功能性表面活性劑制備與應(yīng)用

前言

功能性表面活性劑是指除了具有常規(guī)表面活性劑性質(zhì)外，還具有一些特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的一大類(lèi)表面活性劑。它具有功能特殊、表面活性高、適用范圍廣等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油、化工、生物工程、材料、能源、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。 本書(shū)重點(diǎn)介紹了可分解型、反應(yīng)型、螯合型、冠醚型、聚合物型、離子液體型、抗菌型、有機(jī)硅和生物表面活性劑等功能性表面活性劑的合成技術(shù)、基本性能及其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。 本書(shū)可供化學(xué)、化工、材料及相關(guān)學(xué)科的研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用人員和生產(chǎn)技術(shù)人員使用，也可供高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生參考或作為教材使用。  表面活性劑是一類(lèi)易于附集于界面、并對(duì)界面性質(zhì)及相關(guān)工藝過(guò)程產(chǎn)生顯著影響的物質(zhì)。從發(fā)展歷史看，表面活性劑源于洗滌劑，但隨著技術(shù)發(fā)展而脫離了洗滌劑，形成了一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)。隨著表面活性劑的發(fā)展和整體工業(yè)水平的提高，表面活性劑已從日常生活中的家用洗滌與個(gè)人保護(hù)用品，進(jìn)入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，如能源工業(yè)、新型材料的制備、環(huán)境工程、冶金、電子、機(jī)械、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，它是一種負(fù)載“功能”型的化工材料，有效地改進(jìn)相關(guān)行業(yè)工藝，提高效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和改善環(huán)境，起著被譽(yù)為“工業(yè)味精”的助劑作用。但隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大和深入，表面 活性劑在很多情況下，僅是在某一些階段發(fā)揮其功用，甚至它們的存在會(huì)帶來(lái)一些消極影響；同時(shí)僅由親油基和親水基兩部分構(gòu)成的傳統(tǒng)表面活性劑并不能滿足某些方面應(yīng)用的需要或在使用過(guò)程中存在一些不足。為了改善傳統(tǒng)表面活性劑的不足，進(jìn)一步擴(kuò)大其使用范圍，國(guó)內(nèi)外都積極開(kāi)發(fā)了許多新型的功能性表面活性劑品種。 功能性表面活性劑是指除了具有常規(guī)表面活性劑性質(zhì)外，還具有一些特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的一大類(lèi)表面活性劑。與常規(guī)表面活性劑相比，功能性表面活性劑具有功能特殊、表面活性高、適用范圍廣、與生態(tài)環(huán)境更相容等特點(diǎn)。 全書(shū)共分10章。第1章介紹了功能性表面活性劑的概念、結(jié)構(gòu)和基本分類(lèi)；第2章詳細(xì)介紹了可分解型表面活性劑的種類(lèi)、合成、性能及應(yīng)用；第3章詳細(xì)介紹了反應(yīng)型表面活性劑的分類(lèi)、合成、性能及應(yīng)用；第4章詳細(xì)介紹了功能性有機(jī)硅表面活性劑的結(jié)構(gòu)、合成、性能和應(yīng)用；第5章重點(diǎn)介紹了螯合型表面活性劑的合成、性能及應(yīng)用；第6章敘述了冠醚型表面活性劑的結(jié)構(gòu)、合成方法、性能和應(yīng)用；第7章介紹了生物表面活性劑的分類(lèi)特性、制備途徑、純化及應(yīng)用；第8章介紹了聚合物型表面活性劑的分類(lèi)、合成方法、性能和應(yīng)用；第9章敘述了離子液體型表面活性劑的結(jié)構(gòu)、合成、性能及應(yīng)用；第10章介紹了其他類(lèi)型的功能性表面活性劑，如抗菌型和CO2用表面活性劑的合成、性能和應(yīng)用。 本書(shū)第1章、第3章和第7章由王軍編寫(xiě)，第6章、第8章和第9章由楊許召編寫(xiě)，第4章和第10章由李剛森和趙林秀共同編寫(xiě)，第2章由王軍和張真真共同編寫(xiě)，第5章由王軍和石瑩瑩共同編寫(xiě)，全書(shū)由王軍教授統(tǒng)編定稿。 書(shū)中所涉及的部分內(nèi)容分別得到了河南省重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(082102270006)和鄭州市科技攻關(guān)項(xiàng)目(074SCCG231096)的資助，在此表示衷心的感謝。在編寫(xiě)過(guò)程中，參閱了國(guó)內(nèi)外眾多表面活性劑研究的專(zhuān)著和文獻(xiàn)，在此謹(jǐn)向這些專(zhuān)著和文獻(xiàn)的作者表示感謝。同時(shí)，化學(xué)工業(yè)出版社給予了大力支持和幫助，在此表示誠(chéng)摯的謝意。 功能性表面活性劑發(fā)展迅速，應(yīng)用十分廣泛，涉及學(xué)科眾多。作者盡可能地使本書(shū)系統(tǒng)、完整和新穎，但受資料來(lái)源和我們的水平所限，書(shū)中難免有缺陷和不足，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正，不吝賜教。

