Santrauka: Aptariamos paviršiaus aktyviųjų medžiagų funkcijos, tokios kaip drėkinimas, dispergavimas, emulsinimas, tirpinimas, putojimas, putplasčio pašalinimas, plovimas ir nukenksminimas ir kt., Įvedant paviršinio aktyvumo medžiagų klasifikaciją ir įvedant keletą dažniausiai naudojamų paviršiaus veikliųjų medžiagų. Ir vaidmuo kosmetikoje, plovikliuose, medicinoje, maiste. Apibūdinama paviršinio aktyvumo medžiagų vystymosi tendencija.

1. Paviršinio aktyvumo medžiagų klasifikacija

Yra daugybė paviršinio aktyvumo medžiagų klasifikavimo būdų, kurie klasifikuojami pagal paviršinio aktyvumo medžiagų šaltinį. Paviršinio aktyvumo medžiagos paprastai skirstomos į tris kategorijas: sintetinės, natūralios ir biologinės.

Paviršinio aktyvumo medžiagas galima suskirstyti į keturias kategorijas: anijoninius, katijoninius, dvivirusinius ir nejoninius pagal hidrofilinės grupės generuojamų jonų tipą. Dažniausiai naudojamos paviršinio aktyvumo medžiagos, kurių hidrofobinė bazė yra angliavandenilių grupė, molekulėje taip pat gali turėti tokių elementų kaip deguonis, azotas, siera, chloras, bromas ir jodas, ir jos vadinamos angliavandenilių paviršiaus aktyviosiomis medžiagomis arba įprastomis paviršinio aktyvumo medžiagomis. Paviršinio aktyvumo medžiagos, turinčios fluoro, silicio, fosforo ir boro, vadinamos specialiomis paviršinio aktyvumo medžiagomis. Fluoro, silicio, fosforo, boro ir kitų elementų įvedimas suteikia paviršinio aktyvumo medžiagoms daugiau unikalių ir puikių savybių. Fluoro turinčios paviršiaus aktyviosios medžiagos yra viena iš svarbiausių specialiųjų paviršinio aktyvumo medžiagų veislių.

2. Pagrindinis paviršinio aktyvumo medžiagų vaidmuo

(1) Emulsavimas: Dėl didelio aliejaus paviršiaus įtempimo vandenyje, kai aliejus lašinamas į vandenį, intensyviai maišoma, aliejus susmulkinamas į smulkias granules ir sumaišomas su emulsija, tačiau maišymas sustoja ir vėl sluoksniai. Jei pridedate paviršinio aktyvumo medžiagos ir intensyviai maišote, sustojus ilgai nebus lengva atskirti, o tai yra emulsinimas. Priežastis yra ta, kad aliejaus hidrofobiškumą supa veikliosios medžiagos hidrofilinė grupė, suformuodama kryptingą trauką, sumažindama darbą, reikalingą alyvos dispersijai vandenyje, ir aliejų gerai emulsuodama. Į

(2) Drėkinamasis poveikis: prie detalės paviršiaus dažnai yra vaško, riebalų ar žvynelių sluoksnis, kuris yra hidrofobiškas. Dėl šių medžiagų užterštumo dalių paviršių nėra lengva sudrėkinti vandeniu. Į vandeninį tirpalą pridedant paviršinio aktyvumo medžiagų, vandens lašai ant dalių lengvai išsisklaido, o tai labai sumažina dalių paviršiaus įtempimą ir pasiekia drėkinimo tikslą. Į

(3) Tirpinimas: aliejines medžiagas galima „ištirpinti“ pridėjus paviršinio aktyvumo medžiagų, tačiau šis tirpimas gali įvykti tik tada, kai paviršiaus aktyviosios medžiagos koncentracija pasiekia kritinę koloido koncentraciją. Tirpumas pagrįstas tirpinimo objektu ir tai priklauso nuo pobūdžio. Kalbant apie soliubilizaciją, ilga hidrofobinė geno angliavandenilių grandinė yra stipresnė už trumpą angliavandenilių grandinę, prisotinta angliavandenilių grandinė yra stipresnė nei nesočiųjų angliavandenilių grandinė, o nejoninių paviršiaus aktyviųjų medžiagų tirpumo efektas paprastai yra reikšmingesnis. Į

