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文檔簡介

第四章表面活性劑的應(yīng)用第一節(jié)表面活性劑在洗滌劑配方中的應(yīng)用第二節(jié)表面活性劑在制藥中的應(yīng)用第三節(jié)表面活性劑在食品中的應(yīng)用

第四節(jié)表面活性劑在化妝品中的應(yīng)用

第五節(jié)表面活性劑在石油化工中的應(yīng)用

第六節(jié)表面活性劑在紡織工業(yè)中的應(yīng)用

第七節(jié)表面活性劑在水基涂料中的應(yīng)用第八節(jié)表面活性劑在金屬加工工業(yè)中的應(yīng)用

第九節(jié)表面活性劑在農(nóng)藥中的應(yīng)用

第一節(jié)表面活性劑在洗滌劑中的應(yīng)用

常見的洗滌用表面活性劑類型如下:(1)常見的陰離子表面活性劑有高級脂肪酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽、硫酸酯鹽、脂肪酸酰氯與蛋白質(zhì)水解物縮合物、磷酸酯鹽等;(2)常見的陽離子表面活性劑有胺鹽型陽離子表面活性劑、季銨鹽型陽離子表面活性劑;(3)常見的兩性表面活性劑有氨基酸型兩性表面活性劑、甜菜堿型兩性表面活性劑、咪唑啉型峽谷性表面活性劑、氧化胺;(4)常見的非離子表面活性劑有聚乙二醇型和多元醇型非離子表面活性劑;(5)常見的高分子表面活性劑有天然高分子表面活性劑和半合成高分子表面活性劑;(6)常見的氨基酸型表面活性劑有蛋白質(zhì)系表面活性劑;(7)常見的特殊類型表面活性劑有氟表面活性劑、硅表面活性劑、有機金屬表面活性劑、硼表面活性劑、生物表面活性劑。一、在家庭用洗滌劑中的應(yīng)用1、紡織品洗滌劑家用洗滌包括紡織品被服用洗滌劑、居家用洗滌劑、浴室用洗滌劑、廁所用洗滌劑,玻璃、塑料制品等硬表面活性劑。洗滌劑的配方根據(jù)用途不同而有所變化。此外,由于洗滌習(xí)慣不同,待洗物品原料隨科學(xué)進展而趨向多樣化,以及防止環(huán)境污染等,所使用的表面活性劑和助劑也都隨之發(fā)生變化。家庭用紡織品、被服主要有內(nèi)衣運動服、外衣、風(fēng)雨衣、外套、床單等,所用的原料有棉、麻、絲、羊毛、人造棉、醋酸纖維、聚酯纖維、丙烯纖維。洗滌劑可分為用于洗滌內(nèi)衣、襯衣罩衫、工作服、兒童服、襪子等與皮膚直接接觸或污垢較多的重垢型洗滌劑,及用于洗滌毛衣、毛線衣和外衣等不直接與皮膚接觸,污垢主要是灰塵等油污少的輕垢型洗滌劑。重垢型洗滌劑有用于手洗的和機洗的,按形狀有粉狀的、液體的。輕垢型洗滌劑主要用于羊毛、絲、細紡合成纖維制品,一般不含堿性助劑,又稱為中性洗滌劑,有粉狀的和液體的,洗滌方法主要是手洗、撞洗和推洗等。

(1)重垢洗滌劑祛除污垢較多的洗滌劑。

(2)輕垢洗滌劑輕后型洗滌劑用于洗滌軟織物,如羊毛、尼龍、絲綢等織物。若以酸性或堿性洗滌液洗毛織品,織物有明顯的收縮。羊毛制品和絲綢等以動物纖維的制品,洗滌除受PH值限制外,機械洗滌液會引起織物起毛、收縮,損傷原毛。因此,這類衣物的洗滌劑需在接近中性的溫和條件下進行。輕垢型洗滌劑即屬于這種中性的洗滌劑。洗衣用的中性洗滌劑有粉狀和液體兩類。輕垢型洗滌劑的主要成分為表面活性劑和助劑。常用的表面活性劑有:直鏈烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽等陰離子表面活性劑;脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚醚等非離子表面活性劑。有機螯合劑、抗再沉積劑和起泡劑等;此外還可以加入適量的色料、香精等;有漂白性能的需加入漂白劑。

2.廚房用洗滌劑廚房用洗滌劑可分為餐具用洗滌劑、炊具用洗滌劑和蔬菜、瓜果魚禽肉類洗滌劑。無論哪種都不同于衣用洗滌劑。用于餐具和炊具的洗滌劑主要是清除附著于硬表面上的污垢,如油脂、淀粉、蛋白質(zhì)等污垢;用于蔬菜、瓜果和禽肉類洗滌劑主要能清除附著于其上的各種污垢、農(nóng)藥、微生物等。由于廚房用洗滌劑洗滌的對象是食品和食器,除應(yīng)具有良好的洗凈能力外,還需滿足衛(wèi)生方面的要求:①洗滌劑的各組分對人體安全無害;②能較好地洗凈、除去動植物油污;③不損傷餐具、炊具及其他廚房用材料;④用于蔬菜、瓜果、魚禽肉等洗滌,應(yīng)無殘留物,不影響外觀和風(fēng)味,不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、破壞營養(yǎng)成分;⑤起泡良好。

(1)餐具用洗滌劑餐具可用手洗也可用機洗,由于洗滌方法不同,所用洗滌劑在組成上也有所差異。手洗餐具用洗滌劑要求溶解快,泡沫穩(wěn)定,去污性能良好,分散性能高,對皮膚無刺激,無異味,餐具洗后無水紋。因此,手洗餐具用的高泡洗滌劑主要采用烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽等陰離子表面活性劑,與脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚等非離子表面活性劑復(fù)合配方,以烷酰胺、聚氧乙烯月桂酸單乙醇酰胺或聚氧乙烯椰子油酸單乙醇酰胺做泡沫穩(wěn)定劑,此外洗滌劑還需加入助溶劑、溶劑、防腐劑和絡(luò)合劑等。機洗餐具用洗滌劑應(yīng)具有較低的泡沫,故多采用脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚等非離子表面活性劑為活性物,為增強去污能力,較多地添加堿性助劑。機洗餐具后還需要使用沖洗劑、消毒劑等。

(2)灶具和廚房設(shè)備洗滌劑

該配方洗滌劑適用于擦洗烤箱,對玻璃、陶瓷面無損傷。(該配方為聯(lián)邦德國公開專利3908971介紹的。)3.居室用洗滌劑家用居室與公共場所用清潔劑。這主要是硬表面清潔劑,包括地面、墻面、玻璃、潔具的清潔劑以及地面的消毒劑。另外,還有用于家具、地面的上光及保養(yǎng),空氣的清潔與清新等的清潔劑。通用劑是相當(dāng)廣的洗滌劑產(chǎn)品類別,可用在很多清潔活動,這些活動多數(shù)涉及硬表面清潔。通用清潔劑及其濃縮物常常需要稀釋,其稀釋劑一般為水,也需要助劑軟化硬水,這些助劑有檸檬酸鹽,碳酸鹽和磷酸鹽。從技術(shù)上講,通用清洗劑加入助劑后,可以考慮用作廚房清潔劑。助劑能改進肥皂或合成活性劑效率,提高洗凈能力。在配方中加入的主要溶劑為二乙二醇正丁醚,但它有刺激性,可替代物為二丙二醇甲醚和二丙二醇正丁醚混合物。如此,可降低活性劑用量,也可避免溶劑的刺激性、減少清潔表面的殘留污斑,同時保持同樣的清潔性能。在配方中加入麿料,以提高機械去污力,為提高麿料體系的穩(wěn)定性,可選用CarbopolETD或Good-Rite樹脂,分散懸浮,穩(wěn)定配方。

二、在個人用洗滌劑中的應(yīng)用1.洗手劑個人清潔用品是液體洗滌劑中第三大類清潔劑,包括頭發(fā)清潔劑、皮膚清潔劑。這些產(chǎn)品與人體接觸,衛(wèi)生要求較高,在國外也將其列入化妝品范疇。液體洗手劑常分為三類,即普通洗手液、消毒洗手液、無水洗手劑。普通洗手液在去污力及泡沫基礎(chǔ)上考慮對手的柔和與保護作用。消毒洗手液主要考慮到公共場所對手的滅菌、消毒作用。而無水洗手劑的作用則是去除油與脂,需要良好的去污能力,但同時對手也有一定的保護作用。無水洗手劑從手上去除塵埃、油脂和污漬,而不用水沖洗。它們可配成水包油或油包水的膏狀、膠狀、乳狀、乳脂、乳劑和液體。這種洗手產(chǎn)品一般含清洗劑、增稠劑、乳化劑和水。通常清洗劑為低黏度的溶劑,其選擇依賴于要去除的污漬的類型。常使用的是無味煤油,因為它便宜,而且對多數(shù)污漬有效。其他常用的溶劑為礦物醇或礦物油。增稠劑常為纖維素衍生物。皂或非離子表面活性劑常用做乳化劑和清洗劑。表面活性劑常常是溶劑的有效增稠劑。潤膚劑如十六醇、羊毛脂和石蠟,保濕劑如山梨醇溶液或甘油以及抗菌劑,可用于提高應(yīng)用性能。

2.發(fā)用洗滌劑

洗發(fā)香波是液體洗滌劑中使用原料最為廣泛的洗滌劑,其使用原料簡述如下。(1)表面活性劑使用陰離子活性劑和兩性離子活性劑。常用的陰離子表面活性劑為脂肪醇硫酸鹽、脂肪醇醚硫酸鹽、琥珀酸酯磺酸鹽。為減少皮膚刺激和對頭發(fā)的損傷,還使用柔性的陰離子活性劑-蛋白質(zhì)與脂肪的縮聚物,如椰子蛋白質(zhì)脂肪酸縮聚物、以及氨基酸型活性劑、水解動物蛋白質(zhì)等。(2)兩性活性劑其洗滌性能不及陰離子活性劑,但刺激性極低,常與脂肪醇硫酸鹽、脂肪醇醚硫酸鹽制成柔性洗發(fā)香波,如嬰兒香波。這類活性劑有烷基甜菜堿、烷基酰胺丙基甜菜堿、烷基磺化甜菜堿、烷基咪唑啉及兩性乙酸鹽、兩性丙酸鹽等。(3)離子活性劑起泡力和去污力都差,一般用作頭發(fā)調(diào)理劑,易為頭發(fā)吸收,具良好的柔性、抗靜電性以及潤滑、殺菌作用。在二合一香波中,主要使用高分子陽離子季銨鹽,以利于與陰離子活性劑配伍。(4)非離子活性劑主要是烷醇酰胺和烷基氧化胺,用于體系的增泡和穩(wěn)泡。同時,也對體系有增稠作用,并能減緩陰離子活性劑對皮膚的刺激性。(5)添加劑常用的添加劑有增溶劑、珠光劑、去頭屑劑、防腐劑、螯合劑、紫外線吸收劑、緩沖劑及香精、色料等。常見的洗發(fā)香波配方如下:

