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表面活性剂的分类的论文

发布时间:2024-07-04 22:31:31

表面活性剂的分类的论文

表面活性剂(surfactant),是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质.表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为憎水基团;亲水基团常为极性的基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等;而憎水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链.表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等. 按极性基团的解离性质分类 1、阴离子表面活性剂:十二烷基苯磺酸钠 2、阳离子表面活性剂:季铵化物 3、两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型 4、非离子表面活性剂:脂肪酸甘油酯,脂肪酸山梨坦(司盘),聚山梨酯(吐温)

《表面活性剂》论文 表面活性剂的分类及应用 摘要: 表面活性剂的应用范围涵盖了人们生活和工作的各个方面,在20事迹90年代人们已经开始系统的研究表面活性剂。可以说没有表面活性剂就没有现在干净的我们,现在我们对表面活性剂的认识只是停留在表面没有更深入的研究,下面是对表面活性剂一些基础认识。 关键词: HLB值,分类,应用 一、 HLB 值 ----HLB值越大代表亲水性越强,HLB值越小代表亲油性越强,一般而言HLB值从1 ~ 40之间。亲水亲油转折点HLB为10。HLB小于10为亲油性,大于10为亲水性。 1~--3作消泡剂 3~--6作W/O型[乳化剂 司盘(脱水山梨醇脂肪酸酯)是w/o型乳化剂,具有很强的乳化、分散、润滑作用,可与各类表面活性剂混用,尤其适应与吐温-60, HLB值。 7~--9作润湿剂; 8~--18作O/W型乳化剂,也叫吐温型乳化剂, 为司盘(Span,山梨醇脂肪酸酯)和环氧乙烷的缩合物,为聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯的一类非离子型去污剂;常作为水包油(O/W)型, 药用: (1)可作某些药物的增溶剂。 (2)有溶血作用,以吐温-80作用最弱。 (3)水溶液加热后可产生混浊,冷后澄明,不影响质量。 (4)在溶液中可干扰抑菌剂的作用 13~-18作增溶剂。 二、分类及常用 : 1、阴离子表面活性剂 :硬脂酸,十二烷基苯磺酸钠 2、阳离子表面活性剂:季铵化物 3、两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型 4、非离子表面活性剂: 脂肪酸甘油酯, 脂肪酸山梨坦(司盘), 聚山梨酯(吐温) 阴离子表面活性剂: 1 、肥皂类 :碱金属皂:O/W ,碱土金属皂:W/O 有机胺皂:三乙醇胺皂 2 、硫酸化物 :硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油。 十二烷基硫酸钠(SDS、月桂醇硫酸钠) 3 、磺酸化物 :二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-OT) 十二烷基苯磺酸钠 甘胆酸钠 阴离子表面活性剂 阳性皂。其分子结构主要部分是一个五价氮原子,所以也称为季铵化合物。其特点是水溶性大,在酸性与碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活性作用和杀菌作用。 常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。 两性离子表面活性剂 同时具有正、负电荷基团,在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。 1 、卵磷脂 :是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料 2 、氨基酸型和甜菜碱型 : 氨基酸型 甜菜碱型: 在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质,具有很好的起泡、去污作用; 在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质,具有很强的杀菌能力。 非离子表面活性剂 1. 脂肪酸甘油酯 :单硬脂酸甘油酯;HLB为3~4主用作W/O型乳剂辅助乳化剂。 2.多元醇 蔗糖酯:HLB(5~13)O/W乳化剂、分散剂 脂肪酸山梨坦(Span) :W/O乳化剂 聚山梨酯(Tween) : O/W乳化剂 3. 聚氧乙烯型 :Myrij(卖泽类,长链脂肪酸酯);Brij (脂肪醇酯) 4. 聚氧乙烯 - 聚氧丙烯共聚物 : 能耐受热压灭菌和低温冰冻,静脉乳剂的乳化剂 应用 表面活性剂一般是低分子量分散剂。表面活性剂分子具有改性作用,特别是降低颜料和树脂溶液间表面张力。 表面活性剂结构上含有两种溶解性或极性相反的基团,使表面活性增加。在水性体系中,极性基团是一些亲水基,非极性的则是憎水基或亲油基。在非水性体系中,极性基团是憎油基,非极性的为亲油基。表面活性剂按其化学结构分类,特别是极性基团包括:阴离子、阳离子、电中性粒子和非离子。 聚合物分散剂作用下效力由以下因素确定: 颜料表面极性基团的吸附作用。锚固基团可以是氨基、羧酸、磺酸、磷酸及其盐。 介质中围绕在微粒周围的非极性链段的行为。分子的一些部分(脂肪族或脂肪族-芳香族片断)必须与粘接剂体系高度的相容。 类似表面活性剂的分散剂的稳定机理是静电稳定:围绕颜料粒子的极性基团形成了双层带电的结构。由于布朗运动,液体介质中颜料粒子时常碰撞在一起,因此在其减速进程中具有强烈的重絮凝趋势。 根据其化学结构(如:低的分子量)和静电稳定理论,表面活性剂有以下缺陷: ·水敏感性:表面活性剂通常使最终涂层产生水敏感性,不适于室外应用。 ·易产生泡沫:许多表面改性剂会产生泡沫,在涂层上产生缺陷(如鱼眼、凹坑)。如果泡沫在研磨进程出现,则导致生产能力的下降。 ·干扰涂层间的粘接。 经过多年发展,特殊的表面活性剂得到改进,使涂层缺陷最大程度地降低,并且某些还能使涂层具有一些别的优点,如消泡/抗腐蚀能力或使基材难以润湿。 