乳化剂OP-7
【背景及概况】
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在自然界中,水和油是两种不相溶的物质。为了使水分散到油中,通常使用乳化剂使不相溶的油水两相乳化形成稳定的乳化液。乳化剂作为油水界面的表面活性剂在乳化过程中起着极为重要的作用。乳化剂能促使两种互不相溶的液体形成稳定乳浊液的表面活性剂。乳化剂能降低分散相的表面张力,在微滴表面形成薄膜或双电层,不使微滴相互凝聚,而充分分散于介质中形成乳浊液。乳化剂的性能通常用亲水性和亲油性的平衡(HLB)值表示。乳化剂OP‑7分为亲油型(即油包水型W/O)和亲水型(即水包油型O/W)两大类,前者(如单硬脂酸甘油脂等)可使水分散到油中,后者(如大豆磷脂、蔗糖酯等)可使油分散到水中。用于选矿和冶金方面的乳化剂有高级脂肪酸皂、多元醇硫酸酯、石油磺酸及磺酸盐、多元醇磷酸酯、季铵盐等。
聚氧乙烯型表面活性剂的亲水集团是聚氧乙烯基,氧化乙烯又称为环氧乙烷(EO),EO 能与亲油基的活泼氢原子结合,当大量 EO 结合在亲油基上时,分子变成水溶性,所以控制氧乙烯基长度,可以制成由油溶性到水溶性的各种非离子型表面活性剂,用途非常广泛。无水时表面活性剂是长链分子,溶于水后成为曲折形,使亲油基处于分子内部,分子整体显示出亲水性。烷基酚聚氧乙烯醚(APEOs)是一类非离子型表面活性剂,因其具有良好的润湿、乳化、分散和增溶等作用而广泛的应用于各个行业。使用后的APEOs在环境中会降解生成具有生态毒性、蓄积性和雌激素效应的产物,受到国际社会的关注,已在全球范围内被限用或者禁用。OP 型表面活性剂,是聚氧乙烯型表面活性剂的一种,化学成分为烷基酚聚氧乙烯醚,也叫聚氧乙烯烷基苯酚醚。
【作用机理】
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乳化剂OP‑7形成乳化液所使用的乳化剂绝大多数都是表面活性剂,由亲水基和疏水基两部分组成,它们能在相互排斥的油水界面形成分子薄膜从而降低其表面张力。如按活性基团的离子类型进行分类,这种表面活性剂可以分为非离子型、阳离子型、阴离子型、两性离子型。这四种类型的表面活性剂从结构上来讲有一个共同的基本特点,即它是一种两性物质。以阴离子表面活性剂脂肪酸钠为例,其一端是由碳氢长链等组成的非极性憎水基团溶于油中;另一端是极性亲水基团溶于水中,如图:
在上述过程中,由于表面活性剂的存在使得非极性憎水型油滴变成了带负电荷的胶粒,并因此获得了更大的表面积具有了更大的表面能。由于极性和表面能的作用,带负电的油滴胶核吸附水中的反离子或极性水分子形成胶体双电层则进一步阻止了油滴间的相互碰撞,使油滴能长期稳定地存在于水中。
【应用】
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烷基酚聚氧乙烯醚是一种重要的聚氧乙烯型非离子表面活性剂,它具有性质稳定、耐酸碱和成本低等特征,主要用以生产高性能洗涤剂,是印染助剂中最常用的主要原料之一,长期以来在配制洗涤剂、精练剂、纺丝油剂、柔软剂、毛油和金属清洗剂等各种印染助剂中都需要添加烷基酚聚氧乙烯醚。例如:乳液聚合印花黏合剂就要用 APEO 和 AEO 作为乳化剂;氨基硅油制成乳液,需加入氨基硅油50% 的 APEO(不同 EO 类)作为混合乳化剂。最终在织物上经干燥固定后,APEO 也随之玷污织物。净洗剂和皂洗剂是印染工业常用且用量很大的一类助剂,广泛使用十二烷基苯磺酸钠和 APEO 复配物。染色用匀染剂有时也含有 APEO,用作染料分散剂。应用举例如下:
一种PET纤维/矿棉纤维复合吸音棉,由下列重量份的原料制成:PET纤维70‑80、矿棉纤维....
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