(4) Dispersijos efektas: kietąsias daleles, tokias kaip dulkės ir nešvarumai, palyginti lengva agreguoti ir jas lengvai nusodinti vandenyje. Paviršinio aktyvumo medžiagų molekulės gali padalinti kietųjų dalelių sankaupas į smulkias daleles, kurios yra išsklaidytos ir suspenduotos tirpale. Vykdykite vaidmenį skatinant vienodą kietųjų dalelių sklaidą. (5) Putplasčio efektas: Putplasčio susidarymas daugiausia yra kryptingas veikliosios medžiagos adsorbcija, kurią sukelia paviršiaus įtempio tarp dujų ir skysčio fazių sumažėjimas. Paprastai mažos molekulinės masės veikliąsias medžiagas lengva putoti, didelės molekulinės masės veikliosiose medžiagose putplastis yra mažesnis, geltona myristino rūgštis pasižymi didžiausiomis putojimo savybėmis, o blogiausios putojimo savybės yra natrio stearatas. Anijoninės veikliosios medžiagos pasižymi geresnėmis putojimo savybėmis ir putų stabilumu nei nejoninės. Pavyzdžiui, natrio alkilbenzeno sulfonatas pasižymi stipriomis putojimo savybėmis. Dažniausiai naudojami putplasčio stabilizatoriai yra riebalų alkoholio amidai, karboksimetilceliuliozė ir kt., O putų inhibitoriai - riebalų rūgštys, riebalų rūgščių esteriai, polieteriai ir kt. Bei kitos nejoninės paviršiaus aktyviosios medžiagos.

3 Paviršiaus aktyviosios medžiagos naudojimas

Paviršinio aktyvumo medžiagas galima skirstyti į civilines ir pramonines. Remiantis duomenimis, du trečdaliai civilių aktyviųjų paviršiaus medžiagų naudojami asmeninės apsaugos produktuose; sintetiniai plovikliai yra viena didžiausių paviršinio aktyvumo medžiagų vartotojų rinkų. Tarp produktų yra skalbimo milteliai, skysti plovikliai, indų plovikliai ir įvairūs namų ūkio gaminiai. Valymo priemonės ir asmeninės apsaugos priemonės, tokios kaip: šampūnas, balzamas, plaukų kremas, plaukų želė, losjonas, dažai, veido prausikliai ir kt. Pramoninės paviršinio aktyvumo medžiagos yra paviršinio aktyvumo medžiagų, naudojamų įvairiose pramonės srityse, išskyrus civilines paviršinio aktyvumo medžiagas, suma. Jo taikymo sritys apima tekstilės pramonę, metalo pramonę, dažus, dažus, pigmentų pramonę, plastiko dervos pramonę, maisto pramonę, popieriaus pramonę, odos pramonę, naftos tyrimus, statybinių medžiagų pramonę, kasybos pramonę, energetikos pramonę ir kt. Toliau aprašomi keli aspektai. .

3.1.1. Paviršiaus aktyvioji medžiaga kosmetikoje

Paviršinio aktyvumo medžiagos yra plačiai naudojamos įvairiose kosmetikos priemonėse kaip emulsikliai, įsiskverbimo priemonės, plovikliai, minkštikliai, drėkinamosios medžiagos, baktericidai, dispergentai, solubilizatoriai, antistatiniai agentai, plaukų dažai ir kt. Kosmetikoje dažniausiai naudojamos nejoninės paviršiaus aktyviosios medžiagos, nes jos nedirgina ir yra lengvai suderinamas su kitais komponentais. Paprastai tai yra riebalų rūgščių esteriai ir polieteriai.