一般而言,黏稠、豪華香波具有極好的清洗力,對頭發(fā)有調(diào)理作用。

三、在工業(yè)用洗滌劑中的應(yīng)用1.金屬清洗劑金屬清洗劑的發(fā)展趨勢是從溶劑型過渡到水基型,而水基型中常會用到兩性表面活性劑。其他類型的工業(yè)洗滌劑如高壓洗滌劑、交通污膜脫除劑、泡沫洗凈劑等均可使用兩性表面活性劑。兩性表面活性劑對保證在強堿條件下液態(tài)產(chǎn)品中各組分的配伍性方面有特殊作用。表4-1所列的配方為穩(wěn)定的透明液體,將這一配方與兩種品牌液體洗滌劑及兩種品牌粉體洗滌劑的性能進行了比較,結(jié)果列于表4-2。這一實驗是采用EMPA101推薦的方法。在30OC、20:1的浴比條件下進行15min洗滌,用Harrison色度儀測定實驗前后的光反射率(△C1)。從表2結(jié)果可看出,在相同劑量下表1配方的性能超過所有3種品牌產(chǎn)品。事實上只用40%劑量便可達到與3種品牌產(chǎn)品中最低效的配方等效。

目前金屬制造業(yè)中大部分金屬清洗操作都采用水基配方,其中通常含有能除去金屬表面油污的堿,如氫氧化鈉、硅酸鈉、正磷酸鈉等,加入表面活性劑有助于提高去垢速度。由于兩性表面活性劑在強堿性中穩(wěn)定,且具有高的堿溶性,因此在堿性水基清洗劑中可以使用兩性表面活性劑。當(dāng)兩性表面活性劑的分子中含有多個陰離子基團時,就更有利于在強堿中的應(yīng)用。兩性表面活性劑在這種場合下具有強親水排斥作用,能夠顯示出水溶助長功能,滿足配方在這方面的需要,此外,額外的陰離子基團能夠增加在堿中的溶解度,可以使去污作用增強。表4-3給出含辛胺二丙酸鈉的配方,具有高效,低泡、快速潤濕等特點。

輸送帶的潤滑/清洗在自動包裝線上起著十分重要的作用,尤其在飲料、牛奶、食品加工業(yè)中應(yīng)用廣泛,在這種特殊制劑中常將兩性表面活性劑與肥皂復(fù)配起來使用。表4-4是由脂肪酸鈉皂和C8兩性表面活性劑配制的低泡潤滑劑配方。2.酸性清洗劑建議在含乙酸、檸檬酸、鹽酸、氨基磺酸、磷酸、甲酸等酸性清洗劑中使用兩性磺酸鹽、甜菜堿和磺基甜菜堿等兩性劑的使用量為5%。在許多酸性清洗劑中均需加入增稠劑以改變配方的流變性。表4-5列出了在各種酸中建議使用的兩性表面活性劑。第二節(jié)表面活性劑在制藥中的應(yīng)用一、在片劑和丸劑中的應(yīng)用從19世紀(jì)40年代到現(xiàn)在,片劑的研究、開發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展得都很快。伴隨著片劑輔料的發(fā)展和改進,新型表面活性劑的應(yīng)用,又大大推動了劑型的改進和創(chuàng)新。對片劑變色、崩解度、硬度和含量等問題的研究改進,提高了片劑的療效。1.表面活性劑作片劑的潤濕劑和膠黏劑片劑要求所用的藥物能順利流動,有一定的黏著性,但又不黏貼沖頭和沖模;遇體液又能迅速崩解,被吸收而產(chǎn)生療效。實際上藥物極少兼具這些性能,因此必須加入輔料或適當(dāng)進行處理,使之達到以上要求。輔料必須要有較高化學(xué)穩(wěn)定性,不與主藥反應(yīng),不影響主藥釋放、吸收,對人體無害,來源要求廣泛,成本低廉。常見的輔料包括潤濕劑、膠黏劑、崩解劑、滑潤劑、稀釋劑和吸收劑等。表面活性劑作為片劑輔料,可作膠黏劑和潤濕劑。對于一些疏水性強的藥物,壓成片劑后,由于其疏水性,服用后不被體液濕潤,往往不能崩解而整粒排出。氯霉素棕櫚酸酯即如此,如在制片時加入吐溫-800.2%,可使藥片被體液潤濕,促進崩解。膠黏劑可使藥物細粉黏合制成顆粒以便壓片,如藥物本身沒有黏性或黏性不足,容易粉碎,則必須加入適量的膠黏劑。膠黏劑往往也是潤濕劑。

2.表面活性劑作片劑崩解劑的輔料片劑中加入適量表面活性劑可增大藥物的溶出速度,這主要是濕潤和助溶作用。表面活性劑亦可改變機體吸附膜的性質(zhì),使藥物更容易為機體所吸收。表面活性劑的存在,使水更易于透過孔隙,片劑加快崩解。表面活性劑加速崩解不是直接影響崩解度,而是減低崩解劑的表面張力,使其易于吸水膨脹崩解,縮短崩解時間。表面活性劑起了輔助崩解劑或促崩劑的作用。使用表面活性劑的方法有三種:(a)溶于黏合劑中,(b)與崩解劑淀粉混合加于干顆粒中,(c)制成醇溶液噴在干顆粒上。第三種方法效果最佳,只是生產(chǎn)多了一道工序。

3.表面活性劑作片劑潤滑劑為使壓片前制成的干燥顆粒潤滑,減少與沖模摩擦和黏連,使片劑光亮美觀,劑量準(zhǔn)確,一般須在加工時加入潤滑劑。常見潤滑劑可以是液體或流體的,常用者為液體石蠟(或與滑石粉配合使用)。潤滑劑也可以是固體的界面潤滑劑,具有抗靜電和抗黏作用,在粉粒表面形成一薄層以達到潤滑。常用的是硬脂酸鹽、高級脂肪酸鹽、表面活性劑十二烷基硫酸鎂等。4.表面活性劑作包衣物料有的片劑表面包上一層保護衣,可使藥物穩(wěn)定,避免與空氣中水分、二氧化碳、氧氣接觸。對胃有刺激作用的藥和要求在腸道顯效和延效的藥都可包衣(糖衣、腸衣或薄膜包衣),以達到治療效果。包衣材料要求性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、包衣后不引起體積較多加大,有彈性、不出現(xiàn)裂縫,不影響崩解等。表面活性劑可用于片劑包衣物料的有:非離子表面活性劑聚乙二醇(PEG)、吐溫、聚乙烯毗咯烷酮(PVP)、醋酸乙烯醇共聚物等;陰離子表面活性劑二辛基琥珀?;撬徕c、月桂醇硫酸鈉;天然表面活性劑阿拉伯膠、西黃蓍膠、明膠、蟲膠等。(1)糖衣物料加人30%~35%阿拉伯膠的膠漿,新鮮配制,明膠漿量10%~15%,均用著色隔離衣,可增加衣層牢固性。(2)腸溶衣物料腸溶衣最早用的是蟲膠,利用其在不同pH值溶液中的不同溶解性,在胃中不溶而在腸中溶解,抵抗胃液的酸性腐蝕,到腸中能迅速崩解或溶解。后由于藥典規(guī)定的改變(pH值由7.3改為6.8),故腸溶衣物料改用鄰苯二甲酸醋酸纖維素和丙烯酸樹脂(Ⅱ,Ⅲ號),配方中加入少量吐溫—8e。符合藥典規(guī)定,工序簡化,污染降低。(3)薄膜包衣材料要求是合成高分子化合物。具有特殊理化性質(zhì),其分子結(jié)構(gòu)、分子量、黏度、溶解度均適合作薄膜包衣材料??晌溉堋⒛c溶、滲透、緩釋。

5.表面活性劑作片劑緩釋劑和控釋劑藥物在人體內(nèi)緩慢釋放,吸收后能達到長效作用。這需要加入大分子阻滯劑,以實現(xiàn)緩釋??蒯寗﹦t可延長藥效,控制其釋放量及釋放動力學(xué)過程。用于該方面的片劑物料表面活性劑一般是大分子共聚物,它可以分成兩類。a.親水膠體,能大量吸收水分,而不溶解,一般都是經(jīng)交聯(lián)形成的聚合物,如PVP、聚乙烯醇(PVA)、聚羥乙基丙烯酸甲酯等它們都有良好的生物相容性。如PVP用于制作緩釋劑時,常作為骨架的致孔劑兼黏合劑。它可用來制備不溶性骨架和溶蝕性骨架藥物緩釋片,可控制藥物通過凝膠層緩緩向外擴散釋放,調(diào)節(jié)釋藥速率。b.疏水性聚合物。不吸收或極少吸收水分,有較大的機械強度,對親脂性藥物具有高滲透性。如硅膠,它是惰性的,安全,可長期置于人體中。另外,乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)具有良好生物相容性和機械性能,并有選擇滲透性。

