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疏水表面

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疏水表面相关的论坛

  • 上海应物所等研究发现带有极性基团的表面也有疏水特性

    表面的亲疏水性质在蛋白质折叠、两亲分子的自组装、微流动技术、分子的识别检测技术和自清洁表面材料的制备等多个学科领域及应用技术研究中都起着关键的作用。对表面的亲疏水性质的误判,会导致对表面和表面附近物质的相互作用的错误理解,进而影响对整个系统的物理分析和相应的实验、应用设计。 由于水分子是极性分子,所以带有极性基团的分子对水有很强的亲和力,可以吸引水分子并且易溶于水。因此一般认为,这类带有极性基团的分子形成的固体材料的表面容易被水润湿,是亲水表面。目前在实验和实际应用中,一般人们就通过在表面修饰极性基团的手段从而使得表面变亲水。 事实果真如此吗?最近,中国科学院上海应用物理研究所水科学和技术研究室的王春雷博士和方海平研究员等通过理论分析发现,固体表面的亲水和疏水特性(浸润性)还明显依赖于表面上极性分子的偶极长度。通过理论模型和分子动力学模拟证明,偶极长度存在一个临界值,当表面上极性分子的偶极长度小于此临界长度时,无论极性分子的偶极矩有多大,水分子仍无法“感受”到固体表面偶极的存在,从而使带有极性基团的表面也有疏水特性;当偶极长度大于此临界长度时,随着偶极矩和偶极长度增大,固体表面会变得越来越亲水。相关研究结果发表在国际学术期刊Scientific Reports (2012, 2, 358)上。 为什么会这样呢?当一个带有极性基团的分子在水中,其正、负极性基团分别被水中的氧和氢原子所吸引(水中的氧和氢原子分别带有负、正电),或者形成氢键,会导致这个分子与水分子产生强大的亲和力。当这些分子形成固体材料的表面时,如果分子小,偶极长度短,水分子之间的空间位阻效应(拥挤效应)不能保证水分子中的氢原子被吸引到表面上的负电荷,同时氧原子被吸引到正电荷(如图的下半部分)。这导致整体表面的电偶极与水之间的相互作用较弱,表现出“意外的”疏水特性。当偶极长度增大,空间位阻效应减弱,更多的水分子中的氢原子(或氧原子)被吸引到与表面上的负(或正)电荷很近的距离,界面变得更亲水。分子动力学模拟还证实该临界偶极长度的存在具有普适性,即很多类型的极性表面上均存在这样的临界偶极长度。 在此以前,该研究组曾在2009年提出,当固体表面的电偶极排布合适,使得吸附在表面的第一层水表现出有序,可以导致第一层水上面出现(只有不完全亲水表面才有的)水滴,该表面呈现“表观的疏水” (Phys. Rev. Lett., 2009, 103, 137801; J. Phys. Chem. C, 2011, 115, 3018)。这一理论预言已得到澳大利亚课题组的实验证实(Soft Matter, 2011, 7, 5309; Langmuir, 2011, 27, 10753)。这些工作说明了有极性基团的表面也可以表现出疏水或者“表观的疏水”性质,并有助于描绘表面的亲疏水性质与极性基团之关联的完整图像。 该项研究工作由上海应物所、上海大学、四川大学和浙江大学的研究人员合作完成,得到了中国科学院、国家自然科学基金委、科技部、中国博士后科学基金会、上海市科学技术委员会和上海市人民政府(通过上海超级计算中心)的共同资助。 论文链接http://www.cas.cn/ky/kyjz/201205/W020120522494508564815.jpg 上图:水中的氧原子(桔黄色哭脸)和氢原子(黄色小球)分别被表面上正、负极性基团所吸引,空间位置受到约束。当表面上正、负极性基团的距离比较小时,表面附近的水分子会非常拥挤,导致不稳定。下图:表面附件的水分子间距离增大后,系统达到稳定。但不能保证水分子中的氢原子(黄色小球)被吸引到表面上的负电荷,同时氧原子(绿色笑脸)被吸引到正电荷,使水分子感受不到表面电荷的吸引力,从而使固体表面表现出疏水特性。