3.1.2 Kosmetikos reikalavimai paviršinio aktyvumo medžiagoms

Kosmetinių kompozicijų sudėtis yra įvairi ir sudėtinga. Be naftos ir vandens žaliavų, taip pat yra įvairių funkcinių paviršiaus aktyviųjų medžiagų, konservantų, kvapiųjų medžiagų ir pigmentų ir kt., Kurie priklauso daugiafazei dispersijai sistemai. Atsižvelgiant į vis daugiau kosmetikos gaminių ir funkcinių reikalavimų, kosmetikoje taip pat didėja paviršinio aktyvumo medžiagų įvairovė. Kosmetikoje naudojamos paviršiaus aktyviosios medžiagos neturi dirginti odos, neturi toksinio šalutinio poveikio, taip pat turi atitikti bespalvio, nemalonaus kvapo ir didelio stabilumo reikalavimus.

3.2 Paviršinio aktyvumo medžiagų naudojimas plovikliuose

Paviršinio aktyvumo medžiagos atlieka efektyvias valymo ir dezinfekcijos funkcijas ir ilgą laiką tapo svarbiausia valymo priemonių dalimi. Paviršinio aktyvumo medžiaga yra pagrindinis ploviklio komponentas. Jis sąveikauja su nešvarumais ir tarp nešvarumų bei kieto paviršiaus (pvz., Drėkina, prasiskverbia, emulsina, tirpina, disperguoja, putoja ir t. T.), O naudojant mechaninį maišymą gaunamas skalbimo efektas. Plačiausiai naudojamos ir plačiausiai naudojamos anijoninės ir nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos. Katijoninės ir amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos naudojamos tik tam tikrų tipų ir funkcijų ploviklių gamybai. Pagrindinės veislės yra LAS (kalbant apie alkilbenzeno sulfonatą), AES (riebaus alkoholio polioksietileno eterio sulfatas), MES (alfa-sulfoninės rūgšties riebalų rūgščių druska), AOS (alfa-alkenilsulfonatas), alkilo polioksietileno eteris, alkilfenolio polioksietileno eteris, riebus rūgštus dietanolaminas, aminorūgščių tipas, betaino tipas ir kt.

3.3. Paviršinio aktyvumo medžiagų naudojimas maisto pramonėje

3.3.1 Maisto emulsikliai ir tirštikliai Svarbiausias paviršiaus aktyviųjų medžiagų vaidmuo maisto pramonėje yra veikti kaip emulsikliai ir tirštikliai. Fosfolipidai yra dažniausiai naudojami emulsikliai ir stabilizatoriai. Be fosfolipidų, dažniausiai naudojami emulsikliai yra riebalų rūgščių gliceridai S, daugiausia monogliceridas T, riebalų rūgščių sacharozės esteriai, riebalų rūgščių sorbitano esteriai, riebalų rūgščių propilenglikolio esteriai, sojos pupelių fosfolipidai, gumos arabikas, algino rūgštis, natrio kazeinatas, želatina ir kiaušinio trynys. Tirštikliai skirstomi į dvi kategorijas: natūralius ir chemiškai sintetinius. Natūralūs tirštikliai yra krakmolas, gumiarabikas, guaro derva, karageninas, pektinas, agaras ir iš augalų ir jūros dumblių pagaminta algino rūgštis. Taip pat yra želatinos, kazeino ir natrio kazeinato, pagaminto iš baltymų turinčių gyvūnų ir augalų. Ir ksantano derva, pagaminta iš mikroorganizmų. Dažniausiai naudojami sintetiniai tirštikliai yra natrio karboksimetilceliuliozė: @, propilenglikolio alginatas, celiuliozės glikolio rūgštis ir natrio poliakrilatas, natrio krakmolo glikolatas, natrio krakmolo fosfatas, metilceliuliozė ir poliakrilo rūgštis Natris ir kt.

3.3.2 Maisto konservantai Ramnozės esteriai turi tam tikrų antibakterinių, antivirusinių ir antimikoplazminių savybių. Sacharozės esteriai taip pat labiau slopina mikroorganizmus, ypač sporas formuojančias gramteigiamas bakterijas.

