生物高分子表面活性剂论文

当今的国际大环境如同科技竞赛一般,技术日新月异,新兴产品不断涌现,资源大量消耗,从而不断加剧环境的恶化,但随着人们崇尚自然和环保意识的增强,生物表面活性剂这种新资源走上历史舞台,与传统活性剂相比,生物表面活性剂具有更加广阔的应用前景,并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。

公元前2500年,用羊油和草木灰制造肥皂,标志着表面活性剂开始走进人们的生活,发展到如今,表面活性剂不断被人们重视和研发。而生物表面活性剂是表面活性剂家族中的后起之秀,它是由微生物所产生的一类具有表面活性的生物大分子物质,是微生物或植物在一定条件下培养时,在其代谢过程中分泌出的具有一定表面活性的代谢产物,如糖脂 多糖脂 脂肽或中性类脂衍生物等。而生物表面活性剂的分子结构中既有极性基团又有非极性基团,是一类中性两极分子。亲水集团可以是离子或非离子形式的单糖、二糖、多糖、羧基、氨基或肽链;疏水基团则由饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸或带羟基的脂肪酸组成。对于像蛋白质多糖复合物等一些分子量较大的生物表面活性剂分子,其亲水和疏水部分可以由不同的分子组成。

生物表面活性剂能在两相界面定向排列形成分子层,能降低界面的能量。同时,它们在决定界面的流变学特性以及在两相物质传递方面起着十分重要的作用。另外,生物表面活性剂具有良好的热及化学稳定性,如由地衣芽孢杆菌产生的脂肽在75度时至少可耐热140个小时。并且生物表面活性剂在酸碱度5.5到12之间可以保持稳定,当酸碱度小于5.5时,才会逐渐失活。生物表面活性剂反应产物均一,可引进新类型的化学基团,这些都是化学表面活性剂所无法比的。生物表面活性剂安全、无毒、生产工艺简单,常温常压下即可发生反应,而且还拥有下列优点:

① 选择性广,对环境友好;

② 庞大而复杂的化学结构使得表面活性和乳化能力更强;

③ 分子结构类型多样,具有许多特殊的官能团,专一性强;

④ 原料在自然界广泛存在且价廉;

⑤ 发酵生产是典型的“绿色”工艺等。

人类的日常生活,各类生产活动,多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求,促使表面活性剂科学不断发展,迄今方兴未艾,表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中,设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化,近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域都有新的突破。

最早的高分子表面活性剂有淀粉、纤维素及其衍生物等天然水溶性高分子化合物,1951年Stauss将含有表面活性基团的聚合物”聚l-十二烷-4-乙烯吡啶溴化物”命名为聚皂,从而出现了合成高分子表面活性剂。1954年,美国Wyandotte公司发表了聚(氧乙烯-氧丙烯)嵌段共聚物作为非离子高分子表面活性剂的报道以后,各种合成高分子表面活性剂相继开发并应用于各种领域。近十余年来由于能源工业(强化采油、燃油乳化、油/煤乳化)、涂料工业(无皂聚合、高浓度胶乳)、膜科学(仿生膜、LB膜)的需要,生物表面活性剂研究有了新的进展,并不断应用与人们的日常生活。

生物表面活性剂作为天然添加剂,鉴于其能对界面过程产生影响, 因此,它往

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