在产品开发中,如何用好表面活性剂?一文带您看透!

来源:腾氏水产商务网 时间:2023-06-30 15:46:38 查看:

表面活性剂有着“工业味精”的美誉,目前,已经深入到我们生活的方方面面,在食品、石油开采、灭火剂、农药、日化等领域应用广泛。


在水产养殖中,表面活性剂也展现了它的价值,如苯扎溴铵用于消毒杀菌,防治细菌性疾病;复合碘溶液就是碘在表面活性剂的络合作用下,使其发挥出更好的碘制剂的作用……


四川科宏达集团有限责任公司(下称“科宏达”)作为国内表面活性剂产业的引领者,拥有30余项授权专利,核心技术位居行业领先地位。


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在水产上,如何利用表面活性剂提升产品性能,解决养殖中的问题,这是制剂企业关心的问题。


作为原料企业,科宏达已经针对各种特性的表面活性剂进行产品复配和开发,成功应用到消毒和调水类产品中,并取得很好的成效。


当代水产:能否简单介绍一下表面活性剂的应用?


科宏达:表面活性剂称之为“工业味精”,已经深入到人类社会活动的方方面面。在面包制造时为维持面包松软的口感而添加的乳化剂;在三次采油时,加入磺酸盐型表面活性剂,提高驱油效率;普通蛋白泡沫灭火剂加入氟碳表面活性剂,提高发泡效果;表面活性剂对农药稀释液的乳液稳定性、分散稳定性、润湿性、悬浮率等技术指标起决定性的作用;苯扎氯铵用于湿纸巾防腐杀菌。


表面活性剂最基本的功能有两个, 一是在表(界)面上吸附,形成吸附膜,通过“正吸附”可迅速降低水的表面张力, 体现了表面活性剂的起泡、分散、润湿、渗透等作用;二是在液体内部自聚,形成多种类型的分子有序组合体,如胶束、反胶束等,表现出增溶、超细微粒(纳米级)等特点。


在实际使用中,有些功能可以直接应用,如季铵盐类的杀菌抑菌作用、消防泡沫的发泡功能;而其它的一些功能,如增溶、乳化、润湿作用等,是通过复配产品起到作用。


当代水产:科宏达在表面活性剂领域做了哪些工作?


科宏达:作为原料企业,科技创新永远是企业的第一核心竞争力,科宏达从2003年成立以来,始终坚持以科技创新作为企业的源动力,先后通过了国家高新技术企业认证、省企业技术中心认证、PSCI认证、CQC认证等,是国家级专精特新“小巨人”企业。


科宏达对表面活性剂的研究比较久,除了与中国日化院、四川大学、中国农业大学、四川农业大学等高校、研发机构成立院士(专家)工作站、表面活性剂联合实验室、药物制剂创新联合实验室、消防泡沫材料联合实验室等科研单位有交流合作外,专门成立了表面活性剂研究中心。


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科宏达特种表活合成车间


为了保障产品的供应和持续的应用研发,我们除了成都新津区的厂区和广东、山东 合作生产基地外,又建立了眉山彭山新厂,目前已经开始试生产。


目前,公司有各类反应生产装置100余套,自动灌装线6条,年产能可达8万吨,实现从原料生产到制剂OEM、ODM加工的全方位覆盖。


当代水产:在季铵盐类这类阳离子表面活性剂产品上,杀菌消毒的效果如何呢?


科宏达:季铵盐类消毒剂经过了多个发展阶段。从烷基二甲基苄基铵这种单链季铵盐,发展为双碳链的季铵盐,进一步形成含两个N+的双子季铵盐(Gemini),再到后来的聚合季铵盐。各类季铵盐有各自的特点:单链季铵盐原料来源广泛,成本低,双链季铵盐杀菌效果更强,但对生产有更高的要求。单、双链季铵盐都是可以直接作为消毒剂使用,而双子季铵盐和聚季铵盐,更多的是体现其络合作用和安全性。


科宏达经过20多年的积累沉淀,对表面活性剂深入探索,从基础理论出发,研究季铵盐的结构与复配工艺。研究发现,季铵盐的不同碳链比例、长短都会对杀菌效果的影响。通过筛选原料,优化生产工艺,可有效控制季铵盐碳链比例,也可生产纯碳链的季铵盐,确实做到精准可控。科宏达可根据客户需求,可定制化开发产品。


当代水产:在复合碘溶液上,表面活性剂如何提升作用?