用于颜料分散作用的最常用表面活性剂有如下品种: 脂肪酸衍生物,磷酸酯,聚丙烯酸钠/聚丙烯酸,乙炔二醇和大豆卵磷脂。表面活性剂发展方向 1.烷基磷羧酸盐(AEC)工业化制造 随着科技飞速发展和现代文盟的不断进步,人们对表面活性剂使用要求也越来越高,即温和、易生物降解和多功能性,强调使用安全、生态保护和提高效率。烷基醇醚羧酸盐(AEC)是8O年代以来,发达国家积极研究开发的优质表面活性剂热点品种,它与烷基多苷和醇醚磷酸单酯同被称为“表面活性剂90年代的绿色品种”。 烷基醚羧酸盐的生产。一般采用以脂肪醇或烷基酚为原料,经乙氧基化和羧甲基化,制备AEC和APEC。烷基醚羧酸盐在化学结构上与皂类似,在疏水基和亲水基之间,嵌入一定加成数环氧乙烷,从而使其兼有阴离子和非离子表面活性剂中许多优良性能,成为多功能性品种。它在金属加工用方面,效果比相应的醇(酚)醚表面活性剂更好,它具有: (1)对皮肤和眼的刺激性很小。 (2)清洗性能,受pH值和温度影响较小。 (3)对酸、碱、氯较为稳定。 (4)生物降解性能优异。 图1 表面活性剂结构示意图 烷基醚羧酸盐国内的应用市场还远远落后于发达国家,随着环保意识的不断加强和人民物质文化水平的不断提高,这类集温和、易生物降解和多功能性于一身的表面活性剂,在金属加工领域内,将发挥更大作用。 2.新一代表面活性剂Gemini 目前已经合成的低聚表面活性剂有二聚体、三聚体和四聚体等,其中最引人注目的是二聚体,结构示意图见图1,二聚表面活性剂最早被合成于1971年[4-5],后因其结构上的特点而被形象地命名为Gemini(英文是双子星之意)表面活性剂。 表面活性剂Gemini(或称dimeric)是由两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成,因而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力,极大地提高了表面活性。与当前为提高表面活性而进行的大量尝试,如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合相比较,Gemini表面活性剂是概念上的突破,因而被誉为新一代的表面括性剂。 在Gemini表面活性剂中,两个离子头基是靠联接基团通过化学键而连接的,由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接,致使其碳氢链间更容易产生强相互作用,即加强了碳氢链问的疏水结合力,而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱,这就是Gemlrd表面活性剂和单链单头基表面括性剂相比较,具有高表面括性的根本原因。另一方面。在两个离子头基问的化学键联接不破坏其亲水性,从而为高表面活性的C~mini表面活性剂的广泛应用提供了基础。通过化学键联接方法提高表面活性和以往通常应用的物理方法不同,在概念上是一个突破。 图2 炔醇类Gemini表面活性剂 Genfini表面活性剂的优良性质: 实验表明,在保持每个亲水基团联接的碳原子数相等条件下,与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比,离子型Gemini表面活性剂具有如下特征性质: (1)更易吸附在气/液表面,从而更有效地降低水溶液表面张力。 (2)更易聚集生成胶团。 (3)Gemini降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向,降低水溶液表面张力的效率是相当突出的。 (4)具有很低的Krat~相转移点。 (5)对水溶液表面张力的降低能力和降低效率而言,Gemini和普通表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应。 (6)具有良好的钙皂分散性质。 (7)在很多场台,是优良的润湿剂。 从理论上讲,在极性头基区的化学键台阻抑了原先单链单头基表面活性荆彼此头基之间的分离力,因而必定增强碳链之间的结台。实验证明这是提高表面活性的一个重要突破,而且为实际应用开辟了新的途径 另一方面,由于键台产生的新分子几何形状的改变,带来了若干新形态的分子聚集体,这大大丰富了两亲分子自组织现象,通过揭示新分子结构和自组织行为间的联系有助于深刻认识两亲分子自组织机理。为此Gemini表面活性剂正在成为世界胶体和界面科学领域各主要小组的研究方向。 型嵌段高分子表面活性剂 涂料中颜填料的分散先后使用过聚磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等无机分散剂,传统小分子表面活性剂和聚羧酸盐、聚丙酸酸盐等高分子化合物。高分子化合物主要利用空间位阻使颜填料颗粒稳定,效果好于小分子表面活性剂的静电排斥作用。研究表明,在众多类型的高分子分散剂中,效果最好、效率最高的是AB型嵌段高分子表面活性剂。从分子结构上看,AB型嵌段高分子就是超大号的表面活性剂,A嵌段和B嵌段分别类似于表面活性剂的亲水头基和疏水尾链。AB嵌段高分子表面活性剂在颜填料表面采取尾型吸附形态,A嵌段是亲颜料的锚固基团,B嵌段是亲溶剂的溶剂化尾链。A嵌段可以是酸、胺、醇、酚等官能团,通过离子键、共价键、配位键、氢键及范德华力等相互作用吸附在颗粒表面,由于含有多个吸附点,可以有效地防止分散剂分子脱附,使吸附紧密且持久。B嵌段可以是聚醚、聚酯、聚烯烃、聚丙烯酸酯等基团,分别适用于极性和非极性溶剂。典型的AB嵌段型高分子表面活性剂结构如图3所示。稳定颗粒主要依靠B嵌段形成的吸附层产生的空间位阻作用,所以对作为溶剂化尾链的B嵌段的长度和均一性有极高的要求,希望可以形成厚度适中且均一的吸附层,如果B段过长,可能会起架桥作用,引起分散体系黏度增加,甚至絮凝沉淀。通常认为位阻层的厚度为20nm时,可以达到最好的稳定效果。 图3 AB嵌段型高分子表面活性剂 合成分子结构明确和相对分子质量可控的AB型嵌段高分子表面活性剂是涂料分散助剂的发展方向,这需要用到受控聚合技术。基团转移聚合(GTP)、原子转移游离基聚合(ATRP)、硝酰基聚合(NMP)和可逆加成分裂链段转移聚合(RAFT)是当今最常用的受控聚合技术,利用这些技术,选用合适的方法和设备可得到想要的聚合物结构,可以选择不同的单体,按设计的次序进行排列,最终合成特定结构、相对分子质量分布窄、近单分散的聚合物,如果采用常规的方法,即使花大量的时间、精力、材料也无法做到这样。目前仅有BYK、Ciba、Rhodia等少数几个公司拥有受控聚合技术。深圳海川公司正在开发的新型分散剂也是AB型嵌段高分子表面活性剂。

