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含氟表面活性剂研究进展
编辑:夜幕降临 识别码:22-964234 13号文库 发布时间: 2024-04-17 07:46:06 来源:网络

第一篇:含氟表面活性剂研究进展

含氟表面活性剂研究进展(油田开发酸化压裂)

含氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种,有很多碳氢表面活性剂不可替代的用途。含氟表面活性剂主要以全氟烷基或全氟烯基或部份氟化了的烷基等作为疏水基部分,然后再按需要引入适当的连接基及亲水基团,根据亲水基团性质的不同分别制得阴离子型、阳离子型、非离子型及两性型等不同系列的含氟表面活性剂产品。含氟表面活性剂的特性

含氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”、“两憎”,即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性;它的含氟烃基既憎水又憎油。

含氟表面活性剂其水溶液的最低表面张力可达到20mN/m以下,甚至到15mN/m左右。一般碳氢链的表面活性剂的应用浓度需在0 1%~1%之间,此时水溶液的表面张力只能降到30~35mN/m,而碳氟链表面活性剂的用量在0、005%~0、1%时,就能使水溶液的表面张力降至20mN/m以下。含氟表面活性剂如此突出的高表面活性以致其水溶液可在烃油表面铺展。含氟表面活性剂有很高的耐热性,如固态的全氟烷基磺酸钾,加热到420℃以上才开始分解,因而可在300℃以上的温度下使用。含氟表面活性剂有很高的化学稳定性,它可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用,而且在这种溶液中仍能保持良好的表面活性。若将其制成油溶性表面活性剂还可降低有机溶剂的表面张力。

研究表明,含氟表面活性剂的高表面活性是由于其分子间的范德华引力小造成的,活性剂分子从水溶液中移至溶液表面所需的张力小,导致了活性剂分子在溶液表面大量的聚集,形成强烈的表面吸附,而这类化合物不仅对水的亲和力小,而且对碳氢化合物的亲和力也较小,因此形成了既憎水又憎油的特性,但它对油/水界面的界面张力作用能力不强,如将含氟表面活性剂与碳氢表面活性剂复配使用,利用含氟表面活性剂能选择性地吸附在水的表面,使表面张力降低;而碳氢表面活性剂能吸附在油/水界面上,使界面张力降低,这样就必定会提高水溶液的润湿性能。含氟表面活性剂的应用

鉴于含氟表面活性剂具有的特性,它的应用性很强。表1所列为含氟表面活性剂的用途分类简况。

部分应用简介:

(1)分散剂 含氟表面活性剂在各种氟树脂的分散聚合时可作分散剂使用。另有研究报导,含氟表面活性剂也可用于PVC的反应过程中。

(2)灭火剂 含氟表面活性剂在灭火剂上的应用可分为“轻水”灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂和抗极性溶剂灭火剂三种,其完全控止火的时间可在90sec以内。

(3)脱模剂 由含氟表面活性剂制备的脱模剂已形成系列化产品,有溶剂型的,也有水剂型的,它不但可用于高聚物弹性体的加工业,而且在刚性体的加工行业(如:铜、钢管的抽拉、压铸件的冲压加工等)也可使用,并得到用户的高度评价。

(4)抗静电剂 由含氟表面活性剂配制的集清洗、防尘为一体的抗静电剂,经测试:对PVC片基处理后,其表面电阻由原来的1012Ω降低至108Ω。用其对录像机磁鼓、磁头表面清洗,效果远比一般的清洁剂或清洁带优越。用此抗静电剂还可对家电、荧屏及其它高档家具、精密仪器等进行表面清洗与防尘,且不产生任何副作用。目前本公司已有此防静电剂产品———“音磁灵”投入市场。

(5)流平剂 在颜料、涂料等产品中加入少量含氟表面活性剂后,可防止固结,改善分散性,防止产生气泡,使色泽更均匀。

(6)防水防油剂 由含氟表面活性剂制备的防水防油剂,对纤维及织物处理后,既可使其具有防水、防油的性能,又不影响其本身的物理特性。由其处理的一次性纸质具已大量进入市场。

(7)其它应用 把含氟表面活性剂加入地板蜡中,可改善地板的光泽,增加其耐磨性及抗污染性。含氟表面活性剂还可用于石油回收用助剂、海面上的集油剂、金属防腐剂及金属光泽处理剂等等。含氟表面活性剂的合成含氟表面活性剂的合成一般分三步:首先合成含6~10个碳原子的碳氟化合物,然后制成易于引进各种亲水基团的含氟中间体,最后引进各种亲水性基团制成各类含氟表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备含氟表面活性剂的关键。含氟烷基的工业化生产方法主要是电解氟化法、氟烯烃调聚法和氟烯烃齐聚法。

3.1 电解氟化法

电解氟化法是将被氟化的物质溶解或分散在无水氟化氢中,在低于8V的直流电压下进行电解。电解中在阴极产生氢气,在阳极有机物被氟化。在此工艺路线中,可将碳氢链烷基的酰氯或磺酰氯直接换成相应的全氟烷基酰氟或磺酰氟产物,由它们出发,可用普通方法制得各类含氟表面活性剂(见下式)。

由于电解氟化反应甚为激烈,易发生C-C链断裂,反应过程中除了生成与原料的碳原子数相同的全氟化合物外,还生成短链的全氟化合物和其它类型的副产物,因此总的产物收率较低。采用此法生产含氟表面活性剂的有美国3M公司,日本大日本油墨公司及东北肥料公司等。

3.2 氟烯烃调聚法

氟烯烃调聚法最早是由英国HaszeldineRH教授提出的方法,是利用全氟烷基碘等物质作为端基物调节聚合四氟乙烯等含氟单体制得低聚合度的含氟烷基调节物。他在1951年发现三氟碘甲烷可与乙烯和四氟乙烯发生调节聚合反应的工业生产路线。随后美国DuPont公司又开发了用五氟化碘和四氟乙烯进行调聚反应,制得全氟烷基磺化物。C2F5I+nCF2=CF2C2F5(CF2CF2)nI此反应产率虽高,但最终产物为链长不同的混合体(其n数的分布较宽),适当选择良好的反应过程,控制反应工艺条件,确保n数在所需的范围内(n∶2 4)终止反应的继续发展。以减少不希望得到的高沸物(n>6)大量生成。作为调聚剂使用的其它物质还有很多,在这一研究领域内已有大量的专利发表,其各自的反应

式如下:

采用调聚法生产含氟表面活性剂的有美国杜邦,瑞士汽巴 嘉基,日本旭硝子及大金等公司。从调聚反应所得产物是链长不一的混合物,这样就可合成出不同长短的氟碳链疏水基,若以适当的比例混合使用,更能发挥最终产物的表面活性。