生物降解聚合物是控釋體系中一種發(fā)展中的重要物料,用作藥物載體制成植入劑或注射劑。藥物分散在介質(zhì)中能在體內(nèi)擴散并隨聚合物降解而釋放。如纖維蛋白及膠原、聚乳酸、聚乙醇酸、聚寶基酸等。其毒性小,生物相容性好,無致敏性,降解產(chǎn)物亦無害??蒯寗┑膬?yōu)點是可以減少用藥次數(shù),血藥濃度能維持穩(wěn)定,減少藥物的不良反應(yīng)和用藥總量,增加藥物的吸收量。其他緩釋劑還有巴西棕櫚蠟、瓊蠟、硅藻酸、羥基丙烷、甲基纖維素、PEG、司盤等。二、在滴丸劑中的應(yīng)用丸劑是我國古老劑型之一,屬中藥制劑。近年來表面活性劑在滴丸中應(yīng)用較多。所謂滴丸是指用滴制法制成的丸劑。固體或液體藥物經(jīng)溶解、乳化或混懸于適宜的熔融態(tài)基質(zhì),經(jīng)滴管滴人另一不相混溶的冷卻劑中,使液滴成球狀冷卻凝固成丸,取出,洗去冷卻劑,干固即得。滴丸中除主藥外的其他賦形劑均稱基質(zhì)。用于冷卻液滴,使之凝成固體藥丸的液體為冷卻劑。冷卻劑有脂溶和水溶兩類。(1)脂溶性基質(zhì):硬脂酸、單硬脂酸甘油酯、蟲膠等。相應(yīng)冷卻劑為水、乙醇或其混合液。(2)水溶性基質(zhì):聚乙二醇(PEG4000,PEG6000)、硬脂酸鈉、聚氧乙烯單硬脂酸酯(Myrj類)等。相應(yīng)冷卻劑是液體石蠟、植物油、煤油等。這些基質(zhì)必須生理惰性、無毒、無副作用,低化學(xué)活性,熔點較低,在60~100℃可熔化,驟冷可凝固,使藥物處于最佳分散狀態(tài)。冷卻劑則要求與藥物不相混溶,不發(fā)生作用,并應(yīng)具有適當(dāng)?shù)南鄬γ芏群宛ざ?。表面活性劑在滴丸劑中的作用主要是改善難溶藥物的吸收和溶出,提高其生物利用度。這里以聚乙二醇類(PEG)應(yīng)用最多,這是由于其化學(xué)穩(wěn)定性好,易溶于水,能釋放水溶和油溶性藥物。如氟哌酸的耳用滴丸,其中氟哌酸是主藥,PEG400、PEG6000和吐溫—80共同構(gòu)成基質(zhì),二甲基硅油為冷卻劑,所得滴丸成型好,顆粒均勻,硬度適中,臨床發(fā)現(xiàn)用藥時濃度高,速效,作用持久。

三、在膠囊藥劑中的應(yīng)用將藥物裝于膠囊中既便于服用,又不刺激口腔黏膜,還便于保存,患者很愿意接受。長效膠囊是以非活性物質(zhì)做助劑,將藥物與腸溶性高分子物質(zhì)造粒,做芯料,外包乙基纖維素膜,所用腸溶性高分子物質(zhì)的用量為15%~70%。通常采用的有:在pH值>5時水溶性好的多糖類乙酸酯、烷基化多糖類或羥烷基化多糖類、有機二元酸酯、羧基烷基多糖烷基醚、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯或聚乙烯醇縮乙醛的有機二元酸酯或丙烯酸、甲基丙烯酸或其酯二、三元共聚物。1.在空膠囊中的應(yīng)用明膠膠囊發(fā)明于1934年,它可掩蓋藥物不良氣味,外表光滑、美觀,易服用,攜帶方便。溶解速度高于片劑,還可提高對光、濕、熱敏感藥物的穩(wěn)定性。膠囊劑現(xiàn)已成為世界上使用最廣泛的口服劑型之一,許多國家的產(chǎn)量、產(chǎn)值僅次于片劑和注射劑。在其中表面活性劑的主要應(yīng)用為:(1)作空膠囊(硬膠囊)輔助材料。明膠是制空膠囊主要材料,但因其易吸濕和脫水,常需要加入少量附加劑。硬膠囊可在空囊上印字,但要在食用油墨中加入8%~12%的聚乙二醇(PEG400),以防止印字后磨損。(2)作軟膠囊劑的附加劑。軟膠囊可填充各種油或?qū)γ髂z無溶解作用的液體藥物或混懸液、固體藥物。在填充固體藥物的混懸液時,常用混懸液分散媒是表面活性劑PEG400。(3)用于腸溶膠囊劑。臨床需要進入腸內(nèi)溶解吸收發(fā)揮療效的腸膠囊劑,一般用甲醛浸漬法處理。但也有將膠囊劑用包衣法處理的,包衣材料用CAP和PVP或羧甲基丙基纖維素、蟲膠等,這樣可得腸溶膠囊劑。

2.在微型膠囊劑中應(yīng)用微型膠囊(Microcapsules)是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)。系用高分子材料將固體或液體藥物包裹成直經(jīng)為91~5000μm的微小膠囊。通常將藥物的微型膠囊根據(jù)臨床需要制成散劑、膠囊劑、片劑、注射劑和軟膏劑。藥物經(jīng)微囊化之后,可延緩藥物療效,提高穩(wěn)定性,掩蓋不良氣味,降低其在消化道中的副作用,減少復(fù)方配伍禁忌,將液態(tài)藥物制成固體制劑。表面活性劑既可作囊中心物中主藥附加劑,也可作囊材。如硫酸亞鐵微囊制備時,將硫酸亞鐵與PEG4000加司盤-60混勻,攪拌使其分散于熱的液體石蠟中,形成W/O乳液,冷卻,加入石油醚引起相分離—凝聚作用,使PEG4000凍凝成微囊,空氣干燥,即得成品。目前已有三十余種藥物制成微膠囊制劑。國內(nèi)在這方面的研究也取得了一些進展。

3.在毫微微粒中應(yīng)用毫微微粒(Nanoparticle)是一種近年來出現(xiàn)的固態(tài)膠體藥物釋放體系。膠體藥物釋放體系對全身治療效果很好,這種體系基本上是亞微米體系,它和微粒和微囊制法相似,稱為毫微微粒。該體系由一種載體物質(zhì)及其負載藥物組成。標(biāo)準(zhǔn)是要積聚或保留在其所需作用的部位,即藥物的靶器官定向作用,有適當(dāng)?shù)尼尫潘俣龋€(wěn)定,易于用藥,作為注射藥可滅菌,載體無毒易生物降解。

四、在軟膏類藥劑中的應(yīng)用軟膏類藥劑是由有效藥物組分和膏基組成。膏基有O—W型和W—O型的。制備膏基常用的表面活性劑有吐溫、聚脂肪酸氧乙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚等非離子表面活劑劑、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽和十二烷基硫酸鈉陰離子表面活性劑。當(dāng)采用月桂醇聚氧乙烯醚做乳化劑制備膏基時,由于聚氧乙烯鏈長短的不同,產(chǎn)品可以是膏狀、液狀、凡士林狀、,蠟狀物等。如聚氧乙烯鏈聚合度4~7時,常溫下是液體可分散于水和溶于水;若聚氧乙烯鏈聚合度為6也可溶于液體石蠟,具有兩親性,在常溫下對水的表面活性最大。用陰離子乳化劑配制的膏基在酸性條件下可能不穩(wěn)定,所以對于需要酸性條件的藥物應(yīng)選擇陰離子或非離子乳化劑。季銨鹽類對含有脂肪醇的乳狀液體系有助穩(wěn)定作用。

五、在膜劑、氣霧劑中的應(yīng)用膜劑、氣霧劑都是新型制劑,表面活性劑在其中都起了重要的作用。1.在膜劑中的應(yīng)用膜劑于20世紀(jì)60年代開始研究,現(xiàn)在在國內(nèi)外的研究和應(yīng)用都有了較大進展,而且都已應(yīng)用于臨床。藥物溶解或均勻分散在成膜材料的溶液中,涂抹或制成薄膜狀藥物制劑。一般膜厚0.1~0.2mm,面積不同用途不同,lcm2的供口服,0.5cm2的供眼用,5cm2的供陰道用。表面活性劑在膜劑中不但廣泛用作輔料,而且有的本身就是膜劑的主藥。(1)作膜劑輔料一般膜劑的處方中除主藥外,還有1%~3%的表面活性劑(如吐溫—80、SLS、豆磷脂)。在膜劑少量生產(chǎn)時,將成膜材料溶于水中,過濾,加入主藥充分攪拌。如主藥溶解性能不好,則先制成微晶或研成細粉,用研磨或攪拌方法,在表面活性劑作用下使之均勻分散在成膜材料的膠體溶液中,再傾倒在乎板玻璃上涂成涂層、烘干、制成成品。成膜材料,常用的是天然或合成高分子物質(zhì),如明膠、阿拉伯膠、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)等。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),以PVA的成膜性能、膜抗拉強度、柔軟性、吸濕性為最佳。

(2)在口腔用膜劑中應(yīng)用本類膜劑應(yīng)用最多,它分為口服膜、口含膜和口腔外用膜三種。一般口腔黏膜吸收后可顯全身療效。如舌下含膜的硝酸甘油膜劑,其成膜材料是聚乙烯醇,穩(wěn)定性優(yōu)于片劑,臨床效果也較快,膜劑奏效時間是0.35min,而片劑是1.18min,該膜劑的水溶時間短、體外釋藥要比片劑快3~4倍。在此膜劑中,硝酸甘油以球粒形態(tài)均勻分布在膠液和干膜中,為PVA所包復(fù),可防止其揮發(fā)。美國在1981年制成硝酸甘油貼片膜,它對粥樣硬化性冠心病和冠狀動脈痙攣均有較好的預(yù)防作用。

(3)在外用膜劑和涂膜劑中應(yīng)用皮膚外用膜劑是用含高分子化合物(如聚氧乙烯醇縮甲乙醛)的有機溶劑溶解藥物制成的外用液體涂劑。用時涂于患處,溶劑揮發(fā)后形成薄膜,對患處保護,同時釋放所含藥物起治療作用,使用較為方便。如一種燙傷涂膜劑,含2%乳化劑,乳化液可直接涂在皮膚上,或先涂布于玻璃板或熱圓筒上,加熱除去水分即可用。另有一種硫磺涂膜劑,除主藥外,還加入表面活性劑吐溫-80、PVA-124,其中吐溫-80用于將主藥硫酸鋅、樟腦酯和硫磺等制成混懸液,加入表面活性劑可使硫磺均勻分散,不結(jié)塊,涂膜后藥液充分接觸皮膚、增強藥效,可治療疥瘡、痤瘡和各種濕疹。

