绿色表面活性剂研究

绿色表面活性剂研究（通用6篇）

绿色表面活性剂研究 篇1

摘要：从表面活性剂的分类、性能以及对人体和环境产生的影响等方面, 介绍了目前国内外绿色表面活性剂的研究热点;根据绿色表面活性剂在反应中降解方式的不同, 概述了生物表面活性剂、可降解表面活性剂以及反应型表面活性剂的定义、性能与相关应用。最后, 对表面活性剂的发展方向、绿色表面活性剂的应用前景提出展望。

关键词：表面活性剂,环境友好,生物降解

表面活性剂在工业生产以及人们的日常生活中已经占有非常重要的地位, 被形象地称为“工业味精”[1], 广泛应用于化妆品、洗涤剂、制药、化工等行业[2]。与此同时, 大量使用表面活性剂带来的生态破坏和环境污染也越来越严重。近年来, 随着人们环保意识的不断提高, 为保护人类的生存环境, 实现可持续发展的目标, 研究和开发一批温和、安全、高效、易生物降解、保护环境的绿色表面活性剂已经刻不容缓。目前, 已有不少专家学者从事这方面研究, 并已取得了一定的成果。

1 绿色表面活性剂的产生与发展

表面活性剂 (surfactant) 是一类重要的化工材料, 具有固定的亲水亲油基团, 在溶液表面能定向排列, 并能使溶液表面张力显著下降[3]。

表面活性剂按其在水中是否离解, 可分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。离子型表面活性剂根据溶解后的活性成分又可分为阳离子型、阴离子型和两性离子型[4], 如图1。

绿色表面活性剂一般是以天然可再生资源为原料, 通过清洁反应制备出的具有两亲性结构的物质, 对人体刺激小, 易生物降解。但也有一些绿色表面活性剂是在普通表面活性剂的基础上进行结构修饰 (如引入一些特殊基团) , 有的是对一些本来不具有表面活性的物质进行结构修饰, 还有一些是合成的具有全新结构的表面活性剂[5]。与传统表面活性剂相比, 绿色表面活性剂具有天然性、温和性、刺激性小等优良特点。其不仅具有亲水基和憎水基, 并且具有高效的去污性、优良的配伍性及良好的环境相容性, 乳化性、洗涤性、增溶性、润湿性、溶解性和稳定性好等优异性能, 因此备受广大科学工作者的亲睐。

2 典型的绿色表面活性剂

绿色表面活性剂根据其在反应中降解方式的不同, 可分为生物表面活性剂、可降解表面活性剂以及反应型表面活性剂等, 下面主要从以上三种绿色表面活性剂出发, 介绍国内外绿色表面活性剂的研究进展。

2.1 生物表面活性剂

生物表面活性剂 (biosurfactant) 是微生物在代谢过程中分泌出的具有一定生物活性的次级代谢产物[6]。与常规表面活性剂相同, 生物表面活性剂由亲水基和疏水基两部分组成, 但生物表面活性剂比合成表面活性剂更具有潜在的优势: (1) 可生物降解, 无毒或低毒, 具有良好的环境相容性, 因此可用作化妆品和药品的添加剂[7,8]; (2) 可用工业废物生产, 以减少工业三废; (3) 具有更高的起泡性, 在某些苛刻条件 (如极端温度、p H值、盐浓度) 下具有更高的选择性和专一性; (4) 结构多种多样, 可适用于特殊领域[9]。目前生物表面活性剂的应用已经涉及到石油、化工以及环境等众多领域。

韩慧龙[10]等在中原油田石油污染耕地区域筛选出一株石油降解细菌—阴沟肠杆菌 (Enterobacter cloacae) , 并将细菌—真菌协同修复技术用于石油污染土壤的原位修复, 取得了很好的效果。研究发现E.cloacae可以产生生物表面活性剂并对石油烃产生乳化作用, 从而可能提高石油烃的生物利用度。