3.3 氟烯烃齐聚法

氟烯烃齐聚法是由英国ICI公司1965~1969年开发的,它是利用氟烯烃在非质子性溶剂中发生齐聚反应得到高支叉低聚合度的全氟烯烃齐聚物。最常用的有四氟乙烯齐聚法、六氟丙烯齐聚法和六氟环氧丙烷齐聚法三种。四氟乙烯齐聚法得到聚合度以4~6为主的齐聚物,其中五聚体所占比例最大,约占整个混合物的65%左右。由于连接双键碳原子上的氟原子易被亲核试剂取代,所以可通过这一反应来引入所需的连接基团。四氟乙烯五聚体分子中与双键原子直接相连的氟原子在碱性介质中可与亲核试剂如苯酚等发生取代反应,由此可合成一系列含氟表面活性剂。六氟环氧丙烷在氟离子的作用下,很容易进行齐聚反应。六氟环氧丙烷的齐聚物因含有酰氟官能团,可发生多种反应,可得多种含氟表面活性剂。

采用齐聚法生产含氟表面活性剂的公司有英国ICI公司、日本neos公司等。4 含氟表面活性剂新进展

传统的含氟表面活性剂主要是单链型的,目前双链含氟表面活性剂正引起人们极大的兴趣。已报道的双链含氟表面活性剂主要有两类,第一类是双链均为含氟碳链,第二类是双链分别为碳氟和碳氢链。后一类常被称为杂交型表面活性剂(hybridtypesurfactants)。

近年来,含硅的含氟表面活性剂正以其独特性能引起人们的关注。含氟表面活性剂和硅表面活性剂都属于特种表面活性剂。含硅的含氟表面活性剂可望具有含氟表面活性剂在浓度很高的乙醇水溶液中也显示很高的表面活性。它可作为高效消泡剂,不仅可用于水溶液体系,而且可用于非水体系。含硅的含氟表面活性剂也具有优异的润滑作用。也有研究表明,含硅的含氟表面活性剂有很高的抗HIV 1活性。

对含氟表面活性剂中碳氟链进行化学修饰以使其具有更多的特殊功能的工作也有了较大进展。与碳氢链锯齿型构型相反,碳氟链具有刚性构型。有人将醚键引入碳氟链,以使碳氟链具有更好的柔顺性及水溶性。而杂原子的引入更使碳氟链多样化。

含氟表面活性剂作为工业化产品的作用历史并不很长,它的应用领域还有待进一步开拓,随着对它的性能与应用的逐步研究、认识,相信此类产品的品种与产量必将会不断扩大。我国对于含氟表面活性剂的开发,性能研究及应用领域与国外相比尚有较大差距,随着我国国民经济的发展及综合国力的不断增强,含氟表面活性剂这一新产品,新技术的开发应用,将会呈现出广阔前景。

第二篇:氟碳表面活性剂系列产品介绍

氟碳表面活性剂系列产品介绍

一、消防用氟碳表面活性剂

1、本公司产品型号与替代国外产品型号、性能指标、建议添加量及参考价格

本公司产品型号JF1127JF302JF402

替代国外产品型号1157N1203SC4040

10万元货款以下价格(量大可商量)200元/Kg170元/Kg100元/Kg

6%AFFF建议添加量3.0%4.5%8.3%

活性组分含量28%28%28%

0.5‰水溶液表面张力≤17≤17.5≤18.5

1‰水溶液表面张力≤16≤16.5≤172、本系列产品是两性氟表面活性剂,具很好的离子匹配性,适用范围广:可用于生产抗溶性、耐海水、水成膜、低粘度等各种类型的泡沫灭火剂(都有单位成功使用)等。

3、本系列产品对降低水的表面张力具有更好的效率和效能,尤其是对目前国内很多厂家采用含有K12、AES、甜菜碱、咪唑啉等成分的泡沫灭火剂配方体系,效果比进口产品更佳。

4、本系列产品具有很好的发泡性能,泡沫不带油效果好,没有任何腐蚀性。

5、本系列产品具有很好的低温性能:即使使用2-5℃的水仍然可以很容易分散。

6、本系列产品具很好的抗硬水性能:人工海水配制1‰浓度溶液室温放置30天表面张力不变。

7、本系列产品结构性能相当稳定:经加速老化试验后性能不变;在强酸或碱中加热不分解。

8、本系列产品无毒:某防化部队用于生产消毒泡沫,现已完成中试,说明本系列产品无毒。

9、自202_年3月投产以来,产品质量一直很稳定,日产1吨;库存500公斤以上,可随时供货。在国内现有取得公安部消防产品认证中心型式认可证书厂家中,已有一半厂家使用过本系列产品。

10、几种氟表面活性剂(不含碳氢表面活性剂时)技术性能综合对比:

生产氟表面活性剂公司地域美国法国本公司

憎水基的结构特点全氟直链含氟直链全氟直链

1‰固含量水溶液表面活性(mN/m)15.515.715

在2-5℃水中的分散性易分散难分散易分散

固体物分解起始温度3200C2300C3200C

50%硫酸或25%NaOH、800C、48h不分解不分解不分解

101℃煮沸72h或-10℃冷冻72h性能不变性能不变性能不变

系列产品与发泡剂的离子匹配性SC4040与阳离子发泡剂混合发生沉淀适于各种离子发泡剂

11、本公司已投产用于涂料、油墨、助焊剂等的多种润湿剂、流平剂JF202、JF203等,开发出多种氟碳树脂、含氟织物整理剂如柔软性防油防水剂等,可来电索取资料。

二、氟碳表面活性剂润湿剂、流平剂

商品名JF202JF203

介质类型溶剂型(溶剂:异丙醇)溶液型(溶剂:水和二乙二醇丁醚)

外观黄色透明液体黄色透明液体

固含量80%40%

提议用量0.02~0.08%0.02~0.08%

pH值6~86~8

密度(20℃)1.1571.110

凝固点-4℃-4℃

表面张力(20℃)16.8 mN/m(1%水溶液)15.8 mN/m(1%水溶液)

适用范围溶剂型或水性、乳液型涂料、油墨,各种助焊剂、灭火剂、电镀液、驱油剂

参考价格1000元/公斤500元/公斤

用途:

本品由本公司合成的全氟非离子表面活性剂和全氟两性表面活性剂两种产品复配而成,该产品具有如下特点:

