綠色表面活性劑

綠色表面活性劑生物表面活性劑

生物表面活性劑是微生物在代謝過程中分泌出的具有一定生物活性的次級代謝產(chǎn)物。與合成表面活性劑一樣，生物表面活性劑由親水基和疏水基兩部分組成，但生物表面活性劑比合成表面活性劑更具有潛在的優(yōu)勢： （1）可生物降解，不會造成再污染；

（2）無毒或低毒；

（3） 一般不致敏、可消化，因此可用于化妝品和食品的添加劑；

（4）可以用工業(yè)廢物生產(chǎn)，有利于環(huán)境污染治理；

（5）具有更好的環(huán)境相容性和起泡性，在極端溫度、p H 值、鹽濃度下具有更高的選擇性和專一性；

（6）結(jié)構(gòu)多樣，有可能適用于特殊領(lǐng)域。

最初人們對生物表面活性劑感興趣，主要是由于其具有高效、低毒以及無污染等優(yōu)點，可替代化學(xué)表面活性劑。近年來研究發(fā)現(xiàn)，生物表面活性劑除具有表面活性的功能外，還具有潛在的抗菌活性，包括抗真菌、抗細(xì)菌、抗支原體和抗病毒等活性，此外，還可用在免疫調(diào)節(jié)分子、黏合劑、疫苗及基因治療等方面。

目前，國內(nèi)外只有少數(shù)幾種生物表面活性劑產(chǎn)品走向市場，大多數(shù)仍處于實驗研究階段，這主要是由于它的經(jīng)濟(jì)成本較高影響了其廣泛應(yīng)用。但是，隨著生物技術(shù)的不斷進(jìn)步和生物工程的發(fā)展，人們對生物表面活性劑，尤其是對產(chǎn)生生物表面活性劑菌株研究的不斷深入，有望在將來大規(guī)模應(yīng)用具有商業(yè)價值的生物表面活性劑。

綠色表面活性劑可降解型表面活性劑

可降解型表面活性劑又叫做 tempory （暫時性）表面活性劑，或可控半衰期表面活性劑（surfactantswith controlled half-live）?？山到庑捅砻婊钚詣┳畛醯亩x是指在完成其應(yīng)用功能后,通過酸、堿、鹽、熱或光的作用能分解成非表面活性物質(zhì)，或轉(zhuǎn)變成新表面活性化合物的一類表面活性劑。近年來，對可降解表面活性劑的定義已發(fā)生變化。環(huán)境影響已成為新型表面活性劑發(fā)展的主要推動力，生物降解性也已成為判斷表面活性劑好壞的重要指標(biāo)。

可降解型表面活性劑具有很好的環(huán)保性能，這些表面活性劑可以解除一些復(fù)雜情況。例如,使用可降解型表面活性劑在乳液聚合中可以不產(chǎn)生泡沫，或者使用后可形成穩(wěn)定的乳液等。存在于此類表面活性劑中的分子極性基和疏水基之間的弱鍵斷裂后，可分解出水溶性和非水溶性兩種產(chǎn)物，而它們一般都可以通過后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)化操作過程去除。這一方法在有機(jī)合成和各種生物化學(xué)領(lǐng)域很有用途。可降解表面活性劑的優(yōu)勢還在于其裂解產(chǎn)物具有的新功能。例如，用于個人護(hù)理用品的某種表面活性劑，它在使用后可以分解生成對皮膚有益的產(chǎn)物，這種分解后衍生出新功能性的表面活性劑有時被稱做功能性表面活性劑。表面活性劑在一定條件下裂解成非活性產(chǎn)物，能適用于一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域，如生物制藥領(lǐng)域。而能形成泡囊或微乳液的可裂解型表面活性劑可用于制藥，滿足代謝物無毒的需要。

綠色表面活性劑反應(yīng)型表面活性劑

反應(yīng)型表面活性劑是指帶有反應(yīng)基團(tuán)的表面活性劑，它能與所吸附的基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而永久地鍵合到基體表面，從而對基體發(fā)揮表面活性作用，同時成為基體的一部分，它可以解決許多傳統(tǒng)表面活性劑的不足。

反應(yīng)型表面活性劑至少應(yīng)包括兩個特征：它是表面活性劑；它能參與化學(xué)反應(yīng)，而且反應(yīng)后也不喪失其表面活性。反應(yīng)型表面活性劑除了包括親水基和親油基外，還應(yīng)包括反應(yīng)基團(tuán)。

