Реферат: Обсуждаются функции поверхностно-активных веществ, такие как смачивание, диспергирование, эмульгирование, солюбилизация, вспенивание, пеногашение, промывка и обеззараживание и т. Д., Вводится классификация поверхностно-активных веществ и вводится несколько часто используемых агентов поверхностной активности. И роль в косметике, моющих средствах, лекарствах, продуктах питания. Описано направление развития поверхностно-активных веществ.

1. Классификация поверхностно-активных веществ

Существует множество способов классификации поверхностно-активных веществ, которые классифицируются в зависимости от источника поверхностно-активных веществ. Поверхностно-активные вещества обычно делятся на три категории: синтетические поверхностно-активные вещества, натуральные поверхностно-активные вещества и биологические поверхностно-активные вещества.

Поверхностно-активные вещества можно разделить на четыре категории: анионные, катионные, цвиттерионные и неионные в зависимости от типа ионов, генерируемых гидрофильной группой. Обычно используемые поверхностно-активные вещества, гидрофобное основание которых представляет собой углеводородную группу, также могут содержать в молекуле такие элементы, как кислород, азот, сера, хлор, бром и йод, и называются углеводородными поверхностно-активными веществами или обычными поверхностно-активными веществами. Поверхностно-активные вещества, содержащие фтор, кремний, фосфор и бор, называются специальными поверхностно-активными веществами. Введение фтора, кремния, фосфора, бора и других элементов придает поверхностно-активным веществам более уникальные и превосходные характеристики. Фторсодержащие ПАВ - одна из важнейших разновидностей специальных ПАВ.

2. Основная роль поверхностно-активных веществ

(1) Эмульгирование: из-за высокого поверхностного натяжения масла в воде, когда масло капают в воду, энергично перемешивают, масло измельчается на мелкие шарики и смешивается с эмульсией, но перемешивание прекращается и снова слои. Если вы добавите поверхностно-активное вещество и энергично перемешаете, его будет нелегко разделить в течение длительного времени после остановки, которая является эмульгированием. Причина в том, что гидрофобность масла окружена гидрофильной группой активного агента, формируя направленное притяжение, уменьшая работу, необходимую для диспергирования масла в воде, и делая нефтяную скважину эмульгированной. Чтобы

(2) Эффект смачивания: часто на поверхности детали имеется слой воска, жира или чешуйчатого материала, который является гидрофобным. Из-за загрязнения этими веществами поверхность деталей непросто смачивать водой. Когда поверхностно-активные вещества добавляются в водный раствор, капли воды на деталях легко диспергируются, что значительно снижает поверхностное натяжение деталей и обеспечивает смачивание. Чтобы

(3) Солюбилизация: маслянистые вещества могут «растворяться» после добавления поверхностно-активных веществ, но это растворение может происходить только тогда, когда концентрация поверхностно-активного вещества достигает критической концентрации коллоида. Растворимость основана на объекте солюбилизации и зависит от природы. С точки зрения солюбилизации длинная углеводородная цепь гидрофобного гена сильнее короткой углеводородной цепи, насыщенная углеводородная цепь сильнее ненасыщенной углеводородной цепи, а эффект солюбилизации неионных поверхностно-активных веществ обычно более значительный. Чтобы

(4) Эффект диспергирования: твердые частицы, такие как частицы пыли и грязи, относительно легко объединяются вместе и легко осаждаются в воде. Молекулы поверхностно-активных веществ могут разделять агрегаты твердых частиц на мелкие частицы, которые диспергируются и суспендируются в растворе. Играйте роль в обеспечении равномерного диспергирования твердых частиц. (5) Эффект пены: образование пены - это в основном направленная адсорбция активного агента, которая вызвана уменьшением поверхностного натяжения между газовой и жидкой фазами. Как правило, низкомолекулярные активные агенты легко вспениваются, высокомолекулярные активные агенты имеют меньше пены, желтая миристиновая кислота имеет самые высокие пенообразующие свойства, а стеарат натрия имеет худшие пенообразующие свойства. Анионные активные вещества обладают лучшими пенообразующими свойствами и стабильностью пены, чем неионные. Например, алкилбензолсульфонат натрия обладает сильными пенообразующими свойствами. Обычно используемые стабилизаторы пены включают амиды жирных спиртов, карбоксиметилцеллюлозу и т. Д., А ингибиторы пены включают жирные кислоты, сложные эфиры жирных кислот, простые полиэфиры и т. Д. И другие неионные поверхностно-активные вещества.