(4)在眼用膜劑中應(yīng)用在眼用膜劑中加入聚乙烯醇(PVA)等表面活性劑后,后者在淚液中溶蝕,在角膜表面形成黏性含藥淚膜,直接接觸眼膜上皮層向眼內(nèi)滲透,可加強藥效,延長藥物作用時間。如噻嗎心安眼用膜劑中加人PVAl7-88,后者用80%乙醇溶解,加入蒸餾水,水浴加熱并加入其他藥物,制成膜劑可治療青光眼。(5)在避孕和陰道用膜中應(yīng)用膜劑在這個領(lǐng)域中應(yīng)用亦較多。其優(yōu)點是給藥方便、不受分泌物沖擊,不影響陰道內(nèi)pH值和生理功能,局部藥物濃度高,可維持較長時間,優(yōu)于其他給藥方法。(6)在鼻腔用膜劑中應(yīng)用膜劑應(yīng)用于鼻腔時,由于呈半固體狀,在鼻腔內(nèi)滯留時間長,不流向口腔,無不良氣味,釋藥緩慢持久?,F(xiàn)主要有止血消炎膜、慢性過敏性鼻炎藥膜、味麻藥膜、復(fù)方酮替芬藥膜等。最近研究表明,鼻腔用藥顯全身效果,加入吸收促進劑即可實現(xiàn),是很有前途的給藥途徑,可避免過敏反應(yīng)和胃腸道分解。

(7)在中藥膜劑中應(yīng)用近年來在這方面的研究發(fā)展較快,中醫(yī)的口腔科、眼科、傷科、皮膚科、婦科均有膜劑。表面活性劑聚乙二醇(PVA)類、白芨膠、明膠都可用作成膜材料,其中PVA成膜性、脫膜性、抗拉性、柔軟性、吸濕性均優(yōu)于其他材料,也是很好的藥物載體。白芨膠是中藥膜劑中常用的成膜材料,無毒、無刺激性、穩(wěn)定、成膜性能好,有一定拉力,可延緩釋放。有止血化瘀、消腫生肌等治療作用。在制膜時先將藥物與成膜材料進行預(yù)處理,在配制膜漿液之后加人附加劑,消泡、涂膜、干燥、脫膜制成產(chǎn)品。在制膜板上先涂少量液體石蠟或吐溫—80,可使脫膜時完整。

2.在氣霧劑中的應(yīng)用氣霧劑(Aeros01)是指藥物和拋射劑一同封裝在耐壓容器中,使用時借拋射劑壓力將藥物噴出的制劑。由于其具有速效和定位作用等優(yōu)點,故自20世紀(jì)50年代以來發(fā)展迅速。(1)在混懸氣霧劑中的應(yīng)用混懸系統(tǒng)是藥物微粉分散在拋射劑中形成的較穩(wěn)定的混懸液。在溶劑中不溶解或溶解后不穩(wěn)定的藥物,宜制成此體系,加入表面活性劑使之穩(wěn)定。表面活性劑是這種系統(tǒng)的助懸劑、潤濕劑、分散劑。制備粉末氣霧劑必須防止粉末的凝聚和重新結(jié)晶,其中在體系中的水分是導(dǎo)致重新結(jié)晶的重要因素。為防止以上現(xiàn)象發(fā)生,常借助于表面活性劑的屏障作用。例如治療流感的牛蒡子苷不溶于拋射劑F12,用一般制備西藥粉末噴霧劑的方法將牛蒡子苷壓入F12后會凝聚成樹脂狀物質(zhì),黏附于器壁而影響使用。如改用司盤-80和油酸乙酯為分散劑,可使牛蒡子苷在膠體狀態(tài)下充分研細,壓人F12后可得性能較好的粉末氣霧劑。(2)在泡沫氣霧劑中應(yīng)用泡沫氣霧劑噴出物不是霧粒而是泡沫可用于皮膚、陰道和直腸等局部表面。這類氣霧劑在容器中成乳狀液。當(dāng)乳狀液經(jīng)閥噴出后,分散相中拋射劑立刻膨脹氣化,使乳劑成泡沫狀。表面活性劑在泡沫氣霧劑中作乳化劑,對系統(tǒng)質(zhì)量好壞起重要作用。乳化劑使振搖時油和拋射劑完全乳化成細微粒,稠厚,至少在l~2min內(nèi)不分離,并保證拋射劑和藥液同時噴出。六、在栓劑中的應(yīng)用栓劑是常用的藥劑。某些藥物不能口服或口服效果不佳,可制成栓劑,經(jīng)直腸吸收,以發(fā)揮其功效。制備栓劑的基劑主要是由油脂和表面活性劑組成。表面活性劑在栓劑中既起乳化分散作用,又能促進直腸對藥物有效成分的吸收。常用的表面活性劑有甘油脂肪酸酯、蔗糖酯、吐溫等非離子表面活性劑。及十二烷基硫酸鈉等陰離子表面活性劑。七、在液體制劑中的應(yīng)用所謂液體制劑是以液體形態(tài)用于治療的制劑。按分散體系分類,可分為分子分散體系和微粒分散體系,前者包括低分子溶液、高分子溶液,后者包括膠體溶液,粗分散體系,粗分散體系又可分成乳劑和混懸劑。按其應(yīng)用,液體制劑可分為內(nèi)服、外用、注射三類。表面活性劑在液體制劑中主要用作分散劑、增溶劑和乳化劑。如在藥劑學(xué)中常遇到一些難溶于水的藥物要配成水溶液的問題,增加難溶物溶解度是一個重要的問題,目前解決該問題的措施之一是加入表面活性劑使難溶藥物在膠束內(nèi)增大溶解度。

(1)對維生素A、D、E、K的增溶脂溶性維生素A、D、E、K難溶于水,內(nèi)服難吸收,常配成乳劑或通過增溶以供藥用,現(xiàn)已制成VitA的黏稠水溶液和VitD2水溶液,即以吐溫-80作增溶劑,所得制劑加10倍水稀釋仍保持澄清。(2)對甾體藥物的增溶甾體類藥物一般難溶于水,將其溶液或混懸液用于滴眼劑或注射劑,需要增溶。中川等用四種非離子表面活性劑對十余種甾體藥物進行過增溶實驗,發(fā)現(xiàn)這些藥物在增溶下均可配成溶液。如丙酸睪丸酮(TP)增溶效果在低濃度時較好;濃度相同時氧乙烯基數(shù)小的增溶效果好。(3)對抗生素的增溶一般抗生素在水中的溶解度都很小,如氯霉素在水中的溶解度僅為0.25%,治療時需2.5%的溶液供注射。過去用幾種醇作混合溶劑提高起溶解度,但注射后有副作用。現(xiàn)用吐溫-80的20%水溶液作溶劑,可得穩(wěn)定注射液。另外,表面活性劑還可在乳液和混懸劑中作為乳化劑、助懸劑、絮凝劑和反絮凝劑起到分散、穩(wěn)定等作用。八、直接作藥物的表面活性劑直接用作醫(yī)療和殺菌的表面活性劑,主要是陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑和環(huán)氧乙烷衍生物非離子表面活性劑等,如烷基芐基二甲基氯化銨、聚乙烯吡咯烷酮、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、Tego型兩性表面活性劑(氨基羧酸型兩性表面活性劑)等。第三節(jié)表面活性劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用

一、食品乳化劑食品乳化劑能使食品各成分混合均勻,以改善食品的組織結(jié)構(gòu)、口感,提高食品的質(zhì)量和貯存性。主要品種為非離子型表面活性劑,少數(shù)是陰離子型。其中,天然乳化劑如大豆磷脂及脂肪酸多元醇酯與其衍生物的應(yīng)用最為廣泛。①甘油脂肪酸單酯。它是食品乳化劑中用量最多的一種,工業(yè)產(chǎn)品為單酯與雙酯的混合物。單酯含量僅40%~50%,如產(chǎn)品經(jīng)過分子蒸餾可獲得單酯含量高于90%的產(chǎn)品。單酯的HLB為3~5,屬親油性的乳化劑,常用于人造奶油、起酥油等W/O型乳化食品中。不飽和脂肪酸單甘酯的乳化能力比飽和脂肪酸單甘酯更強,但存放性較差。單甘酯可以單獨使用,也常和其它乳化劑如蔗糖酯、失水山梨醇酯并用作為起泡劑,使糕點體積膨大。油酸甘單酯單獨作為制作煉乳和豆腐的消泡劑。單甘酯能和淀粉形成復(fù)合體,防止面包老化,并使面包疏松、柔軟、可口。低碳酸如己酸、辛酸、酸的單甘酯具有防菌作用,可提高食品的保藏性。加入太妃糖、口香糖中可防止黏牙。單甘酯也可與其他有機酸如乳酸、檸檬酸等反應(yīng)生成甘油酯的衍生物,以改善甘油酯的親水性以及與淀粉的復(fù)合性。②脂肪酸丙二醇酯的HLB為2~3,可與其他乳化劑并用。③失水山梨醇酯(Span)。單酯的HLB為4~8,可代替蔗糖酯使用,具有W/O型乳化和增塑性能。常用單棕櫚酸酯和單硬脂酸酯制成人造奶油或糕點起泡的W/O型乳化劑。未經(jīng)蒸餾的產(chǎn)品略有氣味。吐溫(Tween)類乳化劑的親水性較強(HLB=16~18),略有不適氣味,用量多時會使口感發(fā)苦。

④脂肪酸蔗糖酯。這類產(chǎn)品的HLB=1~16,單酯的水溶性很大。O/W型乳化劑使用HLB=1~15的糖酯,W/O型乳化使用的HLB=2~5的糖酯。糖酯能仰制砂糖從糖液中結(jié)晶析出。又如巧克力可可脂,晶型以β型(熔點34℃)最穩(wěn)定,其它三種晶型均不穩(wěn)定,將浮于表面起霜。加入糖酯,有利于β晶體的生成,防止起霜。脂肪酸蔗糖酯由于HLB范圍廣,且應(yīng)用愈來愈廣。⑤烷、基多糖苷(APG)。亦稱糖醚,是脂肪醇與糖的縮合產(chǎn)品。由于它的結(jié)構(gòu)是醚鍵,化學(xué)穩(wěn)定性較強,近年來繼Henkel公司開發(fā)成功后,應(yīng)用日益擴大。⑥大豆磷脂(卵磷脂)。大豆磷脂屬兩性離子型,PH為6.6,呈微酸性,等電點PH=3.5。在酸性條件下容易生成W/O型乳液,在堿性附近則生成O/W型乳液。卵磷脂對油脂有抗氧化作用,尤其與維生素E共用時,效果更加明顯。油炸時易因高溫引起卵磷脂中含氮化合物的羰基反應(yīng),使顏色變褐。因此,油炸用油宜用精制脫磷脂的食用油。卵磷脂還可以和淀粉或蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合體。