徐圆圆[11]等系统地考察了E.cloacae产生生物表面活性剂的特性, 优化了产生生物表面活性剂的培养基条件, 分离纯化得到生物表面活性剂并对此类生物表面活性剂对菲这种多环芳烃的乳化、增溶和脱附作用进行了考察。结果表明E.cloacae能以葡萄糖等水溶性碳源产生糖脂类表面活性剂, 这些糖脂类生物表面活性剂对菲有增溶效果并可强化菲从高岭土上脱附。采用E.cloacae所分泌的表面活性剂可以提高土壤表面吸附石油烃污染物的生物利用度, 从而提高石油烃污染土壤的生物修复效率。

YES E M等[12]用高分子生物表面活性剂Emulsan和高沥青含量的6号稠油配制了O/W型乳状液 (油水体积比70∶30) , 进行了燃烧实验。研究结果表明:该乳状液具有很好的稳定性和可燃性;碳燃烧充分, 燃烧过程中看不见明显的烟, 而且没有检测到一氧化碳的存在;生物表面活性剂的加入有利于稠油乳状液的直接燃烧, 因而解决了低品质稠油的应用问题。

Syal等[13]研究发现植物油 (葵花子油) 中含有不饱和脂肪酸, 是一种很好的诱导微生物产生表面活性剂的基质。加入诱导物可以缩短表面活性剂的生产周期, 因此可以在一定程度上提高生物表面活性剂的产率。

最初人们对生物表面活性剂感兴趣, 主要是由于其具有高效、低毒、无污染, 可替代化学表面活性剂等优点。近年来研究发现, 生物表面活性剂除具有表面活性的功能外, 还具有潜在的抗菌活性, 包括抗真菌、抗细菌、抗支原体和抗病毒等活性, 此外还可用在免疫调节分子、粘合剂、疫苗及基因治疗等方面。笔者认为随着生物技术的不断进步和生物工程的发展, 人们对生物表面活性剂, 尤其是对产生生物表面活性剂菌株的研究不断深入, 有望在将来大规模应用具有商业价值的生物表面活性剂物质。

2.2 可降解型表面活性剂

可降解型表面活性剂又叫做暂时性表面活性剂或可控半衰期的表面活性剂 (surfactants with controlled half-live) , 其最初的定义是:在完成其应用功能后, 通过酸、碱、盐、热或光的作用能分解成非表面活性物质或转变成新表面活性化合物的一类表面活性剂。这类表面活性剂分子极性头部和疏水链之间往往含有稳定性有限的弱键, 该弱键的裂解将直接破坏分子的表面活性, 也就是通常所说的表面活性剂初级降解。按可分解官能团的不同一般可将可降解型表面活性剂分为缩醛型和缩酮型两类[14]。与常规表面活性剂相比, 可降解型表面活性剂具有更好的环保性能, 这类表面活性剂可以解除一些复杂情况。近年来, 人们对可降解型表面活性剂的认识已不断深化和发展。环境影响的大小和生物降解性的快慢已逐渐成为判断表面活性剂好坏的重要指标。到目前为止, 已有不少研究者试图通过各种方法制备出具有可降解性的新型表面活性剂。

许虎君等[15]合成了一系列可裂解Gemini型季铵盐表面活性剂:烷基-α, ω-双 (二甲基酰氧乙基) 溴化铵, 标记为Ⅱ-2m-2n (m=12, 14;n=3, 4, 6) ;采用红外光谱和核磁共振对其结构进行了表征, 并且进行了相关性能的测试。结果表明:可裂解Gemini型季铵盐表面活性剂具有很强的胶束生成能力, 其临界胶束浓度分别比相应的单季铵盐表面活性剂的临界胶束浓度 (CMC) 低两个数量级, 泡沫稳定性、乳化性能和杀菌性明显优于相应的单季铵盐表面活性剂。

A.R.Tehrani-Bagha[16]等对带有阳离子酯端的Gemini型表面活性剂的化学性能及生物降解性进行了研究。结果显示:30~40天后, 这类表面活性剂有60%可以被完全降解, 并且不会对环境产生负面影响。

赫尔伯格等[17]研究发现有一种结构近似于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物 (ABS) 的烷基芳基酮磺酸盐, 经光分解得到水溶性的芳基酮磺酸盐和两种甲基烯烃的混合物, 这种表面活性剂对蛋白质有增溶作用, 由于它能在溶液中瞬间分解消失而使相关操作变得非常简单。引发其光解反应所需的光线波长在300 nm以上, 这种低能量射线对蛋白质没有损伤。

