大量尝试，如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合相比较，Gemini表面活性剂是概念上的突破，因而被誉为新一代的表面括性剂。 在Gemini表面活性剂中，两个离子头基是靠联接基团通过化学键而连接的，由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接，致使其碳氢链间更容易产生强相互作用，即加强了碳氢链问的疏水结合力，而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱，这就是Gemlrd表面活性剂和单链单头基表面括性剂相比较，具有高表面括性的根本原因。另一方面。在两个离子头基问的化学键联接不破坏其亲水性，从而为高表面活性的C~mini表面活性剂的广泛应用提供了基础。通过化学键联接方法提高表面活性和以往通常应用的物理方法不同，在概念上是一个突破。 图2 炔醇类Gemini表面活性剂 Genfini表面活性剂的优良性质： 实验表明，在保持每个亲水基团联接的碳原子数相等条件下，与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比，离子型Gemini表面活性剂具有如下特征性质： (1)更易吸附在气／液表面，从而更有效地降低水溶液表面张力。 (2)更易聚集生成胶团。 (3)Gemini降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向，降低水溶液表面张力的效率是相当突出的。 (4)具有很低的Krat~相转移点。 (5)对水溶液表面张力的降低能力和降低效率而言，Gemini和普通表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应。 (6)具有良好的钙皂分散性质。 (7)在很多场台，是优良的润湿剂。 从理论上讲，在极性头基区的化学键台阻抑了原先单链单头基表面活性荆彼此头基之间的分离力，因而必定增强碳链之间的结台。实验证明这是提高表面活性的一个重要突破，而且为实际应用开辟了新的途径 另一方面，由于键台产生的新分子几何形状的改变，带来了若干新形态的分子聚集体，这大大丰富了两亲分子自组织现象，通过揭示新分子结构和自组织行为间的联系有助于深刻认识两亲分子自组织机理。为此Gemini表面活性剂正在成为世界胶体和界面科学领域各主要小组的研究方向。 型嵌段高分子表面活性剂 涂料中颜填料的分散先后使用过聚磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等无机分散剂，传统小分子表面活性剂和聚羧酸盐、聚丙酸酸盐等高分子化合物。高分子化合物主要利用空间位阻使颜填料颗粒稳定，效果好于小分子表面活性剂的静电排斥作用。研究表明，在众多类型的高分子分散剂中，效果最好、效率最高的是AB型嵌段高分子表面活性剂。从分子结构上看，AB型嵌段高分子就是超大号的表面活性剂，A嵌段和B嵌段分别类似于表面活性剂的亲水头基和疏水尾链。AB嵌段高分子表面活性剂在颜填料表面采取尾型吸附形态，A嵌段是亲颜料的锚固基团，B嵌段是亲溶剂的溶剂化尾链。A嵌段可以是酸、胺、醇、酚等官能团，通过离子键、共价键、配位键、氢键及范德华力等相互作用吸附在颗粒表面，由于含有多个吸附点，可以有效地防止分散剂分子脱附，使吸附紧密且持久。B嵌段可以是聚醚、聚酯、聚烯烃、聚丙烯酸酯等基团，分别适用于极性和非极性溶剂。典型的AB嵌段型高分子表面活性剂结构如图3所示。稳定颗粒主要依靠B嵌段形成的吸附层产生的空间位阻作用，所以对作为溶剂化尾链的B嵌段的长度和均一性有极高的要求，希望可以形成厚度适中且均一的吸附层，如果B段过长，可能会起架桥作用，引起分散体系黏度增加，甚至絮凝沉淀。通常认为位阻层的厚度为20nm时，可以达到最好的稳定效果。 图3 AB嵌段型高分子表面活性剂 合成分子结构明确和相对分子质量可控的AB型嵌段高分子表面活性剂是涂料分散助剂的发展方向，这需要用到受控聚合技术。基团转移聚合(GTP)、原子转移游离基聚合(ATRP)、硝酰基聚合(NMP)和可逆加成分裂链段转移聚合(RAFT)是当今最常用的受控聚合技术，利用这些技术，选用合适的方法和设备可得到想要的聚合物结构，可以选择不同的单体，按设计的次序进行排列，最终合成特定结构、相对分子质量分布窄、近单分散的聚合物，如果采用常规的方法，即使花大量的时间、精力、材料也无法做到这样。目前仅有BYK、Ciba、Rhodia等少数几个公司拥有受控聚合技术。深圳海川公司正在开发的新型分散剂也是AB型嵌段高分子表面活性剂。