通常,非離子活性劑較難和蛋白質(zhì)形成復(fù)合體,而磷脂與蛋白質(zhì)則較易結(jié)合。食用磷脂還有降低膽固醇的效能。天然蛋白質(zhì)同樣是一種良好的O/W型乳化劑。蛋黃中含有磷脂與膽固醇,前者適用于O/W型乳化,后者適用于W/O型乳化。應(yīng)當(dāng)指出,食品是由油脂、蛋白質(zhì)、淀粉及其它成分組成的混合體。因此,乳化劑的選擇及復(fù)配必需準(zhǔn)確掌握它對食品中各種成分的影響,并根據(jù)乳化對象選用。例如,乳化劑對油脂的α晶型到β晶型有調(diào)節(jié)作用,從而影響食品的感官。乳化劑不能與蛋白質(zhì)的肽鍵作用,但可與氨基酸側(cè)鏈起作用。乳化劑可進入直鏈淀粉的α-螺旋結(jié)構(gòu)并形成復(fù)合物等,這可使面包、糕點、蛋糕等食品達到松軟、可口、延緩老化的目的。各種表面活性劑與淀粉、蛋白質(zhì)相互作用的程度也是不同的。例如,90%的飽和C16~C18脂肪酸單甘脂很容易與淀粉復(fù)合,而大豆磷脂則差。但前者與蛋白質(zhì)的相互作用較差,而以甘油單二乙?;剖狨ポ^好。二、食品消泡劑食品消泡劑主要使用單油脂、失水山梨醇的單油酸酯。不飽和性的植物油如豆油、麻籽油、可菜籽油可用于發(fā)酵過程中的消泡。硅油、硅酮、聚乙二醇、聚丙二醇或其油酸脂、長鏈醇如辛醇、十二醇、十八醇亦可用作消泡劑。它們中的消泡效果以二甲基聚硅氧烷(DMPS)和乳化劑復(fù)合的O/W型乳液為最強,硅氧烷耐高溫性和耐低溫性都好,而且比較穩(wěn)定,使用量大都在mg﹒kg級范圍內(nèi)。聚丙二醇與聚乙二醇的嵌段共聚物特別是聚丙二醇聚合度為40%(相對分子質(zhì)量2000)的共聚物有很好的消泡能力。有些食品的制作需發(fā)泡,可加入發(fā)泡劑,但要求泡沫穩(wěn)定,對人體無害.常用蛋白質(zhì)類如大豆蛋白、卵蛋、乳清蛋白、明膠等天然蛋白質(zhì)的穩(wěn)泡性很強.此外,CMC等纖維素衍生物、阿拉伯樹膠、蔗糖脂肪酸酯、單硬脂酸失水山梨醇酯等都具有優(yōu)良的穩(wěn)泡性能。三、質(zhì)量改進劑單飽和脂肪酸甘油酯可防止面包餅干的老化,改進通心粉的黏度。單飽和脂肪酸甘油酯和脂肪酸丙二醇酯的混合物可改進糕點的容積和紋層,卵磷脂可降低淀粉凝膠化溫度,蔗糖酯、Span60等可用作油脂晶形的結(jié)晶調(diào)整劑,使油脂的α晶形比較穩(wěn)定(熔點低),從而延緩晶形變化,以利于食品的味感。四、增稠劑、保鮮劑增稠劑可增加食品的稠度,使食品潤滑可口。除增稠外還有膠凝作用、穩(wěn)定作用和保水作用。增稠劑的分子結(jié)構(gòu)中有許多親水基如羥基、羧基、氨基等能與水發(fā)生水化作用并高度分散于水中,形成高黏度的分散體系。增稠劑種類很多,大多是多糖類、動物蛋白或人工合成物。常用的有明膠、果膠、藻朊酸鈉、變性淀粉、羧甲基纖維素、淀粉、阿拉伯膠、黃原膠、海藻酸丙二醇酯、羧甲基淀粉、羥丙基淀粉等。食品保鮮劑是用來保持食品的色、香、味和營養(yǎng)成分的添加劑,其種類很多。與表面活性劑有關(guān)的如乙酰化單甘酯可涂覆肉類形成薄膜,保持肉類自然色澤與鮮度。蔗糖酯可用作雞蛋表面涂劑,使雞蛋的呼吸作用減弱,保鮮抗菌效果好,在常溫下可保鮮6個月。

五、水果、蔬菜、魚類清洗劑這類洗滌劑應(yīng)有一定衛(wèi)生要求,無毒,泡沫少,能除去果蔬上的殘留農(nóng)藥、微生物而具有防腐或保鮮性能。所用表面活性劑有烷基苯磺酸銨、蔗糖酯、失水山梨醇脂肪酸酯及其他如六偏磷酸鈉、乙醇、丙二醇等助劑復(fù)配而成。第四節(jié)表面活性劑在化妝品中的應(yīng)用

一、皮膚用化妝品皮膚用化妝品直接涂敷于皮膚上,配制的關(guān)鍵是使其成分與皮膚接近,既能對外界的各種刺激起保護作用,又不妨礙皮膚正常的生理功能。皮膚用化妝品包括膏、霜、蜜、液、乳類化妝品。1.雪花膏雪花膏是O/W型乳化體,主要成分是水、硬脂酸酯、保濕劑、香料等。雪花膏主要用于面部皮膚,搽在皮膚上,水分揮發(fā)后留下一層薄膜,能防止表皮水分過分蒸發(fā),減小外界的刺激,使皮膚滋潤而不干燥。配方舉例如下。

制備方法:分別把A、B加熱到80℃,B加入A中,用攪拌器乳化,然后冷卻至50℃加入C。35℃下加入D。調(diào)節(jié)pH約5.6。

2.冷霜冷霜多為W/O型乳化體,涂于皮膚上水分蒸發(fā),吸熱而產(chǎn)生涼爽感。冷霜的典型配方是蜂蠟和硼砂作用形成W/O型乳化體。配方舉例如下。

3.奶液(蜜)近年來,由于滋潤物質(zhì)、保濕劑等新原料不斷出現(xiàn),開發(fā)了各種高穩(wěn)定性乳化體,其中流體稱為奶液(蜜)(半固體稱為膏霜)。奶液比膏霜類化妝品使用方便,能均勻地鋪展成薄層,無油膩感,皮膚易適應(yīng),可使皮膚光滑柔軟。奶液有親油性奶液和親水性奶液,雖然成分多類似于膏霜,但油分少得多,使其保持穩(wěn)定乳化態(tài)比霜膏要困難得多,因此表面活性劑在奶液化妝品中起決定作用。配方舉例如下(保濕液)。

制備方法:在77℃,攪拌下,分別融化A、B。融化后,將A加入到B中,攪拌均勻。冷卻到49℃時包裝產(chǎn)品。

4.潤膚霜潤膚霜中含有的水分介于雪花膏和冷霜之間。潤膚霜油水含量平衡,霜體穩(wěn)定,有潤膚劑、營養(yǎng)劑和保濕劑等功能性物質(zhì)。它既給皮膚適當(dāng)油分,又能保持水分的調(diào)節(jié)功能,使皮膚滋潤嬌嫩,光滑柔軟而富有彈性。配方舉例如下。

二、發(fā)用化妝品發(fā)用化妝品包括洗發(fā)、護發(fā)、美發(fā)類化妝品。1.洗發(fā)用品洗發(fā)香波是專為洗發(fā)用的化妝品,它的主要成分是表面活性劑。使用它洗發(fā)時,能從頭發(fā)和頭皮中清除污垢、皮脂和汗水,還能除去油性頭發(fā)中過量的油分,補充干性頭發(fā)所需要的油分。好的香波必須具備如下性質(zhì):(1)在使用性能方面,應(yīng)具有良好的洗凈能力,有良好的起泡性,使用方便,容易漂洗,對毛發(fā)和頭皮安全、刺激性小。(2)在調(diào)理性能方面,洗后頭發(fā)爽快松散,有潤濕感,易于梳理,防靜電,光亮且富有彈性。由于各種功能添加劑的使用,形成了目前種類繁多、琳瑯滿目的發(fā)用香波。配方舉例如下。

制備方法:混合A,加熱到65℃,緩慢加入B,攪拌至完全溶解,冷卻至40℃,加入預(yù)混合的C和D,最后加入E。

2.護發(fā)用品護發(fā)用品是使頭發(fā)保持天然、健康和美觀而使用的化妝品。護發(fā)用品的安全性要好。常用的護發(fā)用品有:發(fā)油、發(fā)乳、頭發(fā)調(diào)理劑、護發(fā)素等。表面活性劑在護發(fā)用品中起乳化、潤濕、滲透、抗靜電等作用。配方舉例如下(護發(fā)素)。

3.美發(fā)用品專供卷發(fā)、染發(fā)等用的化妝品為美發(fā)用品。卷發(fā)劑由卷發(fā)和中和兩部分組成,表面活性劑在其中起乳化、潤濕和滲透作用。染發(fā)劑中的表面活性劑起乳化、滲透等作用。配方舉例如下(染發(fā)劑)。

