Onze belangrijkste producten: Aminosiliconen, bloksiliconen, hydrofiele siliconen, al hun siliconenemulsies, bevochtigings- en wrijfvastheidsverbeteraars, waterafstotend (fluorvrij, koolstof 6, koolstof 8), demin-waschemicaliën (ABS, enzymen, spandexbeschermer, mangaanverwijderaar), belangrijkste exportlanden: India, Pakistan, Bangladesh, Turkije, Indonesië, Oezbekistan, enz.

 

Industrieel mononatriumglutamaat, ook wel oppervlakteactieve stof genoemd, is een stof die, wanneer toegevoegd in kleine hoeveelheden, de oppervlaktespanning van het oplosmiddel (meestal water) sterk kan verlagen en de grensvlaktoestand van het systeem kan veranderen. Wanneer het een bepaalde concentratie bereikt, vormt het micellen in de oplossing. Het zorgt voor bevochtiging of anti-bevochtiging, emulgering en demulgering, schuimvorming of ontschuiming, solubilisatie, waseffecten en andere effecten om te voldoen aan de eisen van praktische toepassingen. Mononatriumglutamaat, als umami-stof, is alomtegenwoordig in onze voeding en ons dagelijks leven. In de industriële productie zijn oppervlakteactieve stoffen stoffen die vergelijkbaar zijn met mononatriumglutamaat, waarvan geen grote hoeveelheden nodig zijn en die wonderbaarlijke effecten kunnen hebben. Deze stoffen staan ​​algemeen bekend als oppervlakteactieve stoffen.

 

Inleiding tot oppervlakteactieve stoffen

 

Oppervlakteactieve stoffen hebben een zwitterionische moleculaire structuur: het ene uiteinde is een hydrofiele groep, afgekort als hydrofiele groep, ook wel oleofoob of oleofobe groep genoemd, die oppervlakteactieve stoffen als monomeren in water kan oplossen. Hydrofiele groepen zijn vaak polaire groepen, zoals carboxylgroepen (-COOH), sulfonzuurgroepen (-SO3H), aminogroepen (-NH2) of aminogroepen en hun zouten. Hydroxylgroepen (-OH), amidegroepen, etherbindingen (-O-), enz. kunnen ook polaire hydrofiele groepen zijn; het andere uiteinde is een hydrofobe groep, afgekort als oleofiele groep, ook wel hydrofobe of hydrofobe groep genoemd. Hydrofobe groepen zijn meestal apolaire koolwaterstofketens, zoals hydrofobe alkylketens R- (alkyl), Ar- (aryl), enz.
Oppervlakteactieve stoffen worden onderverdeeld in ionische oppervlakteactieve stoffen (waaronder kationische en anionische oppervlakteactieve stoffen), niet-ionische oppervlakteactieve stoffen, amfotere oppervlakteactieve stoffen, samengestelde oppervlakteactieve stoffen en andere oppervlakteactieve stoffen.

In een oplossing van oppervlakteactieve stoffen vormen de moleculen van de oppervlakteactieve stof, wanneer de concentratie ervan een bepaalde waarde bereikt, verschillende geordende combinaties, micellen genaamd. Micellisatie, of de vorming van micellen, is een fundamentele eigenschap van oplossingen van oppervlakteactieve stoffen, en enkele belangrijke grensvlakverschijnselen houden verband met de vorming van micellen. De concentratie waarbij oppervlakteactieve stoffen micellen vormen in oplossing wordt de kritische micelconcentratie (CMC) genoemd. Micellen hebben geen vaste bolvorm, maar zijn eerder extreem onregelmatig en veranderen dynamisch van vorm. Onder bepaalde omstandigheden kunnen oppervlakteactieve stoffen ook een omgekeerde miceltoestand vertonen.