3 Применение поверхностно-активного вещества

Применение поверхностно-активных веществ можно разделить на гражданское и промышленное применение. Согласно данным, две трети гражданских ПАВ используются в средствах индивидуальной защиты; синтетические моющие средства - один из крупнейших потребительских рынков поверхностно-активных веществ. Продукция включает стиральный порошок, жидкие моющие средства, средства для мытья посуды и различные товары для дома. Чистящие средства и средства индивидуальной защиты, такие как: шампунь, кондиционер, крем для волос, гель для волос, лосьон, тоник, очищающее средство для лица и т. Д. Промышленные поверхностно-активные вещества - это сумма поверхностно-активных веществ, используемых в различных областях промышленности, кроме гражданских поверхностно-активных веществ. Сферы его применения включают текстильную промышленность, металлообрабатывающую промышленность, производство красок, красок, пигментную промышленность, производство пластмассовых смол, пищевую промышленность, бумажную промышленность, кожевенную промышленность, разведку нефти, промышленность строительных материалов, горнодобывающую промышленность, энергетическую промышленность и т. .

3.1.1 Поверхностно-активные вещества в косметике

Поверхностно-активные вещества широко используются в различных косметических средствах в качестве эмульгаторов, пенетрантов, моющих средств, смягчителей, смачивающих агентов, бактерицидов, диспергаторов, солюбилизаторов, антистатиков, красок для волос и т. Д. Неионные поверхностно-активные вещества чаще всего используются в косметике, поскольку они не вызывают раздражения и не вызывают раздражения. легко совместим с другими компонентами. Обычно это сложные эфиры жирных кислот и простые полиэфиры.

3.1.2 Требования косметики к поверхностно-активным веществам

Состав косметических рецептур разнообразен и сложен. Помимо масляного и водного сырья, существуют также различные функциональные поверхностно-активные вещества, консерванты, ароматизаторы, пигменты и т. Д., Которые относятся к многофазной дисперсионной системе. С появлением все большего количества косметических составов и функциональных требований увеличивается и разнообразие поверхностно-активных веществ, используемых в косметике. Поверхностно-активные вещества, используемые в косметике, не должны вызывать раздражения кожи, не иметь токсических побочных эффектов, а также соответствовать требованиям бесцветности, неприятного запаха и высокой стабильности.

3.2 Применение поверхностно-активных веществ в моющих средствах

Поверхностно-активные вещества обладают эффективными очищающими и дезинфицирующими функциями и давно стали самой важной частью чистящих средств. Поверхностно-активное вещество - основной компонент моющего средства. Он взаимодействует с грязью, а также между грязью и твердой поверхностью (например, смачивание, проникновение, эмульгирование, растворение, диспергирование, вспенивание и т. Д.), А использование механического перемешивания обеспечивает эффект стирки. Наиболее широко и широко используются анионные и неионогенные поверхностно-активные вещества. Катионные и амфотерные поверхностно-активные вещества используются только в производстве определенных типов и функций моющих средств. Основными разновидностями являются LAS (относится к алкилбензолсульфонату), AES (сульфат полиоксиэтиленового эфира жирного спирта), MES (соль жирной кислоты α-сульфоновой кислоты), AOS (α-алкенилсульфонат), алкилполиоксиэтиленовый эфир, алкилфенолполиоксиэтиленовый эфир, жирный кислота диэтаноламин, тип аминокислот, тип бетаина и т. д.