1、本系列产品对降低水、溶剂等物质的表面张力具有更好的效率和效能,具有很高的活性。

2、本系列产品具有很好的低温性能:即使使用2-5℃的水仍然可以很容易分散。

3、本系列产品具很好的抗硬水性能:人工海水配制1‰浓度溶液室温放置30天表面张力不变。

4、本系列产品结构性能相当稳定:经加速老化试验后性能不变;在强酸或碱中加热不分解。

5、本系列产品无毒:某防化部队用于生产消毒泡沫,现已完成中试,说明本系列产品无毒。

因而可用于:

1、用作涂料行业中的润湿剂、流平剂:提高涂料、油墨的润湿性、流平性,使涂料或油墨能在难以被润湿的塑料或金属表面铺展;增强颜料的分散性、均匀性,防止涂层出现针孔现象;同时还可提高涂料的耐候性和防污性能;

2、可作为各种助焊剂的润湿剂、流平剂:可大大提高焊锡和基层金属的润湿能力,降低焊锡表面张力,增加其扩散率。本系列产品在320℃以上开始分解,足以满足电子工业的要求。

3、可作为各种消防灭火剂中重要的原料,制成抗溶性、耐海水、水成膜、低粘度等各种类型的泡沫灭火剂等;

4、三次采油中用作驱油剂;

5、电镀行业中的镀镍、镀锌等的添加剂:在电镀件清洗时添加本品可有效地除去电镀件的油污,提高电镀液对被镀件的湿润性,从而提高电镀件质量;

6、特种行业:用于制造消毒泡沫。

包装及贮运:塑料桶包装,按一般化学品规定贮运。

联系人:梁博士

电话:010-86433911(小灵通手机)

或***

第三篇:氟苯尼考药理学研究进展

氟苯尼考的药理学特点及研究进展

摘要:氟苯尼考作为一种新型广谱抗菌药,具有吸收好、体内分布广、安全高效等特点,在临床上被广泛应用,主要用于敏感细菌所致的猪、牛、鱼及禽类等感染性疾病的防治。本文对氟苯尼考药代动力学、药效学、不良反应、临床应用等方面进行介绍。

关键词:氟苯尼考 药效学 药代动力学 耐药性 不良反应 临床应用

氟苯尼考(florfenicol), 又称为氟甲砜霉素, 是由美国先灵--保雅(Schering-Plough)公司研制开发的一种兽用的氯霉素类广谱抗生素。具有抗菌广谱、吸收好、体内分布广、安全高效等特点,对敏感菌所致的畜禽细菌性疾病治疗效果显著[1]。氯霉素存在严重的致再生障碍性贫血的不良反应,在美国、中国等已禁用于食品动物。作为氯霉素的替代品,避免了再生障碍性贫血不良反应的发生,在安全性和有效性上都明显优于氯霉素和甲砜霉素。且对耐氯霉素及甲砜霉素的细菌如大肠埃希氏菌、克雷白氏杆菌、溶血性巴氏杆菌、多杀性巴氏杆菌、奇异变形杆菌、金黄色葡萄球菌、胸膜肺炎放线杆菌与伤寒沙门氏菌等,氟苯尼考仍然敏感。并且据研究表明,氟苯尼考具有一定的抗炎活性,可以减轻由内毒素导致的炎性反应[2]。因此,在各种动物的疾病防治上,尤其是食品动物,氟苯尼考具有广阔的应用前景。

一、氟苯尼考的名称及结构

氟苯尼考又称氟洛芬,是甲砜霉素的单氟衍生物,所以又俗称氟甲砜霉素。氟苯尼考的化学名称为D(+)-苏-l-对甲砜基苯基-2-二氯乙酰氨基-3-氟丙醇,分子式为C12H14NO4C12SF,分子量是358.22。化学结构式如下:[3]

二、氟苯尼考的药效学

1.氟苯尼考能与细菌70s核糖体50s亚基紧密结合。降低肽酰基转移酶的活性,从而抑制肽链的延伸,干扰细菌蛋白质的合成。对革兰氏阳性菌和阴性菌都有作用,对阴性菌的作用较阳性菌强[1]。

2.其抗菌谱与氯霉素与甲砜霉素相似,但抗菌活性明显优于两者(MIC均为10倍),对多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌及支原体等均有作用。其对牛呼吸道病病原菌的MIC50 与MIC90(g/mL)分别为:溶血性巴斯德氏菌0.50,1.00;多杀性巴斯德氏菌0.50,0.50;昏睡嗜血杆菌0.25,0.5。对猪胸膜肺炎放线杆菌的MIC 为0.2 ~ 1.56 g/mL。对耐氯霉素和耐甲砜霉素的痢疾志贺氏菌、伤寒沙门氏菌、克雷伯氏肺炎菌、大肠杆菌及耐氨苄西林流感嗜血杆菌的MIC 均为0.5 g/mL[4]。

三、氟苯尼考的药动学

氟苯尼考内服和肌肉注射吸收迅速,分布广泛,半衰期长,血药浓度高,能较长时间地维持血药浓度生物利用度高达96%。氟苯尼考在动物胃肠道内吸收良好。氟苯尼考在动物体内呈全身性分布,但各组织器官药物浓度不同。血液和肌肉中药物浓度相近,脑中药物浓度较低,这表明分布时存在着血脑屏障。氟苯尼考在动物体内主要经肝、肾代谢,主要代谢产物是Florfenicolamine 和Florfenicolalcohol。氟苯尼考及其代谢物主要经尿和胆汁排泄,仅少量经粪便排出。[5-7]

1.猪按5 mg/kg经胃管灌喂该药后1 h, 血药浓度即达2.25 g/mL,是甲砜霉素的3 倍多;鱼经口投药(氟苯尼考给药剂量为10mg/kg)后3 h,所有组织器官中有很高浓度氟苯尼考,到给药后10.3 h,血药浓度达到峰值4.0 g/mL。鱼、鸡、马和牛静脉注射的半衰期分别为12.2 h、173 min、1.8 ± 0.9 h 和159 min。

2.氟苯尼考在鸡体内吸收好,分布快,消除也快。静注、肌注后曲线下面积AUC 与剂量呈比例关系,各参数无剂量依赖性[8]。

3.氟苯尼考在家兔体内主要药动学特征为: 内服吸收迅速、分布快而广、消除较快;肌注吸收速度显著慢于内服, 分布广泛, 消除也较快[9]。

四、氟苯尼考的临床应用

由于氟苯尼考的抗菌谱广及无潜在性致再生障碍性贫血等优点,近年来被广泛应用于畜牧生产和水产养殖中。主要用于畜禽的细菌性疾病和霉形体, 尤以对呼吸系统感染和消化道感染疗效显著。

