洗滌用表面活性劑的類型（五）

6  氨基酸型表面活性劑   
    氨基酸型表面活性劑分為蛋白質(zhì)系表面活性劑和N-酰基氨基酸系表面活性劑。
6.1  蛋白質(zhì)系表面活性劑
    蛋白質(zhì)系表面活性劑是用分解骨膠原方法制得的，現(xiàn)在采用的蛋白質(zhì)原料有大豆蛋白質(zhì)，動(dòng)物的皮、骨、齒、血管等中的纖維狀蛋白質(zhì)，如骨膠原和角蛋白等。蛋白質(zhì)系表面活性劑適于用作纖維油劑；在化妝品生產(chǎn)中用作保溫、增泡、去污劑；在滅火中用作發(fā)泡劑等等。
    蛋白質(zhì)系表面活性劑通常采取如下的方法制取。將蛋白質(zhì)和水在催化劑存在下加熱，高相對(duì)分子質(zhì)量蛋白質(zhì)的主要成分(肽鍵)被水解，生成平均為幾百至幾千的低相對(duì)分子質(zhì)量和中相對(duì)分子質(zhì)量多肽。這種多肽具有良好的表面活性，可直接用作表面活性劑，也可以對(duì)其末端的氨基或羧基進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)改造，制取所需特性表面活性劑。例如用高級(jí)脂肪酰氯與多肽進(jìn)行反應(yīng)，或者用多肽與高級(jí)脂肪酸進(jìn)行縮合，均可制得陰離子型的N-酰基多肽型表面活性劑。將多肽末端的羧基用高級(jí)醇進(jìn)行酯化，可制得陽(yáng)離子型的多肽烷基酯型表面活性劑。
蛋白質(zhì)系表面活性劑對(duì)人體毒性小，性溫和，用于發(fā)用化妝品和皮膚用化妝品的制造，也用于餐具洗滌劑和家庭用洗滌劑的生產(chǎn)，既可單Du使用，也可與其他表面活性劑復(fù)配使用。
6.2  N-酰基氨基酸系表面活性劑
    N-酰基氨基酸系表面活性劑是將氨基酸與脂肪酸或脂肪酸酯進(jìn)行反應(yīng)，然后用堿中和氨基酸的羧基制得的。其中具有代表性的是由谷氨酸與椰子油脂肪酸制得的N-酰基谷氨酸鹽。
    N-酰基氨基酸鹽易溶于水，其生物降解性好，毒性低，對(duì)皮膚的刺激性小，可用于香波、肥皂、香皂等化妝品生產(chǎn)中。
7  特殊類型表面活性劑
特殊類型表面活性劑主要有氟表面活性劑、硅表面活性劑、含金屬的有機(jī)金屬表面活性劑和生物表面活性劑等。
7.1  氟表面活性劑
    氟表面活性劑是指烴系表面活性劑分子中烷基上的氫原子全部被氟原子所取代的化合物。這種用氟原子取代的基團(tuán)稱為全氟烷基。
    與烴系表面活性劑相同，按親水基的結(jié)構(gòu)可將氟表面活性劑分為陰離子、陽(yáng)離子、兩性、非離子的表面活性劑4種。其親水基的結(jié)構(gòu)與烴系表面活性劑沒有什么不同。所以氟表面活性劑所具有的一系列特性均由全氟烷基決定。由于氟原子的電負(fù)性大，故C—F鍵具有較大的鍵能，所以碳氟鏈化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性都較高。此外，氟原子的半徑比氫原子大，能將碳原子完全遮蓋起來(lái)，且范德華力小，即分子間力小。由于這些原因?qū)е氯榛鶡岱€(wěn)定性和耐試劑性能好，毒性小。由于分子間力小，表現(xiàn)出表面張力小，既疏水又疏油，摩擦系數(shù)小，不黏著，折射率小，絕緣性能高等。
    氟表面活性劑的制法有電解氰化法、調(diào)聚反應(yīng)法和齊聚法。
    (1)電解氰化法將有機(jī)化合物溶解于無(wú)水氫氟酸中，在5～6V低電壓進(jìn)行電解，在陽(yáng)極上生成全氟化合物。制得的全氟烷基的磷酸或羧酸，經(jīng)中和可得到陰離子表面活性劑。如將得到的酸進(jìn)行酰胺化、季銨化，可制得陽(yáng)離子表面活性劑。將環(huán)氧乙烷加成在全氟化合物上，可制得離子表面活性劑。此法簡(jiǎn)便易行，但缺點(diǎn)是副產(chǎn)物多，全氟化合物的收率很低。
    (2)調(diào)聚反應(yīng)法  將構(gòu)成主鏈的單體四氟乙烯，在調(diào)聚體(如CF31、C2H5l等)存在下，使進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，生成直鏈聚合物。這種調(diào)聚物的碘部位引入親水基，即制得表面活性劑。
    (3)齊聚法將四氟乙烯或六氟丙烯，在氟陰離子存在下，進(jìn)行陰離子聚合，則生成C6～C14齊聚物。在這種齊聚物的雙鍵部位引入親水基，即制成表面活性劑。該法的特點(diǎn)是采用比較廉價(jià)的單體，可定量地制得產(chǎn)品，而且易引入親水基。缺點(diǎn)是分子中的全氟烷基位于側(cè)鏈。