求帮忙写一篇关于木质素表面活性剂的论文

生物法降解秸秆木质素研究进展
秸秆是一种丰富的纤维素可再生资源,我国农作物秸秆年产量逾6亿t,除少量被用于造纸、纺织等行业或用作粗饲料、薪柴外,大部分以堆积、荒烧等形式直接倾入环境,造成极大的污染和浪费[1]。能源紧张、粮食短缺及环境污染日趋严重是目前世界各国所面临的难题。而可再生资源的转化利用,能在有利于生态平衡的条件下缓解或解决问题。
　　木质素又称木素,是植物界中含量仅次于纤维素的一类高分子有机物质,是一种极具潜力的可再生资源[2-4],每年全世界由植物可生长1 500亿t木质素,且木质素总与纤维素伴生,具有无毒、价廉、较好的可热塑和玻璃化特性。木质素是由苯丙烷结构单元组成的复杂的、近似球状的芳香族高聚体,由对羟基肉桂醇(phydroxy cinamylalcohols)脱氢聚合而成,一般认为木质素共有3种基本结构(非缩合型结构),即愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构。木质素结构单元之间以醚键和碳-碳键连接,连接部位可发生在苯环酚羟基之间,或发生在结构单元中3个碳原子之间,或是苯环侧链之间。木质素由于分子量大,溶解性差,没有任何规则的重复单元或易被水解的键,因此木质素分子结构复杂而不规则[5,6]。
　　从20世纪开始,国内外学者一直在寻找降解木质纤维素的最佳途径,研究内容主要包括以下几方面:物理法、化学法、物理化学法、生物降解法[7]。物理法包括辐射、声波、粉碎、整齐爆破等[8,9]。化学法包括无机酸(硫酸、乙酸、盐酸等)、碱(氢氧化钠、氨水等)和有机溶剂(甲醇、乙醇)等。物理化学法,即化学添加法和气爆法相结合。此3种方法,可在一定程度上降解秸秆中的木质纤维素,但都存在条件苛刻、设备要求高的特点,从而使预处理成本增加,且污染严重。生物降解法是从20世纪20年代起开始研究的,采用降解木质素的微生物在培养过程中可以产生分解的酶类,从而可以专一性降解木质素。此法具有作用条件温和、专一性强、无环境污染、处理成本低等优点。

物理化学论文

　　阳离子表面活性剂在电技术上的应用
　　—表面物理化学在微电子学上的应用

　　摘要：
　　阳离子表面活性剂的极性基带正电荷,因而更易在带负电的表面上吸附形成吸附膜并呈现出独特的性能:固体表面疏水化、杀菌、抗静电、柔软等。其在表面活性剂这一大类中也占着重要的位置，阳离子表面活性剂在电技术上也有一定应用，例如：制造硅片表面保护板的重要成分；作为洗涤剂用于清洗电子元件及设备。另外,全氟阳离子表面活性剂用作电子元件助焊剂; 季铵盐用于陶瓷成型及电工陶瓷的制造；在一种具有很好的电流变性效果和稳定性的电黏流体中含有0.01%～10%(w%)的阳离子表面活性剂。
　　关键词：
　　阳离子表面活性剂 作用 电技术
　　前言：
　　近年来,阳离子表面活性剂(阳离子表面活性剂)的增长速度要比阴离子和非离子快得多。阳离子表面活性剂的极性基带正电荷,因而更易在带负电的表面上吸附形成吸附膜并呈现出独特的性能:固体表面疏水化、杀菌、抗静电、柔软等。这些性能不仅构成了阳离子表面活性剂在传统应用领域中的应用基础,而且使其应用领域不断拓宽,在近年来发展起来的高新技术中获得了广泛的应用。素有“工业味精”之称的表面活性剂(表面活性剂)与高新技术的结合将是一种必然趋势,也是表面活性剂领域本身发展的一种需要。
　　正文
　　表面活性剂
　　1.概念：
　　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。
　　2.组成：分子结构具有两亲性
　　非极性烃链： 8个碳原子以上烃链
　　极性基团：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。
　　3.吸附性：
　　溶液中的正吸附：增加润湿性、乳化性、起泡性，
　　固体表面的吸附：非极性固体表面单层吸附，
　　极性固体表面可发生多层吸附。
　　表面活性剂按照其极性基团的结构可分为以下几类。
　　1、阳离子型表面活性剂 2、阴离子型表面活性剂 3、两性表面活性剂 4、非离子型表面活性剂 5、特殊类表面活性剂。
　　阳离子型表面活性剂