综合国内外的研究现状, 受国际原油价格影响, 以石油为原料的表面活性剂烷基苯磺酸钠 (LAS) 、α-烯基磺酸盐 (AOS) 、仲烷基磺酸钠 (SAS) 的应用将受到限制。未来开发和研究较多的将是以天然油脂、淀粉、木质素等可再生天然资源为原料的表面活性剂, 并向多样化、天然化、温和型、易生物降解等方向发展。

2.3 反应型表面活性剂

反应型表面活性剂是指带有反应基团的表面活性剂, 它不仅具有表面活性, 而且能够与所吸附的基体发生化学反应, 永久地键合到基体表面成为基体的一部分。反应型表面活性剂典型的两个特征是: (1) 具有表面活性, 能参与化学反应, 并且反应后也不丧失其表面活性; (2) 其分子结构中除了亲水基团和亲油基团以外, 还应有反应性基团。在很多情况下, 使用反应型乳化剂可很好地解决传统乳化剂带来的种种问题, 制备得到表面洁净、带有功能集团的聚合物[18]。

乔卫红等[19]自制了一种富马酸类磺酸盐阴离子可聚合乳化剂—N-甲基-N-十四醇单酯马来酰基-牛磺酸钠, 并将其应用于聚丙烯酸酯的乳液聚合中。作为对比, 同时将常规乳化剂十二烷基硫酸钠 (SDS) 应用到该乳液聚合体系。结果表明:由可聚合乳化剂制得的乳液, 耐电解质性能和贮存稳定性、耐水性等方面均有所提高。

赫庆鹏等[20]选用了几种普通的反应型表面活性剂, 通过对其引入碳碳双键, 合成得到新型反应型表面活性剂, 并对其性能进行了详细研究。实验分析表明:在表面活性剂分子中引入双键和羰基, 由此制备的表面活性剂的乳化力、起泡性与稳泡性等性能都有良好的改善。

王学川等[21]制备出反应型乳化剂—马来酸酐十二醇单酯钾盐, 以代替常规乳化剂十二烷基硫酸钠, 进行无皂微乳液聚合制备皮革柔软增强剂 (EM) , 并将制得的EM用于猪二层革的增强处理。结果表明:反应型乳化剂对皮革的柔软增强效果显著。横向撕裂强度提高58.8%, 纵向撕裂强度提高37.4%, 成革的横向和纵向撕裂强度趋于一致, 崩破强度提高54.1%。

Hong Tan等[22]对新型季胺盐-L-赖氨酸表面活性剂负载反应基团进行了研究, 通过最小抑菌浓度考察了其抗菌性。研究结果显示:新型季胺盐-L-赖氨酸表面活性剂可以降低细菌真菌的活性, 反应性基团为表面活性剂的聚合提供了位点, 同时导致了聚合物的高抗菌性。

Ailan Qu等[23]对含硅氟的壳核乳液进行了研究, 结果显示:单独使用表面活性剂OP-10 (辛基苯酚聚氧乙烯) 时, 乳液稳定性差, 出现结块现象。当用反应型乳化剂DNS-86 (烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵) 与OP-10复配使用时, 乳液稳定性显著提高。

反应型表面活性剂的出现开辟了表面活性剂合成及应用的新领域。它可以广泛用于乳液聚合、溶液聚合、分散聚合、功能性高分子以及纳米材料的制备等各个方面。采用反应型表面活性剂全部或部分代替传统表面活性剂后, 产品的性能会得到很大的改善或可制得新的产品。当然反应型表面活性剂的使用中也存在着一些不足:如聚合过程中水溶性聚合物含量的增加;乳液聚合中固含量不能超过50%, 否则体系就不稳定;表面活性剂分子结构复杂, 影响因素多, 没有规律性等。