表面活性剂的论文

《表面活性剂》论文 表面活性剂的分类及应用 摘要: 表面活性剂的应用范围涵盖了人们生活和工作的各个方面,在20事迹90年代人们已经开始系统的研究表面活性剂。可以说没有表面活性剂就没有现在干净的我们,现在我们对表面活性剂的认识只是停留在表面没有更深入的研究,下面是对表面活性剂一些基础认识。 关键词: HLB值,分类,应用 一、 HLB 值 ----HLB值越大代表亲水性越强,HLB值越小代表亲油性越强,一般而言HLB值从1 ~ 40之间。亲水亲油转折点HLB为10。HLB小于10为亲油性,大于10为亲水性。 1~--3作消泡剂 3~--6作W/O型[乳化剂 司盘(脱水山梨醇脂肪酸酯)是w/o型乳化剂,具有很强的乳化、分散、润滑作用,可与各类表面活性剂混用,尤其适应与吐温-60, HLB值。 7~--9作润湿剂; 8~--18作O/W型乳化剂,也叫吐温型乳化剂, 为司盘(Span,山梨醇脂肪酸酯)和环氧乙烷的缩合物,为聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯的一类非离子型去污剂;常作为水包油(O/W)型, 药用: (1)可作某些药物的增溶剂。 (2)有溶血作用,以吐温-80作用最弱。 (3)水溶液加热后可产生混浊,冷后澄明,不影响质量。 (4)在溶液中可干扰抑菌剂的作用 13~-18作增溶剂。 二、分类及常用 : 1、阴离子表面活性剂 :硬脂酸,十二烷基苯磺酸钠 2、阳离子表面活性剂:季铵化物 3、两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型 4、非离子表面活性剂: 脂肪酸甘油酯, 脂肪酸山梨坦(司盘), 聚山梨酯(吐温) 阴离子表面活性剂: 1 、肥皂类 :碱金属皂:O/W ,碱土金属皂:W/O 有机胺皂:三乙醇胺皂 2 、硫酸化物 :硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油。 十二烷基硫酸钠(SDS、月桂醇硫酸钠) 3 、磺酸化物 :二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-OT) 十二烷基苯磺酸钠 甘胆酸钠 阴离子表面活性剂 阳性皂。其分子结构主要部分是一个五价氮原子,所以也称为季铵化合物。其特点是水溶性大,在酸性与碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活性作用和杀菌作用。 常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。 两性离子表面活性剂 同时具有正、负电荷基团,在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。 1 、卵磷脂 :是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料 2 、氨基酸型和甜菜碱型 : 氨基酸型 甜菜碱型: 在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质,具有很好的起泡、去污作用; 在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质,具有很强的杀菌能力。 非离子表面活性剂 1. 脂肪酸甘油酯 :单硬脂酸甘油酯;HLB为3~4主用作W/O型乳剂辅助乳化剂。 2.多元醇 蔗糖酯:HLB(5~13)O/W乳化剂、分散剂 脂肪酸山梨坦(Span) :W/O乳化剂 聚山梨酯(Tween) : O/W乳化剂 3. 聚氧乙烯型 :Myrij(卖泽类,长链脂肪酸酯);Brij (脂肪醇酯) 4. 聚氧乙烯 - 聚氧丙烯共聚物 : 能耐受热压灭菌和低温冰冻,静脉乳剂的乳化剂 应用 表面活性剂一般是低分子量分散剂。表面活性剂分子具有改性作用,特别是降低颜料和树脂溶液间表面张力。 表面活性剂结构上含有两种溶解性或极性相反的基团,使表面活性增加。在水性体系中,极性基团是一些亲水基,非极性的则是憎水基或亲油基。在非水性体系中,极性基团是憎油基,非极性的为亲油基。表面活性剂按其化学结构分类,特别是极性基团包括:阴离子、阳离子、电中性粒子和非离子。 聚合物分散剂作用下效力由以下因素确定: 颜料表面极性基团的吸附作用。锚固基团可以是氨基、羧酸、磺酸、磷酸及其盐。 介质中围绕在微粒周围的非极性链段的行为。分子的一些部分(脂肪族或脂肪族-芳香族片断)必须与粘接剂体系高度的相容。 类似表面活性剂的分散剂的稳定机理是静电稳定:围绕颜料粒子的极性基团形成了双层带电的结构。由于布朗运动,液体介质中颜料粒子时常碰撞在一起,因此在其减速进程中具有强烈的重絮凝趋势。 根据其化学结构(如:低的分子量)和静电稳定理论,表面活性剂有以下缺陷: ·水敏感性:表面活性剂通常使最终涂层产生水敏感性,不适于室外应用。 ·易产生泡沫:许多表面改性剂会产生泡沫,在涂层上产生缺陷(如鱼眼、凹坑)。如果泡沫在研磨进程出现,则导致生产能力的下降。 ·干扰涂层间的粘接。 经过多年发展,特殊的表面活性剂得到改进,使涂层缺陷最大程度地降低,并且某些还能使涂层具有一些别的优点,如消泡/抗腐蚀能力或使基材难以润湿。 用于颜料分散作用的最常用表面活性剂有如下品种: 脂肪酸衍生物,磷酸酯,聚丙烯酸钠/聚丙烯酸,乙炔二醇和大豆卵磷脂。表面活性剂发展方向 1.烷基磷羧酸盐(AEC)工业化制造 随着科技飞速发展和现代文盟的不断进步,人们对表面活性剂使用要求也越来越高,即温和、易生物降解和多功能性,强调使用安全、生态保护和提高效率。烷基醇醚羧酸盐(AEC)是8O年代以来,发达国家积极研究开发的优质表面活性剂热点品种,它与烷基多苷和醇醚磷酸单酯同被称为“表面活性剂90年代的绿色品种”。 烷基醚羧酸盐的生产。一般采用以脂肪醇或烷基酚为原料,经乙氧基化和羧甲基化,制备AEC和APEC。烷基醚羧酸盐在化学结构上与皂类似,在疏水基和亲水基之间,嵌入一定加成数环氧乙烷,从而使其兼有阴离子和非离子表面活性剂中许多优良性能,成为多功能性品种。它在金属加工用方面,效果比相应的醇(酚)醚表面活性剂更好,它具有: (1)对皮肤和眼的刺激性很小。 (2)清洗性能,受pH值和温度影响较小。 (3)对酸、碱、氯较为稳定。 (4)生物降解性能优异。 图1 表面活性剂结构示意图 烷基醚羧酸盐国内的应用市场还远远落后于发达国家,随着环保意识的不断加强和人民物质文化水平的不断提高,这类集温和、易生物降解和多功能性于一身的表面活性剂,在金属加工领域内,将发挥更大作用。 2.新一代表面活性剂Gemini 目前已经合成的低聚表面活性剂有二聚体、三聚体和四聚体等,其中最引人注目的是二聚体,结构示意图见图1,二聚表面活性剂最早被合成于1971年[4-5],后因其结构上的特点而被形象地命名为Gemini(英文是双子星之意)表面活性剂。 表面活性剂Gemini(或称dimeric)是由两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成,因而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力,极大地提高了表面活性。与当前为提高表面活性而进行的大量尝试,如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合相比较,Gemini表面活性剂是概念上的突破,因而被誉为新一代的表面括性剂。 在Gemini表面活性剂中,两个离子头基是靠联接基团通过化学键而连接的,由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接,致使其碳氢链间更容易产生强相互作用,即加强了碳氢链问的疏水结合力,而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱,这就是Gemlrd表面活性剂和单链单头基表面括性剂相比较,具有高表面括性的根本原因。另一方面。在两个离子头基问的化学键联接不破坏其亲水性,从而为高表面活性的C~mini表面活性剂的广泛应用提供了基础。通过化学键联接方法提高表面活性和以往通常应用的物理方法不同,在概念上是一个突破。 图2 炔醇类Gemini表面活性剂 Genfini表面活性剂的优良性质: 实验表明,在保持每个亲水基团联接的碳原子数相等条件下,与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比,离子型Gemini表面活性剂具有如下特征性质: (1)更易吸附在气/液表面,从而更有效地降低水溶液表面张力。 (2)更易聚集生成胶团。 (3)Gemini降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向,降低水溶液表面张力的效率是相当突出的。 (4)具有很低的Krat~相转移点。 (5)对水溶液表面张力的降低能力和降低效率而言,Gemini和普通表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应。 (6)具有良好的钙皂分散性质。 (7)在很多场台,是优良的润湿剂。 从理论上讲,在极性头基区的化学键台阻抑了原先单链单头基表面活性荆彼此头基之间的分离力,因而必定增强碳链之间的结台。实验证明这是提高表面活性的一个重要突破,而且为实际应用开辟了新的途径 另一方面,由于键台产生的新分子几何形状的改变,带来了若干新形态的分子聚集体,这大大丰富了两亲分子自组织现象,通过揭示新分子结构和自组织行为间的联系有助于深刻认识两亲分子自组织机理。为此Gemini表面活性剂正在成为世界胶体和界面科学领域各主要小组的研究方向。 型嵌段高分子表面活性剂 涂料中颜填料的分散先后使用过聚磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等无机分散剂,传统小分子表面活性剂和聚羧酸盐、聚丙酸酸盐等高分子化合物。高分子化合物主要利用空间位阻使颜填料颗粒稳定,效果好于小分子表面活性剂的静电排斥作用。研究表明,在众多类型的高分子分散剂中,效果最好、效率最高的是AB型嵌段高分子表面活性剂。从分子结构上看,AB型嵌段高分子就是超大号的表面活性剂,A嵌段和B嵌段分别类似于表面活性剂的亲水头基和疏水尾链。AB嵌段高分子表面活性剂在颜填料表面采取尾型吸附形态,A嵌段是亲颜料的锚固基团,B嵌段是亲溶剂的溶剂化尾链。A嵌段可以是酸、胺、醇、酚等官能团,通过离子键、共价键、配位键、氢键及范德华力等相互作用吸附在颗粒表面,由于含有多个吸附点,可以有效地防止分散剂分子脱附,使吸附紧密且持久。B嵌段可以是聚醚、聚酯、聚烯烃、聚丙烯酸酯等基团,分别适用于极性和非极性溶剂。典型的AB嵌段型高分子表面活性剂结构如图3所示。稳定颗粒主要依靠B嵌段形成的吸附层产生的空间位阻作用,所以对作为溶剂化尾链的B嵌段的长度和均一性有极高的要求,希望可以形成厚度适中且均一的吸附层,如果B段过长,可能会起架桥作用,引起分散体系黏度增加,甚至絮凝沉淀。通常认为位阻层的厚度为20nm时,可以达到最好的稳定效果。 图3 AB嵌段型高分子表面活性剂 合成分子结构明确和相对分子质量可控的AB型嵌段高分子表面活性剂是涂料分散助剂的发展方向,这需要用到受控聚合技术。基团转移聚合(GTP)、原子转移游离基聚合(ATRP)、硝酰基聚合(NMP)和可逆加成分裂链段转移聚合(RAFT)是当今最常用的受控聚合技术,利用这些技术,选用合适的方法和设备可得到想要的聚合物结构,可以选择不同的单体,按设计的次序进行排列,最终合成特定结构、相对分子质量分布窄、近单分散的聚合物,如果采用常规的方法,即使花大量的时间、精力、材料也无法做到这样。目前仅有BYK、Ciba、Rhodia等少数几个公司拥有受控聚合技术。深圳海川公司正在开发的新型分散剂也是AB型嵌段高分子表面活性剂。