3.3 Применение поверхностно-активных веществ в пищевой промышленности

3.3.1 Пищевые эмульгаторы и загустители Самая важная роль поверхностно-активных веществ в пищевой промышленности - действовать как эмульгаторы и загустители. Фосфолипиды - наиболее часто используемые эмульгаторы и стабилизаторы. Помимо фосфолипидов, обычно используемыми эмульгаторами являются глицериды жирных кислот S, в основном моноглицерид T, сложные эфиры жирных кислот и сахарозы, сложные эфиры сорбитана жирных кислот, сложные эфиры пропиленгликоля жирных кислот, фосфолипиды сои, гуммиарабик, альгиновая кислота, казеинат натрия, желатин и яичный желток. Загустители делятся на две категории: натуральные и химически синтезированные. Природные загустители включают крахмал, гуммиарабик, гуаровую камедь, каррагинан, пектин, агар и альгиновую кислоту, полученную из растений и морских водорослей. Есть также желатин, казеин и казеинат натрия, получаемые из белковосодержащих животных и растений. И ксантановая камедь из микроорганизмов. Наиболее часто используемыми синтетическими загустителями являются карбоксиметилцеллюлоза натрия, альгинат пропиленгликоля, гликолевая кислота целлюлозы и полиакрилат натрия, натрийгликолят крахмала, фосфат крахмала натрия, метилцеллюлоза и полиакриловая кислота, натрий и т. Д.

3.3.2 Пищевые консерванты Эфиры рамнозы обладают определенными антибактериальными, противовирусными и антимикоплазменными свойствами. Эфиры сахарозы также оказывают более сильное ингибирующее действие на микроорганизмы, особенно на споровые грамположительные бактерии.

3.3.3 Пищевые диспергаторы, пенообразователи и т. Д. Помимо использования в качестве эмульгаторов и загустителей в производстве пищевых продуктов, поверхностно-активные вещества также могут использоваться в качестве диспергаторов, смачивающих агентов, пенообразователей, пеногасителей, агентов контроля кристаллизации, стерилизации и продления срока хранения продуктов питания. . Например, добавление 0,2-0,3% фосфолипидов сои при гранулировании сухого цельного молока может улучшить его гидрофильность и диспергируемость, а также его можно быстро растворить без агломерации во время приготовления. При приготовлении тортов и мороженого добавление жирной кислоты глицерина и жира сахарозы может иметь эффект пенообразования, что способствует образованию большого количества пузырьков. При производстве сгущенного молока и соевых продуктов добавление жирной кислоты глицерина имеет пеногасительный эффект.

3.3.4 Применение при экстракции и разделении пигментов, ароматических компонентов, биологически активных компонентов и ферментированных продуктов.

В последние годы поверхностно-активные вещества также широко используются для экстракции и разделения натуральных ингредиентов в пищевых продуктах, таких как пигменты, ароматизаторы, биологически активные ингредиенты и ферментированные продукты.

3.4 Применение поверхностно-активных веществ в области медицины

Поверхностно-активные вещества выполняют функции смачивания, эмульгирования, солюбилизации и т. Д., Поэтому они широко используются в качестве фармацевтических наполнителей, особенно в технологии фармацевтических микроэмульсий, разработанной в последние годы. При синтезе лекарств поверхностно-активные вещества могут использоваться в качестве катализаторов межфазного переноса, которые могут изменять степень сольватации ионов, тем самым увеличивая реакционную способность ионов, заставляя реакцию протекать в гетерогенной системе и значительно повышая эффективность реакции. Поверхностно-активные вещества часто используются в качестве солюбилизаторов и сенсибилизаторов при анализе, особенно в фармацевтической флуоресцентной спектроскопии. Что касается дезинфекции кожи, дезинфекции ран или слизистых оболочек, дезинфекции инструментов и дезинфекции окружающей среды перед операциями в фармацевтической промышленности, поверхностно-активные вещества могут сильно взаимодействовать с белками бактериальной биопленки, денатурируя или теряя свою функцию, и широко используются в качестве бактерицидов и дезинфицирующих средств.

4. Тенденции развития поверхностно-активных веществ.

Направление развития поверхностно-активных веществ будет проявляться в следующих аспектах:

4.1 Возвращение к природе;

4.2 Заменить вредные химические вещества;

4.3 Стирать и использовать при комнатной температуре;

4.4 Использование в жесткой воде без добавок;

4.5 Защита окружающей среды, которая может эффективно обрабатывать жидкие сточные воды, сточные воды, пыль и т. Д. Поверхностно-активные вещества;

4.6 Поверхностно-активные вещества, которые могут эффективно улучшить использование полезных ископаемых, топлива и производство;

4.7 Многофункциональные поверхностно-активные вещества;

4.8 Поверхностно-активные вещества, полученные из промышленных или городских отходов на основе биоинженерии;

4.9 Повторное использование Высокоэффективное поверхностно-активное вещество с синергетическим эффектом, достигаемым за счет технологии рецептуры.