畜:猪气喘病、脑膜炎、猪水肿病、链球菌病、猪肺疫、猪丹毒、萎缩性鼻炎、副伤寒、仔猪黄白痢、传染性胸膜肺炎、乳腺炎、无孚综合症等。

禽:细菌性慢性呼吸道疾病、鸭传染性浆膜炎、霍乱、大肠杆菌病及沙门氏菌病等。

现将其主要的应用范围简要总结如下[10-11]。

五、用法、用量

1.猪禽用粉剂拌料, 每吨饲料加人10%氟苯尼考粉剂800克, 1日2次, 连用

3-5天, 预防量减半。

2.注射每千克体重20毫克, 肌肉或皮下注射, 如5%的注射剂, 每千克体重注射0.4毫升,2天1次, 连用2次。

3.也可用5%的水剂饮水, 100毫升加水50-100千克, 搅拌均匀后自由饮用, 连用3天。

4.特别适用于雏禽前期预防, 显著提高成活率, 用药期间只以含此药品的饮水作为禽的唯一水源。

5.氟苯尼考的停药期为28天[12]。

六、氟苯尼考的耐药性

氟苯尼考由于其广谱、高效的特性而广泛使用于兽医临床。然而由于临床使用不当,其耐药菌株的发生率逐年上升,最近几年氟苯尼考在不少菌群中出现的耐药性问题已引起了人们的高度重视,相关的研究报道也不断出现。

1996 年Kim 等首次从鱼的巴氏杆菌多重耐药R 质粒中发现耐氟苯尼考的基因, 并将其定名为pp-flo。对该基因克隆测序结果表明, pp-flo基因定位在R 质粒中编码磺胺药耐药基因的下游区,序列分析表明该基因与非酶介导的氟苯尼考耐药基因(anlA)有47.4%的同源性。

随后又相继从沙门氏菌、大肠杆菌和葡萄球菌属中克隆到氟苯尼考耐药基因flor、cfr和fexA[12-13]。

七、氟苯尼考的不良反应

氯霉素影响骨髓造血功能主要表现在两方面:①造成可逆性的血细胞再生抑制, 这种现象与剂量和疗程有关, 停药后较易恢复。②导致不可逆的骨髓再生障碍性贫血, 此现象与剂量大小无关。

己经证明, 氯霉素分子结构中硝基的还原产物是导致这种现象的主要原因。据不完全统计, 氯霉素引起再生障碍性贫血的发生机率为二万分之一至十万分之一。甲砜霉素分子结构中用甲砜基取代了氯霉素芳香苯环上的硝基, 而不表现再生障碍性贫血。氟苯尼考是甲砜霉素的衍生物, 分子结构中没有硝基, 所以不引起再生障碍性贫血, 使用安全。但氟苯尼考的繁殖毒性试验表明, 该药具有胚胎毒性,能使F1 代雄鼠附睾重量明显减轻, 从而使F2 代幼仔的哺乳指标和存活率均降低, 因此建议妊娠动物禁用[6]。

八、注意事项

①氟苯尼考注射剂低温出现沉淀现象,经加热溶解后使用不影响疗效;

②此药不良反应少,注射用药后有时出现肛门周围发痒,稍后迅速消失; ②偶见有消化不良反应、食欲不振、腹泻及注射部位可出现炎症等; ④本药不宜与磺胺嘧啶、红霉素、林可霉素、四环素、氟喹诺酮类、β-内酰胺类药物混用;

⑤哺乳期和孕期的母牛慎用;

⑥在患病畜禽体温较高时,可配合解热镇痛药物使用,效果更佳[12]。

九、研究现状

氟苯尼考凭借其吸收好、安全, 在规定休药期停药无残留,能保证人、畜安全药物的安全范围大, 用推荐剂量的十倍, 不会产生不良反应和中毒, 不与人类形成交叉耐药性, 对环境无任何危害等特点被广泛应用于水产及畜牧业。

从目前报道的对其耐药性的研究情况看,对分离的耐药株的确认还缺乏一套可靠、统一的标准,耐药基因的分子遗传背景及流行病学特征、基因的精确定位和分型方法均有待探讨[14-16]。

因此, 氟苯尼考的研制与生产, 不仅丰富了国内抗菌剂的种类,也是对水产养殖业和畜牧业的一大贡献。

参考文献

[1] 杨成勇 杨信忠 许英民 氟苯尼考的药理作用及在兽医临床上的应用 兽药疫苗 202_.4 第38页。

[2]张雪梅 氟苯尼考抗炎活性及对炎性信号传导通路的调控。

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[8]胡顶飞,沈建忠,吴先爱 氟苯尼考静注及肌注在鸡体内药代动力学研究 畜牧兽医学报,202_ ,33(4)。

[9]陈红伟,李英伦 单剂量氟苯尼考内服及肌注在家兔体内药代动力学研究 中国兽医学报 202_年2月第28卷第2期。

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[13]王庆福 氟苯尼考残留对细菌耐药性的影响。

[14]谢恺舟,姚宜林,李洋静,徐东,陈书琴,裴燕,谢星 高效液相色谱荧光检测法同时检测鸡肉中氟苯尼考及氟苯尼考胺残留 中国兽医学报 202_年4月第30卷第4期。

[15] 张旭 王大菊 伍金娥 氟苯尼考对禽多杀性巴氏杆菌的抗菌后效应 华中农业大学学报 202_年8月第25卷第4期。

[16]王道坤 正确认识和使用氟苯尼考 北方牧业 202_年6月。

第四篇:饮茶型氟中毒防治措施研究进展

饮茶型氟中毒防治措施研究进展

李艳红1 马亚红2

(1.内蒙古地方病防治研究中心,010031;2.呼和浩特市妇幼保健院,010031)

〔摘要〕饮茶型氟中毒是近年发现的一种氟中毒类型,是由于大量饮用含氟量极高的砖茶制作的奶茶、酥油茶、茶水等而引起的以骨骼、牙齿为主要损害的氟中毒。防控饮茶型氟中毒应研究筛选推广适合广大群众口味并可以接受的低氟砖茶并引入健康教育与健康促进等综合性干预措施,以推广低氟砖茶结合健康教育为主的综合性防控措施是预防饮茶型氟中毒的主要方法。关键词:饮茶型氟中毒 防治措施 进展

饮茶型氟中毒是我国特有的一种地方性氟中毒类型,是由于大量饮用含氟量极高的砖茶制作的奶茶、酥油茶、茶水等而引起的以骨骼、牙齿为主要损害的氟中毒。饮茶型氟中毒是近年发现的一种氟中毒类型,主要分布在有饮用砖茶习惯的人群中,人口总数超过3000万,目前有关研究报道较少,而其对人体的危害非常严重的缺陷造成严重的心理影响