  • 【原创大赛】【欧波同材料分析研究中心】从荷叶效应到超疏水表面——从自然到人工合成

    【原创大赛】【欧波同材料分析研究中心】从荷叶效应到超疏水表面——从自然到人工合成

    [b][b]前言:[/b][/b]在盛夏时节安静的池塘边,正是观赏荷花的好时候。在红花绿叶的点缀下,夏日仿佛多了一丝清凉舒缓。每当提到荷花(莲花),总能想起周敦颐在《爱莲说》中 “予独爱莲之出淤泥而不染,濯清涟而不妖”的诗句。[color=#333333]荷花历来被佛教尊为神圣净洁之花,并且极力宣传并倡导学习荷花的这种清白、圣洁的精神。另外,李白的诗句“清水出芙蓉,天然去雕饰”,也表明荷花具有天然之美。荷花即青莲,青莲与“清廉”谐音,因此荷花也被用以比喻为官清正,不与人同流合污,这主要是指在仕途中。比如,有一幅由青莲和白鹭组成的名为“一路清廉”的图画,就被很多文人置于自己的书房中。[/color][color=#333333]可是,莲为什么可以出淤泥而不染呢?这就要讲到莲花的“自清洁”和“不沾湿”特性了。[/color][align=center][color=#333333][img=,690,459]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809111012069537_964_2516543_3.png!w690x459.jpg[/img][/color][/align][color=#333333][/color][b][b]荷叶响应:[/b][/b][align=left][color=#333333]如果留心观察莲花的叶子,你就会发现荷叶上总是干干净净的,好似不留一点灰尘。这是因为荷叶表面的特殊结构有自我清洁的功能,即荷叶的“自清洁”特性。此外,我们经常会看到这样的场景:当水滴在荷叶上时,水并没有完全铺展开,而是以水珠的形式停留在荷叶上,而且只要叶面稍微倾斜,水珠就会滚离叶面。这就是荷叶的“不沾湿”特性。荷叶的“自清洁”和“不沾湿”特性被统称为“荷叶效应”。这一概念最早是由德国波恩大学的植物学家巴特洛特提出的。[/color][/align][align=center][img=,540,304]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809111012430687_6323_2516543_3.png!w540x304.jpg[/img][/align][align=center]图1荷叶效应[/align][b][b]超疏水特性:[/b][/b][color=#333333]其实,荷叶的“不沾湿”特性也被称为“超疏水”特性。那么,如何界定“超疏水”这一概念呢?在明确“超疏水”这一概念前,我们要先了解表面化学中的一个概念——接触角。如下图所示,接触角指的是“液-固”界面的水平线与“气-液”界面切线之间通过液体内部的夹角θ。有了这一概念,我们可以很方便地表示液体对固体的润湿情况。当夹角θ小于90°[/color]时,我们称该液体可以湿润固体。当[color=#333333]θ大于90°时,该液体不能湿润固体。当θ大于150°时,该固体表面具有超疏水特性。通俗地讲,我们可以认为这种固体表面有很强的排斥水的能力。[/color][align=center][img=,650,225]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809111012556307_6626_2516543_3.png!w650x225.jpg[/img][/align][align=center]图2 浸润与不浸润的特征[/align][align=left][color=#333333]在自然界中,奇异的性质往往是其独特的结构决定的。那么,你肯定会问:“荷叶的特性是否与它的结构有关呢?”答案是肯定的。扫描电子显微镜的发展给我们的科学研究带来了更多的可能,也使得我们能够观察到荷叶的微观结构。通过电子显微镜的成像结果,我们可以清晰地看到荷叶表面有许多突起的“小山包”(这类结构被称为“乳突”如图3(a))。这些乳突的尺寸通常在6微米左右,这些乳突的平均间距在12微米左右。而这些乳突是由许多直径在100纳米左右的纳米蜡质晶体组成。由此可见,荷叶表面存在复杂的“微米-纳米”双重结构,正是这些结构使得荷叶产生了“超疏水”和“自清洁”的双重特性。[/color][/align][align=center][img=,690,516]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809111013077477_9002_2516543_3.png!w690x516.jpg[/img][/align][align=center]图3 荷花叶片的SEM图像 (a)低倍图像(b)[color=#333333] “乳突”高倍图像(c)叶片底部高倍图像(d)“乳突”尺寸对应的接触角曲线分布[/color][/align][align=center] [/align][b][b]由荷叶到仿生技术:[/b][/b][color=#333333]自然界的生物都经历了漫长的演化过程,在物竞天择下,生物自身的结构和功能都经过了长期的筛选、发展和优化,具有极高的效能。荷叶的“自清洁”性能,并不是简单的美观功效,清洁程度直接影响叶片的光合作用效率。那么不仅仅是荷叶,在自然界中具有自清洁功能的生物还有很多种,比如蝴蝶的翅膀具有的超疏水结构,保证蝴蝶翅膀不会粘连露水影响飞行。水黾的脚具有绒毛结构,确保了水黾在水面上能以每秒钟滑行100倍于自身长度的距离,这都由于水黾腿部上有数千根按同一方向排列的多层微米尺寸的刚毛。而这些像针一样的微米刚毛的直径不足3微米,表面上形成螺旋状纳米结构的构槽,吸附在构槽中的气泡形成气垫,从而让水黾能够在水面上自由地穿梭滑行,却不会将腿弄湿。还有蚊子的复眼,它是由许多尺寸均一的微米半球组成,其表面还覆盖有无数精细的纳米乳突结构,这种纳米乳突结构的尖端与雾滴接触的面积无限小,具有理想的超疏水特性,从而确保了蚊子的复眼具有理想的超疏水防雾性能。[/color][align=center][img=,517,405]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809111015091396_319_2516543_3.png!w517x405.jpg[/img][/align][align=center]图4 蝴蝶翅膀,水黾足,蚊子复眼的超疏水结构[/align][align=center] [/align]那么面对自然界演化生成的超疏水结构,科学家也进行了进一步的研究,其超疏水表面的制备方法有多种:溶胶-凝胶法、相分离法、模板法、蚀刻法、化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积法、自组装法等等,下图为具有独特形状的表面微米阵列(如图5)纳米阵列(如图6),使得它们具有很好的疏水特性。[align=center][img=,690,408]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809111015259467_5266_2516543_3.png!w690x408.jpg[/img][/align][align=center]图5不同形态的人工合成的超疏水结构[/align][align=center][/align][align=center][img=,690,940]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809111015517337_7606_2516543_3.png!w690x940.jpg[/img][/align][align=center]图6 超疏水结构碳纳米管阵列[/align]经过先进结构材料的表面改性,我们常见的水也可以变得很有趣,比如我们可以用手切割水珠(图7),利用涂有超疏水材料的刀片对水滴进行切割(图8)。日常生活上,通过先进疏水材料的应用我们可以使得衣物不再被水或者油污污染,减少洗涤衣物的麻烦。在军事上,由于疏水材料的使用使得水的阻力明显下降,有效的提升了舰载的行驶速度。[align=center] [/align][align=center][img=,396,213]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809111016242856_7728_2516543_3.png!w396x213.jpg[/img][/align][align=center]图7超疏水表面上流动的水珠[/align][align=center][/align][align=center][img=,400,285]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809111016390737_7536_2516543_3.png!w400x285.jpg[/img][/align][align=center]图8超疏水表面涂层的刀片切割水滴[/align][b][b]结束语:[/b][/b][align=left][color=#333333]从荷叶效应到超疏水结构材料的合成制备,实际上是一个仿生学研究的过程。它将生物的结构、功能和行为应用于现代工程系统和技术设计中,解决人类所遇到的科学技术问题。仿生不是对自然模型的简单复制,而是对大自然中生物的理解、升华和具有创新价值的“重塑”。在这“重塑”的过程中,电子显微科学技术对其发展与促进的是十分巨大的。[/color][/align]

  • 急求大侠帮忙看个关于改变固体表面能效果的图

    急求大侠帮忙看个关于改变固体表面能效果的图

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305241707_441413_1647447_3.jpg在一篇关于利用测试接触角计算固体表面的文献中看到一个应用举例,以由烷基硫醇和羟烷基硫醇混合组成的单分子膜覆盖的金属表面疏水性能的改变情况为例。1-羟烷基硫醇是亲水的,而普通的烷基硫醇则表现出明显的疏水性能。对于这样的表面,可以通过改变烷基硫醇和羟烷基硫醇的比例来改变材料表面的疏水性。然后给出了两个图如附件中所示。 现在问题是,左边的图大概看懂了,就是接触角度数和疏水指数是一一对应的关系,但是右边的图却不知道是怎么个意思.到底烷基硫醇和羟烷基硫醇的比例和表面能的大小是怎么对应的?还有那个疏水性指数是怎么算出来的?图中标的“polar”和“non-polar”是指什么,二者有什么关系? 还请各位高手现身,多多指教!

  • 【讨论】表面等离子体共振

    在表面等离子体共振检测中使用的疏水性芯片(烷基硫醇浸泡)通过双面胶粘结在框架上会发生脱落吗?有人遇到过这种现象吗?