总体来说, 目前国内对于反应型表面活性剂的研究还未成系统。应加强这方面的基础研究和应用推广工作, 特别是在以下几个方面:在表面活性剂分子链上接上特殊的化学键、官能团及链段, 使其功能化;扩大其应用范围并研究反应型表面活性剂对产品性能的影响;深入研究反应型表面活性剂对聚合机理的影响, 并以此为突破口建立更完善的聚合理论特别是乳液聚合理论。

3 结语

资源的紧缺以及人类环保意识的加强, 将进一步推动绿色表面活性剂工业的发展。当前, 世界表面活性剂市场呈稳定而缓慢的增长趋势, 更多新型、性能优良、易生物降解、高效、安全的表面活性剂出现, 会给人们的生活和工业生产注入活力。根据国外一些大公司及专家预测, 未来表面活性剂工业发展趋向主要是: (1) 提高表面活性剂的生物降解性。表面活性剂的可生物降解性将成为未来表面活性剂发展的重要方向, 生命周期评价也将成为表面活性剂绿色化过程中的一个重要指标。 (2) 大力开发和利用天然可再生资源。开发和利用天然脂肪醇和棕榈油、糖类、淀粉等原料制备表面活性剂, 可最大限度的降低表面活性剂中的有毒物质, 使其符合生态与环保要求。 (3) 反应过程的绿色化。采用绿色原料、催化剂、溶剂以降低表面活性剂在制备过程对环境产生的污染。 (4) 表面活性剂的功能性和有效性。开发和制备一批具有高效功能性的表面活性剂, 具有重要的意义。但是在研究和开发绿色表面活性剂产品的同时, 应进一步加大绿色表面活性剂的使用力度, 促使我国绿色表面活性剂事业实现飞速发展, 进而带动我国其他行业的快速发展。

绿色表面活性剂研究 篇2

吉米奇表面活性剂改性粘土治理赤潮研究

摘要：为了证明吉米奇类表面活性剂三烷基聚氧乙烯基三季铵盐(TPQAC)对粘土改性的有效性,利用UV-1100紫外可见分光光度计对其在2种粘土高岭土和膨润土上的吸附行为进行了研究,发现其在2 min内基本可以达到吸附平衡,吸附模式较好的符合双表面Langmuir吸附等温线,吸附量大,经红外分析发现其可以对粘土进行有效改性.作为一种改性粘土在用于赤潮治理之前,有必要对改性剂本身对赤潮藻的灭杀作用以及改性粘土对赤潮藻的去除效果进行研究,为此选择了3种常见的赤潮藻进行了灭杀实验,并对不同比例的改性粘土对赤潮藻的去除情况进行了比较,结果表明,TPQAC用量在2 mg/L时24 h内几乎可以100%的灭杀赤潮藻,粘土与改性剂比例为14左右时对赤潮藻的去除效果最好.同时为了弄清TPQAC在治理赤潮的实际应用中对养殖生物可能造成的`危害,选用了黑褐新糠虾为代表性养殖生物,对其48 h急性毒性情况进行了研究,并且室内模拟研究了改性粘土在去除赤潮藻的过程中可能对养殖生物造成的影响,实验发现粘土改性剂对黑褐新糠虾48 h半致死浓度为16.7 mg/L,改性粘土在去除赤潮藻的同时没有对养殖生物造成明显的毒害作用.作 者：吴萍    俞志明    WU Ping    YU Zhi-ming  作者单位：吴萍,WU Ping(中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室,青岛,266071;山东理工大学化学工程学院,淄博,255049)

俞志明,YU Zhi-ming(中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室,青岛,266071)

期 刊：环境科学  ISTICPKU  Journal：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE 年，卷(期)：, 28(1) 分类号：X55 关键词：吉米奇    三烷基聚氧乙烯基三季铵盐    改性粘土    去除率    生态毒性   

绿色表面活性剂研究 篇3

绿色镀膜是指采用真空镀膜集成技术改造和提升传统电镀行业, 替代或者部分替代化学电镀工艺技术, 是根除电镀三废污染、大幅降低电镀资源消耗、减少污染物排放的重大技术途径[1]。其最突出的优点是镀膜生产过程及镀制出的产品对环境友好、无污染物排放, 而且可提高镀制产品的质量, 创新增加镀膜品种, 达到节能、减排、降耗、增效的目的。