【4】

【2】【3】

【1】,严重的病情不仅使病人因容貌,更重要的是因病致贫,同时因为生活习惯使得少数民族患病率及严重程度远高于汉族群众,因此饮茶型氟中毒不仅影响到当地的经济发展,而且涉及到民族团结及社会和谐建设。

为了更好地预防和控制饮茶型氟中毒,现将饮茶型氟中毒的防治措施加以总结,为今后的防治工作提供依据。减少或杜绝砖茶摄入 饮茶型氟中毒是由于大量饮用含氟量极高的砖茶所引起的,因此减少或不喝砖茶,或改喝其他低氟茶叶品种,是控制饮茶型氟中毒的根本措施

【5】

。但是砖茶是病区居民,尤其是藏、蒙、鄂温克、哈萨克、维吾尔等少数民族居民必不可少的生活必需品【6】,短期内改变生活习惯非常困难,因此依靠减少或杜绝砖茶摄入的方法会影响群众正常生活。砖茶降氟 由于病区的少数民族群体饮浓茶习惯由来已久,不可能在短期内改变,所以饮茶型氟中毒的防治重点应放到低氟砖茶的研制和砖茶除氟技术上面,将氟含量降低到安全范围之内【7】。因此降低砖茶含氟量,研制和生产符合国家标准的低氟砖茶,对控制饮茶型氟中毒、保障人民身体健康具有重大意义,而且是非常急迫的工作。目前主要的研究方向有以下几个方面:

2.1 选育低氟茶树品种 茶树是富氟植物,通过选育低氟茶树品种是茶树降氟的一条途径。陈瑞鸿等【8】利用氟电极分析了浙江茶区的31个茶树品种,发现在成熟叶中,氟含量 最高的达到为2163.2mg/kg,而氟含量最低为805.7mg/kg,前者为后者的2.7倍,可见不同品种差异十分显著,因此低氟茶树可作为低氟砖茶原料的重要资源。

2.2 选择适宜栽培条件

2.2.1 改善栽培环境 茶树中的氟主要源于土壤、大气和灌溉用水,因此加强对茶树周围生态环境的治理有一定的意义。工业“三废”往往含有氟元素,这会对周围环境造成氟污染,应避免在有氟污染的地方建设新茶园。同时,土壤中可溶性的氟水平对茶树体内氟含量有决定作用,应减少或淘汰土壤高氟茶区茶叶的生产,推广土壤低氟茶园茶叶的生产

【9】

1。茶园灌溉用水的氟水平也是影响茶树体内氟含量的重要因素,因此设法降低灌溉用水中可溶性氟含量有重要意义。

2.2.2 合理施肥 肥料(尤其是化肥)也是茶园土壤中氟含量的重要来源,磷肥厂的原料主要是含氟磷灰石[3Ca(PO4)2·CaF2],含氟量可达4%,施磷肥可以造成茶园土壤氟污染因此必须做到合理施肥。

2.3 改进茶叶原料 现阶段用于砖茶的原料主要是用成熟叶、粗老叶、修剪枝、茶果等【11】

【10】。由于氟在茶树体内主要分布在老叶中,因此原料粗老是砖茶氟含量高的直接原因,适当增加茶原料的嫩度或拼配一些含氟低的原料,对降低砖茶氟含量有至关重要作用。

2.4 改善茶叶的处理方式 采用合理工艺,能够减少茶叶中的氟含量或者氟在水中的溶出。高夫军等【12】研究了水处理不同温度和时间对茶叶氟含量的影响,发现随着水温升高

。和处理时间延长,茶叶氟含量呈明显下降趋势。揉捻后的茶叶经60C的水处理l分钟,茶叶氟含量显著下降,而主要品质化学成分可得到较好保留。

2.5 添加降氟剂 在砖茶加工过程中添加不同降氟剂,是解决砖茶型氟中毒的一个可行且效果较为明显的途径。常用的降氟剂有氯化铝、氯化钙、硫酸铝、硫酸铝钾、复合配方E、皂土等【13】。湖南曹进等

【14】

在砖茶中加入珍珠钙、骨碳粉、柿子叶等制成200-300mg/kg的低氟砖茶,在内蒙、青海等地开展了预防试验,其缺点是珍珠钙、骨碳粉、柿子叶等成分长期摄入后对人体的危害尚有待研究。新疆王连芳

【15】

报道了从羊骨提取的DTF茶叶除氟剂,尝试用食品营养添加剂DFR除氟。中国地病中心研究用活化蛇纹石除氟,湖北熊培生等

【16】与此同时,人们也开始关注现代生物技术培育低氟新茶叶品种的方向。利用氟与这些化学试剂发生吸附、沉淀反应的特性,可以使砖茶中游离态氟转化成难被人体吸收的非活性态氟,从而达到降低砖茶茶汤中氟含量的目的,尤其是在茶叶的蒸揉工序中添加降氟剂时降氟量最 1.李艳红(1968-),女,医学硕士,主任医师,主要从事地方性砷中毒和氟中毒防治研究工作。2.马亚红(1967-),女,公共卫生硕士,主任医师,主要从事妇产科及妇幼保健的工作。大,且工艺配合可提高试剂降氟效果

【17】

。施嘉瑶等

【18】

在砖茶加工过程中添加不同降氟剂,【19】发现各试剂均能稳定有效地降低砖茶中氟的浸出量或茶汤中氟的浓度。另有人提出在茶水沏制过程中加入降氟剂也可大幅降低茶水含氟量,且茶水色、味、pH值均无改变。因此寻找一种使用方便、健康安全、降氟效率高的降氟剂对于尽快采取措施控制饮茶型氟中毒有现实意义。改善营养结构 高蛋白质营养食物对氟中毒具有拮抗或解毒作用,较好的营养可以减轻病情,而营养不良,则可加重病情。因此,发展多种生产方式,改变单一的饮食结构,摄取足量的肉类、奶制品,以满足身体对蛋白质的需要,同时,多吃新鲜的蔬菜、瓜果,以补充足够的维生素C,提高身体素质的同时,也增强了机体对氟的拮抗、解毒作用,减少氟在体内的聚集。孙殿军等