  • 【转帖】化学试剂预处理玻璃表面 防尘保洁实验

    [size=4]化学试剂预处理玻璃表面 防尘保洁实验 李 明 吴 超 (中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083) 摘 要:应用玻璃清洗剂和TiO2试剂对载玻片表面进行预处理,将其按照不同角度(与水平面 夹角)放置一定时间进行采样,研究不同时间载玻片表面沉积、粘附粉尘微颗粒的规律和清洗 的难易程度,以便分析不同试剂预处理玻璃表面的防尘效果和清洗粘附粉尘的功效及其影响因 素。研究发现: 1)在相同条件下,经过试剂预处理的载玻片表面粘附的粉尘比较容易清洗干 净,玻璃表面经预处理后具有一定防尘保洁功能。2)载玻片粘附粉尘的时间越长,越难清除。 3)夹角为0°、45°时,清洗前后载玻片的粉尘微颗粒总数变化与采样时间成正比关系,夹角为 90°时则不明显,说明后者主要以物理化学粘附为主,比前者重力自然沉降粘附作用力大,不易 清除。4)微颗粒平均粒径与采样时间、放置夹角和试剂类型没有明显关系,粒径主要集中在12 ~22μm,遮光比的变化与载玻片粘附的微颗粒总数变化类似。关键词:玻璃表面 清洗剂 预处理 粉尘微颗粒 粒径 粘附 TiO2空气中存在的大量的微颗粒物常常会自然沉 降、粘附于各种物体表面,如微颗粒会给航空航天、 食品制药、精密加工、集成电路等生产工作造成严重 危害,又如微颗粒粘附到玻璃表面,通过一系列物 理、化学变化,使得玻璃失去已有功能与特性,给人 们日常生活带来影响,因此开展表面防尘自洁研究 具有重要意义。目前国外研究了亲水性TiO2处理不锈钢表 面[1]、玻璃表面[2-3],添加Fe离子的塑料表面[4],复 合Al2O3-TiO2[5],TiO2/SiO2[6]处理的玻璃表面,疏 水材料处理的表面[7],疏水表面上TiO2薄膜的自洁 效果[8],国内学者研究了TiO2光催化反应的吸附机 制[9]及光催化性能[10],TiO2涂层自洁净玻璃制备特 性[11],自清洁玻璃制备工艺[12],减少涂层表面粘附 粉尘[13-14],结合课题组已有研究[15-16],开展了在不 同状态,经不同试剂处理的玻璃表面防尘自洁的比 较研究。[/size]

  • 表面张力仪对理化分析药物的关键参数

    化合物的开发、定量构效关系和药物吸收/毒性的研究要求考核化合物的真正分子特性。 应用Kibron公司的Delta-8高通量表面张力仪为您的研发工作摆脱繁琐的实验劳动并大大提升数据分析的效率。 Delta-8高通量表面张力仪是一款真正的实用的表面化学分析仪器,真正的高通量筛选技术,例如开展先导物优化研究。 Delta-8高通量表面张力提供了表面化学研究的关键参数临界胶束浓度CMC、真正表面积As、疏水性Kaw,量化化合物不能穿透细胞磷脂双分子层的原因,为改进化合物分子结构提供依据。400-862-0005 气液界面两亲性分子吸附降低了表面张力,界面张力随着浓度的变化曲线图为吸附等温线。不同的吸附模型等温线可获得不同的参数: 1、疏水性(Kaw) 2、真正表面积(As) 3、临界胶束浓度(CMC) 4、表面吸附量 化合物真正的表面积As 化合物分子定向和折叠决定了极性和非极性基团之间的对抗和平衡,通过真正表面积TSA(=每个吸附分子的平均面积)来反映。表面积来源于吸附等温线,即在表面饱和的表面过剩浓度(最大吸附值)。 疏水性Kaw,真正表面积As和临界胶束浓度CMC与生物大分子(生物膜、蛋白) 相互作用和物质跨膜过程有关。每种分子有不同的体内壁垒,例如血脑屏障BBB和肠道壁。通常具有高表面积As的分子没有辅助的情况下很难穿透细胞膜(被动转运)。http://www.xianjichina.cn/include/upload/fck/1.jpg 化合物临界胶束浓度CMC 两亲分子吸附在空气-水界面,极性部分在水中,非极性部分在空气中,形成了表面活性剂分子的单分子层。疏水作用是主要的驱动力。作为独立的亲水脂分子,溶解度限制促使形成微胶团。非极性基团隐藏在胶团中心极性基团露在胶团外部。微胶团的行程降低了系统的自由能。临界胶束浓度CMC很大程度上是由疏水基团决定的,同时也存在着反对胶束形成的抵抗力。 Delta-8高通量表面张力仪测量12个经稀释的样品的表面张力,获得吸附等温线剖面图,软件自动获得CMC值。http://www.xianjichina.cn/include/upload/fck/2.jpg 化合物疏水性Kaw Kaw代表了化合物在界面的亲和力。Kaw值越高疏水性越高。化合物缺乏或只有几个功能基团时被动扩散能够与氢键在界面吸附。亲脂性化合物可以保留在细胞膜中。http://www.xianjichina.cn/include/upload/fck/3.jpg

  • 疏水性PTFE滤膜如何过水溶液?

    如果水溶液中含有强酸强碱,聚醚砜、尼龙之类的材料是无法耐受的,那么可以考虑用PTFE来过滤。PTFE滤器分为疏水性和亲水性两种。疏水性PTFE,水溶液无法过膜。进行表面改性的,带有极性基团的PTFE, 称为亲水性PTFE。如果混合溶液中水溶液比例大于70%,那么建议用亲水性PTFE。如果一定要用疏水性PTFE滤器来过纯水样品,可以用水溶性有机溶剂,比如3mL乙醇,先润湿滤膜,然后再过滤。

  • 【资料】含氟表面活性剂研究进展

    含氟表面活性剂研究进展含氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种,有很多碳氢表面活性剂不可替代的用途。含氟表面活性剂主要以全氟烷基或全氟烯基或部份氟化了的烷基等作为疏水基部分,然后再按需要引入适当的连接基及亲水基团,根据亲水基团性质的不同分别制得阴离子型、阳离子型、非离子型及两性型等不同系列的含氟表面活性剂产品。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=37708]含氟表面活性剂研究进展[/url]

  • 请教一下各位老师,经表面处理的碳酸钙或者二氧化硅怎么分散??

    请教一下各位老师,经表面处理的碳酸钙或者二氧化硅怎么分散??我想用水做分散介质,但是现有粉料都是经过表面处理的,都是疏水性的,乙醇可以做分散介质。现在我想加热去除粉料的表面活性剂,但是实践过程发现400多度处理效果也不明显,再升高温度caco3会分解,而且经高温处理后的表面活性剂会分解成C,对结果也会有影响。不知各位老师是怎么做的?