科宏达:表面活性剂在复合碘溶液中起到非常重要的作用,复合碘的效果、性能与表面活性剂息息相关。


在此简单总结一下:一是稳定碘的作用,好的表面活性剂,对碘起到很好的络合、包裹作用,使碘始终处于稳定状态,保证碘的含量也是体现产品的最终效果。对不同配方复合碘溶液做40℃高温加速考察发现,有些配方在不到一个月时间碘含量就已经下降不合格,不满足国标要求的含量,有些配方非常稳定,下降不到0.05%。二是增效作用,不同的表面活性剂起到不同作用,如对细胞的亲和性、抗有机物的干扰或本身具有抑菌效果。根据科宏达P2实验室数据显示,复合碘溶液在使用肉汤法或TTC法评价,杀菌抑菌效果差异较大(该评价办法不能代表实际应用效果,仅作为配方筛选使用),有些复合碘几个ppm就可以达到效果,有些在几百ppm用量也没有体现效果。


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四川科宏达集团有限责任公司眉山彭山新厂


当代水产:在水产上,科宏达利用表面活性剂,都开发了哪些产品?


科宏达:表面活性剂的功能作用多种多样,在水产养殖也有广泛应用,有直接作用,也有间接作用。


直接作用的如季铵盐类的杀菌抑菌作用;如苯扎溴铵用于消毒杀菌,防治细菌性疾病。


间接作用主要是通过复配,达到增溶、乳化、润湿的目的,提升产品性能。如碘类制剂,就是碘在表面活性剂的作用下,形成均匀、稳定的溶液,使其发挥出更好的碘的作用;对有机酸类产品的改良升级,现在的有机酸产品之所以具备诸多功效,就是我们利用表面活性剂来实现的。


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当代水产:在有机酸上,科宏达的表面活性剂如何提升它的产品性能?制剂企业在有机酸中加入科宏达的表面活性剂后,在功能上有什么区别?


科宏达:传统有机酸产品功效比较单一,随着养殖环境的恶化,效果也越来越差。


科宏达成功把表面活性剂应用到有机酸上后,我们又先后推出了有机酸增效剂、增稠增效剂,对有机酸增效剂进行改良升级,加强其除油膜功能。现在科宏达的有机酸跟传统有有机酸相比,有以下3方面的优势:


(1)增加有机酸的功能,打破水体界面,去除水体油膜,效果非常显著。


油膜实验:科宏达表面活性剂对油膜的分散、乳化作用


(2)提升有机酸的性能,有机酸在表面活性剂的作用下,分散性更好,作用速度更快;渗透性更强,作用更彻底;提升抗干扰的能力,完全释放出有机酸的作用。


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泡沫丰富、细腻


(3)提高有机酸产品的品质,表面活性剂对有机酸包裹、络合作用使产品更稳定;特殊结构的表面活性剂还可以增加产品的粘度。


面对复杂多变水体环境,满足市场的不同需求,科宏达基于对表面活性剂20多年的深入研究,根据有机酸特性及功能需求,筛选、合成出多种特定的表面活性剂,如对池塘油膜的快速分散、去除能力;增加对各种酸体系的耐受力;改善有机酸的外观,增加稠度提升市场竞争力等。更多应用信息详见科宏达有机酸专用表面活性剂产品资料。


当代水产:如果应用到塘头,科宏达的表面活性剂对有机酸产品有哪些显性效果?


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科宏达:从客户(制剂企业)给我们的反馈情况看,在有机酸中添加表面活性剂后,产品会有几个明显的变化:


一是功能更稳定;

二是提升了有机酸产品的利用率,提高解毒、抗应激作用;

三是增加了活化水质、增加溶氧等新功能;

四是让产品显性效果更明显,表达也更直观,达到可视化的状态,让老百姓真真切切的看到了有机酸的使用效果。


当代水产:在表面活性剂板块,科宏达具备哪些优势?


科宏达:公司始终认为人才是推动产品开发第一驱动力,专门成立了表面活性剂研究中心,专职于表面活性剂研究的技术团队30余人,拥有30余项授权专利。中心下设表面活性剂功能研究所、表面活性剂材料研究所、表面活性剂行业应用研究所。也注重产学研相结合,与中国日化院、四川大学等科研院校建立长期的合作关系。


同时配套了相关的专业设备,从微观到宏观的全方位的了解表面活性剂,实现理论到实际应用的转化。比如动态泡沫分析仪,从泡沫的结构、高度、含水量等角度评估表面活性剂的起泡效果和稳泡性,科学、精准的量化分析泡沫;超低界面张力仪,可检测表/界面张力范围10-6~10-3mN/m,适用于具有超低表面张力的样品分析,更精确的了解表面活性剂差异。


同时,公司业务涵盖卫生与健康、油田化工、农业化工、消防泡沫日用化工等多个领域,与各行业的头部企业均有合作。


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当代水产:制剂企业在产品的应用研发中,应该如何去选择好的表面活性剂和鉴别表面活性剂产品的优劣?


科宏达:表面活性剂在动保产品中,主要稳定产品和增强效果两个方面,这需要根据产品特性选择适用功能的表面活性剂。


至于表面活性剂的好坏,这个可能没有统一的标准。我们始终认为,一个产品的需要找到正确的用法,才能够体现其价值。当明确需要表面活性剂的功能时,通过仪器设备检测、分析其表面张力、分散力、接触角等指标,可以大大的缩短产品开发周期。


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