【20】

调查数表明,阿坝藏族成人氟骨症X线检出率及Ⅱ度以上氟骨症所占比例较内蒙古陈旗大,说明四川阿坝病情比内蒙古陈旗严重;但四川阿坝总摄氟量和经砖茶摄氟量都不如内蒙古陈旗的高,这与病情不符。为此,调查了膳食营养成分对病情的作用,发现两个民族膳食中钙相近,但陈旗蒙古族膳食中抗氧化物质成分(维生素C、E)多于藏族,这有可能是陈旗蒙古族病情轻于四川阿坝藏族病情的主要原因。发展当地经济,提高居民经济水平从某种程度上讲,一个地区的经济条件对于疾病的预防和治疗也是非常重要的,经济发展好,一方面,人们可以有好的医疗条件,可以运用先进的除氟技术,可以有更好的饮食条件、更科学的营养结构,另一方面,可以使人们开阔视野,适应更健康的生活方式等等,而这一切对于疾病的预防都有不可忽视的作用。健康教育和健康促进 砖茶生产工艺的改进、砖茶除氟技术的提高以及培育低氟新茶叶品种的方法,虽然可以降低茶氟摄入量,但有的没有投入生产,有的口感欠佳,有的添加非食品型添加剂,长期饮用对人体健康影响有待于深入研究,而且这些措施势必造成砖茶成本的提高,从而也会增加群众的经济负担,在推广上存在一定难度,在短期内很难达到预防饮茶型氟中毒的目的。为了在现有条件下最大程度的保护饮砖茶人群的身体健康,减少饮茶型氟中毒的发生,在饮茶型氟中毒病区开展健康教育与健康促进工作非常必要。加强预防饮茶型氟危害的宣传教育,提高群众的的氟患意识,使病区居民认识到发生饮茶型氟中毒的原因、危害及有效的防治办法,积极主动地配合我们的防治措施。在进行健康教育时,还应进行必要的砖茶冲泡方法科学性宣传教育,增强病区居民的自我保护能力,教育群众尽量饮用低氟砖茶,不喝浓茶,不喝长时间煮沸茶,不喝浸泡时间过长的茶,最好弃去头泡茶,最大限度的减少茶氟的摄入,自觉改变不良饮食习惯。同时,也要充分发挥各有关部门对降低茶氟工作的组织协调作用,做好饮茶型氟中毒的预防工作。综上所述,研究筛选适合广大群众口味并可以接受的低氟砖茶并引入健康教育与健康促进的综合性干预措施,不仅对饮茶型氟中毒疾病本身的防治有重要意义,而且对促进病区经济发展、民族团结及和谐社会的建设有重要意义。同时对由于不良生活习惯所引起的疾病或通过改变生活方式与习惯可以防治的疾病的综合防治也有极大的借鉴意义。参考文献

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第五篇:关于表面活性剂对水基纳米流体特性影响的研究进展论文

在能量传递研究及应用技术方面,纳米流体作为一种新型换热工质已获得关注。目前,关于纳米流体,主要从其制备、稳定性、热物性及传热传质等方面研究。稳定的纳米流体是进行各种研究及应用的基础。由于悬浮于流体中的纳米粒子有热力学不稳定性、动力学稳定性和聚集不稳定性的特点,因此如何保持粒子在液体中均匀、稳定地分散是非常关键的问题。常用的纳米流体分散技术里表面活性剂对纳米流体特性的影响是研究的热点之一。

表面活性剂的分子结构具有不对称性,即亲水性的极性基团和憎水性的非极性基团。根据其在水中能否电离将其分为离子型和非离子型表面活性剂,根据离子型表面活性剂生成的活性基团,又将其分为阴离子和阳离子表面活性剂。纳米流体中表面活性剂的选择主要考虑基液、表面活性剂的种类和浓度。在水基纳米流体中,常见的表面活性剂有阴离子型的十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、阳离子型的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、非离子型的辛基苯酚聚氧乙烯醚(OPE)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。表面活性剂对纳米流体特性的影响主要从种类和浓度来考虑。针对已有的研究,总结和分析表面活性剂对纳米流体稳定性和热物性影响的实验研究,并从机理对其进行更深层次的研究。同时针对目前的研究现状,提出了未来相应的研究方向。表面活性剂对流体稳定性的影响

表面活性剂对纳米流体稳定性起着重要作用。已发表的文献中,重点研究其种类和浓度对纳米流体稳定性的影响。由于影响纳米流体稳定性的因素非常多,各因素之间的相互影响不同,实验所得的研究结果存在一些差异。

李金平等提出了水基纳米流体中选择表面活性剂的一些建议,研究了表面活性剂聚乙烯醇(PVA)和 SDBS 对 Cu、Ag 和 TiO2纳米粒子悬浮液分散稳定性的影响,得出 PVA、SDBS 及两者的混合能够使 Cu、Ag 纳米流体稳定悬浮,而不能使TiO2纳米流体保持 1h 以上的稳定悬浮。作者分析认为 TiO2纳米流体中粒子吸收光能后,在表面生成的两种化学性质很活泼的自由基抑制了表面活性剂的吸附,即表面活性剂在粒子表面没有发挥作用。PVA 和 SDBS 的混合产生的效果很好,但不清楚其混合比。

李兴等依次制备了无表面活性剂、添加SDBS、CTAB 和 PVP 三种表面活性剂的水基 TiO2纳米流体,静置 24h,进行常温下的粒径和 Zeta 电位测试来表征纳米流体的稳定性,得出纳米流体的稳定性由强到弱的排序,依次是TiO2-SDBS-H2O,TiO2-PVP-H2O,TiO2-H2O 和 TiO2-CTAB-H2O。与李金平等[10]关于SBDS对TiO2纳米流体稳定性的研究结果存在分歧,分析认为可能是纳米粒子的来源、纳米流体的制备方法、稳定性表征的方法及添加的表面活性剂的浓度等之间的差异导致的结果。

郝素菊等采用离心分散法研究 SDBS、CTAB 及乳化剂聚乙二醇辛基苯基醚(OP)对水基碳纳米管纳米流体的稳定性的影响,结果由强到弱依次是乳化剂 OP、CTAB 和 SDBS。同时研究了其浓度对流体稳定性的影响,表明存在最佳的浓度值使得流体的稳定性最佳,SDBS、CTAB 和乳化剂OP 三种表面活性剂的最佳浓度分别为 3.0g/L,1.6g/L 和 1.56g/L。朱冬生等[13]有关SDBS及其浓度变化对水基 Al2O3纳米流体悬浮稳定性的结果与此相似。通过 Zeta 电位和吸光度的表征,得出浓度对流体稳定性有重要影响,最佳的 SDBS 质量分数为 0.1%。林海斌等[14]研究表明纳米粒子 γ-Al2O3对表面活性剂 PEG600 存在一个饱和吸附值,且在该值附近纳米流体的稳定性最好。

程波等研究了表面活性剂OP-10及其浓度的变化对炭黑-氨水纳米流体悬浮稳定性的影响。结果表明,OP-10 及其浓度变化都影响流体稳定性,纳米颗粒的团聚现象随OP-10浓度的增加而改善,加入 2%、3%和 4% OP-10 的纳米流体在 7 天后出现了纳米颗粒沉积,晃动试管后颗粒会重新分散。

