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表面活性剂的绿色化及其在绿色化学中的应用

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摘要：绿色的基本准则是绿色环保和原子经济性，在今天的精细化工发展趋势中至关重要。精细化工技术骨干产品的表面活性剂在制造业和日常生活中的影响力不可忽视。被形容为“工业调味料”。文中详细介绍表面活性剂自身在绿色化和绿色中的功效。在绿色化及其在绿色化学反应中的应用，详细介绍了运用目标的生物降解性、反应过程的原子经济和催化剂的改进。催化反应是绿色化学合成的核心步骤，其关键是催化剂的活性和选择多样性。饱和溶液中表面活性剂的自组装构造特点为纳米技术和介孔规格的制取给予了生成模板，具备高选择性的金属催化剂近十年来变成材料科学的主要研究内容。需要注意的是，与二氧化碳相符合的独特表面活性剂的问世，使这类最绿色、最划算的溶剂在化学合成、超临界萃取和干洗工业等领域绽放新的活力。

Keys：表面活性荆；绿色化；绿色化学；

表层活性工业生产是生物化工的主要支系，其生产过程和运用的环保化尤为重要。“绿色化学”是在生产和制造的过程中，应用相关的技术和方法来达到环境保护、无害环境、减少或去除有害物质的一种技术。它的主要特点是合理利用自然资源和电力能源，选用无毒无害的原料，以便更好地减少对环境有害的废弃物的排出，在无毒无害的情况下进行反应。原子的高效利用使得全部作为原料的原子被产品吸收，达到“零排放”的目标。生产制造有益于环境维护和身体健康的绿色环保产品。其关键是运用基本原理从根源上减少和清除工业化生产对环境带来的污染。

一．表面活性剂绿色化品种的研究与开发

绿色表面活性剂有许多优异的特性，比如安全系数高、生物降解能力强，而且因为其具有较高的稳定性，所以表面活性剂被广泛使用。表面活性剂主要应用于各式各样的制剂产品中。经过对化学反应的观察发现，它在反应的全过程中不会发生显著改变。在其他用途中，如清洗剂、护肤养肤品和别的日常生活用品中，虽然会与人体直接接触，但不会对表层皮肤造成伤害，更为重要的是在使用过后即使会被排向自然界，但也不会对环境造成危害。因而，表面活性剂产品务具备较好的人体和自然环境兼容模式。人体相容性就是指产品对人体的微毒/无毒性、对肌肤柔和、对人体器官的低刺激性。自然环境相容性关键就是指务必具备较低的生态毒性和保持良好的溶解性。在表面活性剂产品各种类的环保化开发设计过程中，关键有下列几种方式：

（一）改变分子结构，提高产品安全性能

1.1用直链烷基苯磺酸钠替代支链烷基苯磺酸钠

烷基苯磺酸钠是产量较大的阴离子表面活性剂，在它被发明出来之前，人们普遍使用支链烷基苯磺酸钠(ABS)，但批量制造的ABS存有不易分解的问题。后来经过逐步探索，人们发现直链结构的烷基苯磺酸钠(LAS)可以很好地解决此类问题。而且从大量的Reference上可以看出，LAS是环境友好型制剂，可以非常容易地被自然环境分解，其分解速率较高，分解后的产物毒性较低，甚至低于母体分子。通常只需要3-5天的时间，LAS就可以实现初级生物分解，分解度可以做到91%以上，有的甚至可以达到100%，最后分解度在21日内可以做到80%以上。因为LAS产量大、价格实惠，现阶段被普遍应用，基本取代了ABS的市场。[2]

1.2用酯基季铵盐替代双长链烷基二甲基氯化铵

双十八烷基二甲基溴化铵(D1821)可以说成最具有绵软性能的阴离子表面活性剂,但其最不理想的地方就是溶解特性较差，无法在短时间内溶解。为更好地彻底解决此类问题,业内专家研究设计了一种极易溶解的双酯基季锂盐阴离子表面活性剂。酰基季铵盐表面活性剂是一种组合而成的混合物,主要组成单位是单、双、三酰季铵盐。酰基季铵盐表面活性剂同样具有良好绵软性能,因此可以将D1821取而代之，然后量化生产投入使用。对单酯基季铵盐、二酯基季铵盐和三酯基季铵盐的分散特性均非常好,13天后溶解性都在百分之九十以上。

（二）新型温和型表面活性剂的开发

温和表面活性剂种类的研发是表面活性剂工业生产的发展前景，尤其是要灵活运用纯天然可再生绿色植物资源，作为原料开展广泛研究。这类表面活性剂中有着象征性的种类有APG、AGA、DAEC等。

2.1烷基多糖苷

烷基多糖苷(APG)是最经典的微毒、柔和的表面活性剂，愈来愈被普遍接纳，具备广泛的发展前途。尽管比传统式表面活性剂价格高，但出色的有机化学性能扩张了其运用范畴，生产量持续提升。现阶段我国已完工万吨级制造设备的生产。烷基多糖苷是以纯天然可再生绿色植物资源(如木薯淀粉、植物树脂)为原料生成的非正离子表面活性剂，具备表层性能高、去除污染力好、泡沫多、性能稳定等优势。APG与肌肤的兼容性好，无刺激性，溶解完全，对自然环境无污染。现阶段，APG广泛运用于洗洁剂用具、本人护理品、食品产业、纺织业、医药学行业等。

2.2葡糖酰胺

葡糖酰胺(AGA)是另一种典型性的温和型糖基类表