　　生产阳离子表面活性剂所用的原料: 硫酸二甲酯 。
　　阳离子表面活性剂其分子溶于水发生电离后，与亲油基相连的亲水基是带阳电荷的。亲油基一般是长碳链烃基。亲水基绝大多数为含氮原子的阳离子，少数为含硫或磷原子的阳离子。分子中的阴离子不具有表面活性，通常是单个原子或基团，如氯、溴、醋酸根离子等。阳离子表面活性剂带有正电荷，与阴离子表面活性剂所带的电荷相反，两者配合使用一般会形成沉淀，丧失表面活性。它能和非离子表面活性剂配合使用。
　　阳离子型具有表面活性的是阳离子部分。几乎所有的阳离子表面活性剂都是含氮化合物，就是有机胺的衍生物。主要有季铵盐、烷基吡啶盐。阳离子表面活性剂可以作为杀菌剂，也有柔软、脱脂、破乳、抗静电作用。一般来说它不具备去污能力，不能和阴离子表面活性剂配伍使用。
　　（1）有机胺的盐酸盐或醋酸盐（RNH2•HCI或RNH2•HAC）。它可在酸性介质中用作乳化、分散、润湿剂，也常用作浮选剂以及作为颜料粉末表面改性剂。其缺点是当溶液的pH> 7时，自由胺容易析出，从而失去表面活性。
　　（2）季铵盐（R1R2N＋R3R4）。一般常用的阳离子表面活性剂为季铵盐。四个R基中，一般只有1～2个R基是长碳氢链．其余的R基的碳原子数大多为1～2个，如十六烷基三甲基溴化铵（俗称1631）季铵盐不受pH值变化的影响，不论在酸性、中性，碱性介质中，均无变化。
　　季铵盐阳离子表面活性剂水溶性好，既耐酸又耐碱且大多数具有杀菌作用。由于大部分纤维表面带负电，用季铵盐阳离子表面活性剂可中和其电荷，因此有较好的抗静电作用。它们能在纤维表面形成疏水油膜，降低纤维的摩擦系数使之具有柔软、平滑的效果所以可作柔软剂。这种表面活，生剂除可作抗静电剂柔软剂外，还可作护发产品中的头发定型调理剂，纺织工业中的匀染固色剂。
　　（3）吡啶盐（NC5H5的衍生物）。季铵盐的一种如十二烷基吡啶盐酸盐：C12H25（NC5H5十Cl－。
　　在电子技术中的应用
　　1、在电子技术中,基于阳离子表面活性剂的抗静电性和固体表面疏水化特性,阳离子表面活性剂是制造硅片表面保护板的重要成分。
　　阳离子表面活性剂的极性基带正电荷,因而更易在带负电的表面上吸附形成吸附膜并呈现出独特的性能:固体表面疏水化。
　　季铵盐阳离子表面活性剂水溶性好，既耐酸又耐碱且大多数具有杀菌作用。由于大部分纤维表面带负电，用季铵盐阳离子表面活性剂可中和其电荷，因此有较好的抗静电作用。
　　2、阳离子表面活性剂也可作为洗涤剂用于清洗电子元件及设备。
　　如：.聚氧乙烯基阳离子、双生和三生阳离子、酯基季铵盐阳离子。
　　他们洗涤作用的基本步骤为
　　1）吸附 洗涤剂分子或离子在污垢及纤维的界面上发生定向吸附。
　　2）润湿与渗透 由于洗涤剂分子的定向吸附，洗涤剂渗透到污垢和纤维之间使污垢与纤维被润湿，从而减弱了污垢在纤维上的附着力。
　　3）污垢的脱落 因洗涤剂减弱了污垢与纤维表面的附着力，再施以机械作用就促使污垢从纤维表面脱落。
　　4）污垢的分散与稳定 由于洗涤剂的胶体性质，使脱离纤维表面的污垢分散在洗涤液中，并被乳化，或在胶束中被增溶，形成稳定的分散体系，已经乳化的污垢就不再附着于纤维上面。
　　洗涤作用的第一步是洗涤液润湿被洗物品表面,第二步是油污的去除。
　　液体油污的去除是通过“蜷缩”机理而实现的。
　　对固体污垢的去除，主要是由于表面活性剂在固体污垢质点及固体表面的吸附在洗涤过程中，首先，发生的是洗涤液对污垢质点和固体表面的润湿。根据，
　　如洗涤液中有表面活性剂存在，由于表面活性剂在固／液界面及溶液表面的吸附，γs-w、γw-G大大下降，因此铺展系数S可能变得大于零，洗涤液因此就能很好地润湿污垢质点表面，由于润湿后，表面活性剂分子会进一步插入污垢质点及织物间，使得污垢质点在织物表面的粘附力变弱，经机械作用，也比较容易自固体表面上除去。
　　3、全氟阳离子表面活性剂用作电子元件助焊剂.
　　如：N－[3－（二甲氨基）－丙基]全氟辛基磺酰胺碘化物