Yang 等制备了含表面活性剂 OP-10 的炭黑-氨水纳米流体和含表面活性剂 SDBS 的 Al2O3-氨水纳米流体,用吸光度进行表征,得出随着表面活性剂浓度的增加,纳米流体稳定性先增加后减小,OP-10 和 SDBS 的最佳质量分数依次是 0.3%、0.1%。且表面活性剂 OP-10 对炭黑纳米粒子的吸附存在一个反应时间。

宋晓岚等研究了混合表面活性剂对水基CeO2纳米流体的分散稳定性的影响,混合表面活性剂为 CTAB+Tween80(1∶1),SDBS+Tween80(1∶1)。结果表明,含混合表面活性剂的流体均比只含一种表面活性剂的流体的 Zeta 电位值高,即混合表面活性剂对纳米流体的稳定性影响更 好,且 含 SDBS+Tween80 的 溶 液 大 于 含CTAB+Tween80 的溶液的 Zeta 电位绝对值。王赛等[18]的研究也表明混合表面活性剂对纳米流体的稳定性影响更好。

综上所述,表面活性剂的种类和浓度是影响纳米流体稳定性的重要因素,存在最佳浓度值使得所制备的纳米流体分散稳定性最佳。为了得到更加稳定的纳米流体,混合表面活性剂及其混合的比例可以作为一个研究方向。表面活性剂对流体稳定性影响的机理

在实验研究的同时,学者们还深入研究了表面活性剂使得纳米流体分散稳定的作用机理,主要包括静电稳定机理和空间位阻效应,解释如下[25]。

(1)表面活性剂吸附在纳米颗粒表面,增加了粒子之间的距离,减小了Hamaker常数,从而降低纳米粒子之间的范德瓦尔斯引力势能。

(2)表面活性剂吸附在纳米颗粒表面形成双电层,当两粒子的双电层不重叠时,粒子被反离子完全屏蔽,两粒子双电层之间处于静电平衡状态,颗粒之间无任何斥力。当两粒子的双电层发生重叠,粒子不能被反离子完全屏蔽,粒子间的双电层静电平衡状态被破坏,粒子间的双电层斥力增加。

(3)表面活性剂吸附在纳米颗粒表面形成吸附层,吸附层的重叠会产生一种新的斥力势能阻止纳米颗粒发生团聚,这种新的斥力势能称为空间斥力势能,这种稳定作用称为空间稳定作用。

李兴等测量和分析了含表面活性剂的 TiO2纳米流体中纳米粒子表面的吸附层厚度与结构。分析认为,SDBS 和 CTAB 都通过“静电稳定机制”使纳米粒子稳定悬浮于溶液中。SDBS 先在水中电离产生带负电的极性头端,吸附于带正电的 TiO2纳米颗粒表面,疏水尾端指向水基液。然后其疏水尾端相结合,极性头端指向水基液。这种结构增加了颗粒间的静电排斥力,减小了其团聚趋势,使得体系拥有良好的分散稳定性。而CTAB 则以疏水尾端与纳米颗粒表面结合,极性头端指向水基液,在颗粒表面形成不稳定的单层吸附。且体系中 CTAB 的浓度超出了其临界胶束浓度,形成了大量胶束,胶束之间的渗透压作用使得 TiO2纳米颗粒相互吸引,从而大大降低体系的分散稳定性。PVP 通过“空间位阻稳定作用”使 TiO2纳米颗粒分散悬浮于水基液中。PVP分子中疏水性的亚甲基非极性基团将会吸附在 TiO2纳米颗粒表面,而亲水性的内酰胺极性基团会伸展在水中,这种结构使得体系保持较好的分散稳定性。

Yang 等研究了纳米流体中表面活性剂在纳米颗粒表面的吸附形式,即单层吸附和双电层吸附。对于非极性单质纳米颗粒,如 Cu、CNTs、CB,在溶液中不发生电离,其表面吸附形式是单层吸附。图 2(a)为在单层吸附形式下表面活性剂对纳米颗粒的作用。当纳米颗粒添加到无表面活性剂的溶液中时,纳米颗粒的高比表面积和比表面能,布朗运动及范德瓦耳斯力使得粒子碰撞团聚。加入少量的表面活性剂时,其分子的非极性碳氢链吸附于颗粒的表面,此时颗粒通过表面活性剂分子的空间位阻效应而分散在溶液中。然而,由于吸附层的不饱和性,此时溶液是不稳定的。当添加适量的表面活性剂时,表面活性剂分子的亲水端完全垂直地延伸到水相中,在颗粒表面形成稳定的单层吸附。

金属氧化物纳米颗粒,如 Al2O3、Fe2O3、CuO和ZnO,在水中发生电离,与在水中完全电离的离子型表面活性剂相连接,其表面吸附形式为双电层吸附。图 2(b)表示在双电层吸附形式下表面活性剂对纳米颗粒的作用。当添加少量的表面活性剂时,纳米流体的稳定性增强,纳米粒子的表面电荷因吸附表面活性剂而减少。当添加适量的表面活性剂,粒子表面的正负电荷平衡,过量的表面活性剂吸附在疏水端末尾的链表面上,其亲水端进入溶液中,纳米颗粒再一次带电,形成双电层吸附,其强烈的静电阻力使得纳米流体保持稳定分散。

宋晓岚等研究了混合表面活性剂分散纳米CeO2颗粒的协同作用,得出了一个两步吸附理论:①强吸附性离子表面活性剂的极性基团在极性纳米 CeO2颗粒表面的吸附,很大程度上增加 Zeta电位,从而产生静电稳定作用;②非离子表面活性剂吸附在纳米 CeO2颗粒表面,其碳氢链相互作用并延伸到水中产生空间位阻稳定作用。低浓度时,表面活性剂以离子交换或离子对方式在固-液界面上发生单分子吸附,其离子头吸附在固体表面上,疏水的碳氢链则深入到溶液中。添加适量的表面活性剂浓度时,粒子表面的碳氢链与溶液中表面活性剂离子碳氢链间的相互作用产生了疏水吸附,形成双分子层聚集体。随着浓度的增大,混合表面活性剂开始形成胶团,而非离子表面活性剂此时往往是通过形成氢键而吸附。

包楚才等研究了表面活性剂 CTAB、SDBS和 PEG2000 对 CdSSe-H2O 纳米流体稳定性的影响,且提出了 SDBS 在带负电荷的纳米粒子 CdSSe表面的竞争吸附理论。分析认为,阴离子表面活性剂在CdSSe表面是双电层吸附。当表面活性剂浓度较低时,SDBS 负离子会挤占颗粒表面的 Na+位置而吸附在颗粒表面,使得颗粒总体负电位更强,颗粒间的斥力增大,纳米流体实现稳定分散。当阴离子表面活性剂浓度较大时,大量的 Na+被挤进吸附层,与分散剂分子发生竞争吸附,降低悬浮液稳定性。

