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高分子表面活性剂的发展及在皮革中的应用

时间:2010-09-25来源:未知 作者:chem 点击:
高分子表面活性剂的发展及在皮革中的应用 刘岗,吕生华,马艳芬 (陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021) 摘要:综述了高分子表面活性剂的类别、特性和合成方法,以及在制革工业中作为复鞣剂、加脂剂和涂饰剂的应用现状,同时展望了高分子表面活性剂在皮革工

高分子表面活性剂的发展及在皮革中的应用

 

    刘岗,吕生华,马艳芬

    (陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021)

    摘要:综述了高分子表面活性剂的类别、特性和合成方法,以及在制革工业中作为复鞣剂、加脂剂和涂饰剂的应用现状,同时展望了高分子表面活性剂在皮革工业中的应用前景。

    关键词:高分子表面活性剂;皮革

 

    表面活性剂是一种两亲分子,即分子结构中既有亲水性部分,也有亲油性部分,表面活性剂的这种结构决定了其具有特殊的物理化学性质。

    一般表面活性剂的分子量大于3000以上时被称为高分子表面活性剂[1]。随着分子量的增大,表面活性剂的性质和用途也发生较大变化。高分子表面活性剂包括天然高分子表面活性剂和合成高分子表面活性剂两大类。天然高分子表面活性剂主要包括淀粉、纤维素及其衍生物、壳聚糖类等。合成高分子表面活性剂从结构上分析,多数是由小分子表面活性剂交联形成的,品种比较多,性质差异也较大。与同类小分子表面活性剂相比,高分子表面活性剂在起泡力、渗透力和降低界面张力方面比较差,但是在分散和絮凝力方面作用较强,而且毒性比较小,多用在乳化和絮凝等方面。高分子表面活性剂在成膜性能方面比小分子表面活性剂好得多,而且其最重要的应用领域是制备具有选择性透过功能的乳化型液体膜和多种非线性电子器件等。由于这种由两亲高分子形成的膜材料分子排列有序,亲水区域和疏水区域界限分明,所以由这种膜制成的许多器件可以表现出极为特殊的性质。利用高分子表面活性剂形成膜和微胶囊的良好稳定性,也可以用于制备缓释药物和环境污染治理。

 

1天然高分子表面活性剂

    天然有机高分子化合物淀粉、纤维素和壳聚糖,在自然界中的含量十分丰富,而且价格低廉,来源广泛,可作为新型高分子表面活性剂的原料。

 

    1.1淀粉基表面活性剂

    1.1.1直接利用法

    直接利用法即以淀粉为原料,直接对其进行化学改性来制取淀粉酯类表面活性剂、羧甲基淀粉。

 

    1.1.1.1淀粉酯类表面活性剂

    淀粉酯是变性淀粉中的一类,常见的有醋酸淀粉酯、磷酸淀粉酯和烯基淀粉酯等,一般淀粉酯的制备方法如图1所示。

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    胡飞对不同取代度的辛烯基琥珀酸淀粉酯进行研究发现[2],取代度越高的淀粉样品溶液其表面张力越低,其中取代度为0.0157的淀粉酯其临界胶束浓度对应的表面张力为20mN/m。陈均志[3]等通过对丁二酸淀粉酯的研究发现,在较低的剪切速率下,丁二酸淀粉酯的粘度为90mPa·s,而未经改性的玉米淀粉的粘度仅为2.5mPa·s,因而改性后的淀粉有极强的增稠能力。

 

 1.1.1.2羧甲基淀粉

    羧甲基淀粉(CMS)作为一种阳离子表面活性剂,具有易糊化、透明度高、耐酸碱等优良性质,可作为增稠剂、稳定剂、乳化剂、填充剂等助剂,被广泛用于洗涤用品、制药、食品、印染、涂料等行业。

 

    1.1.2转化利用法

    转化利用法是先将淀粉水解为葡萄糖,之后对葡萄糖进行化学改性来制备山梨醇类、烷基糖苷类和葡糖胺类表面活性剂。

 

    1.1.2.1山梨醇类表面活性

    司盘即山梨醇酐脂肪酸酯,是以山梨醇和脂肪酸为原料,用醚化剂将山梨醇脱水醚化生成失水山梨醇,之后与脂肪酸在酯化催化剂下酯化获得产物[4]。上述反应得到的失水山梨醇是以1、4位失水山梨醇酯为主要成分的复杂混合物。Smidrkal等[5]在第一步制备失水山梨醇时用磷酸作催化剂,在第二步中将制得的失水山梨醇与脂肪酸在NaOH的催化下进行酯化反应,制得的产品在色泽上有明显的改进,同时也有较好的性能。

 

    1.1.2.2烷基糖苷类

    烷基糖苷(APG)是由脂肪醇与葡萄糖缩合苷化得到的一种新型非离子表面活性剂。早在1893年德国的Fischer首次报道了甲基糖苷的制备技术[6],1901年人们根据Koenigs-Knorr反应由β-溴代-4-乙酰基葡萄糖和烷醇在氧化银催化下制得烷基糖苷[7],目前用于工业化生产的只有直接苷化法(1)和转糖苷化法(2)[8],如图2所示。

图2

    目前,烷基糖苷已工业化大量生产。因其具有低刺激性和低毒性,可作为手洗及机洗餐具洗涤剂中活性物质的主要原料。此外,APG还可以应用于工业清洁剂、高档日用化妆品和食品工业中。

 

    1.1.2.3葡糖胺类表面活性剂

    在1901年,Roux就从葡萄糖由糖肟的还原制得了葡糖胺(GA)[9],这种表面活性剂具有生理性能好、无刺激和生物降解性好等特点,如图3所示。

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    葡糖酰胺(NAGA)是葡糖胺与脂肪酸、脂肪酸酯等反应而得,是一种多元醇非离子表面活性剂。王军等[10]对其研究发现,它与离子表面活性剂相似有Krafft点,且NAGA的表面张力和cmc与APG相似,具有优良的表面活性。(责任编辑:admin)

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