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两性表面活性剂的工业应用
摘自:日期:2020-03-25 09:44

近十余年来,两性表面活性剂的品种数和产量都以远高于其它表面活性剂的比例增长。这一方面说明了两性表面活性剂在表面活性剂总量中所占比例尚小,另一方面也说明其特异性能正得到人们的重视,在国民经济中发挥愈来愈大的作用。

两性表面活性剂与其它类型表面活性剂的显著区别是具有由结构决定的配伍性好、刺激性低等等特点,在民用制品特别是个人卫生用品中的应用有目共睹。但两性表面活性剂在工业上的应用却并不为人们广泛了解,本文将着重介绍两性表面活性剂在工业各部门中的应用。

1  纺织印染工业

两性表面活性剂,特别是甜菜碱型两性表面活性剂,是化学稳定性很好的品种之一,这一特点开始被利用来作为纺织印染助剂。因此,可以说是纺织印染工业决定了甜菜碱型两性表面活性剂的发展。甜菜碱型两性表面活性剂在很宽的pH范围内都保持其两性特征和化学稳定性,因而可以在纺织印染工业中作为抗静电剂、柔软剂、润湿剂、清洗剂或欧美一级黄等。

甜菜碱型两性表面活性剂可以作为聚酯纤维的抗静电剂,可以提高聚烯烃类纤维的可纺性,提高丙烯酸织物和粘胶纤维的染色强度和白度保持值。

在含烷基磷酸酯的油剂配方中加入两性表面活性剂作抗静电剂,可以避免在织物上造成电荷积聚或形成浮垢。用其处理人造纤维、聚酯纤维、热粘胶纤维等无纺织物,可以提高无纺织物的润湿性,缩短润湿时间,并赋予织物良好的手感。

用两性表面活性剂代替传统的阳离子表面活性剂作为丝绸织物的后整理剂,可以获得类似于阳离子表面活性剂的柔软性手感,同时可以避免精细织物的泛黄。

两性表面活性剂作为聚酯绒印浆料的成分,可以防止色散和色斑的产生,用在含有拔染剂的配方中,可以提高聚酯纤维的上染率。两性表面活性剂还可以作为分散剂制备固体染料配方,用于羊毛聚酰胺织物的印染。

甜菜碱型两性表面活性剂在酸性染浴中染羊毛时匀染作用,对羊毛纤维还有防缩作用。两性表面活性剂在酸性浴中仍可稳定起泡,因而可在酸性环境下使用,并用于收集染浴中产生的硫和其它杂质。

咪唑啉型两性表面活性剂可以用于聚酰胺纤维的整理、聚酰胺的纺丝添加剂或作为纺丝浴的流变性调节剂,还可以用作聚酰胺的纤维润滑剂、欧美一级黄或用于干洗液中。氨基酸型和甜菜碱型两性表面活性剂也可以用在干洗液中。

2  高聚物工业

两性表面活性剂在乳液聚合反应中有广泛的应用,可以作为乳化剂、微乳化剂和分散剂使用。在苯乙烯的乳液聚合反应中,加入甜菜碱型两性表面活性剂可以使乳液聚合的粒子直径呈窄分布状态,细度可达50-100nm。磺基甜碱型两性表面活性剂也可用于这一用途。

由两性表面活性剂作乳化剂制成的苯乙烯乳胶,可用水稀释并加入一些粘液质,涂布在丙烯酸或尼龙地毯上可以减少污损程度。

丙烯酸的乳液聚合中加入两性表面活性剂,可以与多官能团单体聚合成微乳凝胶,用于高固体含量的涂料配方中。

咪唑啉型两性表面活性剂可以作为PVC的抗静电剂、水相聚合的悬浮剂,也可以作为其它高聚物纤维如聚丙烯或聚酯的抗静电剂,作为合成树脂的抗静电剂。在聚乙烯乳胶泡沫和橡胶乳胶的刚性泡沫质中也有加入咪唑啉两性表面活性剂的报道。

甜菜碱型两性表面活性剂用于涂料配方中,可以使涂料具有良好的可印性并使印膜具有光泽。

在烯基橡胶生产中加入两性表面活性剂可以抑制硫化剂中的硫发生白化现象。

用两性表面活性剂使无机或有机纤维与聚合乳液和水混合还可用于制造毛毡。在阳离子乳化剂中加入两性表面活性剂复配,除了可以用于普通的乳化场合外,还特别适用于制备道路建筑材料,其性能比含非离子乳化剂的强的多。

含两性表面活性剂的烯丙基乳胶作为涂料时,具有极好的湿粘合力和抗冻稳定性。

3  表面处理

有关两性表面活性剂在表面涂层中的应用报道多的是在照相乳液中的应用。甜菜碱型表面活性剂可以用作乳化剂,制备可与明胶配伍的聚合水溶胶,如聚丙烯酸酯和聚丙烯腈等,该类乳胶在很宽的pH范围内维持稳定,可以用作照相乳液。两性表面活性剂加入还可以提高乳胶在底片上分布的表面均一性,减少明胶-卤化银乳化层的磨擦系数。结构中含聚氧乙烯的两性表面活性剂可以改善卤化银涂层的性质,减少在三醋酸纤维素基底上产生的静电荷。