三、美容化妝品美容化妝品主要涂敷于面部皮膚和嘴唇,利用色彩變化達到美化效果,也可用于遮蓋雀斑、傷痕等皮膚缺陷,具有美化、保護皮膚和滿足人心理要求的功能。美容化妝品是將顏料分散在各種基質(zhì)中制成的。使用的顏料包括滑石、高嶺土、云母、二氧化硅、碳酸鈣、氧化鐵等。基質(zhì)包括液態(tài)石蠟、凡士林、合成酯等油分;甘油、丙二醇等保濕劑以及表面活性劑、防腐劑、抗氧化劑等助劑。美容化妝品有香水類、香粉類、唇膏類、眼用類等化妝品。1.香水類化妝品香水類化妝品有香水、爽身水和收斂水等。為保持身體清潔和皮膚健康涂敷于皮膚表面,使皮膚潔凈、濕潤適度,并給以良好的刺激,促進皮膚生理功能。在此類化妝品中,表面活性劑起加溶作用。配方舉例如下。2.香粉類化妝品香粉涂于面頰,可改變臉部顏色,遮掩褐斑、雀斑,防止皮膚油分分泌,使皮膚光滑。香粉中常添加有覆蓋劑、潤滑劑、吸附劑等,其中使用了大量的無機親水性粉末,為使這些親水性物質(zhì)能很好地分散,并牢固地附著于皮膚表面,必須使這些親水性表面改性。表面活性劑如脂肪酸皂,可吸附于親水性粉末表面,使其變?yōu)橛H油性表面,從而提高香粉穩(wěn)定性和對皮膚附著力。配方舉例如下。3.唇膏類化妝品唇膏是女性美容化妝品的核心。唇膏對人體必須無害,對皮膚無刺激,不能有異味,在嘴唇上易溶解、易涂敷、易保留,飲食時不易黏在容器上,在通常的溫度和濕度下不變形、不出油、不干裂、不變色。唇膏的原料有油脂、蠟、色料和表面活性劑。油脂和蠟是構(gòu)成唇膏的基體物料;色料起染色作用;表面活性劑在唇膏中起分散、潤濕和滲透作用,能促進色料均勻分散,降低嘴唇皮膚的表面張力,使唇膏易于在嘴唇上均勻鋪展,提高色料滲透力,使膏體穩(wěn)定,并能滋潤皮膚。唇膏常用的是非離子表面活性劑,有卵磷脂、甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯等。配方舉例如下。

4.眼用類化妝品眼用類化妝品涂于眼部、睫毛、眉毛,用以突出眼部立體感和神秘感,增加個人魅力。眼用類化妝品包括眉墨、眼影、睫毛油等。表面活性劑在其中起分散、滲透、乳化等作用。配方舉例如下(眼影)。四、口腔衛(wèi)生用化妝品口腔衛(wèi)生用化妝品包括牙膏和漱口水。他們能凈化口腔,預(yù)防齲齒、牙周炎,使口腔清爽舒適。1.牙膏牙膏由摩擦劑、潤濕劑、黏合劑、起泡劑、增稠劑、甜味劑、穩(wěn)定劑、藥物、香料和水等組成。牙膏中的表面活性劑起著重要的作用。表面活性劑的起泡作用使牙膏中各種有效物擴散到口腔各個角落和牙齒縫隙,并滲入黏附于牙齒表面的沉積物中,減少污垢與牙齒的黏附力而被清除;表面活性劑的吸附和潤濕作用能增大污垢在牙齒表面上的接觸角和水溶性,使污垢易于脫落;表面活性劑的分散乳化作用使牙膏中功能性物質(zhì)均勻擴散。因此,要求牙膏中使用的表面活性劑除垢性強、泡沫豐富、易于漱凈。配方舉例如下。

2.漱口水漱口水的主要功能是清潔口腔,除去腐敗發(fā)酵的食物殘渣,抑制產(chǎn)生惡臭的微生物。漱口水由醇、潤濕劑、香料和表面活性劑組成。表面活性劑用來加溶香精油,除去口腔內(nèi)食物殘渣,殺菌。配方舉例如下。

第五節(jié)表面活性劑在石油化工中的應(yīng)用一、鉆井液用表面活性劑鉆井液是以黏土泥漿為主要成分配制成的,因此又稱鉆井泥漿。在鉆井過程中,它經(jīng)高壓泵驅(qū)動,通過鉆桿、鉆頭、返水孔、井壁與鉆桿的環(huán)形空間,回到地面,經(jīng)過凈化再繼續(xù)循環(huán)。它要完成攜帶鉆屑、潤滑鉆頭、平衡地層壓力和保護井壁等多項任務(wù)。鉆井液的性能對鉆井效率、防止事故起關(guān)鍵的作用,而泥漿的好壞又與表面活性劑的使用有著密切的關(guān)系。表面活性劑在鉆井液中主要用作稀釋分散劑、乳化劑、降濾失劑(降失水劑)、潤滑劑、消泡劑、發(fā)泡劑、殺菌劑、防腐蝕劑等。因此,在鉆井液中添加表面活性劑(多為復(fù)配活性劑),可以提高泥漿的潤滑性、潤濕性、乳化穩(wěn)定性、分散性、滲透性,并能保護設(shè)備和加快鉆速以及防止鉆井中卡鉆和塌井現(xiàn)象的發(fā)生。

1.分散劑和稀釋劑在鉆井作業(yè)中,為了獲得各類泥漿的最佳性能,必須精心控制泥漿的化學(xué)性能和物理性能。泥漿的黏度靜切力和失水特別重要。鉆井液中的黏土和鉆屑,以及水中的鹽類尤其是高價陽離子鹽達到一定濃度時會使鉆井液的流動性變差。分散稀釋劑能改善泥漿流動性能,使泥漿黏度降低,常用的分散劑,稀釋劑有:木質(zhì)素磺酸鹽,以及它與鐵,鉻離子形成的絡(luò)合物,單寧和栲膠的苛化物或磺甲基化物,腐殖酸鹽及磺甲基化物或硝化物等。這些表面活性劑及化學(xué)品是非常成熟的和比較經(jīng)濟的,也具有較長的使用歷史了。

2.降失水劑和堵漏劑降失水劑主要作用是減少鉆井液向地層中濾失水量,防止因濾失水進入巖層孔隙中形成水鎖而污染油層,可在滲透性地層的壁上形成泥餅,防止井壁坍塌,保證井身安全。常用的有:預(yù)凝淀粉或改性淀粉,羧甲基淀粉鈉,羧乙基淀粉鈉,羧甲基淀粉鉀,2-羥基-3磺酸基丙基淀粉,羥乙基淀粉,羥丙基淀粉,陽離子淀粉,鈉-羧甲基纖維素,聚陰離子纖維素聚合物,磺化妥爾油瀝青,鈉-聚丙烯腈,樹膠(胍膠,印度膠,設(shè)拉子膠)等。堵漏劑主要作用是封堵漏失地層的,通常使用的堵漏劑有瀝青分散液和石蠟分散液。在制備這些產(chǎn)品時需使用分散性能良好的表面活性劑(陽離子淀粉和壬基酚聚氧乙烯醚等)。

3.潤滑劑潤滑劑的作用是對鉆頭軸承和鉆柱充分的潤滑,并具有降低鉆桿扭矩,防止卡鉆和提高鉆速。鉆井泥漿中適當(dāng)加入潤滑劑處理,使鉆頭軸承得以潤滑并使其磨損速度降低使鉆頭壽命延長。過去為了實現(xiàn)這個目的把膨潤土、石墨、瀝青、柴油和原油、細的云母、磨碎的堅果殼、亞麻子油、海貍油、脂肪酸、瀝青-柴油、煤油、柴油的硫化的脂肪酸等加到泥漿中。目前主要使用的潤滑劑有烷基芳基磺酸銨、煤油烴基磺酸和十二烷基苯磺酸的二異丙胺、丁胺、三乙胺、戊胺鹽等。

4.乳化劑為了提高鉆井液的潤滑性、耐溫性和防塌性,有時需要使用乳化鉆井液,包括混油(即水包油,O-W)型乳化泥漿和油包水(W-O))型乳化泥漿。對于鉆斜井、超深井及在不穩(wěn)定地層鉆井,這類乳化泥漿非常重要?;煊湍酀{(()-W型乳化泥漿)就是向正常泥漿中加入一定量的原油或柴油并施以常規(guī)的O-W型乳化劑即成。油包水(W—O)型乳化泥漿則比較復(fù)雜,它采用油(原油或柴油)和礦物化度很高的水按比例混合,配以乳化穩(wěn)定劑、懸浮劑和降失水劑等。常用的乳化劑有脂肪酸皂類(油酸皂、松香酸皂)、酰胺類、C112~15烷基苯磺酸、烷基苯磺酸鈉、石油磺酸鈉、磺化琥珀酸鹽、磺化油酸鈉、十二烷基硫酸鈉、癸醇磷酸酯、N-(1,2-二羧乙基)-N-十八烷基磺化琥珀酸酯四鈉鹽、二甲基萘磺酸鈉鹽、C12~15烷基磷酸酯異丙胺鹽、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽、十八烷基苯磺酸異丙胺鹽等。一般是多種表面活性劑復(fù)配使用。上述表面活性劑同有機鈦酸鹽混合使用,則效果更佳。

二、固井液用表面活性劑所謂固井液就是井口地層與套管環(huán)隙間用于密封與固結(jié)的液體。它能保護套管防止腐蝕,承受地層流體的壓力,以及不需要套管時能回收套管。在制備固井液時,長期的穩(wěn)定性是一個重點考慮的問題。1.流動調(diào)節(jié)劑固井液一般需要長時期在井內(nèi)存留,所以不能因溫度等因素影響引起固化、黏度和靜切力的變化,在配制固井液時主要應(yīng)考慮的問題之一即流動特性,流變性應(yīng)適當(dāng)進行調(diào)整。用于調(diào)節(jié)水泥漿流動性和引發(fā)紊流的流動調(diào)節(jié)劑主要有:三羧酸膦基丁烷、木質(zhì)素硫酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、β-萘磺酸甲醛縮合物及馬來酸酐和聚胺基磺酸化合物。

2.緩凝劑它是用來延遲凝固時間的用劑,主要作用是:延長凝固時間以利于施工。在這里常用的表面活性劑有:烷基芳基磺酸鹽、單寧酸鈉、單寧與腐殖酸、木質(zhì)素磺酸鈣與檸檬酸或酒石酸鹽的混合物、磺化的栲膠,木質(zhì)素磺酸鈣及改性木質(zhì)素磺酸鈣也有緩凝作用。3.穩(wěn)泡劑為了形成含有細小氣泡和穩(wěn)定泡沫的水泥漿,可添加十二~十四碳的烷醇聚氧乙烯醚硫酸脂鹽、OP-7。4.密封劑為了使井筒與套管間的密封性更好,可在水泥漿中加入表面活性劑如:烷基苯磺酸鹽、壬基酚聚氧乙烯醚。