內(nèi)容概要

　　功能性表面活性劑是指除了具有常規(guī)表面活性劑性質(zhì)外，還具有一些特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的一大類(lèi)表面活性劑。它具有功能特殊、表面活性高、適用范圍廣等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油、化工、生物工程、材料、能源、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域?！　”緯?shū)重點(diǎn)介紹了可分解型、反應(yīng)型、螯合型、冠醚型、聚合物型、離子液體型、抗菌型、有機(jī)硅和生物表面活性劑等功能性表面活性劑的合成技術(shù)、基本性能及其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用?！　”緯?shū)可供化學(xué)、化工、材料及相關(guān)學(xué)科的研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用人員和生產(chǎn)技術(shù)人員使用，也可供高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生參考或作為教材使用。

書(shū)籍目錄

第1章  緒論1.1 表面活性劑的發(fā)展歷史1.2 表面活性劑的結(jié)構(gòu)與分類(lèi)1.2.1 表面活性劑分子的雙親結(jié)構(gòu)1.2.2 表面活性劑的分類(lèi)1.3 功能性表面活性劑的主要種類(lèi)1.4 表面活性劑的基本性質(zhì)和作用第2章  可分解型表面活性劑2.1 可分解型表面活性劑的分類(lèi)2.1.1 酸分解型表面活性劑2.1.2 堿分解型表面活性劑2.1.3 熱敏型表面活性劑2.1.4 光敏型表面活性劑2.2 可分解型表面活性劑的制備2.2.1 烷基多苷2.2.2 環(huán)狀縮醛表面活性劑2.2.3 環(huán)狀縮酮表面活性劑2.2.4 鏈狀縮醛表面活性劑2.2.5 原酸酯表面活性劑2.2.6 酯基季銨鹽2.3 可分解型表面活性劑的性能2.3.1 表面張力和臨界膠束濃度2.3.2 生物降解性2.3.3 水解性能2.4 可分解型表面活性劑的應(yīng)用2.4.1 在乳液聚合中的應(yīng)用2.4.2 在電子材料清洗中的應(yīng)用2.4.3 在有機(jī)合成中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第3章  反應(yīng)型表面活性劑3.1 反應(yīng)型表面活性劑的分類(lèi)3.1.1 可聚合乳化劑3.1.2 表面活性引發(fā)劑3.1.3 表面活性鏈轉(zhuǎn)移劑3.1.4 表面活性交聯(lián)劑3.1.5 表面活性修飾劑3.2 反應(yīng)型表面活性劑的制備3.2.1 陰離子型可聚合乳化劑3.2.2 陽(yáng)離子型可聚合乳化劑3.2.3 非離子型可聚合乳化劑3.2.4 兩性離子可聚合乳化劑3.3 反應(yīng)型表面活性劑的性能3.3.1 表面活性3.3.2 反應(yīng)活性3.4 反應(yīng)型表面活性劑的應(yīng)用3.4.1 乳液聚合乳化劑3.4.2 乳液聚合引發(fā)劑3.4.3 乳液聚合鏈轉(zhuǎn)移劑3.4.4 表面修飾劑3.4.5 乳液漆交聯(lián)劑3.4.6 其他應(yīng)用53參考文獻(xiàn)第4章  功能性有機(jī)硅表面活性劑4.1 有機(jī)硅表面活性劑的分類(lèi)4.1.1 按離子類(lèi)型分類(lèi)4.1.2 按結(jié)構(gòu)分類(lèi)4.1.3 按有機(jī)硅基團(tuán)分類(lèi)4.2 有機(jī)硅表面活性劑的制備4.2.1 陰離子型有機(jī)硅表面活性劑4.2.2 陽(yáng)離子型有機(jī)硅表面活性劑4.2.3 兩性離子有機(jī)硅表面活性劑4.2.4 非離子型有機(jī)硅表面活性劑4.2.5 三硅氧烷表面活性劑4.2.6 Gemini型有機(jī)硅表面活性劑4.3 有機(jī)硅表面活性劑的性能4.3.1 界面性能4.3.2 聚集性和相行為4.3.3 超潤(rùn)濕性4.3.4 穩(wěn)定乳液的能力4.4 有機(jī)硅表面活性劑的應(yīng)用4.4.1 在化妝品中的應(yīng)用4.4.2 