摘要:综述了生物表面活性剂的种类及其生产菌,介绍了目前常用的两种生产方法:微生物发酵法和酶法合成生物表面活性剂。总结了其在环境工程中的应用,如在废水处理中浮选去除重金属离子,在污染场地的生物修复中用于促进烷烃、多环芳烃(PAHs)的降解,修复受重金属污染的土壤等,并对今后的研究方向做了探讨。 关键词:生物表面活性剂 生物修复 重金属 多环芳烃 生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时,在代谢过程中分泌的具有表面活性的代谢产物。与化学合成表面活性剂相比,生物表面活性剂具有许多独特的属性,如:结构的多样性、生物可降解性、广泛的生物活性及对环境的温和性等[1]。由于化学合成表面活性剂受原材料、价格和产品性能等因素的影响,且在生产和使用过程中常会严重污染环境及危害人类健康。因此,随着人类环保和健康意识的增强,近二十多年来,对生物表面活性剂的研究日益增多,发展很快,国外已就多种生物表面活性剂及其生产工艺申请了专利[2],如乙酸钙不动杆菌生产的一种胞外生物乳化剂已经有了成品出售。国内对生物表面活性剂的研制和开发应用起步较晚,但近年来也给予了高度重视,其中研究最多的就是生物表面活性剂在提高石油采收率以及生物修复中的应用。 1 生物表面活性剂的种类及其生产菌 生物表面活性剂的种类 化学合成表面活性剂通常是根据它们的极性基团来分类,而生物表面活性剂则通过它们的生化性质和生产菌的不同来区分。一般可分为五种类型:糖脂、磷脂和脂肪酸、脂肽和脂蛋白、聚合物和特殊表面活性剂[1]。 生物表面活性剂的生产菌 大多数生物表面活性剂是细菌、酵母菌和真菌的代谢产物。这些生产菌大多是从油类污染的湖泊、土壤或海洋中筛选得到的。如Banat等[3]从油泥污染的土壤中分离得到两株生物表面活性剂的菌株:芽孢杆菌AB-2和Y12-B。表1列出了一些主要的生物表面活性剂的种类及其生产菌[2,4]。 表1 生物表面活性剂的种类及其生产菌生物表面活性剂 生产菌 海藻糖脂 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 棒状杆菌(Corynebacterium spp.) 红平红球菌(Rhodococus erythropolis) 鼠李糖脂 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) 槐糖脂 解脂假丝酵母(Candida lipolytica) 球拟酵母(Torulopsis bombicola) 葡萄糖、果糖、蔗糖脂 棒状杆菌(Corynebacterium spp.) 红平红球菌(R.. erythropolis) 纤维二糖脂 玉蜀黍黑粉菌(Ustilago maydis) 脂多糖 乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus RAG1) 假单胞菌(Pseudomonas spp.) 脂肽 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) 荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens) 鸟氨酸,赖氨酸,缩氨酸 氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans) 盐屋链霉菌(Streptomyces sioyaensia) 葡萄糖杆菌(Gluconobacter cerinus) 磷脂 氧化硫硫杆菌(T. thiooxidans) 脂肪酸 野兔棒状杆菌(Corynebacterium lepus) 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 2 生物表面活性剂的生产 目前,可以通过两种途径生产生物表面活性剂:微生物发酵法和酶法。 采用发酵法生产时,生物表面活性剂的种类、产量主要取决于生产菌的种类、生长阶段,碳基质的性质,培养基中N、P 和金属离子Mg2+、Fe2+的浓度以及培养条件(pH、温度、搅拌速度等)。 如Davis等[5]在成批培养枯草芽孢杆菌时发现,在溶解氧耗尽和限氮条件下可得最大浓度( mg/L)的莎梵婷。Kitamoto等[6]利用南极假丝酵母的休止细胞生产甘露糖赤藓糖醇脂,对培养条件进行优化后,最高产量可达140 g/L。发酵法生产生物表面活性剂的优点在于生产费用低、种类多样和工艺简便等,便于大规模工业化生产,但产物的分离纯化成本较高。 与微生物发酵法相比,酶法合成的表面活性剂分子多是一些结构相对简单的分子,但同样具有优良的表面活性。其优点在于产物的提取费用低、次级结构改良方便、容易提纯以及固定化酶可重复使用等,且酶法合成的表面活性剂可用于生产高附加值产品,如药品组分。尽管现阶段酶制剂成本较高,但通过基因工程技术增强酶的稳定性与活性,有望降低其生产成本。 3 生物表面活性剂的提取 发酵产物的提取(也称下游处理)费用大约占总生产费用的60%,这是生物表面活性剂产品商业化的一个主要障碍。生物表面活性剂的最佳提取方法随发酵操作及其物理化学性质的不同而不同。其中溶剂萃取是最常用的提取方法,如Kuyukina等[7]利用甲基-叔丁基醚萃取红球菌生产的生物表面活性剂,可以获得较高产率10 mg/L。超滤是用于提取生物表面活性剂的一种新方法。Lin等[8]用分子量截止值为30000 Da的超滤膜从发酵液中提取枯草芽孢杆菌产生的脂肽类生物表面活性剂莎梵婷,收率达95%。Mattei等设计了一套连续提取生物表面活性剂的装置,应用切面流过滤法能连续提取产物,产率高达3 g/L[1]。能与连续发酵生产配套的产物提取方法有泡沫分离、离子交换树脂法等。Davis等[9]用泡沫分离法连续提取枯草芽孢杆菌产生的莎梵婷,收率达。鼠李糖脂的提取过程是先离心过滤除去细胞,再通过吸附色谱将鼠李糖脂浓缩在安珀莱特XAD-2树脂上,后用离子交换色谱法提纯,最后将液体蒸发和冷冻干燥可得纯度为90%的成品,收率达60%[2]。 4 生物表面活性剂在环境工程中的应用 许多化学合成表面活性剂由于难降解、有毒及在生态系统中的积累等性质而破坏生态环境,相比之下,生物表面活性剂则由于易生物降解、对生态环境无毒等特性而更适合于环境工程中污染治理。如:在废水处理工艺中可作为浮选捕收剂与带电胶粒相吸以除去有毒金属离子,修复受有机物和重金属污染的场地等。 在废水处理工艺中的应用 用生物法处理废水时,重金属离子对活性污泥中的微生物菌群常会产生抑制或毒害作用,因此,在用生物法处理含重金属离子的废水时须进行预处理。当前,常用氢氧化物沉淀法除去废水中的重金属离子,但其沉淀效率受氢氧化物溶解度的限制,应用效果不甚理想;浮选法用于废水预处理时又常因所用浮选捕收剂在其后续处理过程中难降解(如化学合成表面活性剂十二烷基磺酸钠),易产生二次污染而受限制,因此,有必要开发易生物降解、对环境无毒害的替代品,而生物表面活性剂恰好具有这一优势。但是,国内外对这一方面的应用研究很少,直到最近才有报道。Zouboulis 等[10]研究了生物表面活性剂作为捕收剂除去广泛存在于工业废水中的两种有毒金属离子:Cr4+和Zn2+。结果表明,莎梵婷和地衣芽孢杆菌素在pH为4 时均能很好地从废水中分离吸附了Cr4+的αFeO(OH)或Cr4+与 FeCl3•6H2O形成的螯合物,极大地提高了Cr4+(50 mg/L)的去除率,几乎可达100%;在pH为6时,莎梵婷对螯合物中的Zn2+(50 mg/L)去除率高达96%,而在相同条件下,地衣芽孢杆菌素的处理效果不明显,去除率为50%左右。