    三種方法制得的氟表面活性劑，收率較高，副產(chǎn)物也較少，其缺點(diǎn)是難以得到單一的長(zhǎng)鏈調(diào)聚物，而且設(shè)備規(guī)模大。
    氟表面活性劑具有顯著降低表面張力的能力，高耐熱、耐化學(xué)制劑的性能，故用途極為廣泛。可用作油類火災(zāi)的滅火劑、電鍍鉻液添加劑、其他氟代烯烴的聚合用乳化劑、乳膠漆的流平劑、顏料分散劑、塑料和橡膠等表面改性劑、金屬清洗劑、泡沫滅火劑等。此外還可用作纖維和紙的防水劑、防油劑和防污劑。
    氟表面活性劑不能降低水油界面張力，為改進(jìn)其水溶液的潤(rùn)濕性能，需將其與有良好降低水油界面張力的烴系表面活性劑加以復(fù)配使用。如將C8F17COONFl4氟表面活性劑與C12H25(CH3)2CH2C00-兩性表面活性劑以1：1混合，它們表現(xiàn)出良好的協(xié)同效應(yīng)。即能顯著地降低水溶液的表面張力，提高了潤(rùn)濕性能。
7.2硅表面活性劑
    以硅氧烷鏈為親油基，聚氧乙烯鏈、羧基、酮基或其他極性基團(tuán)為親水基構(gòu)成的表面活性劑稱為硅表面活性劑。硅表面活性劑和一般表面活性劑一樣，可分為離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑。
    硅表面活性劑降低表面張力的能力次子氟表面活性劑，而顯著大于烴系表面活性劑。例如烴系表面活性劑水溶液的表面張力為25mN／m，而硅表面活性劑水溶液的表面張力可降低至20mN／m。因此，硅表面活性劑具有極好降低水油界面張力的性能，并有極佳的潤(rùn)濕能力，可很好地潤(rùn)濕聚乙烯。
    硅氧烷鏈表面活性劑的Si—O—C鍵對(duì)水不穩(wěn)定，易被水解，用途受到限制。而Si—O—Si鍵和Si—C鍵穩(wěn)定，所以均以如下的方法制取無(wú)Si-0-C鍵的硅表面活性劑。
    3，3，3-三乙基硅丙酸是用三乙基氯甲基硅烷與丙二酸二乙酯進(jìn)行反應(yīng)制得的，再以堿中和，得陽(yáng)離子硅表面活性劑。
    非離子硅表面活性劑，如聚二甲基硅氧烷-環(huán)氧乙烷共聚物，是用末端具有Si—H的聚二甲基硅氧烷，在鉑催化劑存在下與聚氧乙烯基烯丙醚進(jìn)行加成反應(yīng)制得的。
    此外，利用酯交換法也可獲得非離子硅表面活性劑，如用乙氧基聚二甲基硅氧烷與聚氧乙烯烷基醚，即可發(fā)生酯交換反應(yīng)。
硅表面活性劑可應(yīng)用于許多領(lǐng)域。如用作聚氨酯泡沫用的泡沫穩(wěn)定劑，在纖維工業(yè)中用作聚丙烯和聚酯纖維的柔軟劑，還可用于纖維和織物的防水、平滑整理和處理中，也常用于化妝品生產(chǎn)中。
7.3  有機(jī)金屬表面活性劑和含硼表面活性劑
    含鈦、錫、鉛、鍺等有機(jī)金屬表面活性劑是新開發(fā)的品種，現(xiàn)在還處在研究合成新化合物階段。
    含硼表面活性劑是用硼和醇類合成的，因在分子中硼原子和氧原子之間形成半極性鍵，所以也叫做半極性有機(jī)硼表面活性劑，鋯、鍺金屬的有機(jī)金屬表面活性劑目前處于研究開發(fā)階段。
7.4  生物表面活性劑
    所有的生物都是由細(xì)胞所構(gòu)成，細(xì)胞中70％是水分、蛋白質(zhì)、核酸、糖類、酯類等，各種物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞內(nèi)的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行著有序的活動(dòng)。表面活性劑作為控制細(xì)胞界面秩序不可缺少的物質(zhì)起重要的作用。由于生物體內(nèi)的表面活性劑是在極其復(fù)雜的生物物質(zhì)群中極少量存在，因此大量提取純品極為困難。近來(lái)發(fā)現(xiàn)微生物在其菌體外較大量地產(chǎn)生、積蓄微生物表面活性劑，它們已在石油采收、石油環(huán)境污染處理中得到了應(yīng)用。生物表面活性劑具有合成的表面活性劑所沒有的結(jié)構(gòu)特征，可望在諸多領(lǐng)域中找到特殊應(yīng)用。人們正努力開發(fā)生物降解性和安全性及生理活性均好的生物表面活性劑。
    生物表面活性劑依據(jù)其親水基的類別可分為五種類型：以糖為親水基的糖脂系生物表面活性劑；以低縮氨酸為親水基的酰基縮氨酸系生物表面活性劑；以磷酸基為親水基的磷脂系生物表面活性劑；以羧酸基為親水基的脂肪酸系生物表面活性劑；結(jié)合多糖、蛋白質(zhì)及酯的高分子生物表面活性劑。