总的来说,无论一种表面活性剂还是混合表面活性剂,其对纳米颗粒的作用机理都离不开静电稳定机制和空间位阻效应,且已发表文献主要从纳米颗粒类型,表面活性剂种类和浓度三方面进行研究。此外,从分子的微观运动角度出发,可以采用分子动力模拟方法等更深一步的研究表面活性剂对纳米流体的稳定性影响的机理。含表面活性剂的水基纳米流体的热物性

3.1 表面活性剂对纳米流体的热导率的影响

纳米流体的热导率一直是实验研究的焦点。由于纳米粒子的特殊性,纳米流体的热导率受到粒子种类、形状、粒径、浓度、基液和稳定方式等因素的影响。已有的纳米流体热导率数学模型,均基于粒径、粒子形状、布朗运动和界面层等因素而建立。目前,关于表面活性剂对纳米流体热导率的影响的文献比较少。下面是常用纳米流体热导率数学模型的总结和含表面活性剂的纳米流体的热导率的实验研究,为后续的研究者提供参考。

Yang 等研究了不同种类的表面活性剂对纳米颗粒界面层厚度的影响,提出了包含表面活性剂影响的热导率模型,其中当颗粒表面为单分子层吸附时,界面层厚度为分子链长度;当颗粒表面为双电层吸附时,界面层厚度为分子链长度的两倍。虽然在低浓度纳米流体中,计算值与实验值比较一致,但多个变量的存在,使得表面活性剂对纳米流体热导率的影响还需深入研究。

Li Xinfang 等研究的表面活性剂 SDBS 的浓度对溶液热导率的影响,表明 SDBS 对纯水和水基铜纳米流体热导率的影响基本一致。随着SDBS 浓度的增加,溶液的热导率先增加后减小,分界点浓度为 0.03%。Zhou 等的研究结果与 Li Xinfang 一致,溶液热导率最高点对应的 SDBS 的浓度为 0.03%。

Wusiman 等研究了表面活性剂SDBS和SDS对水基多壁碳纳米管流体的热导率的影响。研究表明,在只添加表面活性剂的溶液中,溶液的热导率降低。与纯水相比,在碳纳米管和表面活性剂共存的溶液中,仅添加0.25%SDBS的0.5%CNTs纳米流明 SDS 对纳米流体热导率影响不大,且在低浓度时,溶液热导率最低。分析认为实验结果相反的原因可能是纳米流体的制备方法,稳定性及纳米粒子属性等存在差异。

影响纳米流体热导率的因素非常多,因此研究某种因素对纳米流体热导率的影响对建立模型及实际应用有重大意义。以上文献分别从表面活性剂种类和浓度方面对溶液热导率的影响进行了实验研究,但由于众多因素的存在,实验结果存在分歧。因此,需要更多的表面活性剂对纳米流体热导率影响的实验,为建立更加合适的数学模型做基础。

3.2 表面活性剂对纳米流体的黏度的影响

黏度是流体运输中的另一重要参数,研究纳米流体黏度的变化规律对其在实际的能量运输中的应用非常重要。已发表文献从纳米粒子体积分数、大小、形状及基液属性和温度等方面对流体黏度的影响进行了实验研究,建立的模型。而表面活性剂对纳米流体黏度的影响研究的较少。

Zhou 等研究了表面活性剂及浓度对溶液黏度的影响。PVP 溶液的黏度随着其浓度的增加而增加;SDS 和 SDBS 对溶液黏度的影响趋势一致,质量分数低于 0.05%时,黏度随其浓度的增加而增加,质量分数高于 0.05%时,黏度先减小再增加;溶液黏度随 CTAB 浓度的增加先降低再升高。分析认为分子链的长短及多少是影响流体黏度的因素。高浓度的表面活性剂会形成胶团影响溶液的黏度。

Yang 等研究了表面活性剂 SDBS 和 OP-10的浓度对氨水溶液动力黏度的影响。结果表明,存在最佳的浓度值,使得溶液动力黏度最低。当大于该值时,溶液的动力黏度随表面活性剂浓度的增加而增加。并建立了单层吸附和双电层吸附形式下的动力黏度模型。结果表明,表面活性剂的浓度及类别是影响纳米流体黏度的重要因素。

Li 等研究了表面活性剂 SDBS 对Cu-H2O 纳米流体黏度的影响,表明 SDBS 的浓度影响纳米流体的表观黏度,随着其浓度的增加,纳米流体的黏度轻微的增加。Ghadimi 等关于 SDS对 TiO2纳米流体的黏度的影响有相似的趋势。

以上研究表明,表面活性剂会增加溶液的黏度。随着浓度的增加,不同种类的表面活性剂对纳米流体的黏度影响不一致。关于添加表面活性剂的流体的黏度模型,还需要更多的实验研究。结 语

纳米流体作为一种新型的换热工质,已经成为关注的焦点。本文主要总结和分析了表面活性剂对纳米流体稳定性影响的相关实验研究,及其对纳米颗粒的作用机制。然后总结了纳米流体中热导率和黏度计算的相关模型,及表面活性剂对流体热物性影响的实验。研究结果表明,表面活性剂的种类和浓度对纳米流体的稳定性存在着重要影响。存在最佳的表面活性剂浓度使得纳米流体的稳定性最佳。众多不确定因素,如制备方法,流体稳定性,颗粒属性等,使得有关表面活性剂对纳米流体的稳定性和热物性的实验结果存在分歧,热导率和黏度的理论模型难以确定。因此,对于表面活性剂对水基纳米流体特性的影响,提出以下的建议。

(1)混合表面活性剂对纳米流体的稳定性影响较好,但关于混合的表面活性剂对纳米流体的热导率和黏度的影响没有相关实验研究。因此,可以从混合的表面活性剂的组合及其比例两方面进一步研究含表面活性剂的纳米流体的稳定性和热物性。

(2)运用分子动力模拟等方法,进一步研究表面活性剂对纳米流体稳定性影响的微观机制。

(3)表面活性剂影响纳米流体的稳定性、热导率及黏度。但流体的稳定性和热导率及黏度之间的是否存在一定的关系,是需要解决的问题。

(4)纳米流体中存在着众多不确定因素,实现这些因素的量化分析对表面活性剂对纳米流体的稳定性、热导率和黏度的研究有重大影响。

含氟表面活性剂研究进展
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