近年来中国的汽车改装行业得到了蓬勃快速的发展, SUV车型加装金属防护杠除了外型上大气美观, 更重要的是防护杠可起到保护车身, 在发生碰撞时起到缓冲作用, 能有效的减轻碰撞冲击力对车辆的损坏及降低对车内人员的伤害。汽车防护杠主要加装于车辆的前后端或左右侧两端, 长期暴露于日晒雨淋及飞石冲击的复杂环境下, 故要求其必须具备较高的综合使用性能。传统的汽车防护杠采用不锈钢表面抛光处理, 为了得到高光亮度高硬度及较高的耐腐蚀性的表面, 可以选择进行化学镀铬后表面处理, 而采用绿色镀膜表面处理技术的汽车防护杠未见报道。本文研究的是采用绿色镀膜表面处理技术, 使防护杠产品表面镀上一层金属铬, 从而使钢基材料获得所需的硬度、表面光洁度、极耐腐蚀性能, 以及获得所需装饰性外观的可行性。

1 镀膜工艺类型

镀膜工艺根据原理的不同分为:蒸发镀膜, 多弧离子镀膜、磁控溅射镀膜三种。蒸发镀膜技术, 早期用于眼镜的镀膜, 其特点是镀膜的膜厚较高, 速度快, 但是靶材损失较多, 效率不高, 目前除了低端的产品的镀膜外, 中高端的各类产品已经很少使用了;多弧离子主要应用于刀具的功能性镀膜, 可以大大提高产品的表面硬度 (硬度可以达到6000Hv) , 其特点是沉积效率高, 沉积的颗粒大。目前使用得最多是磁控溅射技术, 主要应用于3C电子类产品的外观镀膜, 功能镀膜等, 溅射镀膜与基体表面的附着力要比蒸发镀膜好, 膜层致密、均匀, 如配合适当的工件转动, 可在复杂表面上获得较均匀的镀层, 采用溅射镀膜技术具有膜层细腻 (不存在大的颗粒) , 膜层结合强度高、膜层质量好、处理温度低[2]、可实现批量生产等特点, 适合我司防护杠的产品要求。

对于产品的镀膜工艺根据产品类型的不同有很大区别, 以不锈钢产品为例, 基本由以下工序组成:产品除油→清水清洗→超声波清洗→烘烤→镀膜。

2 工艺原理

研究利用脉冲直流磁控溅射镀膜技术进行涂层的制备。其基本原理为:在真空中充入惰性气体, 并在基体和金属靶之间加上高压直流电, 由辉光放电产生的电子激发惰性气体, 产生等离子体, 等离子体将金属靶材的原子击出, 沉积在基体上。

3 工艺验证

准备材质为SUS201的某车型U型防护杠若干个, 产品表面按电镀胚料的抛光质量要求抛光处理, 使用某真空设备公司的磁控溅射镀膜设备进行真空镀铬处理。

(1) 第一次验证样品效果:上挂了5个样品, 经过镀膜处理后, 查看全部样品, 发现侧管表面有小部分为粉状, 用手擦拭, 镀膜脱落, 未脱落部分表面光滑, 颗粒效果比电镀产品好, 判定合格率为0%, 后经技术人员查明, 主要因为设备在运行中产生偏压造成。

(2) 第二次验证样品效果:上挂了5个样品, 调整工艺, 经过镀膜处理后, 查看全部的样品, 样品表面光滑, 光亮度较好, 表面颗粒比目前电镀产品效果要好, 无脱膜现象, 无色差缺陷, 判定合格率为100%, 表明工艺对大面积沉积成膜的均匀性较好。

(3) 硬度测试:取样品测试镀上去的膜层硬度达到400HV, 符合汽车防护杠产品的使用要求。

(4) 耐腐蚀性测试:对镀膜后的样板进行酸性铜加速盐雾测试 (GB/T10125) , 分别记录样板经24小时、48小时, 72小时, 96小时的测试结果, 可知, 样品经96小时酸性铜加速盐雾测试后表面防腐蚀性能达到9级, 满足该产品在汽车上的使用性能要求。