  • 【分享】疏水性荧光体掺杂微/纳米荧光探针的合成

    荧光体掺杂SiO2 微/纳米颗粒以其荧光强度高、光稳定性好、表面易修饰、生物毒性小等优点,为生物分析领域提供了新的荧光探针。迄今为止,用于掺杂的荧光体主要有荧光素衍生物、罗丹明衍生物、联吡啶钌等亲水性荧光体,通过StÖ ber 法和微乳液法[1]以共价或静电作用方式包埋于SiO2 微/纳米颗粒中。而对于许多光稳定性好、量子产率相对较高的荧光体,如芘(pyrene)、1,2,3,4,5-五苯基-1,3-环戊二烯(PPCP)、红荧烯(rubrene)等,由于疏水性强,不易衍生化,无法利用上述方法制备微/纳米荧光探针,限制了其在生物分析中的应用。

  • 表面活性剂在分离分析领域中的应用

    表面活性剂在分离分析领域中的应用

    [align=left][font='times new roman'][size=16px][b] [/b][/size][/font][font='times new roman'][size=16px][b]表面活性剂在分离分析领域中的应用[/b][/size][/font][/align]表面活性剂也称为去垢剂,是一类可以通过少量添加而显著改变溶液界面的物质。表面活性剂通常具有亲水性基团部分和疏水性基团部分,其中亲水性基团通常为羧酸基、磺酸基或硫酸基等;疏水性基团通常为非极性的烷烃链,长度通常超过8个碳原子。表面活性剂一般可为离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂等[font='times new roman'][size=16px][[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]50,51[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]][/size][/font]。近年来,多种新型的表面活性剂,如脂肽型表面活性剂、氟化型表面活性剂、三脚架型表面活性剂、麦芽糖-新戊二糖(MNG)两亲体型表面活性剂等[font='times new roman'][size=16px][[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]5[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]2[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]-5[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]5[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]][/size][/font]被广泛报道[font='宋体']。[/font]例如,Nouri-Sorkhabi[font='宋体']等[/font][font='times new roman'][size=16px][[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]56[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]][/size][/font][font='宋体']采用表面活性剂胆酸[/font][font='宋体']钠处理[/font][font='宋体']人血红蛋白质中的磷脂样品,采用[/font][font='times new roman'][size=16px]31[/size][/font]P NMR分析,作者发现采用胆酸钠处理可以得到准确定量的磷脂(SPH, ether-PE, lyso-PE, alkylacyl-PE, diacyl-PE, PS, PC[font='times new roman'][size=16px]s[/size][/font][font='times new roman'][size=16px],[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]m[/size][/font], PC[font='times new roman'][size=16px]p[/size][/font]),且回收率明显高于传统的特定溶剂提取方法(传统方法需要根据不同的磷脂来选择溶剂)。凭借该方法简单、准确、快速等优点,可以应用到其它细胞提取磷脂的检测,具有很高的临床使用价值。Brown等[font='times new roman'][size=16px][[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]57[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]][/size][/font]采用一种可光解型阴离子表面活性剂4-己基苯磺酸钠(Azo)用于蛋白质样品的研究分析(图1-7)。研究发现Azo可以有效地溶解蛋白质,而其性能可与传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)相媲美。Azo的主要优势在于其在质谱分析前可经光分解,不会干扰质谱分析。并且Azo合成简单,可代替SDS应用于SDS-PAGE分析。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009301103039100_7965_3890113_3.png[/img][/align][align=center][/align]Hutchison等[font='times new roman'][size=16px][[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]58[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]][/size][/font]采用非离子型表面活性剂n-十二烷基-β-麦芽糖苷(β-DDMB)溶解膜蛋白质样品。作者分别将β-DDMB和常用表面活性剂MNG、DM、DPC、DDM应用于[font='arial'][back=#ffffff]大肠杆菌二酰基甘油激酶[/back][/font][font='arial'][back=#ffffff]([/back][/font][back=#ffffff]DAGK[/back][font='arial'][back=#ffffff])溶解[/back][/font],结果显示β-DDMB比上述表面活性剂具有更高的溶解效率。进一步将β-DDMB用于人源蛋白质的核磁共振研究,其光谱效率优于常用表面活性剂TDPC(O-(四癸酰磷酰)胆碱)。显示出非离子型表面活性剂β-DDMB作为核磁共振介质良好的潜力。

  • 单流水表和多流水表的优点和不足详解

    智能水表是一个很宽泛的概念,种类比较丰富。为了适应各种环境下的使用,同时也为了适合各类人群购买。种类少说也有几十种。从材质上分有铜水表、合金水表、铸铁水表。按内部结构的不同分有单流水表和多流水表。那么单流水表和多流水表的优缺点各有哪些呢? 下面以射频式IC卡水表为例子分别说一下单流水表和多流水表的优缺点。射频式IC卡水表可以简单分为射频式IC卡水表-多流束水表和射频式IC卡水表-单流束水表两种。射频式IC卡水表-多流束水表的水流是从一个方向进入冲击叶轮转动,射频式IC卡水表-单流束水表则是水流可以从各个方向进入冲击叶轮转动。不难想象单流速水表如果长时间工作可能导致叶轮的磨损,如果发生损坏肯定会影响水表的计量精度。而单流速水表的缺点恰恰是多流速水表的优势。所以多流速水表各方面的性能比单流速水表稳定。应用也比较广泛。就目前阶段而言我们的智能水表大多使用的是多流速水表。  不难看出单流水表和多流水表的优缺点决定了它们应用的范围也不一样。我国是一个淡水资源严重匮乏的国家。不仅如此我国的水质也比较较差,水中的杂质比较多,杂质颗粒比较大。单流速水表只有单一的一个进水口,换句话说这是水流唯一的通道,如果单流速水表的这个进水口被杂质堵死,那么水表就会停止工作。而多流速水表的情况则不同,多个进水口同时进水,就算杂质堵塞一个进水口,水流仍能从其他的通道进入保证水表能够正常工作。也就是说单流速水表对要求水质不能太差,因此单流速水表在我国应用较少。

  • 【转帖】表面活性剂的功能 !

