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阴离子表面活性剂
一、名词定义
中文名称:阴离子表面活性剂
英文名称: An-ionic surfactant
定义:将在水中电离后起表面活性作用的部分带负电荷的表面活性剂称为阴离子表面活性剂。
二、名词简介
阴离子表面活性剂是表面活性剂的一类。在水中解离后,生成憎水性阴离子。如脂肪醇硫酸钠在水分子的包围下,即解离为ROSO2-O-和Na+两部分,带负电荷的ROSO2-O-,具有表面活性。阴离子表面活性剂分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类,具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。产量占表面活性剂的首位。不可与阳离子表面活性剂一同使用,在水溶液中生成沉淀而失去效力。从结构上把阴离子表面活性剂分为脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐四大类。
肥皂是最常见的脂肪酸盐阴离子表面活性剂,肥皂的主要性能特点是,它的水溶液的pH在9.0~9.8,呈弱碱性,它有良好的润湿、发泡、去污等作用而被广泛用作洗涤剂。肥皂的缺点是耐硬水性能差,在硬水中使用肥皂不仅洗涤力差,同时生成的钙皂污垢在酸性水质中悬浮并且粘附在衣物上很难去除。肥皂与硬水中的钙、镁等离子反应生成皂垢,不但增加肥皂的耗费,而且粘结在衣物上产生的斑点会使衣物发硬。含有皂垢的布在印染加工时会造造成染色不匀。肥皂在pH低于7的酸性介质中会转变成不溶于水的游离脂肪酸,会使皂液变混浊并粘附在衣物上不易被除去。因此肥皂只能在中性和碱性介质中使用。通常使用肥皂时常配合加入适量纯碱以保持皂液pH在10左右,其目的为防止肥皂水解和提高洗涤效果。注意在去除酸性污垢或在酸性媒液中不能使用肥皂。软脂酸盐和硬脂酸盐水溶性差,要充分发挥它们的洗涤能力往往需要在较高温度条件下酝使用,而含有不饱和键的油酸盐比较适合在较低温度的洗涤场合。以上的高碳脂肪酸盐 隘由于在水中溶解度太低,但油溶性好,所以适合作掺水干洗溶剂中的表面活性剂(变性皂),脂肪酸的有机胺盐和二乙醇胺、三乙醇胺盐大多表现为油溶性的,常用作乳化剂,如三乙醇胺肥皂常在有机溶剂中作乳化剂。
除了常见的肥皂外,还有这种形式的羧酸盐,如用多肽混合物与脂肪酰氯发生缩合反应制成的N-烷酰基多肽。其中用油酰氯与脱脂皮屑等废蛋白的水解产物缩合制成的表面活性剂。
三、在环境污染中的表现形式及存在方式
较低浓度表面活性剂的存在就会降低土壤粒子与溶液间的界面张力,导致原有颗粒更易湿润,减小土壤团聚体的稳定性。如果土壤中的非离子表面活性剂浓度低于50mg/kg,可提高土壤持水性能90%~189%。阴离子表面活性剂浓度低于500mg /kg时,土壤持水性能可提高4~5倍;而阳离子表面活性剂在土壤上的吸附,会导致土壤的吸水性降低。
表面活性剂与土壤中各种离子的交换反应会改变土壤溶液的pH值,长期浇灌含表面活性剂水可使土壤pH值升高。表面活性剂还可与土壤中的重金属发生竞争吸附,增加了土壤中铁锰氧化物结合态和有机结合态镉的含量,从而降低了土壤中镉的可移动性和生物有效性。
当表面活性剂的浓度达到1mg/L时,水体就可能出现持久性泡沫,这些大量不易消失的泡沫在水面形成隔离层,减弱了水体与大气之间的气体交换,致使水体发臭。另外,当进入污水处理厂污水中的表面活性剂达到一定浓度时,会影响曝气、沉淀、污泥硝化等诸多过程,饮用水中含有过多表面活性剂时会有不良的嗅和味,有油腻感。含表面活性剂废水的大量排放,不仅直接危害水生环境,杀死环境中微生物,抑制了其它有毒物质的降解,同时还会导致水中溶解氧的减少,尤其含氮、磷的表面活性剂会造成水体富营养化。此外,有的表面活性剂在土壤中的吸附能力很弱会向下迁移,其污染地下水的潜在危害性也是不容忽视的。(刘平)