(5) 委托广州有色金属研究院材料表面工程研究所对样板表面镀铬层进行电子显微镜扫描分析。可知表面基本上无液滴, 表明采用磁控溅射方法镀制的铬层;由图2横截面形貌可知膜厚约为4μm, 膜层膜厚控制在合理的范围内。

4 结论

通过上述的验证测试, 材质为SUS201的汽车防护杠经过绿色镀膜表面处理工艺处理后得到了光滑高光亮度的表面, 产品的表面硬度达400HV, 耐腐蚀性能达CASS96小时9级, 外观及性能完全能满足该产品在汽车上的使用要求。因此, 将绿色镀膜技术应用于汽车防护杠产品在技术上是可行的。后续将继续验证其应用于铝材质、铁材质汽车防护杠的工艺可行性, 进一步拓展绿色镀膜技术在不同材质汽车防护杠中的应用。

参考文献

[1]绿色真空镀膜技术与节能减排[J].甘肃能源, 2009 (2) :17-21.

绿色表面活性剂研究 篇4

生物表面活性剂修复重金属污染研究进展

重金属在环境中积累会对动植物和人体健康造成危害.生物表面活性剂环境相容性好,在环境污染修复方面的应用日益受到关注.本文介绍了生物表面活性剂及其在重金属污染修复中的`应用;生物表面活性剂与重金属络合的机理;影响二者络合的因素(如pH值、表面活性剂浓度、重金属存在形态等);对生物表面活性剂修复重金属污染的前景进行了展望.

作 者：孟佑婷 袁兴中 曾光明 时进钢 MENG Youting YUAN Xingzhong ZENG Guangming SHI Jingang 作者单位：湖南大学环境科学与工程系,长沙,410082刊 名：生态学杂志 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ECOLOGY年，卷(期)：24(6)分类号：X17关键词：生物表面活性剂 重金属 环境修复 机理

论表面活性剂的绿色化学发展方向 篇5

绿色化学, Green Chemistry, 是一种以环境污染最小化为研究目的的科学, 因此又被称之为“Environmental Benign Chemistry”, 即环境无害化学。绿色化学的具体研究目的是利用各种化学理论和化学方法来降低化学产品在设计、生产以及使用等环节造成的环境污染, 降低有害物质对人体、对环境的危害, 最终实现化学产品的无害化和绿色化。基于以上研究目的的化学过程、化学方法以及化学技术均可以纳入到绿色化学的范畴当中。绿色化学所需要的反应物应该具备以下几种特征:原料无毒无害、反应条件无毒无害、反应具有高选择性、获得产品具有绿色性。

2 表面活性剂的绿色化学研究

2.1 表面活性剂和生物降解的关系分析

在上个世纪的五十年代及其以前, 当时所采用的洗涤剂以烷基苯磺酸钠作为表面活性剂, 而烷基苯磺酸钠当中含有四聚丙烯烷基苯, 该物质很难进行生物降解;而后, 随着洗涤剂使用数量的越来越多, 河流以及城市下水道当中出现了大量的泡沫, 严重污染了环境。为了解决一问题, 人们对洗涤剂进行了一系列的研究, /n-C12-Ph C9-C (C) 2-Ph C-C (C) -C-C (C) -Ph1最终发现了疏水链结构与生物降解存在着一定的关系。其具体关系见下表。为了解决河流以及城市下水道当中出现的大量泡沫问题, 在上个世纪的流失年代便出现了制备烷基苯的氯化法, 随后经过近二十年的发展, 在上个世纪的七十年代末、八十年代初, 当时所使用的洗涤剂当中的烷基苯已经基本上被脱氢法直链烷基苯代替, 而脱氢法直链烷基苯的生物降解率高达90%以上。

2.2 极性基团和刺激性的关系分析

表面活性剂的极性基团和刺激性之间存在着比较大的关系, 它们的具体关系见表2。

一般来说, 在疏水链相同的情况下, 钠盐的刺激性大于铵盐和胺盐。因此, 餐洗剂和洗发水等日化用品的配方当中, 烷基硫酸钠已经被烷基硫酸铵和烷基硫酸三乙醇胺所代替, 钠盐已经被醇醚硫酸的铵盐和胺盐所代替。阳离子和阴离子的表面活性剂对人体的皮肤及兔眼的刺激性要显著大于非离子与两性表面活性剂。以醇醚类为代表的非离子表面活性剂来说, 极性基团数的增加使得表面活性剂的亲水性显著提高、刺激性10显0著%降低。