在紡織工業(yè)中的應(yīng)用4.4.3 在聚合物方面的應(yīng)用4.4.4 在涂料工業(yè)中的應(yīng)用4.4.5 在油田中的應(yīng)用4.4.6 在農(nóng)藥增效劑中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第5章  螯合型表面活性劑5.1 螯合型表面活性劑的分類(lèi)5.1.1 乙二胺衍生物5.1.2 氨基三乙酸衍生物5.1.3 檸檬酸衍生物5.1.4 冠醚衍生物5.1.5 其他螯合型表面活性劑5.2 螯合型表面活性劑的制備5.2.1 乙二胺三乙酸為母體的螯合型表面活性劑5.2.2 檸檬酸酯類(lèi)螯合型表面活性劑5.2.3 其他螯合型表面活性劑5.3 螯合型表面活性劑的性能5.3.1 溶解度5.3.2 表面活性和泡沫性能5.3.3 螯合能力5.3.4 乳化力和去污力5.3.5 防腐性5.3.6 毒性和生物降解性5.3.7 配伍性5.4 螯合型表面活性劑的應(yīng)用5.4.1 在洗滌劑中的應(yīng)用5.4.2 在個(gè)人保護(hù)用品中的應(yīng)用5.4.3 在金屬的清洗和拋光中的應(yīng)用5.4.4 在工業(yè)中的應(yīng)用5.4.5 在農(nóng)牧業(yè)中的應(yīng)用5.4.6 在垃圾焚燒飛灰改性中的應(yīng)用5.4.7 在改善磁流變液穩(wěn)定性中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第6章  冠醚型表面活性劑6.1 冠醚化合物的命名和分類(lèi)6.1.1 冠醚化合物的命名6.1.2 冠醚化合物的分類(lèi)6.2 冠醚型表面活性劑的制備6.2.1 冠醚的直接側(cè)鏈化6.2.2 通過(guò)末端活性基團(tuán)逐步反應(yīng)成環(huán)6.3 冠醚型表面活性劑的性能6.3.1 表面活性6.3.2 配位性6.4 冠醚型表面活性劑的應(yīng)用6.4.1 在有機(jī)合成中的應(yīng)用6.4.2 在離子選擇性電極中的應(yīng)用6.4.3 在模擬膜結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用6.4.4 在膜分離中的應(yīng)用6.4.5 在生命領(lǐng)域中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第7章  生物表面活性劑7.1 生物表面活性劑的分類(lèi)和品種7.1.1 生物表面活性劑的分類(lèi)7.1.2 生物表面活性劑的主要品種7.2 生物表面活性劑的制備7.2.1 微生物發(fā)酵法7.2.2 酶法合成7.2.3 從動(dòng)植物材料中提取7.３生物表面活性劑的純化7.4 生物表面活性劑的性能7.4.1 優(yōu)于化學(xué)合成表面活性劑的特性7.4.2 表面活性7.4.3 熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性7.4.4 生理學(xué)功能7.5 生物表面活性劑的應(yīng)用7.5.1 在食品工業(yè)中的應(yīng)用7.5.2 在修復(fù)重金屬污染中的應(yīng)用7.5.3 在石油工業(yè)中的應(yīng)用7.5.4 在石油污染生物修復(fù)技術(shù)中的應(yīng)用7.5.5 在礦物浮選中的應(yīng)用7.5.6 在造紙工業(yè)中的應(yīng)用7.5.7 在生物醫(yī)療中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第8章  聚合物型表面活性劑8.1 聚合物型表面活性劑的分類(lèi)8.2 聚合物型表面活性劑的制備8.2.1 單體聚合反應(yīng)8.2.2 合成聚合物的化學(xué)改性8.2.3 天然高分子產(chǎn)物的化學(xué)改性8.3 聚合物型表面活性劑的性能8.3.1 特性與功能8.3.2 溶液的性能8.4 聚合物型表面活性劑的應(yīng)用8.4.1 在能源工業(yè)中的應(yīng)用8.4.2 在建材工業(yè)中的應(yīng)用8.4.3 在農(nóng)藥行業(yè)中的應(yīng)用8.4.4 在廢水處理中的應(yīng)用8.4.5 在造紙工業(yè)中的應(yīng)用8.4.6 在乳液聚合中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第9章  