 

De belangrijkste factoren die de kritische micelconcentratie beïnvloeden

 

Structuur van oppervlakteactieve stoffen
Toevoeging en soorten additieven
De invloed van temperatuur

 

Interactie tussen oppervlakteactieve stoffen en eiwitten

 

Eiwitten bevatten apolaire, polaire en geladen groepen, en veel amfifiele moleculen kunnen op verschillende manieren met eiwitten interageren. Oppervlakteactieve stoffen kunnen moleculair geordende combinaties vormen met verschillende structuren onder verschillende omstandigheden, zoals micellen, omgekeerde micellen, enz., en hun interacties met eiwitten zijn ook verschillend. Er zijn voornamelijk elektrostatische en hydrofobe interacties tussen eiwitten en oppervlakteactieve stoffen (PS), terwijl de interactie tussen ionische oppervlakteactieve stoffen en eiwitten voornamelijk te wijten is aan de elektrostatische interactie van polaire groepen en de hydrofobe interactie van hydrofobe koolstofwaterstofketens, die respectievelijk binden aan de polaire en hydrofobe delen van eiwitten en PS-complexen vormen. Niet-ionische oppervlakteactieve stoffen interageren voornamelijk met eiwitten via hydrofobe krachten, en de interactie tussen hun hydrofobe ketens en de hydrofobe groepen van eiwitten kan een bepaalde impact hebben op de structuur en functie van oppervlakteactieve stoffen en eiwitten. Daarom bepalen het type, de concentratie en de systeemomgeving van oppervlakteactieve stoffen of ze eiwitten stabiliseren of destabiliseren, aggregeren of dispergeren.

 

HLB-waarde van oppervlakteactieve stof

 

Om een ​​unieke grensvlakactiviteit te vertonen, moeten oppervlakteactieve stoffen een bepaald evenwicht tussen hydrofobe en hydrofiele groepen behouden. HLB (Hydrophilic Lipophilic Balance) is de hydrofiele-oleofiele balanswaarde van oppervlakteactieve stoffen, wat een indicator is van de hydrofiele en hydrofobe eigenschappen van oppervlakteactieve stoffen.

De HLB-waarde is een relatieve waarde (tussen 0 en 40), zoals paraffinewas met een HLB-waarde van 0 (geen hydrofiele groep), polyoxyethyleen met een HLB-waarde van 20 en SDS met een sterke hydrofiliteit met een HLB-waarde van 40. De HLB-waarde kan als referentie worden gebruikt bij de selectie van oppervlakteactieve stoffen. Hoe hoger de HLB-waarde, hoe beter de hydrofiliteit van de oppervlakteactieve stof; hoe lager de HLB-waarde, hoe slechter de hydrofiliteit van de oppervlakteactieve stof.
De belangrijkste functie van oppervlakteactieve stoffen

 

Emulgatie-effect

Door de hoge oppervlaktespanning van olie in water wordt de olie, wanneer deze in het water wordt gedruppeld en krachtig wordt geroerd, tot fijne korrels vermalen en met elkaar vermengd tot een emulsie. Het roeren stopt echter en de lagen worden opnieuw gelaagd. Wanneer een oppervlakteactieve stof wordt toegevoegd en krachtig wordt geroerd, maar deze na het stoppen lange tijd niet gemakkelijk te scheiden is, is er sprake van emulgering. De reden hiervoor is dat de hydrofobiciteit van de olie wordt omgeven door de hydrofiele groepen van de werkzame stof, waardoor een gerichte aantrekkingskracht ontstaat en de benodigde arbeid voor oliedispersie in water wordt verminderd, wat resulteert in een goede emulgering van de olie.

 

Bevochtigend effect

Er kleeft vaak een laagje was, vet of een schilferachtige substantie aan het oppervlak van de onderdelen, die hydrofoob zijn. Door de vervuiling met deze stoffen wordt het oppervlak van de onderdelen niet gemakkelijk bevochtigd met water. Wanneer oppervlakteactieve stoffen aan de waterige oplossing worden toegevoegd, verspreiden de waterdruppels op de onderdelen zich gemakkelijk, waardoor de oppervlaktespanning van de onderdelen aanzienlijk wordt verlaagd en het beoogde bevochtigingsdoel wordt bereikt.