    润湿作用润湿是固体与液体接触时,扩大接触面而相互附着的现象。若接触面趋于缩小不能附着则称不润湿。可以用接触角θ的大小来描述润湿的情况。液体,比如把水滴在玻璃表面上,它很容易铺展开,在固液交界处有较小的接触角θ;而滴在固体石蜡上则呈球形,θ达到180°。接触角越小,液体对固体润湿得越好,θ为180°表示液体完全不润湿固体。显然,这是不同表面与界面的张力的作用的综合的结果。倘若加入表面活性剂,改变液体的表面张力,则接触角θ随之改变,液体对固体的润湿性也就改变了。能被液体所湿润的固体称为亲液性固体,反之称为憎液性固体。一般极性液体容易润湿极性固体物质。极性固体皆亲水,如硫酸盐、石英等。而非极性固体多数是憎水的,如石蜡、石墨等。乳化和增溶作用把一种液体以极其细小的液滴(直径约在0.1~数十μm数量)均匀分散到另一种与之不相混溶的液体中的过程称为乳化。所形成的体系称为乳状液。将两种纯的互不相溶的液体,比如水和油放在一起用力振荡(或搅拌)能看到许多液珠分散在体系中,这时界面面积增加了,构成了热力学不稳定体系。静置后水珠迅速合并变大,又分为两层,得不到稳定的乳状液。若想得到较稳定的乳状液,通常加入稳定剂,称为乳化剂。它实际上是表面活性剂。它的作用在于能显著降低表(界)面张力。由于表面活性剂分子在“液滴”,即胶束表层作定向排列,使“液滴”表层形成了具有一定机械强度的薄膜,可阻止“液滴”之间因碰撞而合并。若用离子型表面活性剂时,因为带同性电荷,胶束间相斥阻止了液滴的聚集。乳状液中所形成的胶束有两种。前者分散介质是水,分散质为油,这种乳状液称为水包油型(O/W);后者则正相反,这种乳状液是油包水型(W/O)。把某种表面活性剂加入到乳状液中,乳状液会变成透明溶液。表面活性剂的这种作用叫做增溶作用,起增溶作用的表面活性剂叫增溶剂。表面活性剂可以用于增溶的原因:是由于表面活性剂形成了各种形式的胶束,分散质进入胶束囊中或层间使胶束膨胀但又不破裂(体系外观也没有变化),因而“增加”了溶解度。与乳化类似,将磨细的固体微粒(粒径0.1μm至几十μm)分散到液体中时,加入少量的表面活性剂可增加液体对固体的润湿程度,抑制固体微粒的凝聚成团的倾向,从而能很好地均匀地分散在液体中。起泡和消泡作用大家知道纯水不易起泡,肥皂水却很容易形成较稳定的泡沫。泡沫是未溶气体分散于液体或熔融固体中形成的分散系。能使泡沫稳定的物质为起泡剂。它们大多数是表面活性剂,肥皂便是一种。气体进入液体(水)中被液膜包围形成气泡。表面活性剂富集于气液界面,以它的疏水基伸向气泡内,它的亲水基指向溶液,形成单分子层膜。这种膜的形成降低了界面的张力而使气泡处于较稳定的热力学状态。当气泡在溶液中上浮到液面并逸出时,泡膜已形成双分子膜了。倘若再加入另一类表面活性剂,部分替代原气泡膜中起泡剂分子,从而改变膜层分子间引力,使膜强度降低,泡沫的稳定性下降,可达到消泡的目的。洗涤作用从固体表面除掉污渍的过程为洗涤。洗涤作用主要是基于表面活性剂降低界面的表面张力而产生的综合效应。污物在洗涤剂(即表面活性剂)溶液中浸泡一定时间后,由于表面活性剂明显降低了水的表面张力,故使油污易被湿润。表面活性剂夹带着水润湿并渗透到污物表面,使污物与洗涤剂溶液中的成分相溶,经揉洗及搅拌等机械作用,污物随之乳化、分散和增溶进入洗涤液中,部分还随着产生的泡沫浮上液面,经清水反复漂洗便达到去污的目的。

  • 滴体积法测表面张力的滴管口半径是否对测量结果有影响?

    滴体积法测表面张力的滴管口半径是否对测量结果有影响?

    用滴体积法测纯水表面张力,用管口半径为0.108cm的滴管所测结果与文献值十分接近,它坏了后用半径为0.124cm的滴管测值偏大,换用管口半径为0.128cm但是壁厚较大的滴管测值又偏小,所用滴管已清洗干净且保持竖直测表面张力,为什么会出现这样的结果?期待各位的指点!(关乎毕设,望各位相助!)[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903291201583131_4398_3667371_3.jpg[/img]

  • 滴体积法测表面张力的滴管口半径是否对测量结果有影响?

    用滴体积法测纯水表面张力,用管口半径为0.108cm的滴管所测结果与文献值十分接近,它坏了后用半径为0.124cm的滴管测值偏大,换用管口半径为0.128cm但是壁厚较大的滴管测值又偏小,所用滴管已清洗干净且保持竖直测表面张力,为什么会出现这样的结果?期待各位的指点!(关乎毕设,望各位相助!)[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903291201583131_4398_3667371_3.jpg[/img]

  • 帮忙分析一下红外光谱测试的亲水和疏水纳米二氧化硅所得图谱

    帮忙分析一下红外光谱测试的亲水和疏水纳米二氧化硅所得图谱

    [color=#444444]刚刚使用红外光谱测试了亲水和疏水纳米二氧化硅,我想知道各个峰值所代表的是哪种基团,还有写文章时候需要在此图上标注哪些相关信息。望专业人士给予帮助,想通过亲水和疏水材料表面基团分析它们吸附水和气的特性,如果哪位能给提一些具体意见的话就更好了,感激不尽!!![/color][color=#444444][img=,690,325]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301458005016_2115_1806906_3.png!w690x325.jpg[/img][img=,690,325]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301458011027_2570_1806906_3.png!w690x325.jpg[/img][/color]

  • 求两本表面活性剂方面的书

    1,最新国外表面活性剂技术专辑(上下),抚顺市科技情报研究所页数:6312国外表面活性剂(第一至三辑)国外表面活性剂编译组编上海科学技术情报研究所

  • 已使用过的旧水表能开具检定证书吗?

    据JJG162-2009规程,DN40水表实行首次检定,到期轮换制度,使用期限一般不超过4年。 现有用户DN40水表要求检定,使用期限已经超出规定的4年,但检定合格。请教各位,这检定证书可以开吗,证书有效期怎么写。谢谢!!明确一下,此水表是民用水表,属强制检定范围。

  • 【原创大赛】表面活性剂在分离分析领域中的应用

    【原创大赛】表面活性剂在分离分析领域中的应用

    [align=left][font='times new roman'][size=16px][b] [/b][/size][/font][font='times new roman'][size=16px][b]表面活性剂在分离分析领域中的应用[/b][/size][/font][/align]表面活性剂也称为去垢剂,是一类可以通过少量添加而显著改变溶液界面的物质。表面活性剂通常具有亲水性基团部分和疏水性基团部分,其中亲水性基团通常为羧酸基、磺酸基或硫酸基等;疏水性基团通常为非极性的烷烃链,长度通常超过8个碳原子。表面活性剂一般可为离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂等[font='times new roman'][size=16px][[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]50,51[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]][/size][/font]。近年来,多种新型的表面活性剂,如脂肽型表面活性剂、氟化型表面活性剂、三脚架型表面活性剂、麦芽糖-新戊二糖(MNG)两亲体型表面活性剂等[font='times new roman'][size=16px][[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]5[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]2[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]-5[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]5[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]][/size][/font]被广泛报道[font='宋体']。[/font]例如,Nouri-Sorkhabi[font='宋体']等[/font][font='times new roman'][size=16px][[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]56[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]][/size][/font][font='宋体']采用表面活性剂胆酸[/font][font='宋体']钠处理[/font][font='宋体']人血红蛋白质中的磷脂样品,采用[/font][font='times new roman'][size=16px]31[/size][/font]P NMR分析,作者发现采用胆酸钠处理可以得到准确定量的磷脂(SPH, ether-PE, lyso-PE, alkylacyl-PE, diacyl-PE, PS, PC[font='times new roman'][size=16px]s[/size][/font][font='times new roman'][size=16px],[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]m[/size][/font], PC[font='times new roman'][size=16px]p[/size][/font]),且回收率明显高于传统的特定溶剂提取方法(传统方法需要根据不同的磷脂来选择溶剂)。凭借该方法简单、准确、快速等优点,可以应用到其它细胞提取磷脂的检测,具有很高的临床使用价值。Brown等[font='times new roman'][size=16px][[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]57[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]][/size][/font]采用一种可光解型阴离子表面活性剂4-己基苯磺酸钠(Azo)用于蛋白质样品的研究分析(图1-7)。研究发现Azo可以有效地溶解蛋白质,而其性能可与传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)相媲美。Azo的主要优势在于其在质谱分析前可经光分解,不会干扰质谱分析。并且Azo合成简单,可代替SDS应用于SDS-PAGE分析。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009301133277240_855_3890113_3.png[/img][/align][align=center][/align]Hutchison等[font='times new roman'][size=16px][[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]58[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]][/size][/font]采用非离子型表面活性剂n-十二烷基-β-麦芽糖苷(β-DDMB)溶解膜蛋白质样品。作者分别将β-DDMB和常用表面活性剂MNG、DM、DPC、DDM应用于[font='arial'][back=#ffffff]大肠杆菌二酰基甘油激酶[/back][/font][font='arial'][back=#ffffff]([/back][/font][back=#ffffff]DAGK[/back][font='arial'][back=#ffffff])溶解[/back][/font],结果显示β-DDMB比上述表面活性剂具有更高的溶解效率。进一步将β-DDMB用于人源蛋白质的核磁共振研究,其光谱效率优于常用表面活性剂TDPC(O-(四癸酰磷酰)胆碱)。显示出非离子型表面活性剂β-DDMB作为核磁共振介质良好的潜力。