三、原油破乳脫水用表面活性劑絕大多數(shù)原油都含有水,水中溶有鹽分和其他雜質(zhì)。原油含水量高會加大輸送管線及設(shè)備的負荷,對管線和油罐及設(shè)備也會引起腐蝕及結(jié)垢;含水原油黏度和體積的增加;需耗費更多的能量;如果原油中的水分不脫除,污水中帶油就很多,這種污水不能回注,而且還會造成環(huán)境污染和海洋污染。因此,在原油發(fā)運前必須將大部分鹽水脫除,進入輸油管線的原油含水量一般限制在1%以下。原油乳狀液是一種油包水(W—O)型乳狀液。形成穩(wěn)定乳狀液的主要因素是原油中含有瀝青質(zhì)、膠質(zhì)等天然表面活性物質(zhì),它們吸附在油—水界面上,形成具有一定強度的界面膜。因此,原油的脫水總是與破乳聯(lián)系在一起。原油脫水是在油田進行的,工藝方法較多,以化學(xué)脫水法和電場脫水法為主?;瘜W(xué)脫水最有效的是用油溶性或水溶性表面活性劑作為原油破乳劑,于升溫條件下加入原油乳狀液,破乳劑吸附于油—水界面膜上,使界面膜的強度大大降低,形成薄弱點,而達到破乳脫水的目的。一種高效原油破乳劑必須具備較強的表面活性、優(yōu)良的潤濕性能和足夠的絮凝與聚結(jié)能力。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展,原油破乳劑也不斷發(fā)展。20年代初,應(yīng)用脂肪酸鈉(肥皂)、環(huán)烷酸鈉等表面活性劑作為原油破乳劑,其破乳效率不高,且在應(yīng)用上也有局限性,因為堿土鹽類起著穩(wěn)定作用。隨后又用磺酸鹽型表面活性劑。50年代以來,主要使用聚氧乙烯型非離子表面活性劑,如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷嵌段共聚物(聚醚)以及復(fù)配表面活性劑和聚磷酸酯作為原油破乳劑。利用表面活性劑的協(xié)同作用或協(xié)同效應(yīng),將兩種或兩種以上表面活性劑復(fù)配使用,可明顯提高破乳脫水效率,改善解離水的水色。隨著合成技術(shù)的發(fā)展,相繼又研制出特種表面活性劑及各種均聚物作為高效原油破乳劑。從使用效果來看,以環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷嵌段共聚物為主體的聚醚型非離子表面活性劑為最好,因而被廣泛應(yīng)用于原油破乳脫水。

四、石油產(chǎn)品添加劑石油產(chǎn)品種類繁多,用途廣泛。要改善和提高石油產(chǎn)品的使用性能,必須使用添加劑,特別是燃料油和潤滑油。現(xiàn)在,一些發(fā)達國家的油品添加劑已有數(shù)百種之多,幾乎所有重要油品中都有添加劑。石油產(chǎn)品添加劑按其應(yīng)用范圍可分為潤滑油添加劑、燃料油添加劑、復(fù)合添加劑等。潤滑油添加劑按其作用可分為清潔劑和分散劑、抗氧抗腐劑、極壓抗磨劑、油性劑和摩擦改進劑、抗氧劑和金屬減活劑、黏度指數(shù)改進劑、防銹劑、降凝劑、抗泡沫劑等。燃料油添加劑按其功能可分為抗爆劑、金屬鈍化劑、防冰劑、抗氧防膠劑、抗靜電劑、抗燒蝕劑、流動改進劑、抗磨劑、防腐蝕劑、抗菌劑、消煙劑、辛烷值(十六烷值)改進劑、清凈分散劑、抗低溫添加劑、熱安定劑、乳化劑等。復(fù)合添加劑按油品分為汽油機油復(fù)合劑、柴油機油復(fù)合劑、通用汽車發(fā)動機油復(fù)合劑、二沖程汽油機復(fù)合劑、鐵路機車油復(fù)合劑、船用發(fā)動機油復(fù)合劑、工業(yè)齒輪油復(fù)合劑、車輛齒輪油復(fù)合劑、通用齒輪油復(fù)合劑、工業(yè)潤滑油復(fù)合劑、防銹油復(fù)合劑等。我國應(yīng)用的主要石油產(chǎn)品添加劑列于表5-1。

1.抗氧化劑石油產(chǎn)品氧化后能產(chǎn)生酸性,使油品黏度增加,容易產(chǎn)生泡沫以及產(chǎn)生油泥、沉淀和漆膜,這不僅影響其使用性能,而且會發(fā)生機械效率上的損失,設(shè)備的損壞,使運轉(zhuǎn)不能繼續(xù)。因此,人們非常重視油品的抗氧化能力,油品抗氧化劑的主要類型有:酚型、胺型、硫磷酸鹽型以及硼酸酯和嗪型(見表1-2)。

2.抗磨劑抗磨劑可以分為三種類型:即油性劑(減磨劑)、抗磨劑和極壓劑,廣泛應(yīng)用于切削油、齒輪油、內(nèi)燃機油、透平油、液壓油和變壓器油等各種潤滑油中。各種天然動、植物油脂、硫化油脂、氯化油脂以及脂肪胺、醇胺、酰胺均是優(yōu)良的油性劑。長鏈烯烴也有明顯的減摩作用。在沒有燒結(jié)的條件下能明顯降低磨損的物質(zhì)叫抗磨劑,而極壓劑則是一種能夠使發(fā)生燒結(jié)的負荷大大提高的物質(zhì)。實際上,這兩類添加劑很難明確區(qū)分開,常常是一種物質(zhì)具有兩性能,只是其側(cè)重點不同,因此,一般稱為極壓抗磨劑或叫抗磨極壓劑。很多含硫,含磷和含氯的油溶性化合物都可作為極壓抗磨劑(見表5-3)。

磷系極壓抗磨劑按其活性元素的不同可分為磷型、硫磷氮型和磷氮型。使用較早的是磷型極壓抗磨劑,其代表是磷酸三甲酚酯和亞磷酸二烷基酯,性能較好的硫磷氮型極壓抗磨劑有硫代磷酸復(fù)酯胺鹽、羥基取代硫代磷酸的衍生物和硫代酰胺等。磷氮型極壓抗磨劑一般是磷酸酯胺或磷酰胺。近年來又不斷開發(fā)出油溶性好、配伍性好和多效性新型磷氮型極壓抗磨劑。磷氮型和硫磷型極壓抗磨劑與磷型極壓劑相比具有較高的承載能力、較好的防銹和抗氧化性能。磷氮型極壓抗磨劑比硫磷型極壓劑生產(chǎn)工藝簡單,工業(yè)三廢少,是一類有發(fā)展前途的添加劑。此外,還有含氮化合物、含碘化合物、含鉛化合物和含鉬化合物等。但目前用的最多的是硫、磷、氯這幾種類型。

3.清凈劑、分散劑和高堿性添加劑清凈劑和分散劑主要是一些特殊結(jié)構(gòu)的表面活性劑,廣泛應(yīng)用于燃料油和潤滑油中,既可起清洗去污作用,又能起緩蝕作用。清凈劑的作用是賦予燃料和潤滑油優(yōu)良的清凈性能,將發(fā)動機的燃燒室和活塞表面上形成的漆膜和積炭清除掉。主要的清凈劑有:石油磺酸鹽和烷基苯磺酸鹽(鈣鹽、鋇鹽和鎂鹽)、烷基酚鹽和烷基水楊酸鹽(鈣和鎂鹽)以及烷基硫代磷酸鹽(鋇鹽)、烷基萘磺酸鋇。分散劑能夠把油箱或曲軸箱中的油泥分散開來,使之成為膠體溶液的狀態(tài)存在于油中,這樣油泥就不會堵塞機油濾清器和輸送機油的管道,從而賦予油品良好的分散性能。除具備二定分散性能的硫磷酸鹽和磺酸鹽外,作用強大的分散劑主要有:甲基丙烯酸的高級醇酯與胺醇酯的共聚物、富馬酸的高級醇酯與胺醇酯的共聚物,這些分散劑同時兼有增黏效果;丁二酰亞胺類型的分散劑,燃燒后沒有灰分,故稱它為無灰添加劑;油酸聚氧乙烯(20)酯、C16伯胺環(huán)氧乙烷加成物、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯等亦可作為清凈分散劑,用于燃料油和潤滑油。

五、燃料添加劑應(yīng)用實例

1.通用保護性添加劑通常將燃料添加劑分為保護性添加劑和使用性能添加劑。保護性添加劑是指為解決燃料運輸貯藏過程中出現(xiàn)的問題所采用的添加劑,包括抗氧化劑、分散劑、金屬鈍化劑以及抗腐蝕劑等。使用性添加劑主要是為了解決燃料燃燒或使用過程中出現(xiàn)的問題而采用的添加劑,包括改善燃燒性能及處理燃燒生成物特性的各類添加劑。(1)抗氧化劑目前常用的抗氧化劑有各種屏蔽酚類和芳胺類化合物。一般用量為10g/1000L。實驗研究表明,當(dāng)烯烴含量較高時,芳胺比屏蔽酚更為有效;而當(dāng)烯烴含量不太高(如10g/L~20g/L)時,屏蔽酚的功效不亞于芳胺。由于屏蔽酚價廉易得,已成為當(dāng)今應(yīng)用的主流。(2)金屬鈍化劑金屬鈍化劑也稱金屬去活劑。典型的化合物有N,N-二亞水楊基-1,2-丙二胺和N-亞水楊基己胺。其添加量約為10g/1000L。

(3)抗腐蝕劑由于車用汽油通常溶有微量水分和空氣而在管道、貯罐以及發(fā)動機燃料箱中對金屬可引起腐蝕或銹蝕。影響設(shè)備、機件的使用壽命,甚至生成的銹粒還會阻塞燃油濾網(wǎng)、汽化器、噴嘴以及沉積在閥座上,使發(fā)動機不能正常運轉(zhuǎn)。因此需在燃油中加入抗腐蝕劑以防止這些現(xiàn)象發(fā)生。常用的抗腐蝕劑有C12烯基丁二酸、雙烷基磷酸等。其作用機理是借助強極性基團吸附于金屬表面,使親油基的非極性長鏈形成防護膜,從而阻止水分與金屬表面接觸,達到阻止腐蝕、銹蝕的目的。一般用量為30g/1000L。(4)抗乳化劑抗乳化劑的使用目的是使混入油品中的水分不致乳化成霧狀燃料油品,將水從油品中分離出來。因為油品在貯運過程中難免會混入少量水分,而許多燃料添加劑都可將混入的水分分散于燃油中,形成渾濁的霧狀燃油。加入抗乳化劑可阻止水油乳化、避免渾濁霧狀微粒形成。常用的抗乳化劑有烷基酚類、環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷聚合物的縮合產(chǎn)物。使用量約為10~20g/1000L。

