二聚表面活性劑突破傳統(tǒng)表面活性劑的單鏈結(jié)構(gòu),通過一個間隔鏈將兩個相同或相似的雙親體,以其親水基或靠近親水基的位置連接起來(圖1)。正是因為這種獨特的結(jié)構(gòu),使二聚表面活性劑具有比傳統(tǒng)表面活性劑更優(yōu)良的物化性質(zhì)和應(yīng)用性能。被Ｒｏｓｅｎ譽為新一代表面活性劑的代表。
目前,國內(nèi)外對于二聚表面活性劑物化性質(zhì)及其合成方面的研究報道較活躍,而關(guān)于其應(yīng)用方面的報道相對較少。本文在分析二聚表面活性劑物化性質(zhì)的基礎(chǔ)上,對其潛在的應(yīng)用前景進行了較詳細的闡述。
1二聚表面活性劑的性質(zhì)
據(jù)傳統(tǒng)的觀點,如表面活性劑的ＨＬＢ值相同,那么它們應(yīng)該有相同的臨界膠束濃度(ｃｍｃ)值和Ｃ20值(溶劑的表面張力降低20ｍＮ/ｍ時,溶液中表面活性劑的濃度)。然而,表1所列的數(shù)據(jù)表明,在每個親水基團連接的疏水鏈碳原子數(shù)相等的情況下,二聚表面活性劑的ｃｍｃ值、Ｃ20值要分別比相應(yīng)的單鏈表面活性劑低1個～2個和2個～3個數(shù)量級。這主要是由于二聚表面活性劑有兩條疏水鏈,使得水分子有序結(jié)構(gòu)的扭曲程度比只有一條疏水鏈的單鏈表面活性劑大,而溶劑結(jié)構(gòu)的扭曲程度是表面活性劑具有表面活性的基礎(chǔ)。因此,在含水的介質(zhì)中,二聚表面活性劑具有比相應(yīng)的單鏈表面活性劑更高的表面活性、更低的ｃｍｃ和Ｃ20值。與此同時,二聚表面活性劑分子中又含有兩個親水基團,使得其在水中的溶解度增加,從而進一步提高了表面活性。
二聚表面活性劑另外一個非常獨特的性質(zhì)是它的水溶液在低濃度時表現(xiàn)出流變性。Ｋｅｒｎ等人研究表明,具有短間隔鏈的二聚表面活性劑的水溶液,在濃度超過ｃｍｃ值時,開始產(chǎn)生線狀膠束,隨著濃度增加,其線狀膠束會逐漸糾纏在一起形成樹狀膠束,從而導(dǎo)致水溶液黏度增加。
2二聚表面活性劑的應(yīng)用
2.1二聚表面活性劑在常規(guī)領(lǐng)域的應(yīng)用
由于二聚表面活性劑表面活性的增強,使其在許多表面活性劑傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域里有卓越的應(yīng)用性能。
(1)因為具有更高的表面活性,二聚表面活性劑可以用于生產(chǎn)高效
2.2二聚表面活性劑在特殊領(lǐng)域中的應(yīng)用
2.2.1在生物學(xué)上的應(yīng)用
據(jù)研究表明,季銨鹽型的表面活性劑,包括單鏈表面活性劑和二聚表面活性劑,可以將復(fù)雜的蛋白質(zhì)分子分裂成若干多肽鏈,對細菌的活性產(chǎn)生抑制作用。Ｌｉｅｎ和Ｐｅｒｒｉｎ研究發(fā)現(xiàn),隨著ｃｍｃ值的降低,季銨鹽型表面活性劑的殺菌能力呈直線增加。因此,ＣｓＨ2ｓ-α、ω-[(ＣＨ3)Ｓ2Ｎ+Ｃ10Ｈ21Ｂｒ-]2(記為10-Ｓ-10,2Ｂｒ)型二聚表面活性劑,由于其ｃ
2.2.2在電動色譜中的應(yīng)用分離
膠束電動色譜法(ＭＥＫＣ)是最近發(fā)展起來的分離技術(shù)。該法采用離子型膠束溶液作為洗脫液,通過電泳作用,對吸附于硅膠上的電中性的待分離物進行分離。其分離原理是基于電中性的待分離物在膠束和水之間分布的差異。因此,分離效果的好壞直接取決于離子型表面活性劑的選擇。以前常用的是十二烷基硫酸鈉(ＳＤＳ)。近來,Ｔａｎｂａｋａ等人研究表明,磺酸鹽型二聚表面活性劑具有較低的ｃｍｃ值和Ｋｒａｆｆｔ點,在低濃度下洗脫液黏度較低,有利于分離操作的進行,其分離效果比通常使用的十二烷基硫酸鈉好。
2.2.3在其他方面的應(yīng)用
一些二聚表面活性劑,如16-Ｓ-16,2Ｂｒ和12-Ｓ-12,2Ｂｒ型表面活性劑,它們的膠束形狀隨著間隔鏈碳原子數(shù)Ｓ的增大而發(fā)生一系列的變化:線狀膠束→球狀膠束→囊泡。這種由合成的表面活性劑形成的囊泡有許多潛在的應(yīng)用價值。比如,(ａ)作為藥物的傳遞系統(tǒng)用于藥物的捕獲與釋放;(ｂ)作為特殊的反應(yīng)催化劑;(ｃ)使用在光化學(xué)太陽能轉(zhuǎn)化中。
3最新進展
在人們對環(huán)保這個問題日益敏感的今天,如何使表面活性劑對環(huán)境產(chǎn)生盡量少的影響成為一個急待解決的課題。目前,可通過兩種方式設(shè)計新的環(huán)保型表面活性劑。(1)降低表面活性劑的使用量,從而減輕環(huán)境凈化的負擔(dān)。如前所述,二聚表面活性劑的表面活性顯著增強可起到減少用量的作用。(2)在表面活性劑的使命完成以后,將其分解成一些更小的部分,協(xié)助廢水的處理。最近,科學(xué)家們設(shè)計了3種二聚表面活性劑(如圖2所示),這些表面活性劑的不飽和溶液通過臭氧化作用進行分解。
4結(jié)束語
二聚表面活性劑是一種具有優(yōu)良的使用性能的新一代表面活性劑,極具商業(yè)開發(fā)價值。如果能夠解決生產(chǎn)成本問題,可以預(yù)料,它必將在許多領(lǐng)域取代傳統(tǒng)的單鏈表面活性劑而發(fā)揮重要作用
相關(guān)信息 
推薦企業(yè) 推薦企業(yè)
推薦企業(yè)
編.gif)
您所在的位置：