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以第一篇为例:蒋怀远,饶福焕,蒋宝源. 是文章作者驱油用石油磺酸盐成分分析 文章题目〔J〕.表示期刊文章,期刊的名字就是后面的 油田化学,1985,是文章发表年度,2(1)表示第二卷第一期,75-82是这篇文章的起止页码。2(1):75-82.[P]是专利文献,前面的题目应该是专利名称,后面是专利号和年代[R]是科技报告去看看文献分类标识和参考文献格式就明白了。

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洗衣粉成分 洗衣粉挑选有学问 洗衣粉是由多种化学成分组成的,起主要作用的是表面活性剂,无磷粉、浓缩粉、低泡粉、加酶粉等等———如果你走进超市的洗化用品区,那里的洗涤用品花色繁多,单单是洗衣粉,其种类和品牌就有许多,让人无所适从。但衣物总是要洗的,洗衣粉总是要买的,那么市场上众多种类及品牌的洗衣粉究竟有什么不同,我们又应该如何选择呢? 说到洗衣粉,多数人考虑的是衣物是否洗得干净。其实,衣物是否洗干净了,至少有两个可以衡量的指标,即去污能力和白度保持能力。 所谓去污能力是指洗涤剂去除衣物上明显可见污斑的能力,如油污斑、血渍、汗渍、食物渍以及领口、袖口的污渍等。而白度保持则是使洗后的衣物能够保持洁白鲜艳,不会发灰发暗。一个好的洗衣粉应当在这两方面都有上乘的表现,而洗衣粉性能的好坏,是由其使用的成分决定的。 洗衣粉的成份共有五大类:活性成分、助洗成分、缓冲成分、增效成分、辅助成分。 活性成分 活性成分就是洗涤剂中起主要作用的成分。洗涤活性成分是一类被称作表面活性剂的物质,它作用就是减弱污渍与衣物间的附着力,在洗涤水流以及手搓或洗衣机的搅动等机械力的作用下,使污渍脱离衣物,从而达到洗净衣物的目的。 注意:1、要想达到好的去污效果,洗衣粉中应含有足够的活性成分。为了保证洗衣粉的洗涤效果,国家主管部门对洗衣粉中活性成分的最低含量作了规定。根据所用活性剂的种类和产品的类别,洗衣粉中活性成分的量一般不得低于13%; 2、因为很多表面活性剂有很强的起泡能力,消费者可依据经验,从洗衣粉溶于水后发泡的情形来判断洗衣粉的优劣; 3、但某些专用于滚筒洗衣机的洗衣粉,其发泡能力比普通洗衣粉要差得很多。这是因为滚筒洗衣机主要依靠衣物在滚筒中的翻滚所产生的机械力,来达到洗净衣物的目的。而洗涤溶液中过多的泡沫,会大大减弱这种因衣物翻滚而产生的机械力,使得洗净效果大打折扣。 助洗成分 洗衣粉中的助洗剂是用量最大的成分,一般会占到总组成的15%-40%。助洗剂的主要作用就是通过束缚水中所含的硬度离子,使水得以软化,从而保护表面活性剂使其发挥最大效用。所谓含磷、无磷洗涤剂,实际是指所用的助洗剂是磷系还是非磷系物质。 注意:1、一些省市制定了地方法规,禁止或限制含磷酸盐洗涤剂的销售和使用。 2、在非磷系的助洗剂中,被业界所公认能够较好替代磷酸盐成分的,是一种被称为沸石的物质。 3、除此而外,还有形形色色的“廉价”无磷助洗剂,如碳酸钠(纯碱)、硅酸钠(水玻璃)以及它们的各种比例的复合物。由于这些无磷助剂最终都是形成了不溶于水的沉淀,如果不能有效地将它们悬浮在水中,它们会沉在衣物上。长期使用这种无磷洗涤剂的结果将使衣物变硬、发黄。为了防止这类情况发生,设计良好的无磷洗涤剂都要在配方中使用有效的分散剂,使形成的不溶解颗粒不会沉积在衣物上。 缓冲成分 衣物上常见的污垢,一般为有机污渍,如汗渍、食物、灰尘等。有机污渍一般都是酸性的,使洗涤溶液处于碱性状态有利于这类污渍的去除,所以洗衣粉中都配入了相当数量的碱性物质。一般常用的是纯碱和水玻璃。 注意:1、虽然碱性有利于衣物的洗涤,但是过量的碱性物质会对衣物和皮肤带来伤害,因此国家对洗衣粉的碱性作了相应的规定,合格的洗衣粉应当符合这些要求。 2、此外,如前面所述,这些碱性物质会与硬水形成沉淀,而过多的碱性物质会导致洗涤时形成大量的沉淀,反而使洗涤效果变差。 增效成分 为了使洗涤剂具有更好的和更多的与洗涤相关的功效,越来越多的洗涤剂含有特殊功能的成分,这些成分能有效地提高和改善洗涤剂的洗涤性能。 根据功能要求,洗涤剂中使用的增效成分有这样几类:提高洗净效果的,如酶制剂(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等)、漂白剂、漂白促进剂等;改善白度保持的,如抗再沉积剂、污垢分散剂、酶制剂(纤维素酶)、荧光增白剂、防染剂;保护织物改善织物手感的,如柔软剂、纤维素酶、抗静电剂、护色剂等。 注意:1、事实上,许多品牌的洗涤剂在采用的主要成分方面大同小异,而各家产品的奥妙往往是在这些增效成分上。各种酶制剂的采用,可以大大增强洗涤剂对特殊和难洗污渍的洗净能力,如血渍、汗渍、食物油渍、蔬菜水果渍等;漂白剂则能使色素类污渍被分解去除;抗再沉积剂可保证衣物多次洗涤后不会发灰发黄。 辅助成分 这类成分一般不对洗涤剂的洗涤能力起提高改善作用,但是对产品的加工过程以及产品的感官指标起较大作用,比如使洗衣粉颜色洁白、颗粒均匀、无结块、香气宜人等。

以下是三个胶体与界面化学方面的杂志,其中都有表面活性剂的内容。LangmuirJournal of Colloid and Interface ScienceColloids and Surface A