2.車用汽油專用添加劑(1)抗爆劑車用汽油抗爆劑有兩類:一類是非金屬有機化合物,如醇、醚、芳香胺和羧酸酯等;另一類是金屬有機化合物,如四甲基鉛、四乙基鉛、二茂鐵、五羰基鐵和甲基環(huán)戊二烯三羰基錳等。從全面使用性能及經(jīng)濟性分析,目前還未發(fā)現(xiàn)與烷基鉛相媲美的抗爆劑。為了實現(xiàn)汽油的低鉛化以至無鉛化,較為可行的措施是在充分利用催化重整、烷基化等加工工藝的同時,采用甲基叔丁基醚作為提高汽油辛烷值組分的辦法。(2)抗表面引燃劑在汽油發(fā)動機氣缸內(nèi)被壓縮的可燃混合氣可能會發(fā)生早燃現(xiàn)象,稱為表面點火。其原因是由于燃燒室內(nèi)某些局部表面可能存在少量積炭,在較高壓縮比的工況下,因壓縮作功可能使燃燒室內(nèi)溫度升高,高至使這些積炭達到灼熱的程度,導(dǎo)致由于這些局部表面的提前點火,而影響發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn),且可造成功率損失,影響機件壽命。為減少上述表面點火現(xiàn)象,可在燃料油中加入有機磷化合物,如甲苯二苯基磷酸酯和甲基二苯基磷酸酯。其作用機理是這些添加劑可將具有較低灼熱點的沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)楹辛姿狨サ摹⒆茻狳c較高的沉積物,防止了表面提前點火。

(3)汽化器清凈劑汽油發(fā)動機在空轉(zhuǎn)期間,空氣中的污染雜質(zhì)進行汽化器,造成在節(jié)流閥體生成沉積物。為防止這些沉積物的形成,可在汽油中加入適量的汽化器清凈劑。常用的有單丁二酰亞胺類、二乙三胺等。加入量為30g/L~430g/1000L。(4)吸入系統(tǒng)抗沉積劑吸氣孔及吸氣閥上的沉積物除來自潤滑油外,還來自汽油中所含的少量高分子極性物質(zhì)。這些沉積物可造成閥門難于密閉,閥門漏氣,甚至燒蝕,嚴重地降低功率和節(jié)能效果。為此可在汽油中加入0.03%~0.1%(質(zhì)量分數(shù))的中等黏度聚合物或0.1%~0.3%(質(zhì)量分數(shù))的氣缸油,即可顯著減少沉積物的形成。但后來發(fā)現(xiàn)這些抗沉積劑對無鉛汽油不適用,因為當(dāng)無鉛汽油加有這些抗沉積劑葉,將使汽油的辛烷值隨著汽車行程延長而需提高的數(shù)值增高。

(5)防冰劑可分為兩類,一類為冰點降低劑,包括低分子醇類,如甲醇、乙醇、異丙醇以及己烴二醇等。另一類是表面活性劑,包括C17烷基二乙醇酰胺,α-C17烷基-1-羥乙基咪唑啉等。此外,也廣泛應(yīng)用乙二醇單甲醚,例如90%乙二醇單甲醚與l0%丙三醇的復(fù)配物,具有非常好的防冰效果。多元醇氧化烯加成物與表氯醇-胺縮合物的混合物,也是一種優(yōu)良的防冰劑。試驗表明,不加防冰劑,結(jié)晶水幾分鐘就能將濾清器堵塞,而添加0.1%(質(zhì)量分數(shù))防冰劑以后,就不再發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

3.柴油專用添加劑柴油分為兩種類型:一種是精制較好的輕柴油;另一種是精制較差或者基本上不加精制的農(nóng)用柴油和重柴油。這兩種柴油都是按照它們的凝固點來劃分其牌號的。生產(chǎn)低凝固點的柴油,要采用尿素脫蠟工藝。但實踐證明,在柴油中加入降凝劑的辦法是獲得低凝固點柴油更為經(jīng)濟有效的方法。(1)分散劑在柴油中,裂化產(chǎn)物組分占相當(dāng)?shù)姆蓊~,盡管加入抗氧化劑,但在長期貯存中也難免氧化生成不溶性膠質(zhì)、殘渣和漆狀沉積物。這些雜質(zhì)很容易堵塞過濾器及噴嘴處,并使排氣中煙灰增多,損失功率。因此,可加入與潤滑油分散劑類同的柴油分散劑,如丁二酰亞胺、硫代磷酸鋇鹽以及磺酸鹽等,使上述不溶物在柴油中保持分散懸浮狀況,避免在發(fā)動機的關(guān)鍵部位形成漆狀沉積物,使發(fā)動機正常工作,保持良好的燃燒狀況,減少排煙,節(jié)省能耗。

(2)低溫流動改進劑在寒冷的氣候條件下,為了改善柴油的低溫流動性,使柴油在低于濁點的溫度下也能較好地通過油管與過濾器,具有良好的低溫泵送性能和過濾性能,可在柴油中加入低溫流動改進劑。作為低溫流動改進劑的物質(zhì)主要有乙烯—醋酸乙烯酯共聚物,乙烯—丙烯酸酯共聚物等。其加入量約為0.03%(質(zhì)量分數(shù))。由于我國柴油含蠟較多,添加0.1%(質(zhì)量分數(shù))以下即可。(3)引燃改進劑(十六烷值改進劑)在柴油中加入引燃改進劑可改善柴油的引燃性能或提高其十六烷值,以解決柴油在使用中的引燃滯后導(dǎo)致爆震,提高其功率等問題。由于近年來重油深加工技術(shù)的發(fā)展,裂化柴油產(chǎn)量大幅度增長,柴油的十六烷值已有下降的趨勢。因此,十六烷值改進劑的應(yīng)用逐漸受到人們的重視。常用的引燃改進劑為硝酸戊酯、硝酸己酯等。一般加入量約為0.1%(質(zhì)量分數(shù))。

(4)消煙劑柴油在使用過程中,一旦燃燒不完全,就會產(chǎn)生黑煙,這樣既浪費油料又污染環(huán)境。為保護環(huán)境,人們在努力探求解決柴油機排氣中的煙粒(黑煙)問題。除技術(shù)改進柴油機燃燒室結(jié)構(gòu),采用廢氣循環(huán),控制噴油時間,安裝尾氣凈化過濾器或煙粒捕集器等措施以外,加入消煙劑也是主要的措施之一。4.噴氣燃料專用添加劑噴氣燃料的品種主要有兩個類型:一個是煤油型的,其餾程較重,結(jié)晶點要求雖然不很高,但也是較高的,如我國的1、2、3號噴氣燃料;另一類是寬餾分型的,其餾程相當(dāng)于汽油、煤油的混合物,結(jié)晶點一般比前者低,如我國的4號噴氣燃料。許多噴氣燃料都加有防靜電劑、抗菌劑、抗冰劑和抗燒蝕劑等,這對噴氣燃料的使用性能有重要的作用。

(1)抗靜電劑這是噴氣燃料所特別需用的一類保護性添加劑。正確的名稱應(yīng)叫導(dǎo)電性改進劑,但習(xí)慣上仍可稱抗靜電劑。常用的物質(zhì)有烷基水楊酸鉻,Cl12烯基丁二酸錳以及多元酸的胺鹽等。我國目前使用的抗靜電劑為烷基水楊酸鉻與甲基丙烯酸酯含氮共聚物等復(fù)配而成的產(chǎn)品。(2)抗菌劑噴氣燃料在貯存運輸過程中往往會生成一種不溶性固性懸浮物。這些懸浮物具有腐蝕性或?qū)щ娦?,能夠堵塞發(fā)動機的濾清器和噴嘴,尤其在炎熱潮濕的夏季,這些固體懸浮物生成速度很快。實際上這是一種以油品為食物的細菌代謝的生成物。為此,需要加入抗菌劑來抑制其生成。常用的抗菌劑有環(huán)狀亞胺和含硼的化合物等。下面介紹的抗凍劑也兼有抗菌作用。

(3)抗凍劑噴氣燃料在高空使用過程中可能因飛機飛經(jīng)低溫區(qū)而冷卻析出所含的少量水分并結(jié)成冰粒,以致造成堵塞濾網(wǎng)和油路的危險,而導(dǎo)致空難事故。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生,可加入抗凍劑。常用的抗凍劑有乙二醇單甲醚等。(4)抗燒蝕劑為了防止噴氣機火焰筒在使用某些噴氣燃料時可能產(chǎn)生燒蝕現(xiàn)象,通常往噴氣燃料中加入一些抗燒蝕劑,這是一種特殊使用的添加劑,常用的有二硫化碳(CS2)等。

5.燃料油專用添加劑燃料油這里指重油和燈用煤油。而以重油為主介紹某些添加劑的應(yīng)用。(1)油渣抑制劑和分散劑燃料油在貯存運輸過程中未免摻入水分,油水容易分離,造成燃燒過程中熄火現(xiàn)象,發(fā)生燃燒事故。為了解決上述問題,可加入環(huán)烷酸鹽或芳香類物質(zhì)促使瀝青狀沉積物溶于油中,抑制油渣和水分的析出。同時還可加入適量醇類使水在油中分散良好。(2)低溫流動改進劑現(xiàn)代許多燃料油由于含蠟較多,傾點可達30℃~40℃,高出油品規(guī)模要求的10℃~20℃。在寒冷氣候條件下使用,流動性差,容易造成冷凝堵塞現(xiàn)象。為解決這種問題,可根據(jù)原料油特性選用前述的柴油流動改進劑,如乙烯—醋酸乙烯酯共聚物,乙烯—丙烯酸酯共聚物等。加入量為0.1%(質(zhì)量份數(shù))以下即可。

(3)灰分改性劑作為鍋爐用的燃料油,其中所含的少量硫、釩和鈉等化合物,在燃燒過程中對爐管表面可造成腐蝕。其中釩、鈉化合物在620℃以下的高溫下可在爐管表面形成熔渣腐蝕層。而硫化合物燃燒生成二氧化硫,在五氧化二釩的催化作用下,進一步生

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