　　结构式: C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-
　　|
　　CH3

　　分子量: 726
　　外　观: 黄色膏体/固体
　　离子性: 阳离子
　　含　量: 90－95% 以上
　　稳定性: 长期存放
　　表面张力mN/m(25°C，0.1%水溶液）： 17
　　用　途: 主要用于电子元件助焊剂，降低了助焊剂的表面张力，增强被焊点的湿润性提高了表面的吸附能力，可使焊点饱满、焊剂残留物少、干燥快、消光性好、避免了虚焊、连焊、漏焊等缺陷；用于碱性电池改善电池放电、充电的循环功能，抑制电极氧化、延长电池使用寿命。
　　表面活性剂的湿润作用：
　　固体表面能愈高，即γs-g越大，愈易润湿。即高表面能固体比低表面能固体易于润湿。高能固体表面与一般液体接触，体系表面的吉布斯白由能将有较大降低，故能为一般液体所润湿；低能固体表面一般润湿性能不好。为了改变液体对固体表面的润湿性能，常于液体中加入某种表面活性剂。它主要起两方面的作用。
　　（1） 在固体表面发生吸附，改变固体表面性质。
　　（2） 提高液体的润湿能力
　　表面活性剂的乳化作用：
　　为了得到稳定的乳状液，常加入表面活性剂，其作用是：
　　（1）增加界面强度。
　　（2）降低界面张力表面活性剂在相界面上会发生吸附。由于吸附，表面活性剂分子定向、紧密地吸附在油／水界面上，使界面能降低，防止了油或水聚集。
　　（3）界面电荷的产生。
　　4、季铵盐用于陶瓷成型及电工陶瓷的制造。
　　5、在一种具有很好的电流变性效果和稳定性的电黏流体中含有0.01%～10%(w%)的阳离子表面活性剂。
　　阳离子表面活性剂的应用范围十分广泛，在电子技术上的应用只是其的冰山一角，它更广泛地应用于新材料技术、能源技术、生命科学与生物技术。阳离子表面活性剂还能直接或间接地用于其他领域,如航空航天､海洋工程等。
　　阳离子表面活性剂成功地应用于电子技术领域仅是一系列典型的例子而已。事实上,整个表面活性剂工业将逐渐融入高新技术领域。因而,表面活性剂工业应抓住机遇,搭上高新技术产业高速发展的便车以谋求自身更大的发展。这也正是表面活性剂工业未来之希望。