2.3 反应过程的环境友好化

第一, 咪唑啉、甜菜碱类两性表面活性剂产品。为降低氯乙酸钠及可能的二氯乙酸钠含量, 增加了产品的后处理工序。第二, AES类产品。为了降低二噁烷的含量, 使醇醚 (AE) 的磺化由不脱气老化变为调整工艺后的脱气老化。第三, AOS (烯基磺酸盐) 产品, 为了避免磺内酯对皮肤的刺激, 强化了水解工序。

2.4 实现化学反应的绿色化

第一, 减少中间过程, 提高反应选择性。

第二, 采用环境友好的高效催化剂如天然脂肪醇的生产, 上个世纪六十年代生产饱和醇多用Cu-Cr或Cu-Zn-Cr催化剂;生产不饱和醇多用含Cd催化剂。上个世纪八十至九十年代, 生产饱和醇采用Cu-Zn-Al系列催化剂;而生产不饱和醇则采用无Cd催化剂。又如烷基苯生产中的烷基化反应。上个世纪五十至六十年代主要是Al Cl3烷基化, 七十年代主要是HF烷基化, 进入九十年代国外开始采用分子筛固体酸催化烷基化。

3 结束语

综合来看, 表面活性剂的绿色化学发展方向主要是:通过对表面活性剂的结构性能进行分子设计, 实现表面活性剂及其产品的对人体温和、容易生物降解的要求;减少表面活性剂及其产品当中的有害物质含量;实现表面活性剂及其产品的绿色化;满足表面活性剂及其产品生产过程中原料使用和化学反应的绿色化;保证表面活性剂及其产品具有原有的影响界面过程的功能。

参考文献

[1]刘军海, 冯练享.表面活性剂的研究热点及其绿色化发展[J].中国洗涤用品工业, 2008, (02) :120-122.[1]刘军海, 冯练享.表面活性剂的研究热点及其绿色化发展[J].中国洗涤用品工业, 2008, (02) :120-122.

绿色表面活性剂研究 篇6

在产品的使用中质量问题一直是人们关注的焦点, 自20世纪90年代开始, 人们又把质量提升到了一个前所未有的高度来对待, 企业只有在生产的同时不断提高产品的质量, 才能在激烈的竞争中保持不败之地, 保证企业迅速地发展和提高。因此对工件表面离群数据的挖掘, 以及工件表面的缺陷再造, 就显得尤为重要。在国外自20世纪60~70年代就已经开始了工件表面缺陷自动检测系统的研究, 现在某些技术, 如超声波检测技术、激光扫描技术、磁记忆检测技术、涡流检测技术、光电检测技术等已相当成熟。以上有几种世界上较为典型的离群数据采集的检测技术, 这些技术在各自专用的领域都已成型, 并且相当成熟。它们都具有各自的长处, 使它们能够在自己的位置发挥最大的作用。

1 国外典型离群数据采集

比利时一家名为Porldela Praye的工厂运用机器视觉方法, 对钢板因轧制或电镀时所产生的工件表面缺陷进行监视, 钢板的行进速度为7 m/s, 可检测直径或宽度为1~1.5 mm的表面缺陷, 在行进钢板的每一面, 装有2台摄像机和1支宽2 m的照明灯。4幅图像传送到图像处理系统中进行分析, 实时图像可以按照灰度图像或者二值图像的形式来显示, 可指出表面缺陷是否具有周期性出现以及周期可能会是多少 (m) , 缺陷距离头部和边缘位置, 自动在每一板卷的末尾处标识出结果。这种检测机器组成较为简便, 而且实用。它可以快速而且较为准确地检测出工件表面的缺陷并分析出缺陷的一些特性, 从而发现工件是否有加工工序或者机床磨损等原因造成的周期性缺陷。但是它还有一些不足之处, 光源的强弱和光的折射及反射等光学条件有可能会使图像处理系统分析时产生误差, 从而影响到最终结果。