 

Oplosbaarmakend effect

Na toevoeging van oppervlakteactieve stoffen aan olieachtige stoffen kunnen ze alleen "oplossen", maar dit oplossen kan alleen plaatsvinden wanneer de concentratie van de oppervlakteactieve stoffen de kritische concentratie van colloïden bereikt, en de oplosbaarheid wordt bepaald door het oplosbaarmakende object en de eigenschappen ervan. Wat betreft het oplosbaarmakende effect zijn lange hydrofobe genketens sterker dan korte ketens, verzadigde ketens zijn sterker dan onverzadigde ketens, en het oplosbaarmakende effect van niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen is over het algemeen significanter.

 

Dispergerend effect

Vaste deeltjes zoals stof- en vuildeeltjes hebben de neiging zich te verzamelen en zich gemakkelijk in water te nestelen. De moleculen van oppervlakteactieve stoffen kunnen de aggregaten van vaste deeltjes in kleine deeltjes verdelen, waardoor ze zich in oplossing kunnen verspreiden en suspenderen, wat een gelijkmatige verspreiding van vaste deeltjes bevordert.

 

Schuimwerking

Schuimvorming is voornamelijk te wijten aan de gerichte adsorptie van de werkzame stof en de verlaging van de oppervlaktespanning tussen de gas- en vloeistoffase. Over het algemeen schuimt een laagmoleculair actief middel gemakkelijk, schuimt een hoogmoleculair actief middel minder, heeft myristaatgeel een hogere schuimvormingseigenschap en heeft natriumstearaat de slechtste schuimvormingseigenschap. Anionische werkzame stoffen hebben betere schuimvormingseigenschappen en schuimstabiliteit dan niet-ionische werkzame stoffen, zoals natriumalkylbenzeensulfonaat met een sterke schuimvormingseigenschap. Veelgebruikte schuimstabilisatoren zijn onder andere alifatische alcoholamide, carboxymethylcellulose, enz. Schuimremmers zijn onder andere vetzuren, vetzuuresters, polyethers, enz. en andere niet-ionische oppervlakteactieve stoffen.

 

Classificatie van oppervlakteactieve stoffen

 

Oppervlakteactieve stoffen kunnen worden onderverdeeld in anionische oppervlakteactieve stoffen, niet-ionische oppervlakteactieve stoffen, zwitterionische oppervlakteactieve stoffen en kationische oppervlakteactieve stoffen op basis van hun moleculaire structuurkenmerken.

 

Anionische oppervlakteactieve stof

Sulfonaat
Veel voorkomende actieve stoffen van dit type zijn onder andere lineair natriumalkylbenzeensulfonaat en natrium-alfa-olefinesulfonaat. Lineair natriumalkylbenzeensulfonaat, ook bekend als LAS of ABS, is een wit of lichtgeel poeder of vlokvormig vast materiaal met een goede oplosbaarheid in complexe oppervlakteactieve systemen. Het is relatief stabiel tegen alkali, verdund zuur en hard water. Het wordt vaak gebruikt in afwasmiddel en vloeibaar wasmiddel, maar wordt over het algemeen niet gebruikt in shampoo en zelden in douchegel. In afwasmiddel kan de dosering ongeveer de helft van de totale hoeveelheid oppervlakteactieve stoffen uitmaken, en het werkelijke aanpassingsbereik van de verhouding in vloeibare wasmiddelen is relatief breed. Een typisch samengesteld systeem dat in afwasmiddelen wordt gebruikt, is het ternaire systeem "LAS (lineair alkylbenzeensulfonaatnatrium) - AES (alcoholethersulfaatnatrium) - FFA (alkylalcoholamide)". De belangrijkste voordelen van natrium-lineair alkylbenzeensulfonaat zijn een goede stabiliteit, een sterk reinigend vermogen, minimale milieuschade en de mogelijkheid om biologisch af te breken tot onschadelijke stoffen tegen een lage prijs. Het belangrijkste nadeel is dat het zeer stimulerend werkt. Natrium-alfa-olefinesulfonaat, ook bekend als AOS, is zeer goed oplosbaar in water en heeft een goede stabiliteit over een breed pH-bereik. Onder de sulfonzuurzoutvarianten zijn de prestaties beter. De belangrijkste voordelen zijn een goede stabiliteit, goede oplosbaarheid in water, goede compatibiliteit, minimale irritatie en een ideale microbiële afbraak. Het is een van de belangrijkste oppervlakteactieve stoffen die veel worden gebruikt in shampoo en douchegel. Het nadeel is dat het relatief duur is.

