雙子表面活性劑在皮革工業中的應用

李 強

（無錫輕工業大學 214036）

0 引言

親水基親脂基具有優異的性能，并具有以下基本特性：CMC(臨界膠束濃度)值低，對有機物的增溶作用強：C20 值低，表面活性大，可靠地降低于溶水的分子表面運動張力；當水濃度低時粘度高；含量降低之后水溶液的分子表面運動張力的變化趨勢大，并且對于形成膠束的分子聚集體的變化趨勢也比較??；它對雙子晶體表面張力活性劑和其他傳統分子表面張力活性劑的相互組合作用產生了很大的化學協同螯合作用。雙子體的表面抗體活性劑的分子結構比一般傳統中的表面分子活性劑更特殊。

1 雙子表面活性劑的合成進展

目前，相關化學領域正在研究的大多數中性雙子體的表面化學活性劑都分子是對稱的，主要分子包括陽兩性離子，陰亞陽離子，非亞陽離子和兩性離子。另外，還已經開始研究了一些低聚體的表面化學活性劑，例如三聚體，四聚體等，但是隨著這類聚集體的使用數量逐漸不斷增加，其聚合產物的化學合成將來會變得更加困難并且目前研究較少。

1.1 陽離子雙子表面活性劑的合成

陽光負離子皮革表面氧化活性劑產品可廣泛地應用于各種皮革加脂劑，固著潤滑劑，柔軟劑和有機氯化硅增強潤滑劑的工業研究。目前，與其他傳統的研究表面化學活性劑方法相比，主要用于研究的季銨陽性根離子及其雙子體的表面化學活性劑主要具有較低的臨界膠束照射濃度，較好的人體生物化學降解性和較低的化學毒性。合成了兩種分別具有對稱分子結構和一種不對稱分子結構的酰胺與甲基陽性根離子形成雙子體的表面化學活性劑。研究最新結果表明，這類固體表面乳化活性劑的綜合乳化作用能力將隨著形成碳鏈的數量增加而不斷增加。但是，其中該發泡點的性能將逐漸變差，并且其中的水溶性優異，并且存在該發泡點將溫度小于0。

1.2 陰離子雙基表面活性劑的合成

陰離子雙基表面活性劑主要包括碳酸鹽，磷酸鹽，磺酸鹽和硫酸鹽。碳酸鹽較不發達，其溶解度和抗硬水性較差；磷酸酯鹽具有雙鏈單極性頭部結構，該結構易于形成締合結構，例如反膠束和囊泡，并有望在生命科學和藥物中得到廣泛使用。

近年來，隨著現代人們對工業表面應用活性劑的科學研究逐漸成熟，雙子工業表面應用活性劑由于其特殊的化學結構和使用性能而逐漸作為一種新一代工業表面應用活性劑產品受到越來越多的企業關注。普通的疏油表面化學活性劑疏油分子通常由兩個子部分及其組成的一個部分分別是非氧化極性疏油親脂(疏水)親水烴鏈部分和非非極性疏脂親水(磷酸疏油)烴鏈基團，兩個烴鏈部分分別位于兩端。

2 雙子表面活性劑的分子結構

雙子液體表面吸附活性劑的性能結構特點雙子液體表面吸附活性劑在雙子表面吸附活性劑的有序耦合聚集作用過程中有效抑制了鈣磷頭基的氧化分離，大大提高了表面活性，并清楚地試圖表明它更容易在多種氣體/其他液體上共同存在時的表面進行吸附，更有效地可以降低液體表面吸附張力，更好的實現協同耦合作用，較低的馬爾卡夫點，更好地易于有序聚集水分形成膠束，更好的潤濕性，良好的活性鈣化磷皂分散吸附能力以及其他常見的雙子表面吸附活性劑沒有獨特的性能優勢。

3 雙子表面活性劑的結構和性質

雙子晶體表面聚合活性劑的一個典型連接結構我們可以將其看作為它是兩個分子具有相同或幾乎相同連接結構的雙子表面聚合活性劑，連接分子基團通過一個極性連接分子基團進行連接，并且該連接分子基團包含至少兩個疏松親水鏈和兩個極性親水基團(如陽離子或其他極性基質集團)，連接鏈基團可以看作是聚亞甲基，聚氧基苯乙烯，聚氧丙烯或其他剛性或雜質的原子基質集團。極性離子基團一般可以分為是陽極性離子，陰純陽離子或非純陽離子的。盡管大多數多種雙子晶體表面化學活性劑都是具有對稱極性結構并同時包含兩個相同的對稱極性電子基團，但也已初步研究了一種具有兩個非對稱極性結構的多種雙子晶體表面化學活性劑?，F在外科人們也已經開發了三個或更多的配偶極性基因集團?；蜃鳛橥榛湺嗝骟w表面化學活性劑。這種不在表面上的活性劑連接是通過使用位在親水離子頭基附近的兩個偶聯基官能團，通過一個化學合成鍵將兩個相同或幾乎相同的親水表面活性劑離子單體通過一個化學合成鍵緊密連接疊加到兩親性離子組分上，從而實現導致兩個親水離子不在表面上的活性劑之間的緊密連接。碳鏈之間的范德華的吸引力，即碳與表面化學活性劑的氧化疏油和水鍵合作用可以得到極大增強，化學中的鍵合力極大地直接削弱了兩個離子頭基官能團之間的化學排斥反應趨勢。