挪威Ynve Strom所提出的用来检测连铸坯表面质量的方法, 是将连铸坯通过一个高频线圈, 使连铸坯表面有感应电流通过, 在钢的热力学和电气性能、感应线圈的参数和连铸坯速度等不变的情况下, 在钢坯表面的缺陷位置, 感应电流的流通路径会增长, 所以在表面单位的长度上将会产生较大的功耗, 造成该部位的温度上升;在钢坯的四周装上4个红外线扫描器用来探测表面温度的分布情况, 从而确定缺陷的形状和位置。此方法可以准确地检测到细微变化, 使得钢坯表面的缺陷可以精确地显现出来, 防止一些光学的反射和折射造成的差异。但是这种方法有些缺点, 必须要保持匀速条件而且感应线圈必须均匀产生稳定的感应电流, 否则将会引起钢坯表面温度变化使红外扫描出现误测。并且这个方法所需要的装置相对较为复杂而且不适合快速检测。

英国的Smanvis装置, 可监视热轧、冷轧、镀锌和彩色板带材, 并且可对缺陷分类。此系统可以对缺陷的类型、数量以及位置、板卷的宽度和长度进行储存。当探测到缺陷时, 图像就会因自动触发而“冻结”起来, 还能对需要的部位加以放大, 方便仔细观察。该装置对工件缺陷的检测详细精确, 可以实时观察缺陷的具体状况, 对缺陷做出详细而正确的判断。而且该装置还可以存储缺陷的一些详细信息, 能够供人分析造成缺陷的原因和概率。

2 国内典型离群数据采集

在国内, 华北电力大学的魏钰对基于图像轮廓特征的机械零件识别进行了研究, 把图像进行减弱噪音的预处理, 然后将图像二值化。再利用图像边缘检测和轮廓提算法, 得到图像中目标物体的轮廓链码, 并且他首次提出了标记轮廓曲线变化的特征。这种基于图像轮廓特征的机械零件识别, 可以经过图像采集后对图像轮廓分析, 获得轮廓链码后除去离群的数据后便可得到标准的轮廓曲线, 标记轮廓曲线的变化特征后将能确定该机械零件。但是这种方法要对零件进行预处理, 这对检测流程和检测速度都有或多或少的影响, 不太适合流水线式的检测。

天津大学的丁金明研究了关于金属镀层工件表面缺陷自动检测系统, 初步设计出了金属镀层的工件表面缺陷的面阵CCD自动监测系统。

3 离群数据发展方向

以上的不同检测方法也证明了离群数据可以帮助我们更好地发现产品缺陷, 并且可以省去人工检测, 还可以避免人工检测中由于检测者的个人原因造成的各种误差和遗漏。不过目前的检测和分析技术还有局限性, 都只能应用于自己特定的生产线上, 难以通用, 所以将会造成不同技术中有不同的缺点。还有一点是离群数据采集时的通病, 即如何界定离群点, 以什么值作为区分离群点的标准。这些还需要一些人工的设定, 系统不能通过智能自行制定。我们应该更深入地探寻这些问题, 从而制造出可以代替人工并且优于人工的检测方法, 使产品的质量问题不再成为难以攻克的堡垒。各种不同的离群数据采集和对离群数据的分析应用正在不断被挖掘, 这将使我们对产品质量检测更加智能、准确、细致。我们也将不断地研究更新, 将离群数据的挖掘和分析技术不断推进。

摘要：工件表面离群数据的挖掘是一种通过现代科学技术方法对工件表面进行扫描取点, 并在获取的点群中找出离群的缺陷点, 然后对这些有质量缺陷的离群点进行修复, 以达到合格的质量标准。在该挖掘过程中, 尚有一些问题有待解决, 例如:如何判断什么样的点是离群点, 选出离群点的标准是什么等。且不同的扫描方法和不同的检测技术都有着不一样的效果, 这些都要通过实践不断地改进。

关键词：工件表面,缺陷,再造离群数据,采集,自动检测系统

参考文献

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