離子液體型表面活性劑9.1 離子液體型表面活性劑的分類(lèi)9.2 離子液體型表面活性劑的制備9.2.1 單核陽(yáng)離子型表面活性劑9.2.2 雙核陽(yáng)離子型表面活性劑9.3 離子液體型表面活性劑的性能9.3.1 物化性能9.3.2 表界面性能9.3.3 表面張力9.4 離子液體型表面活性劑的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第10章  其他功能性表面活性劑10.1 抗菌型表面活性劑10.1.1 抗菌型表面活性劑的制備10.1.2 抗菌型表面活性劑的性能10.1.3 抗菌型表面活性劑的應(yīng)用10.2 超臨界二氧化碳微乳體系用表面活性劑10.2.1 二氧化碳用表面活性劑的特征10.2.2 二氧化碳用表面活性劑的結(jié)構(gòu)及性能10.2.3 表面活性劑對(duì)形成超臨界二氧化碳微乳液的影響10.2.4 超臨界二氧化碳微乳液的應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（3）陰離子型聚硅氧烷磷酸酯由于磷酸是三元酸，一般聚硅氧烷磷酸酯是單酯、雙酯、游離磷酸和游離非離子基等的混合物，產(chǎn)品由醇進(jìn)行磷酸化反應(yīng)，再根據(jù)需要進(jìn)行中和、精制而成。聚硅氧烷磷酸酯既具有磷酸基的乳化性、起泡性、溫和的洗滌性，又有聚醚的濁點(diǎn)等非離子性，還具有聚硅氧烷對(duì)皮膚和頭發(fā)的親和性，可作為化妝品的增溶劑、水溶性起泡劑、洗滌劑、潤(rùn)膚劑和頭發(fā)調(diào)理劑。聚硅氧烷磷酸酯表面活性劑具有乳化特性，也有潤(rùn)濕功能，主要應(yīng)用于潤(rùn)膚護(hù)膚品和調(diào)理護(hù)發(fā)品中。在護(hù)發(fā)品中磷酸酯能延緩靜電的積聚，加速放電，聚硅氧烷又對(duì)皮膚頭發(fā)有很好的親和性和調(diào)理性，所以能改善頭發(fā)的干濕梳理性。（4）聚硅氧烷磷酸酯甜菜堿兩性表面活性劑聚硅氧烷磷酸酯甜菜堿兩性表面活性劑和一般的兩性表面活性劑一樣，在不同pH值的水溶液中表現(xiàn)的性質(zhì)也不同。偏酸性時(shí)，溶液顯示陽(yáng)離子型表面活性劑性質(zhì)；偏堿性時(shí)，溶液顯示陰離子型表面活性劑性質(zhì)。由于該表面活性劑分子中既存在磷酸酯甜菜堿的結(jié)構(gòu)和特性，又具有聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)和特性，若選用低摩爾質(zhì)量聚硅氧烷，則聚硅氧烷特性弱；反之，選用摩爾質(zhì)量大的聚硅氧烷，則聚硅氧烷的特性顯著。這類(lèi)產(chǎn)品具有毒性小、抗菌、耐硬水、與各種表面活性劑相容性好等特點(diǎn)，可作為安全性高的香波用起泡劑及護(hù)發(fā)劑使用。用于皮膚清潔劑、浴用制品或調(diào)理香波中，具有良好的親和性，同時(shí)可降低AES等陰離子表面活性劑的脫脂作用，增加去污的溫和性和潤(rùn)膚性，對(duì)皮膚和頭發(fā)具有強(qiáng)的吸附性，并對(duì)頭發(fā)有消除靜電的效果。4.4.2 在紡織工業(yè)中的應(yīng)用由于有機(jī)硅表面活性劑所具有的特性，使得它成為當(dāng)代織物后整理劑首選材料之一。其中的聚醚改性硅油可改善織物的親水性、抗靜電性和防污性，且乳化方便，不易漂油，工藝上有時(shí)還可與染色同浴，是目前紡織行業(yè)用量最多的一類(lèi)。聚醚接枝聚二甲基硅氧烷具有很好的親水、抗靜電性，可使織物柔順、滑爽。為了增加織物的耐洗性，通常還在聚硅氧烷側(cè)鏈引入環(huán)氧基，因?yàn)榄h(huán)氧基可與纖維中-COOH、-OH和-NH2等基團(tuán)反應(yīng)。含氨基的聚二甲基硅氧烷是弱陽(yáng)離子型有機(jī)硅表面活性劑，這類(lèi)硅油是目前紡織行業(yè)特別感興趣的產(chǎn)品。

編輯推薦

《功能性表面活性劑制備與應(yīng)用》重點(diǎn)介紹了可分解型、反應(yīng)型、螯合型、冠醚型、聚合物型、離子液體型、抗菌型、有機(jī)硅和生物表面活性劑等功能性表面活性劑的合成技術(shù)、基本性能及其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

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