如何高效地查找、阅读文献 我们很多的时候,闷在实验室闭门造车,实在不如稍抽出一点时间看看文献,看看别人是 否有同样的困惑。我们的大老板说,要想有成绩别无他法只有读,读,大量的读文献,尤其国外的。阅读文献的来源 精研数据库,对于文献数据库和专业数据库应该深入研究。重要的如ISI,Medline, Ncbi等了。因人而异添加数据库到你的收藏夹。了解与自己研究方向有关的,密切关注在该研究领域和方向的顶尖group所发表的论 文并认真研读。对于本研究领域的国际领袖人物和实验室,应该多花一点时间去研究他们的主页。 可以在google上订购你所感兴趣的alert,他24小时更新,会不间断的向你信箱发 送网上出现该话题的文章。 经常上网看看最新的资讯说不准会激发你一时的灵感。 定期读几篇cell ,nature,science还是很重要的,不要认为和自己专业无关的就不关 心,其实目前生物医学界的许多方法和思路是相通的,nature,science上最新的方法用到自己的领域上完全可能豁然开朗。 对于你从事的领域的重点杂志()(<<国外医学>>各个分册每其都有许多可读的 综述,注意自己专业的核心刊的专辑,增刊,很重要!),应该是每一期的每一篇文章都阅读一下,然后是重点阅读。如果没有那么多的时间,至少每篇的TITLE ABSTRACT应该阅读的。 特别要注意中文综述文章后的英文参考文献,可以用回顾性的方法查找该问题的最初 起源及奠基性文章。 查阅大量外文文献,然后从文献的文献再去查找,如此往复循环,你的idea不知不觉 中就被启发开来。我们老板说过,看文献,最重要,最有权威,也最有深度的是什么,就是你查找的文献的文献。 读文献一定要注意文章后面列出的参考文献,按图索骥,就很易找到更多文献,而且被引 次数越多的越重要!!通过搜索参考文献的作者,期刊目次找到更多该领域的文章. 如何查找阅读文献 课题未定:我很是崇拜神经所蒲教授的观点,阅读文献从教科书开始-找到自己最感兴趣的问题, 查找相关综述,你会发现书上一些所谓的成熟观点,在综述中是逗推测地,然后找原始文献,你回发现,有许多实验证据是在当时条件不够的情况下的初步探索。如果你发现这样的问题,一个流行观点没有使用目前、最新技术验证,你去验证一下,回有两种结果:证实,那你就是用最新技术验证一个很正确的观点,给他提供了新证据,这属于好工作,另外你发现前人的观点有错误,那你就找到一条将来的科研方向,继续做下去,搞定! 一定得知道自己所作的方向现在世界上是个怎样的研究现状—做到了何种程度,还有 那些关键问题急待解决.这一点对于自己找题目的战友,我觉得尤为重要! 课题已定:首先要做的是寻找权威杂志上相关研究领域权威人士撰写的综述类文章。这类文章信 息量大,论述精辟,读后不但有助于掌握相关研究的重点和焦点内容,而且能帮助我们掌握研究领域的大方向和框架,哪些人、哪个大学或研究所、在哪个方向比较强等等;其次是泛读摘要,挑选最相关的进行精读。精读文章同时做笔记和标记是非常关键的,因为好文章可能每读一遍就有不同的收获,每次的笔记加上心得最后总结起来就会对自己大有帮 助;再次是针对不同的需要对论文进行泛读和跳读。 涉足一些和专业有点瓜葛但有相当距离的领域。我一般研读相关文献的程序是:1、 对该领域有较多介绍的中文成书(资料一般是比较老,如果是新书通常汇集了最近5到10年的主要研究内容和结果)读后可以对这个领域发展历史和近期状况有个全面的了解,一些专门的术语和英文单词也有了概念。 2、根据研究内容通查最近3年的中文期刊,主要是通过看综述了解最近进展和一些国外发表文章的人名和期刊名,还有国内做到什么程度了,为请该类项目打个基础。你可以知道国内那些同行在做这工作.如果实验中碰到一些具体的细节问题的话,你可以联系他们,这便可以使你避免走不必要的弯路. 3、根据上面的学习掌握的专业词汇,人名,期刊名查国外文献。我的体会是,如果那个领域和原来专业距离比 较远,那么一来就去查外文的文献往往找不出好东东,特别是一些关键词常有臆断的情况,导致检索效果不好。 我觉得对于自己要研究的不熟悉的内容,例如某种疾病,那么你得首先翻翻中文教科书,要对这一种疾病有一个大概的了解,这样在你以后阅读文献时会很有帮助。然后,在上网查一些你的老板或你自己想要做的题目的相关方面的中文综述,也算是对教科书内容 的补充。同时也让你有可能触及到国内目前的此方面的前沿。这时候,你可以开始阅读一些外文的综述,看一看国外的研究情况和进展。或许,此时你会对你想要研究什么有更进一步的了解。接下来,就可以阅读一些国外的原始论著,它将会告诉你如何去完成你要研究的题目。等到文献量积累到一定程度后就可以开始你的课题了。但千万别忘了,时刻关注你正在研究的相关内容研究进展,它可能会给你的课题新的补充。最后一条,看文献, 编上号,做好笔记。 对于一个尚不熟悉领域的课题,先找相关的综述,综述是了解该领域最快的途径,因为教材具有滞后性,而论著又偏重于某一点,优秀的综述可以作教材读的. 读文献的顺序,当然还是从中文到外文,毕竟,中文是自己的母语,容易看懂,也容易有成就感。 文章内容是从综述到论著。一般花上一两个小时,可以查一堆文献,先把它们的摘要 整理出来,甚至打印出来,根据摘要,可以初步判断哪些是自己决定要的。然后再到网上 找全文,找不到再去图书馆,还找不到就发E-mail给国外的同学,一般都能获取到。对于 自己感兴趣的问题,不仅要看原文,还要看它的参考文献,一般深追上几篇文章,对于想 了解的问题也就知道个大概了。在读文章的过程中,当然要做些笔记,建一个word文档, 做些复制拷贝的工作便可,这样做的好处是,回头就不必再花好多时间去找你的论据或论 点。 如何阅读文献: 看文章时作笔记阅读笔记本可按不同的内容进行分类摘录,如:进展,研究方法,实验方法,研究结果 等,并可加上自己的批注。对于笔记要定期总结(总结过去已经做过什么——-做到心中 有数;现在进展到什么程度———做到知己知彼;从中发现别人的优点和不足。预测将 来的热点和发展方向——–才能准确出击,找到自己的方向和目标!)。我们要着眼于将自己的成果往SCI上发,所以对一些经典的陈述,要有选择性的标记并记下来。另外,有的时候想到的思路,闪过的想法,作笔记记下来,随时查一查,可能时间久了自然就有新的看法。 勤思考不单单是了解别人做了什么,还要考虑别人没做什么,或者他的实验能不能和他的结 论吻合,数据可不可靠等等。用图表的方式将作者的整个逻辑画出来,逐一推敲,抱着一 种挑的心态想。带着挑剔的眼神去读文献,不要盲目崇拜,有些东东自己作作,发现并不 是那么回事,自己要动手,自己更要动脑。看文献中懂得抓重点,找思路。主要是学习别 人的IDEA。也就是看了文献问几个问题,文章的技术突破口在那里。比如一大堆专利讲了 很多种分离方法,关键不是看它先做什么后做什么,而是想这个分离方法的依据是什么, 为什么人家会想到这个方法,是不是还有其他方面的物性可以利用为分离的依据。 多与人交流,是提升自己的极好方式。和导师谈谈你的想法,交流一下各自所了解的所在领域某一方向的研究进展;与相关 方向的牛人谈谈,对自己的启发要比看文献大的多。不仅与本领域的牛人交谈,还抓住机 会与其他领域的牛人交谈,牛人的一句话,有时你读半年书都读不来的。特别是其他领域 的牛人,他没准就给你一个金点子,特别是在中国,牛人一般对外行人不怎么保守。集体 讨论非常必要,找几个志同道合的人一起,文献人人都有一份,每人分工读不同的文献,然后大家坐到一起。顺序开讲,互相讨论。这样,文献量是不是就成N次方增加了!!! 比较阅读观点相反的论文可以参照来读,品味一下双方的观点。还有就是与原著同时发表的其 他专家的述评、原著发表后的读者质疑,都应当和原著一起读。比较一下,就可以看到自 己的差距了。 读论文的时候最有意思的事情是发现逗一稿两投地。我的意思是不少作者把同一科研 数据写成相似主题的不同论文,或是在前面的基础上又有了新的发展变化。这时,如果你 的课题与此类似,你的好运也就来了。因为能通过深入比较这几篇文章的异同,发现作者 (或科研小组)对同一组数据的不同看法、思路的演变,或者发现作者本想隐藏的逗真正 地方法。我就是在分析了同一科研小组的类似实验后,迅速发现自己实验失败的关键原因 ,短时间内成功完成动物模型制作的,为进一步实验打下了基础。 做技术的要善于比较和发现,一些技术含量高文献,不可能把要点都报道出来,中文 如此,英文也是如此。比如一篇专利中有很多的Sample,而每个的条件或都不同,这时 要多比较几个同类文献,看其共同点在那里。这点在制和表面活性剂行业还是要注意的。 全面参考国外文献。一定要清楚,国外文献也有一些不可信的文章;另外一种现象就是 关于重点的关键的东西他会略去不写,有时一些细节的东西他也不会写的.问题是各人省略 ——张兴旺科学网博客。