  • 【资料】5种疏水性SPE小柱方法比较

    5种疏水性SPE小柱方法比较样品:血清中的间苯二酚(极性的),醋氨酚(中等极性的),甲苯酰胺(非极性的)SPE小柱:硅胶基质C4 , C18 , C18 Light Load ;聚合物基质的H2O-Philic DVB(亲水性DVB), H2O-Phobic DVB (疏水性DVB)活化与平衡:1ml甲醇,1ml去离子水上样:0.025 mg/mL 间苯二酚(极性的),醋氨酚(中等极性的),甲苯酰胺(非极性的) 于1 mL 去离子水淋洗:1 mL 95:5 KH2PO4 pH 3:methanol或1 mL DI water洗脱:2*0.5ml甲醇实验比较了5种疏水性填料小柱对三种不同极性分析物的萃取效果,并比较了淋洗剂不同对回收率的影响,结果表明,聚合物基质的两种小柱,对三种不同极性的样品的萃取效果最好,并表明在C18硅胶基质的小柱上,淋洗剂极性对回收率结果很大,而在聚合物基质的H2O-Philic DVB小柱上,淋洗剂影响比较小。详细的HPLC谱图及回收率结果及方法讨论,可以点击下面链接下载:

  • 【资料】生物表面活性剂鼠李糖脂发酵液应用研究

    [em0815] 微生物技术采油新进展:生物表面活性剂鼠李糖脂发酵液驱油应用研究韩立滨公司名称:大庆沃太斯化工有限公司地 址:大庆高新技术产业开发区宏伟园区 邮编:163411电 话:0459-5619800 传真:0459-5619868 E-Mail:victex2008@126.com http://www.cnvictex.com一、概述表面活性剂是具有亲水基和疏水基的离子或非离子型化合物,具有降低表面张力、稳定乳化液、增溶和改变分子极性等作用,表面活性剂分为化学表面活性剂和生物表面活性剂,其中生物表面活性剂是微生物在代谢过程中的产物,包括糖脂、脂肽、脂蛋白、磷脂以及中性类脂衍生物等,具有明显的表面活性,能大幅度降低油水界面张力,形成胶束溶液。此外,还可以改变油层润湿性、洗油能力强、吸附滞留量小、稳定性高、耐盐以及无毒等优点。因此,近年来,环境友好的生物表面活性剂的生产和使用日益受到人们的广泛关注。预计到2010年,生物表面活性剂将会占领市场10%的份额,销售额达两亿美元。目前,国内外研究较多的是由铜绿假单胞菌(Peudomonas aeruginosa)产生的鼠李糖脂,它是一类非常重要的生物表面活性剂,不仅具有乳化、增溶、降低表/界面张力等功能,而且毒性小、易于生物降解,因而在石油开采、医药、食品、日化及环境保护等许多领域具有极大的应用潜力。大庆沃太斯化工有限公司依托中科院上海有机所的先进技术,经自主研发的鼠李糖脂产品质量已经达到国内先进水平,具有年产2000吨以上的生产能力,是国内唯一能够大规模生产的厂家。二、生物表面活性剂国内外的研究进展国外,生物表面活性剂是七十年代后期发展起来的生物工程技术。近年来,生物表面活性剂应用于EOR方面,日益受到人们重视,如德国winter-shullAG公司将生物表面活性剂用于三次采油矿场试验,取得了明显效果,并已申请了多项专利。美国,先后有六大公司应用生物工程技术进行三次采油试验研究工作都见到了理想的效果。我国,生物表面活性剂研究工作始于八十年代初。“七五”期作为国家重点科技攻关项目实验研究做了大量的工作。“八五”期间又进行了生物表面活性剂的中试放大,随着科技手段的不断发展,研究水平不断的提高,生物表面活性剂的应用领域不断扩大,同时生物表面活性剂在石油采油的应用中取得了长足的进步。大庆油田于1997年-2000年在萨北开发区小井距试验区葡I4-7油层开展了生物表面活性剂三元复合驱先导性矿场试验,采用与进口表活剂ORS41复配的强碱体系,取得了全区提高采收率16.64%,中心井提高采收率23.24%的好效果。由于加入了浓度为0.2%生物表面活性剂,使体系中磺酸盐类表面活性剂的浓度由0.3%下降到0.15%,降低了化学表活剂50%的用量,复合驱化学剂总成本降低了35.5%。三、鼠李糖脂简介1、鼠李糖脂是一种阴离子表面活性剂,鼠李糖脂最突出的特性是它的表面活性,具有显著降低水的表面张力,改变固体表面的润湿性,具有乳化、破乳、消泡、洗涤、分散与絮凝、抗静电和润滑等多种功能。鼠李糖脂表面活性剂能使水的表面张力从72 mN/m降至30 mN/m左右,使油水界面张力从43 mN/m降低至1 mN/m左右。