 

Sulfaat
Veel voorkomende werkzame stoffen van dit type zijn natriumvetalcoholpolyoxyethyleenethersulfaat en natriumdodecylsulfaat.

Natriumvetalcoholpolyoxyethyleenethersulfaat, ook bekend als AES of natriumalcoholethersulfaat.

Gemakkelijk oplosbaar in water, het kan worden gebruikt in shampoo, douchegel, afwasmiddel (vaatwasmiddel) en vloeibaar wasmiddel. De wateroplosbaarheid is beter dan natriumdodecylsulfaat en het kan worden bereid in elke verhouding van transparante waterige oplossing bij kamertemperatuur. De toepassing van natriumalkylbenzeensulfonaat in vloeibare wasmiddelen is uitgebreider en heeft een betere compatibiliteit dan die van rechtketenig alkylbenzeensulfonaat; het kan worden gecomplexeerd met vele oppervlakteactieve stoffen in binaire of meervoudige vormen om transparante waterige oplossingen te vormen. De uitstekende voordelen zijn lage irritatie, goede wateroplosbaarheid, goede compatibiliteit en goede prestaties bij het voorkomen van uitdroging, kloven en ruwheid van de huid. Het nadeel is dat de stabiliteit in zure media enigszins slecht is en de reinigingskracht inferieur is aan natriumlineair alkylbenzeensulfonaat en natriumdodecylsulfaat.

Natriumdodecylsulfaat, ook bekend als AS, K12, natriumcocoylsulfaat en natriumlaurylsulfaat als schuimmiddel, is ongevoelig voor alkali en hard water. De stabiliteit ervan onder zure omstandigheden is inferieur aan die van algemene sulfaten en bijna gelijk aan die van vetalcoholpolyoxyethyleenethersulfaat. Het is gemakkelijk afbreekbaar en heeft minimale milieuschade. Bij gebruik in vloeibare wasmiddelen mag de zuurgraad niet te hoog zijn; het gebruik van ethanolamine of ammoniumzouten in shampoo en douchegel kan niet alleen de zuurstabiliteit verhogen, maar ook irritatie helpen verminderen. Naast het goede schuimvermogen en de sterke reinigingskracht, zijn de prestaties op andere vlakken minder goed dan die van natriumalcoholethersulfaat. De prijs van gangbare anionische oppervlakteactieve stoffen is over het algemeen hoger.

 

Kationische oppervlakteactieve stof

Vergeleken met verschillende soorten oppervlakteactieve stoffen hebben kationogene oppervlakteactieve stoffen het meest prominente regulerende effect en het sterkste bacteriedodende effect, hoewel ze nadelen hebben zoals een slechte reinigingskracht, een slecht schuimend vermogen, een slechte compatibiliteit, een hoge irritatiegevoeligheid en een hoge prijs. Kationogene oppervlakteactieve stoffen zijn niet direct compatibel met anionogene oppervlakteactieve stoffen en kunnen alleen worden gebruikt als conditioner of fungicide. Kationogene oppervlakteactieve stoffen worden vaak gebruikt als hulpstoffen in vloeibare wasmiddelen (als een kleine conditionerende component in formuleringen) voor hoogwaardige producten, met name shampoo. Als regulerende component kunnen ze niet worden vervangen door andere soorten oppervlakteactieve stoffen in hoogwaardige vloeibare wasmiddelshampoo.

Veelvoorkomende soorten kationische oppervlakteactieve stoffen zijn onder meer hexadecyltrimethylammoniumchloride (1631), octadecyltrimethylammoniumchloride (1831), kationische guargom (C-14 S), kationische panthenol, kationische siliconenolie, dodecyldimethylamineoxide (OB-2), enz.