綠色表面活性劑農(nóng)藥加工中的應(yīng)用

如常規(guī)表面活性劑一樣，根據(jù)親水基團(tuán)的荷電性質(zhì)，綠色表面活性劑也可分為陰離子型、陽離子型、兩性型和非離子型。由于具有兩親分子的典型結(jié)構(gòu)，綠色表面活性劑具有常規(guī)表面活性劑的所有特點；但與常規(guī)表面活性劑不同的是，該類表面活性劑大多來源于天然原料，因此具有較低的生物毒性、良好的環(huán)境相容性和較快的生物降解速率。目前，農(nóng)藥中應(yīng)用較多的綠色表面活性劑主要可分為以下幾類：脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽（AEC）、α-烯基磺酸鹽（AOS）、烷基糖苷（APG）等。

農(nóng)藥水基制劑的開發(fā)符合國際農(nóng)藥制劑發(fā)展的趨勢，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，已經(jīng)引起了人們越來越多的關(guān)注。水基制劑的開發(fā)離不開表面活性劑的應(yīng)用。在水乳劑中，表面活性劑的加入量一般在6%～ 8%左右；而在微乳劑中,表面活性劑的添加量更高，一般在15%～ 20%左右。一方面，大量的表面活性劑的應(yīng)用給生態(tài)環(huán)境帶來潛在的危害，如傳統(tǒng)農(nóng)藥劑型中常用的烷基酚聚氧乙烯醚(NP)系列表面活性劑的生物降解率僅為0%～ 9%，且降解產(chǎn)物烷基酚毒性更大，連續(xù)使用會造成土壤的累積性污染，影響土壤酸堿性，導(dǎo)致肥效下降；應(yīng)用烷基苯磺酸鈉（LAS）的農(nóng)藥制劑被雨水沖刷后會造成河流或灌溉溝渠的泡沫泛濫；含有磷酸鹽的農(nóng)藥制劑則會造成河流湖泊水質(zhì)的“富營養(yǎng)化”。另一方面，這些表面活性劑的生產(chǎn)往往需要大量的合成化學(xué)品，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物，對環(huán)境造成危害。

選擇適當(dāng)?shù)木G色表面活性劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)表面活性劑作為農(nóng)藥乳化劑和增效劑，能規(guī)避使用殘留帶來的污染問題，有利于環(huán)境保護(hù)。國內(nèi)外研究者致力于研究環(huán)境友好的表面活性劑在農(nóng)藥制劑加工中的應(yīng)用，如烷基糖苷(APG)在水包油水乳劑加工中的應(yīng)用；由脂肪醇聚氧乙烯醚改性的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽在多種農(nóng)藥乳液體系中的應(yīng)用。

綠色表面活性劑制藥工業(yè)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)表面活性劑在制藥工業(yè)中應(yīng)用時的缺點表現(xiàn)為配伍性和潤濕性差，并且會與藥品中的其他成分作用而危害人體。綠色表面活性劑無毒、低刺激性，不會與藥劑中的其他成分作用對人體產(chǎn)生副作用，而且與藥物具有良好的配伍。綠色表面活性劑可在微乳劑和氣霧劑中做乳化劑，在片劑和丸劑中做潤濕劑，用于生物膜模擬及藥物科學(xué)中，能夠?qū)λ幬镞M(jìn)行靶向定位，在肺部進(jìn)行蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移的噴霧劑型藥物中加入MECA后，可提高其藥物活性舊。研究表明，藥物在未加入MECA氣化20 min后，其活性只有原來的50%，而在加入MECA氣化20 min后，其活性可提高至原來的70%。加入綠色表面活性劑，可對不溶于水的蛋白質(zhì)起到增溶作用；在抗原免疫蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)中加入MECA，可作為增溶劑和穩(wěn)定劑，使該蛋白質(zhì)溶于水，而不溶于蛋白質(zhì)。