本产品与化学表面活性剂复配后的体系达到10-3-10-4 mN/m超低界面张力值。鼠李糖脂的另外一个重要特性是它的抗菌性。已经报道有好几种鼠李糖脂混合物具有抗菌和抗真菌的效果。2. 性状该产品外观为乳白色、带有脂香味粘稠的水溶性液体,其组成包括鼠李糖脂、菌体干细胞、多糖、中性脂等,其中鼠李糖脂的有效含量在30 g/L以上。3. 作用机理 总述:该产品的主要成份是生物大分子,它们具有粘弹性和乳化性,能起到增大驱油波及效率的作用,在油层中具有封堵、变形、运移、再封堵的特性,可实现从水井到油井的全过程调剖驱油;具有较高的表面活性能力,有效改变储集层岩石表面的润湿状态,降低原油与岩石表面的润湿角,降低油水界面张力,从而减少了原油在储层孔隙中的流动阻力,原油得以从岩石颗粒表面释放,从而起到提高原油采收率的作用。鼠李糖脂发酵液成分及其对油层的作用鼠李糖脂发酵液组分物质名称对油层的作用鼠李糖脂为代表的各种糖脂类表面活性剂物质1、降低岩石-油-水系统界面张力及表面张力2、形成油-水乳浊液 3、增强油相相容性有机酸类1、提高孔隙度和渗透率 2、降低油黏度菌体的蛋白及核酸大分子类封堵高渗透层,增大水驱扫油率并降低油水比醇、酮、醛溶剂类溶解岩石孔隙中原油,降低原油黏度(1)鼠李糖脂发酵液中的表面活性剂物质形成临界毛管胶束、增溶、乳化、互溶阶段的洗油机理 生物表面活性剂鼠李糖脂等小分子溶液达到临界胶束浓度后,其活性分子会自发迁移到油相界面,由热力学公式△G0m=△H0M-T△S0M可知油相界面自由能降低。表现为聚集于油相,使亲油基团插入油相,亲水基团留在水相,形成圆柱胶束,胶束内核提供了一个增溶的空间,使油相处于岩心孔道中央,发生油相聚集溶合,同时也使多个鼠李糖脂类分子亲油基与油结合形成乳状液,使黏度得到降低。动力来源除了驱替的压力、油水自由能的降低还有微毛管束的拉伸作用,蜂窝状的底层孔隙使得溶液胶束受毛管力作用被沿着岩石孔道推进,胶束经过岩心孔道时受到油滴间表面张力的作用使残余油进入胶束形成油带,它的形成使采出油的含水率得到降低。当油与鼠李糖脂类活性分子结合经过岩心多路液流汇集处或孔道张力集中的弯道处多发生乳化,使油黏度进一步降低。增溶乳化的胶束受驱动力推进,遇到不动的残余油则表现为互溶。此时的油相与水相界面张力及自由能达到最低值。当油相聚集岩心孔道中央达到一定量后挤压水相与岩石孔隙面接触,水相与岩心孔隙形成表面张力膜,增强了水对岩石的润湿性,有利于残油油滴驱出。后续水驱期间,受驱动推力及毛细管共同作用使驱出的油含水率降低,压力平稳,采收率曲线提高平缓。随着水驱的推进鼠李糖脂类表活剂分子随着被驱出的量而减少,其乳化作用、降低界面张力作用及降黏作用的能力快速降低,当压力达到驱动溶液流动的恒定值则表现为平稳,此时的含水率也接近稳定。(2)鼠李糖脂发酵液中的菌体蛋白、核酸等有机大分子调驱机理 一定浓度的发酵液进入油层后,微生物代谢的生物有机物及菌体残余物质聚合形成微生物封堵,在驱替压力作用下向受力作用低的大孔导流动即高渗透区域,并调整吸水剖面,增大水驱扫油效率,降低油水比,起到宏观和微观的调剖作用,是一种有选择的封堵,改变水流向,达到提高采收率的作用。从室内驱油试验压力曲线研究证明,该微生物大分子及菌体类似于胶体,即生物大分子及菌体蛋白是有伸缩性与粘弹性,能够在复杂的非均质油层中表现出与压力相反的缓冲效应,该效应形成提高采收率的封堵调驱机理。(3)鼠李糖脂发酵液作为本源微生物营养激活剂提高采收率鼠李糖脂发酵液成分中含有大量的氮元素、碳元素及磷元素,菌体分解的核酸及蛋白等小分子是地层本源微生物迅速生长的高级营养物质,是微生物产生大量代谢物,有表面活性剂、气体、有机酸等进一步发挥微生物采油原理。(4)结论一、鼠李糖脂驱油机理包括四个阶段:形成毛管胶束阶段,增容阶段,乳化阶段,互溶阶段,四个阶段相互依存,协同的洗油机理,提高了原油的采收率。二、与单一鼠李糖脂相比未处理的鼠李糖脂发酵液驱油效果更好,鼠李糖脂与菌体蛋白、菌体代谢物有机酸、醛酮类化合物共同作用原油,既有表面活性剂作用又有大分子封堵调驱作用,提高原油采收率。三、大分子物质封堵岩层大孔道的调驱机理,降低流速比、使驱替液向油层小孔道驱替未动用剩余油、以及降低油水界面张力、乳化并降低原油粘度增容的协同洗油机理是提高采收率的综合效应指标。四、鼠李糖脂发酵液本身是油层中本源微生物的营养激活剂,能促进本源微生物生长发挥微生物采油。