 

Zwitterionische oppervlakteactieve stof

Bipolaire oppervlakteactieve stoffen zijn oppervlakteactieve stoffen met zowel anionische als kationische hydrofiele groepen. Deze oppervlakteactieve stoffen vertonen daarom kationische eigenschappen in zure oplossingen, anionische eigenschappen in alkalische oplossingen en niet-ionische eigenschappen in neutrale oplossingen. Bipolaire oppervlakteactieve stoffen zijn gemakkelijk oplosbaar in water, geconcentreerde zure en alkalische oplossingen, en zelfs in geconcentreerde oplossingen van anorganische zouten. Ze zijn goed bestand tegen hard water, hebben een lage huidirritatie, zijn zacht voor de stof, hebben goede antistatische eigenschappen, een goede bacteriedodende werking en zijn goed compatibel met diverse oppervlakteactieve stoffen. Belangrijke soorten amfotere oppervlakteactieve stoffen zijn dodecyldimethylbetaïne en carboxylaatimidazoline.

 

Niet-ionogene oppervlakteactieve stof

Niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen hebben goede eigenschappen, zoals oplosbaarheid, reiniging, antistatisch vermogen, lage irritatie en calciumzeepdispersie. Het pH-bereik is breder dan dat van algemene ionogene oppervlakteactieve stoffen. Behalve de vervuilings- en schuimvormingseigenschappen zijn andere eigenschappen vaak beter dan die van algemene anionogene oppervlakteactieve stoffen. Het toevoegen van een kleine hoeveelheid niet-ionogene oppervlakteactieve stof aan de ionogene oppervlakteactieve stof kan de oppervlakteactiviteit van het systeem verhogen (ten opzichte van dezelfde hoeveelheid actieve stof). De belangrijkste varianten zijn alkylalcoholamiden (FFA), vetalcoholpolyoxyethyleenethers (AE) en alkylfenolpolyoxyethyleenethers (APE of OP).

Alkylalcoholamiden (FFA) vormen een klasse niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen met superieure prestaties, brede toepassingsmogelijkheden en een hoge gebruiksfrequentie. Ze worden vaak gebruikt in diverse vloeibare wasmiddelen. In vloeibare wasmiddelen worden ze vaak gebruikt in combinatie met amiden, in een verhouding van "2:1" en "1,5:1" (alkylalcoholamide:amide). Alkylalcoholamiden kunnen worden gebruikt in over het algemeen licht zure en alkalische wasmiddelen en zijn de goedkoopste variant van niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen.

 

Toepassing van oppervlakteactieve stoffen

Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie, met name de vooruitgang in de chemische industrie en de penetratie van aanverwante disciplines, zijn de rol en toepassing van oppervlakteactieve stoffen steeds wijder verbreid en diepgaander geworden. Van de winning van mineralen en de ontwikkeling van energie tot de effecten van cellen en enzymen, sporen van oppervlakteactieve stoffen zijn overal te vinden. Tegenwoordig is de toepassing van oppervlakteactieve stoffen niet langer beperkt tot detergenten, reinigingsmiddelen voor tandpasta, cosmetische emulgatoren en andere dagelijkse chemische industrieën, maar heeft het zich uitgebreid naar andere productiesectoren zoals de petrochemie, energieontwikkeling en de farmaceutische industrie.

 

Oliewinning
Bij oliewinning kan het gebruik van verdunde waterige oplossingen van oppervlakteactieve stoffen of geconcentreerde gemengde oplossingen van oppervlakteactieve stoffen met olie en water de winning van ruwe olie met 15% tot 20% verhogen. Omdat oppervlakteactieve stoffen de viscositeit van de oplossing verlagen, worden ze tijdens het boren gebruikt om de viscositeit van ruwe olie te verlagen en boorongelukken te verminderen of te voorkomen. Het kan ook oude putten die geen olie meer sproeien, opnieuw laten sproeien.