表面活性剂药物制剂论文

卵磷脂和聚山梨酯80配合使用可中和抑菌剂,中和后的产物对细菌及培养基无太大影响,因此在稀释液和冲洗液中加入这些物质可有效的降低药品对细菌和真菌的抑制作用,同时促进受损的细菌和真菌生长。

摘要:综述了生物表面活性剂的种类及其生产菌,介绍了目前常用的两种生产方法:微生物发酵法和酶法合成生物表面活性剂。总结了其在环境工程中的应用,如在废水处理中浮选去除重金属离子,在污染场地的生物修复中用于促进烷烃、多环芳烃(PAHs)的降解,修复受重金属污染的土壤等,并对今后的研究方向做了探讨。 关键词:生物表面活性剂 生物修复 重金属 多环芳烃 生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时,在代谢过程中分泌的具有表面活性的代谢产物。与化学合成表面活性剂相比,生物表面活性剂具有许多独特的属性,如:结构的多样性、生物可降解性、广泛的生物活性及对环境的温和性等[1]。由于化学合成表面活性剂受原材料、价格和产品性能等因素的影响,且在生产和使用过程中常会严重污染环境及危害人类健康。因此,随着人类环保和健康意识的增强,近二十多年来,对生物表面活性剂的研究日益增多,发展很快,国外已就多种生物表面活性剂及其生产工艺申请了专利[2],如乙酸钙不动杆菌生产的一种胞外生物乳化剂已经有了成品出售。国内对生物表面活性剂的研制和开发应用起步较晚,但近年来也给予了高度重视,其中研究最多的就是生物表面活性剂在提高石油采收率以及生物修复中的应用。 1 生物表面活性剂的种类及其生产菌 生物表面活性剂的种类 化学合成表面活性剂通常是根据它们的极性基团来分类,而生物表面活性剂则通过它们的生化性质和生产菌的不同来区分。一般可分为五种类型:糖脂、磷脂和脂肪酸、脂肽和脂蛋白、聚合物和特殊表面活性剂[1]。 生物表面活性剂的生产菌 大多数生物表面活性剂是细菌、酵母菌和真菌的代谢产物。这些生产菌大多是从油类污染的湖泊、土壤或海洋中筛选得到的。如Banat等[3]从油泥污染的土壤中分离得到两株生物表面活性剂的菌株:芽孢杆菌AB-2和Y12-B。表1列出了一些主要的生物表面活性剂的种类及其生产菌[2,4]。 表1 生物表面活性剂的种类及其生产菌生物表面活性剂 生产菌 海藻糖脂 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 棒状杆菌(Corynebacterium spp.) 红平红球菌(Rhodococus erythropolis) 鼠李糖脂 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) 槐糖脂 解脂假丝酵母(Candida lipolytica) 球拟酵母(Torulopsis bombicola) 葡萄糖、果糖、蔗糖脂 棒状杆菌(Corynebacterium spp.) 红平红球菌(R.. erythropolis) 纤维二糖脂 玉蜀黍黑粉菌(Ustilago maydis) 脂多糖 乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus RAG1) 假单胞菌(Pseudomonas spp.) 脂肽 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) 荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens) 鸟氨酸,赖氨酸,缩氨酸 氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans) 盐屋链霉菌(Streptomyces sioyaensia) 葡萄糖杆菌(Gluconobacter cerinus) 磷脂 氧化硫硫杆菌(T. thiooxidans) 脂肪酸 野兔棒状杆菌(Corynebacterium lepus) 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 2 生物表面活性剂的生产 目前,可以通过两种途径生产生物表面活性剂:微生物发酵法和酶法。 采用发酵法生产时,生物表面活性剂的种类、产量主要取决于生产菌的种类、生长阶段,碳基质的性质,培养基中N、P 和金属离子Mg2+、Fe2+的浓度以及培养条件(pH、温度、搅拌速度等)。 如Davis等[5]在成批培养枯草芽孢杆菌时发现,在溶解氧耗尽和限氮条件下可得最大浓度( mg/L)的莎梵婷。Kitamoto等[6]利用南极假丝酵母的休止细胞生产甘露糖赤藓糖醇脂,对培养条件进行优化后,最高产量可达140 g/L。发酵法生产生物表面活性剂的优点在于生产费用低、种类多样和工艺简便等,便于大规模工业化生产,但产物的分离纯化成本较高。 与微生物发酵法相比,酶法合成的表面活性剂分子多是一些结构相对简单的分子,但同样具有优良的表面活性。其优点在于产物的提取费用低、次级结构改良方便、容易提纯以及固定化酶可重复使用等,且酶法合成的表面活性剂可用于生产高附加值产品,如药品组分。尽管现阶段酶制剂成本较高,但通过基因工程技术增强酶的稳定性与活性,有望降低其生产成本。 3 生物表面活性剂的提取 发酵产物的提取(也称下游处理)费用大约占总生产费用的60%,这是生物表面活性剂产品商业化的一个主要障碍。生物表面活性剂的最佳提取方法随发酵操作及其物理化学性质的不同而不同。其中溶剂萃取是最常用的提取方法,如Kuyukina等[7]利用甲基-叔丁基醚萃取红球菌生产的生物表面活性剂,可以获得较高产率10 mg/L。超滤是用于提取生物表面活性剂的一种新方法。Lin等[8]用分子量截止值为30000 Da的超滤膜从发酵液中提取枯草芽孢杆菌产生的脂肽类生物表面活性剂莎梵婷,收率达95%。Mattei等设计了一套连续提取生物表面活性剂的装置,应用切面流过滤法能连续提取产物,产率高达3 g/L[1]。能与连续发酵生产配套的产物提取方法有泡沫分离、离子交换树脂法等。Davis等[9]用泡沫分离法连续提取枯草芽孢杆菌产生的莎梵婷,收率达。鼠李糖脂的提取过程是先离心过滤除去细胞,再通过吸附色谱将鼠李糖脂浓缩在安珀莱特XAD-2树脂上,后用离子交换色谱法提纯,最后将液体蒸发和冷冻干燥可得纯度为90%的成品,收率达60%[2]。 4 生物表面活性剂在环境工程中的应用 许多化学合成表面活性剂由于难降解、有毒及在生态系统中的积累等性质而破坏生态环境,相比之下,生物表面活性剂则由于易生物降解、对生态环境无毒等特性而更适合于环境工程中污染治理。如:在废水处理工艺中可作为浮选捕收剂与带电胶粒相吸以除去有毒金属离子,修复受有机物和重金属污染的场地等。 在废水处理工艺中的应用 用生物法处理废水时,重金属离子对活性污泥中的微生物菌群常会产生抑制或毒害作用,因此,在用生物法处理含重金属离子的废水时须进行预处理。当前,常用氢氧化物沉淀法除去废水中的重金属离子,但其沉淀效率受氢氧化物溶解度的限制,应用效果不甚理想;浮选法用于废水预处理时又常因所用浮选捕收剂在其后续处理过程中难降解(如化学合成表面活性剂十二烷基磺酸钠),易产生二次污染而受限制,因此,有必要开发易生物降解、对环境无毒害的替代品,而生物表面活性剂恰好具有这一优势。但是,国内外对这一方面的应用研究很少,直到最近才有报道。Zouboulis 等[10]研究了生物表面活性剂作为捕收剂除去广泛存在于工业废水中的两种有毒金属离子:Cr4+和Zn2+。结果表明,莎梵婷和地衣芽孢杆菌素在pH为4 时均能很好地从废水中分离吸附了Cr4+的αFeO(OH)或Cr4+与 FeCl3•6H2O形成的螯合物,极大地提高了Cr4+(50 mg/L)的去除率,几乎可达100%;在pH为6时,莎梵婷对螯合物中的Zn2+(50 mg/L)去除率高达96%,而在相同条件下,地衣芽孢杆菌素的处理效果不明显,去除率为50%左右。