聚合型或氟代的两性表面活性剂可提高照相软片表面保护层的抗静电性,乙氧基化两性表面活性剂则可以改进感光乳胶的雾点。

在有机调色剂和显影剂中也有两性表面活性剂的用武之地,它们可以增加电荷密度,用于静电潜像显影。

一些含金属颜料的配方,特别是含铝的配方,可以与耐水的油漆相掺和。在这样的配方中加入含磷两性表面活性剂可以避免发生爆炸的危险,并使涂层具有良好的金属外观、光洁的表面,良好的附着力和拒水性。也有报道将咪唑啉型两性表面活性剂用于沥青涂层材料中作粘结剂或在油漆中颜料的分散剂。

甜菜碱型两性表面活性剂还被用在电镀铜、锡、锌工艺中,以得到光亮的合金。在铝光亮剂中也有应用。

4  采矿和燃料

两性表面活性剂可用于二次采油和三次采油中。在由石灰岩构造的油层中,由于两性表面活性剂的优良分散性而被使用,如用其制备的微乳状液代替水驱液,可提高石油采收率。利用两性表面活性剂对硫酸盐还原菌的杀菌性,还可将其用于强化石油采收率和原油精制过程的杀菌剂。

油田上也将甜菜碱型表面活性剂用作防腐剂和泡沫钻井剂,在酸性配方中使用可清洁生锈的钢铁表面,并保护表面防止生锈;在通入气体时含甜菜碱两性表面活性剂的配方产品能产生稳定的泡沫,可用于烃类裂解以及清洗生产油井和喷口。

油溶性表面活性剂加入石油中可抑制输油管线腐蚀和预防过滤器堵塞。

还有研究者专门建立了起泡性表面活性剂在不同岩型上的吸附模型,考察甜菜碱型表面活性剂用于气驱法强化采油的可能性。由于甜菜碱型表面活性剂在高矿化度水中具有极好的溶解性,不会被二价离子沉淀,故可用于碳酸盐矿型油田的表面活性剂溶液驱油。咪唑啉型两性表面活性剂可以作为燃油的沉淀阻止剂,聚合型甜菜碱两性表面活性剂可作为O/W型乳浊液的破乳剂。

用甜菜碱表面活性剂可制得在较宽温度范围都具有高度相稳定性的微乳状液燃料油配方,将其配入水煤浆中作分散剂还可以改进水煤浆的制丸和除尘的效率。

已有文献研究了两性表面活性剂在不同岩型上的吸附现象,发现两性表面活性剂可以作为矿物浮选剂。

5  农用化学品

两性表面活性剂可用于农用杀菌剂配方中。磺基甜菜碱对黑曲霉菌的杀灭和抑制能力可与十二烷基二甲基苄基氯化铵相比,它可以杀灭小麦的Erysiphe graminis等真菌。两性表面活性剂中的一些品种杀霉菌效果可以与市售农药媲美,但有时其植物毒性比通常的杀菌剂略高。

油湿法磷酸氨化制得的液体肥料的保存期会因加入两性表面活性剂而延长,可从15周延长到27周,据说这是因为抑制了生成含镁沉淀物。

也有咪唑啉型两性表面自学成才性剂用于除草剂的报道。

6  其它

两性表面活性剂也可用于涂料、淀粉粘合剂、个人卫生用品和食品包装材料等中作杀菌剂、防腐剂和防污剂,可以杀灭和抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和霉菌混合物。

两性表面活性剂咪唑啉型或甜菜碱型可用于加气的水泥或混凝土中作建筑材料,含氟或不含氟的两性表面活性剂也用于泡沫灭火器中。

食品包装材料制造和食品加工机械的清洗中用到两性表面活性剂,工业清洗和金属加工中更是常用两性表面活性剂,例如除去沥青质,清洗火车、轮船、飞机和高层建筑,清洗铝、镁、锌等金属表面。

咪唑啉型两性表面活性剂加入镀锌浴或是其它金属镀浴中,也可用在含碱性电解质的清洗剂配方中。

两性表面活性剂可作为金属的防酸防盐或防锈抑制剂,加到金属加工液配方中或加到工业用水系统中,在油脂增稠剂和选纸定型中也有应用。

咪唑啉型两性表面活性剂可以用在纸张涂层中O/W型乳化剂或作造纸工业中的柔软剂。

甜菜碱型表面活性剂可以用作皮革整理剂,使皮革更耐干洗清洗,或作为皮革加脂液使用。

甜菜碱和非离子表面活性剂复配体系是清洗沾污的有效成分,可以清除皮肤上沾污的C0-60等放射物,200-400ppm的两性表面活性剂便可以使用醛水溶液稳定。

磁性记录材料工业中也用到两性表面活性剂,用两性表面活性剂辅助甲基烷基硅氧烷润滑剂涂在高密度光盘上,在相对较高的温度和湿度下,可大幅度改善载体性能,它们还可以用作磁性录音介质的抗静电剂。具有甜菜碱结构的辐射致硬化型分散剂可用于磁化层或磁性记录介质的背面,磺基甜菜碱加入树脂中可以大大提高对磁性粉末的亲和性,用其作粘合剂可使超细料子的磁性粉末均匀分散,从而提高磁化作用。

有机粘土的分散性会因加入两性表面活性剂而增强。

两性表面活性剂在医药方面也有一些应用,散见于一些专著和专论。

参考文献:略(原文如此)

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