Energieontwikkeling
Oppervlakteactieve stoffen kunnen ook bijdragen aan de energieontwikkeling. In de huidige situatie van stijgende olieprijzen en krappe oliebronnen is de ontwikkeling van gemengde brandstoffen met olie en steenkool van groot belang. Het toevoegen van oppervlakteactieve stoffen aan het proces kan een nieuw type brandstof met een hoge vloeibaarheid produceren, die benzine als energiebron kan vervangen. Het toevoegen van emulgatoren aan benzine, diesel en zware stookolie bespaart niet alleen op oliebronnen, maar verbetert ook de thermische efficiëntie en vermindert milieuvervuiling. Oppervlakteactieve stoffen zijn daarom van groot belang voor de energieontwikkeling.

textielindustrie
De toepassing van oppervlakteactieve stoffen in de textielindustrie kent een lange geschiedenis. Synthetische vezels hebben nadelen zoals ruwheid, onvoldoende pluizigheid, gevoeligheid voor elektrostatische adsorptie van stof en een slechte vochtopname en een slecht handgevoel in vergelijking met natuurlijke vezels. Door behandeling met speciale oppervlakteactieve stoffen kunnen deze gebreken in synthetische vezels aanzienlijk worden verbeterd. Oppervlakteactieve stoffen worden ook gebruikt als weekmakers, antistatische middelen, bevochtigers, penetranten en emulgatoren in de textieldruk- en verfindustrie. De toepassing van oppervlakteactieve stoffen in de textieldruk- en verfindustrie is zeer uitgebreid.

Metaalreiniging
Traditionele oplosmiddelen voor metaalreiniging zijn onder andere organische oplosmiddelen zoals benzine, kerosine en tetrachloorkoolstof. Volgens relevante statistieken bedraagt ​​de hoeveelheid benzine die in China wordt gebruikt voor het reinigen van metalen onderdelen maar liefst 500.000 ton per jaar. Metaalreinigingsmiddelen op waterbasis, geformuleerd met oppervlakteactieve stoffen, kunnen energie besparen. Volgens berekeningen kan één ton metaalreinigingsmiddel 20 ton benzine vervangen en kan één ton aardoliegrondstof worden gebruikt om 4 ton metaalreinigingsmiddel te produceren, wat aangeeft dat oppervlakteactieve stoffen van groot belang zijn voor energiebesparing. Metaalreinigingsmiddelen met externe oppervlakteactieve stoffen hebben bovendien de eigenschappen dat ze niet-giftig, niet-ontvlambaar en niet-vervuilend zijn voor het milieu en de veiligheid van werknemers garanderen. Dit type metaalreinigingsmiddel wordt veel gebruikt voor het reinigen van verschillende soorten metalen onderdelen, zoals lucht- en ruimtevaartmotoren, vliegtuigen, lagers, enz.

Voedingsindustrie
In de voedingsmiddelenindustrie zijn oppervlakteactieve stoffen multifunctionele additieven die worden gebruikt bij de productie van levensmiddelen. Oppervlakteactieve stoffen in levensmiddelen hebben uitstekende emulgerende, bevochtigende, anti-aanbak-, conserverende en flocculerende effecten. Dankzij de speciale additieve werking kunnen ze gebak knapperig maken, voedsel opschuimen, brood zacht maken en grondstoffen zoals kunstmatige boter, mayonaise en ijs gelijkmatig verdelen en emulgeren. Dit heeft een uniek effect op de verbetering van het productieproces en de interne kwaliteit van producten.

Landbouwpesticiden zijn emulsievloeistoffen die, vanwege de oppervlaktespanning van de vloeistof, het nadeel hebben dat ze moeilijk te verspreiden zijn wanneer ze op plantenbladeren worden gespoten. Als een oppervlakteactieve stof aan de pesticideoplossing wordt toegevoegd, kan deze de oppervlaktespanning van de vloeistof verlagen, waardoor de lotion zijn oppervlakteactiviteit verliest en de pesticidelotion gemakkelijker over het bladoppervlak verspreidt, waardoor de insecticide werking beter zal zijn.