對于離子雙子表面活性劑，離子端基具有兩倍電荷，并被吸附在小固體顆粒的表面，這它可以使小固體顆粒更穩定地分散在水中。雙子臨界膠束表面活性劑的臨界膠束溶液濃度(cmc)的數值比溶液中相應的季銨型傳統雙子表面活性劑低1-2 個數量級，例如12-2-12 的網絡結構(疏水鏈由12 個碳原子和連接鏈組成)由2 個碳原子組成)季銨型雙子表面活性劑，其cmc 的數值約為0055%，而溶液中相應的季銨型傳統雙子表面活性劑十二烷基三甲基溴化銨(dtab)為0500%。雙子表面活性劑雙子水溶液的高粘度和流變性質與其在水溶液中的聚集狀態密切相關。雙子座表面活性劑的水溶液在非常低濃度下可以具有非常高粘度，特別要注意的是對于具有一些短連接子的具有雙子座表面活性劑的雙子水溶液在高粘度具有有趣的流變性。隨著短連接子雙子表面活性劑溶液濃度的增加，溶液粘度的數值可以進一步地增加6 個以上的數量級；但是隨著雙子水溶液中陽離子濃度的進一步地增加，溶液的粘度進一步降低。因為雙子水溶液中陽離子表面活性劑(如陽離子)聚集體結構的顯著變化對溶液的粘度具有顯著影響。

隨著當今全球對環境健康保護意識的進一步增強，對人們在日常生活和工業中廣泛使用的各種高表面活性劑也提出了許多新的要求。近年來，人們一直都在致力于積極探索和研究合成各種具有高表面活性的新型有機表面化合物活性劑。1971 年，邦頓等人。率先合成了一系列陽離子雙子表面活性劑，但它們并沒有在國際上引起太多的關注。1991 年，menger 等人。他們合成了一個具有剛性的雙離子基團互相連接的雙離子頭基雙烴鏈表面活性劑，并將其正式命名為geminis(是天文學的術語，意為geminis 的星座)，生動地詳細描述了此類基團和表面活性劑的化學結構。特征)。隨著Gemini 表面活性劑研究的不斷發展，其應用領域也在不斷擴大。在這里，作者總結了雙子表面活性劑的結構和合成進展，并展望了其發展前景。

通常，連接基團應接近雙子表面活性劑的親水基團。如果連接基團遠離親水基團并靠近疏水鏈的另一端，則該物質將成為另一種特殊的雙子表面活性劑，即平行表面活性劑，雙子表面活性劑試劑溶液的表面活性大得多，這可以更有效地降低水溶液的表面張力。當傳統表面活性劑的疏水鏈中的確當碳原子質量數和元素密度不斷增加并達到一定的含量程度時，該化學物質在水中的離子含量和水中溶解水濃度就可能會出現急劇下降，并且表面活性也受到限制。雙子表面活性劑的兩個親水基團使它同時具有較長的疏水鏈和良好的水溶性。

此外，連接基團通過化學鍵連接兩個親水基團，從而減少了具有相同電性能的親水基團之間的靜電排斥力。雙子單鏈單頭表面結構學活性劑連接分子是一系列的具有優異結構學性能的分子表面結構學活性劑。它們的連接分子由兩個普通的雙子型單鏈單頭基雙子表面活性劑連接分子共同組成，它們通過一個連接基團在單鏈單頭基團的連接處通過一個化學配位鍵互相連接。其中極性連接基團的分子可以理解為是一個聚亞甲基，聚氧乙烯，聚氧丙烯以及其他剛性或雜原子基團。具有極性連接基團的分子可以理解為是陽離子，陰離子或非極性陽離子的。

盡管大多數的雙子單鏈單頭表面結構學活性劑均具有對稱分子結構并且同時包含兩個相同的極性連接基團，但它們中都包含了具有不對稱分子結構的多聚雙子表面活性劑也有媒體報道，李剛森等就已經成功研制出了含有三個或三個以上極性基團或三個以上烷基鏈的新型多聚雙子表面活性劑。多聚雙子型單鏈單頭表面活性劑連接分子的這種結構學特性使其明顯地可以表現出更易在惰性氣體溶液表面上的吸附，更有效地大大降低了表面張力，更好地實現復配協同效應，更低的kraff 點，更易聚集生成膠團，更好的潤濕性，良好的鈣皂吸附能力以及同等普通單鏈單頭表面活性劑不可能具備的獨特性能優勢。

4 雙子表面活性劑的研究現狀及其性質

1971 年，bunton 等學生首次在臨床上合成了一類屬于陽離子型的雙子表面活性劑：烷基-，-雙二烷基雙甲基烷基溴化銨，并對它們的表面活性和臨界膠束離子濃度的穩定性進行了深入的研究。1990 年，zhu 等的合成學生研制出了一種屬于陰離子型的雙子烴鏈表面活性劑。1991 年美國emory 大學的menger 等學生首次合成了以新型的剛性間隔基結構聯接離子頭基的雙烷烴鏈表面的活性劑，并重新命名其為雙子型表面活性劑。此后對于雙子烴鏈表面活性劑的深入研究及新型雙子結構的應用雙子烴鏈表面活性劑不斷被應用和報道。各國已對新型雙子表面活性劑技術做了大量的深入研究和工作，并先后合成了許多新型雙子結構的表面活性劑，如：不對稱型、無公害雙糖型、陽離子(季銨鹽)和陰離子(烷基磷酸鹽)的兩性型。