兽药中纳米乳的优点和缺点分析论文

无论在学习或是工作中,大家都不可避免地会接触到论文吧,论文对于所有教育工作者,对于人类整体认识的提高有着重要的意义。那么一般论文是怎么写的呢?以下是我为大家整理的兽药中纳米乳的优点和缺点分析论文,仅供参考,欢迎大家阅读。

摘要:

纳米乳技术是纳米乳化技术的简称,是在乳化剂作用下将水相、油相进行乳化后获得纳米级别药物微粒的一项制药技术,其在兽药临床应用过程中的优点很多,如可使油相和水相共为一体,增加药物的溶解度,提高药物生物利用度,避开肝脏首关效应等,也存在制药成本高,保质期短,影响标准检测等缺点;相信随着科学的发展和技术的进步,纳米乳技术因缺点带来的推广困难会逐步解决,在不久的将来能广泛应用于养殖业。

关键词:

纳米乳;纳米技术;兽药;推广;应用;

引言:

纳米乳技术是纳米乳化技术的简称,纳米乳实质上是乳剂的一种,是在乳化剂作用下利用特殊的'乳化工艺,将药物制备成纳米级别的小乳粒的技术[1]。和普通剂型相比,纳米乳剂型药物微粒更小,比表面积更大,生物利用度更高,药效更加理想。为了能帮助大家更清楚地认识纳米乳技术,笔者以此为话题和大家作一下交流。

1、纳米乳

纳米乳是药物的一种剂型,由水相、油相和表面活性剂组成,有的药物中还加入了助表面活性剂而使体系更加稳定[2]。纳米乳早在上世纪90年代就有企业在兽药产品中进行了应用,但由于多种原因,如乳化设备不够先进、制造成本高、市场接受度低等,导致当时该剂型在兽药临床并未得到广泛应用。随着畜牧业的发展和时代的不断进步,兽药监察力度空前加大,市场上不规范的兽药品类越来越少,90%以上都是按照国家、地方或行业标准制成的国标药物。而国标药物临床效果要想充分体现,第一需要药物的配伍技术,第二就是对于药物本身来讲,需要提升本身的生物利用度。纳米乳技术正是基于上述背景在近些年脱颖而出,在化药领域、中兽药领域、饲料添加剂等领域都得到了应用。

2、纳米乳的优点

纳米乳在兽药临床应用过程中的优点很多,如可使油相和水相共为一体,增加药物溶解度,提高药物生物利用度,避开肝脏首关效应等。

、使油相和水相共为一体

纳米乳体系由油相、水相、表面活性剂以及助表面活性剂等成分组成,其中表面活性剂又称乳化剂,其分子结构中,一端亲水,一端亲油,这种特殊的结构可使得体系在表面活性剂作用下,将油相溶解于水或将水相溶解于油中,前者又称“水包油”型纳米乳剂,后者则称之为“油包水”型纳米乳剂。只要选择的配方得当,表面活性剂本身的亲水亲油平衡值(HLB值)和油相乳化所需的亲水亲油平衡值相同或相近,则做出来的体系就比较稳定,能使油相和水相非常均匀地共为一体,而不是油相漂浮在水相上面出现分层现象。

、增加药物溶解度

有些药物本身不溶于水,但能溶于某种油中,利用这个原理,可以先将药物溶解在油中,之后将此作为油相,通过纳米乳化技术将油相在表面活性剂的作用下溶解于水,从而增加药物在水中的溶解度。一般来讲,以纳米乳为载体制备的药物,载药量通常在~5%之间,载药量过低就会失去意义,载药量过高又会引发体系的不稳定,药物很容易在后期储藏过程中出现析出现象,尤其是耐低温性能下降,冬季很容易析出,但和普通剂型相比,纳米乳剂型已经显着提高了药物在水中的溶解度。

、提高药物生物利用度

纳米乳的乳滴粒径一般在100nm以下,有些药甚至能够做到10nm左右,如此小的粒径使其在口服后很容易穿透细胞膜或细胞间隙而进入体循环中。这种小尺寸效应是纳米乳剂型有别于其他剂型的重要一点,加上粒径变小后药物的比表面积大幅增加,和靶器官的组织细胞接触面也得到增大,最终使得药物生物利用度提高。拿临床常用的兽药替米考星来讲,通过药代动力学检测发现,普通的口服液剂型只是纳米乳剂型的~倍左右。药物生物利用度的提高有利于降低用药剂量和缩短疗程,从而降低治疗费用,也有利于减少病原菌耐药性的产生,还有利于解决因兽药残留产生的食品安全问题。

、避开肝脏首关效应

纳米乳剂型有别于其他制剂,由于药物是溶解在油相当中的,而油相成分为脂类物质,在进入肠道后,其吸收不是通过小肠血管的,而是先进入到肠淋巴管,最后再经淋巴循环汇入到血液中,如此吸收方式使得药物没有经过肠道静脉进入到肝门静脉,再经过肝脏进入到体循环,也就避免了肝药酶的灭活作用,有效避开了肝脏首关效应。这种特殊的吸收方式使得药物使用时无需首次加倍,即节约了药物使用成本,同时也降低了药物对肝脏的损害,可谓一举两得。

3、纳米乳的缺点

纳米乳临床应用过程中虽然具有多种优点,但也同样具有一些不可回避的缺点,如制备成本就比较高,纳米乳的工艺中大部分都是通过高速乳化机的乳化作用来制备的,设备的投入和对乳化过程的工艺要求都较高,加上本身表面活性剂的市场价格也不低,实际纳米乳原液中表面活性剂含量能占到18%~36%之间,这些成本加起来导致药物市场售价较高,对推广造成了一定困难。另外,纳米乳为液体制剂,和固体制剂相比稳定性会差一些,药物保质期通常在6~18个月,而固体制剂的则为2~3年。还有在中药制剂中,尤其是口服液制剂和注射液制剂,产品在按照国家标准检测过程中有一项是薄层检验,其中的有关物质通过条带的位置对照能判定产品质量,但表面活性剂的存在会影响薄层检验结果,这也是导致很多中药液体制剂无法使用纳米乳技术的原因。虽然纳米乳技术在推广和应用过程中有诸多困难,但相信随着科技的不断发展,该技术在推广过程中的困难会逐渐被克服。

4、小结

纳米乳化技术是一种新型药物制剂技术,属于纳米技术的一种,由于药物粒子达到了纳米级别,这种小尺寸效应直接解决了很多传统技术无法解决的难题[3]。在我国,目前多家兽药巨头已经将氟苯尼考、替米考星、土霉素、红霉素等药物制成了纳米乳剂应用于临床,添加剂领域则以纳米维生素应用最为广泛,植物精油领域目前薄荷油、牛至油、香芹酚、连翘油、桉叶油等也制成了纳米乳剂在无抗养殖领域得到了应用。相信通过以产品为载体的纳米乳化技术的不断普及,在不久的将来一定会给兽药行业带来革命性的改变。

参考文献

[1]吴旭锦,欧阳五庆,朱小甫,等.黄芩甙纳米乳的制备[J].精细化工,2007(5):470-472.

[2]刘岳,曹丹丹.纳米乳在兽医药剂学中的应用[J].畜牧兽医科技信息,2018(10):155.

[3]胡宏伟,李剑勇,吴培星,等.纳米乳在药剂学中的研究进展及其应用[J].湖北农业科学,2009,48(3):747-750.

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