3.3.3. Maisto dispergatoriai, putos ir kt. Maisto gamyboje paviršinio aktyvumo medžiagos gali būti naudojamos ne tik kaip emulsikliai ir tirštikliai, bet ir kaip dispergatoriai, drėkinamosios medžiagos, putos, putos, kristalizacijos kontrolės priemonės, sterilizuoja ir prailgina maisto konservavimo laikotarpį . Pavyzdžiui, pridedant 0,2–0,3% sojos fosfolipidų granuliuojant nenugriebto pieno miltelius, gali pagerėti jo hidrofiliškumas ir disperguotumas, o paruošimo metu jis gali būti greitai ištirpinamas be aglomeracijos. Gaminant pyragus ir ledus, pridedant riebalų rūgščių glicerolio ir sacharozės riebalų, gali būti putojantis poveikis, o tai skatina daugybę burbuliukų. Gaminant sutirštintą pieną ir sojos produktus, glicerolio riebiosios rūgšties pridėjimas turi putojimą mažinantį poveikį.

3.3.4 Pigmentų, kvapiųjų medžiagų, biologiškai aktyvių komponentų ir fermentuotų produktų ekstrahavimas ir atskyrimas

Pastaraisiais metais paviršiaus aktyviosios medžiagos taip pat buvo plačiai naudojamos ekstrahuojant ir atskiriant natūralius maisto ingredientus, tokius kaip pigmentai, kvapiosios medžiagos, biologiškai aktyvūs ingredientai ir fermentuoti produktai.

3.4 Paviršinio aktyvumo medžiagų naudojimas medicinos srityje

Paviršinio aktyvumo medžiagos atlieka drėkinimo, emulsinimo, tirpinimo ir kt. Funkcijas, todėl yra plačiai naudojamos kaip farmacinės pagalbinės medžiagos, ypač farmacinės mikroemulsijos technologijoje, kuri buvo sukurta pastaraisiais metais. Vykdant vaistų sintezę, paviršinio aktyvumo medžiagos gali būti naudojamos kaip fazių perkėlimo katalizatoriai, kurie gali pakeisti jonų tirpumo laipsnį, tuo padidindami jonų reaktyvumą, priverčdami reakciją vykti heterogeninėje sistemoje ir labai pagerindami reakcijos efektyvumą. Paviršinio aktyvumo medžiagos analizės metu dažnai naudojamos kaip tirpikliai ir sensibilizatoriai, ypač farmacinėje fluorescencinėje spektroskopijoje. Kalbant apie odos dezinfekciją, žaizdų ar gleivinių dezinfekciją, instrumentų dezinfekciją ir aplinkos dezinfekciją prieš chirurgiją farmacijos pramonėje, paviršiaus aktyviosios medžiagos gali stipriai sąveikauti su bakterijų bioplėvelės baltymais, kad denatūruotų ar prarastų savo funkciją, ir yra naudojamos kaip plačiai naudojami baktericidai ir dezinfekantai.

4. Paviršinio aktyvumo medžiagų vystymosi tendencija

Paviršinio aktyvumo medžiagų vystymosi kryptis pasireikš šiais aspektais:

4.1 Grįžimas į gamtą;

4.2 Pakeisti kenksmingas chemines medžiagas;

4.3 Plauti ir naudoti kambario temperatūroje;

4.4 Naudoti kietame vandenyje be priedų;

4.5 Aplinkos apsauga, kuri gali efektyviai apdoroti skysčių, nuotekų, dulkių ir kt. Atliekas. Paviršiaus aktyviosios medžiagos;

4.6 Paviršinio aktyvumo medžiagos, galinčios veiksmingai pagerinti mineralų, kuro naudojimą ir gamybą;

4.7 Daugiafunkcinės paviršiaus aktyviosios medžiagos;

4.8 Paviršiaus aktyviosios medžiagos, pagamintos iš pramoninių ar miesto atliekų, pagrįstos bioinžinerija;

4.9 Pakartotinis didelio efektyvumo paviršinio aktyvumo medžiagos, turinčios sinergetinį poveikį, sukurtas naudojant formulavimo technologiją.