綠色表面活性劑洗滌劑中的應(yīng)用

而用綠色表面活性劑制成的洗滌劑比傳統(tǒng)的洗滌劑具有更好的洗滌性和抗硬水性。部分綠色表面活性劑遇到鈣、鎂離子會產(chǎn)生沉淀，但是并不影響綠色表面活性劑的洗滌效果。原因在于這些綠色表面活性劑遇到鈣、鎂離子后會形成一個亞穩(wěn)定的膠束，在膠束的周圍聚集著一定量的鈣、鎂離子。除此之外的綠色表面活性劑根本就不與鈣、鎂離子反應(yīng)生成沉淀。綠色表面活性劑不管是作為主表面活性劑還是作為助表面活性劑都有明顯的增效作用(提高發(fā)泡能力、增強(qiáng)洗滌效果、增強(qiáng)溶解性等)。綠色表面活性劑與傳統(tǒng)表面活性劑以一定的比例混合后，表現(xiàn)出優(yōu)良的協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)綠色表面活性劑的應(yīng)用效果。綠色表面活性劑APG在餐洗液中應(yīng)用時，與相同劑量的傳統(tǒng)洗滌劑相比，洗盤數(shù)明顯增多，而且殘留量小。綠色表面活性劑MEC具有優(yōu)良的發(fā)泡能力。這種特性使其在水硬度較強(qiáng)的條件下，其活性也基本不受影響。同時，它還是很好的鈣皂分散劑，能夠增強(qiáng)肥皂的溶解度，并且提高肥皂的洗滌能力。

綠色表面活性劑環(huán)境工程中的應(yīng)用

傳統(tǒng)表面活性劑在使用的過程中由于生物降解性差，具有一定的毒性，在使用后一般不被處理就被排放到環(huán)境中。由于傳統(tǒng)表面活性劑難以生物降解，形成長期的殘留，嚴(yán)重地影響了環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)。而綠色表面活性劑具有優(yōu)良的生物降解性和物化性能等特點。這些特點決定了綠色表面活性劑適合于環(huán)境工程領(lǐng)域。如，為了消除土壤中有機(jī)污染物，可用綠色表面活性劑使土壤中的有機(jī)污染物分散、增溶、乳化，使污染物在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)生物降解，甚至完全消失。APG的生物降解性良好，在廢水廠模擬生物降解實驗中達(dá)到了OECD（歐洲共同體經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織）糾的要求。在生態(tài)學(xué)方面，APG對周圍動、植物的毒性很低，在整個生命周期中對周圍環(huán)境產(chǎn)生的危害也很小。 2100433B

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類生活質(zhì)量的提高，服務(wù)于環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、文化體育等“以人為本”的化工產(chǎn)業(yè)將形成一批新的經(jīng)濟(jì)增長點。由于人們環(huán)保意識的不斷提高，相當(dāng)一批化工產(chǎn)品不僅將面臨生產(chǎn)技術(shù)升級，而且要求產(chǎn)品具有較好的環(huán)保特征及高技術(shù)功能。與人們生活息息相關(guān)，滲透到國民經(jīng)濟(jì)各個部門的表面活性劑工業(yè)，無論是生產(chǎn)還是使用過程中都涉及到環(huán)境友好問題。正是為了適應(yīng)這種需要，綠色表面活性劑應(yīng)運(yùn)而生。 “綠色”標(biāo)記產(chǎn)品，最早由美國制造商提出，之后得到公眾的支持。 1993年10月，美國政府頒布文件要求政府部門采購和使用有益環(huán)境的產(chǎn)品，然而這種產(chǎn)品的定義以及標(biāo)準(zhǔn)至今難以確定?？偟母拍钫J(rèn)為，綠色表面活性劑是由天然可再生資源加工而成的對人體刺激小、易生物降解的表面活性劑。

綠色表面活性劑一般是由天然再生資源加工成的具有兩親性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，對人體刺激小，易生物降解。但也有一些綠色表面活性劑是在普通表面活性劑的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾（如引入一些特殊基團(tuán)），有的是對一些本來不具有表面活性的物質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,還有一些是合成的具有全新結(jié)構(gòu)的表面活性劑。綠色表面活性劑具有天然、溫和以及刺激性小等優(yōu)良特點。同傳統(tǒng)表面活性劑一樣，綠色表面活性劑具有親水基和憎水基，但卻具有高效強(qiáng)力去污性、優(yōu)良的配伍性及良好的環(huán)境相容性，并表現(xiàn)出良好的乳化性、洗滌性、增溶性、潤濕性、溶解性和穩(wěn)定性等。