  • 【分享】含氟表面活性剂研究进展

    含氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种,有很多碳氢表面活性剂不可替代的用途。含氟表面活性剂主要以全氟烷基或全氟烯基或部份氟化了的烷基等作为疏水基部分,然后再按需要引入适当的连接基及亲水基团,根据亲水基团性质的不同分别制得阴离子型、阳离子型、非离子型及两性型等不同系列的含氟表面活性剂产品。1 含氟表面活性剂的特性含氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”、“两憎”,即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性 它的含氟烃基既憎水又憎油。含氟表面活性剂其水溶液的最低表面张力可达到20mN/m以下,甚至到15mN/m左右。一般碳氢链的表面活性剂的应用浓度需在0 1%~1%之间,此时水溶液的表面张力只能降到30~35mN/m,而碳氟链表面活性剂的用量在0、005%~0、1%时,就能使水溶液的表面张力降至20mN/m以下。含氟表面活性剂如此突出的高表面活性以致其水溶液可在烃油表面铺展。含氟表面活性剂有很高的耐热性,如固态的全氟烷基磺酸钾,加热到420℃以上才开始分解,因而可在300℃以上的温度下使用。含氟表面活性剂有很高的化学稳定性,它可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用,而且在这种溶液中仍能保持良好的表面活性。若将其制成油溶性表面活性剂还可降低有机溶剂的表面张力。研究表明,含氟表面活性剂的高表面活性是由于其分子间的范德华引力小造成的,活性剂分子从水溶液中移至溶液表面所需的张力小,导致了活性剂分子在溶液表面大量的聚集,形成强烈的表面吸附,而这类化合物不仅对水的亲和力小,而且对碳氢化合物的亲和力也较小,因此形成了既憎水又憎油的特性,但它对油/水界面的界面张力作用能力不强,如将含氟表面活性剂与碳氢表面活性剂复配使用,利用含氟表面活性剂能选择性地吸附在水的表面,使表面张力降低 而碳氢表面活性剂能吸附在油/水界面上,使界面张力降低,这样就必定会提高水溶液的润湿性能。2 含氟表面活性剂的应用鉴于含氟表面活性剂具有的特性,它的应用性很强。表1所列为含氟表面活性剂的用途分类简况。 部分应用简介:(1)分散剂 含氟表面活性剂在各种氟树脂的分散聚合时可作分散剂使用。另有研究报导,含氟表面活性剂也可用于PVC的反应过程中。(2)灭火剂 含氟表面活性剂在灭火剂上的应用可分为“轻水”灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂和抗极性溶剂灭火剂三种,其完全控止火的时间可在90sec以内。(3)脱模剂 由含氟表面活性剂制备的脱模剂已形成系列化产品,有溶剂型的,也有水剂型的,它不但可用于高聚物弹性体的加工业,而且在刚性体的加工行业(如:铜、钢管的抽拉、压铸件的冲压加工等)也可使用,并得到用户的高度评价。(4)抗静电剂 由含氟表面活性剂配制的集清洗、防尘为一体的抗静电剂,经测试:对PVC片基处理后,其表面电阻由原来的1012Ω降低至108Ω。用其对录像机磁鼓、磁头表面清洗,效果远比一般的清洁剂或清洁带优越。用此抗静电剂还可对家电、荧屏及其它高档家具、精密仪器等进行表面清洗与防尘,且不产生任何副作用。目前本公司已有此防静电剂产品———“音磁灵”投入市场。(5)流平剂 在颜料、涂料等产品中加入少量含氟表面活性剂后,可防止固结,改善分散性,防止产生气泡,使色泽更均匀。(6)防水防油剂 由含氟表面活性剂制备的防水防油剂,对纤维及织物处理后,既可使其具有防水、防油的性能,又不影响其本身的物理特性。由其处理的一次性纸质具已大量进入市场。(7)其它应用 把含氟表面活性剂加入地板蜡中,可改善地板的光泽,增加其耐磨性及抗污染性。含氟表面活性剂还可用于石油回收用助剂、海面上的集油剂、金属防腐剂及金属光泽处理剂等等。3 含氟表面活性剂的合成含氟表面活性剂的合成一般分三步:首先合成含6~10个碳原子的碳氟化合物,然后制成易于引进各种亲水基团的含氟中间体,最后引进各种亲水性基团制成各类含氟表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备含氟表面活性剂的关键。含氟烷基的工业化生产方法主要是电解氟化法、氟烯烃调聚法和氟烯烃齐聚法。3.1 电解氟化法电解氟化法是将被氟化的物质溶解或分散在无水氟化氢中,在低于8V的直流电压下进行电解。电解中在阴极产生氢气,在阳极有机物被氟化。在此工艺路线中,可将碳氢链烷基的酰氯或磺酰氯直接换成相应的全氟烷基酰氟或磺酰氟产物,由它们出发,可用普通方法制得各类含氟表面活性剂(见下式)。 由于电解氟化反应甚为激烈,易发生C-C链断裂,反应过程中除了生成与原料的碳原子数相同的全氟化合物外,还生成短链的全氟化合物和其它类型的副产物,因此总的产物收率较低。采用此法生产含氟表面活性剂的有美国3M公司,日本大日本油墨公司及东北肥料公司等。3.2 氟烯烃调聚法氟烯烃调聚法最早是由英国HaszeldineRH教授提出的方法,是利用全氟烷基碘等物质作为端基物调节聚合四氟乙烯等含氟单体制得低聚合度的含氟烷基调节物。他在1951年发现三氟碘甲烷可与乙烯和四氟乙烯发生调节聚合反应的工业生产路线。随后美国DuPont公司又开发了用五氟化碘和四氟乙烯进行调聚反应,制得全氟烷基磺化物。C2F5I+nCF2=CF2C2F5(CF2CF2)nI此反应产率虽高,但最终产物为链长不同的混合体(其n数的分布较宽),适当选择良好的反应过程,控制反应工艺条件,确保n数在所需的范围内(n∶2 4)终止反应的继续发展。以减少不希望得到的高沸物(n6)大量生成。作为调聚剂使用的其它物质还有很多,在这一研究领域内已有大量的专利发表,其各自的反应式如下: 采用调聚法生产含氟表面活性剂的有美国杜邦,瑞士汽巴 嘉基,日本旭硝子及大金等公司。从调聚反应所得产物是链长不一的混合物,这样就可合成出不同长短的氟碳链疏水基,若以适当的比例混合使用,更能发挥最终产物的表面活性。3.3 氟烯烃齐聚法氟烯烃齐聚法是由英国ICI公司1965~1969年开发的,它是利用氟烯烃在非质子性溶剂中发生齐聚反应得到高支叉低聚合度的全氟烯烃齐聚物。最常用的有四氟乙烯齐聚法、六氟丙烯齐聚法和六氟环氧丙烷齐聚法三种。四氟乙烯齐聚法得到聚合度以4~6为主的齐聚物,其中五聚体所占比例最大,约占整个混合物的65%左右。由于连接双键碳原子上的氟原子易被亲核试剂取代,所以可通过这一反应来引入所需的连接基团。。四氟乙烯五聚体分子中与双键原子直接相连的氟原子在碱性介质中可与亲核试剂如苯酚等发生取代反应,由此可合成一系列含氟表面活性剂。 六氟环氧丙烷在氟离子的作用下,很容易进行齐聚反应。六氟环氧丙烷的齐聚物因含有酰氟官能团,可发生多种反应,可得多种含氟表面活性剂。 采用齐聚法生产含氟表面活性剂的公司有英国ICI公司、日本neos公司等。4 含氟表面活性剂新进展传统的含氟表面活性剂主要是单链型的,目前双链含氟表面活性剂正引起人们极大的兴趣。已报道的双链含氟表面活性剂主要有两类,第一类是双链均为含氟碳链,第二类是双链分别为碳氟和碳氢链。后一类常被称为杂交型表面活性剂(hybridtypesurfactants)。近年来,含硅的含氟表面活性剂正以其独特性能引起人们的关注。含氟表面活性剂和硅表面活性剂都属于特种表面活性剂。含硅的含氟表面活性剂可望具有含氟表面活性剂在浓度很高的乙醇水溶液中也显示很高的表面活性。它可作为高效消泡剂,不仅可用于水溶液体系,而且可用于非水体系。含硅的含氟表面活性剂也具有优异的润滑作用。也有研究表明,含硅的含氟表面活性剂有很高的抗HIV 1活性。对含氟表面活性剂中碳氟链进行化学修饰以使其具有更多的特殊功能的工作也有了较大进展。与碳氢链锯齿型构型相反,碳氟链具有刚性构型。有人将醚键引入碳氟链,以使碳氟链具有更好的柔顺性及水溶性。而杂原子的引入更使碳氟链多样化。含氟表面活性剂作为工业化产品的作用历史并不很长,它的应用领域还有待进一步开拓,随着对它的性能与应用的逐步研究、认识,相信此类产品的品种与产量必将会不断扩大。我国对于含氟表面活性剂的开发,性能研究及应用领域与国外相比尚有较大差距,随着我国国民经济的发展及综合国力的不断增强,含氟表面活性剂这一新产品,新技术的开发应用,将会呈现出广阔前景。

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