汽车电动化趋势带动了表面活性剂发展

汽车电动化趋势带动了表面活性剂发展汽车电动化趋势带动了表面活性剂发展在降碳政策和市场需求的双轮驱动下，全球汽车电动化趋势显著，新能源汽车行业正处于快速发展阶段，根据IEA（国际能源署）预测，2021-2030年全球新能源汽车增长率预计将达到30-36%。动力电池是新能源汽车的核心组成部件，占整车成本的35-40%。在当前动力电池的技术路线中，以锂电池为发展的主流，具体包括磷酸铁锂电池（其正极主要成分为磷酸铁锂）、磷酸锰铁锂电池（其正极主要成分为磷酸锰铁锂）、三元锂电池（其正极主要成分为镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂）和锰酸锂电池（其正极主要成分为锰酸锂）等。在不同类型电池中，镍、钴、锰、锂等金属由于其优异的性能特点在新能源电池中起到重要的作用，是新能源电池所使用最广泛的金属。根据IEA（国际能源署）发布的《2021年全球电动汽车展望》，2020年底全球电动车保有量约为1，080万辆，同时该报告对2030年的电动车保有量分两种情况进行了预测：若按照现有各国政府的电动车发展规划预测，到2030年，全球电动车数量将达到1．45亿辆，年平均复合增长率约30%；若各国政府以现有规划为基础，施行更加严格的减排、降碳措施，2030年全球电动车数量或可达到2．3亿辆，年平均复合增长率约36%，电动车市场占有率达到12%。伴随着电动车的快速发展，钴、镍、锂等作为新能源电池的重要金属元素，其需求得以快速增长。根据嘉能可（GLENCORE）预测，预计到2030年全球电池用钴需求量可达26．30万吨，较2021年的3．28万吨，年均复合增长率达到26%；根据加拿大镍业（CANADANICKEL）预测，预计到2030年全球电池用镍需求量可达154．79万吨，较2021年的30万吨，年均复合增长率达到20%；根据多家机构的预测，到2025年，全球动力电池用锂需求量可达107．7万吨，较2021年的31．2万吨，年均复合增长率达到36%。除钴镍锂外，锰和钒金属在各类电池中被广泛应用，其中，锰是三元锂电池、锰酸锂电池的重要金属元素之一，而全钒液流电池由于其可长期储存能量并循环使用，也是未来动力和储能电池的发展方向之一。在全球新能源电池金属需求量快速增长的同时，制备、提纯和回收金属的技术不断更新迭代，采用金属萃取剂提纯及回收金属作为一种前沿、环保的新兴技术，其应用和推广已提上了日程。综上，在全球汽车电动化的背景下，钴、镍、锂、锰、钒等电池金属的需求将大幅提升，刺激了相应金属制备、提纯及回收技术的发展，萃取作为更加绿色、节能和环保的金属制备方式，符合新能源汽车产业绿色环保的特征，有望得到更广泛地普及和应用，这也有效地推动了新能源电池金属萃取剂的发展。环境友好的新型表面活性剂成为热点随着国家对环境保护的日益重视，研究和开发温和、安全、高效的功能性和环境友好的新型表面活性剂成为近期表面活性剂的热点。如生物表面活性剂以其生产原料来源广、价廉、表面活性高、乳化能力强、起泡性好、无毒、环境友好、能被生物完全降解、生物相容性好、不致敏和可消化等优点而备受人们的青睐。未来市场表面活性剂的发展方向将主要集中在绿色温和型表面活性剂、高分子表面活性剂、元素型表面活性剂这几个方向。表面活性剂在各行业中的应用表面活性剂是一大类有机化合物，它们的性质极具特色，应用极为灵活、广泛，有很大的实用价值。表面活性剂已作为乳化剂，洗涤剂，润湿剂，渗透剂，起泡剂，加溶剂，分散剂，悬浮剂，水泥减水剂，织物柔软剂，匀染剂，固色剂，杀菌剂，催化剂，防水剂，防污剂，润滑剂，防酸雾剂，防尘剂，防腐剂，铺展剂，增稠剂，透膜剂，浮选剂，流平剂，驱油剂，防结块剂，除臭剂，抗静电剂，表面改性剂等数十种功能试剂而应用于日常生活和许多工农业生产领域。表面活性剂除大量应用于洗涤剂工业和化妆品工业外，还作为助剂或添加剂用于食品、乳品、造纸、制革、玻璃、石油、化纤、纺织、印染、油漆、医药、农药、胶片、照相、电镀、金属加工、选矿、新材料、工业清洗、建筑等传统工业，以及高新技术领域。它们虽然常常不是该工业产品的主体，但却能在各种产品的生产中起到画龙点睛的关键作用。它的用量虽然不大，但能起到增加产品品种、降低消耗、节约能源、提高质量等关键作用。表面活性剂在食品工业中的应用随着科学技术的进步，生产力的发展和消费水平的提高，人们对食品提出越来越多的要求。食品首先要求卫生、安全和具有营养价值，其次还应具有良好的色、香、味、形等感官特性。在食品加工、储藏和品种开发中，不仅要注意食品原料、加工工艺和设备、食品包装和保藏方法的选择，而且要重视食品添加剂的选择使用。表面活性剂是一类最主要的食品添加剂，广泛用于各类食品生产，其用量虽少，但对提高食品质量、开发食品新品种、改进生产工艺、延长食品保藏保鲜期，提高生产效率等有显著效果。表面活性剂在食品工业中主要用作食品乳化剂、消泡剂、制糖助剂、清洗剂和水果剥皮剂等，应用最广泛的是食品乳化剂。表面活性剂在纳米材料中的应用纳米材料科学是一门新兴的并正在迅速发展的科学，是近些年来材料科学研究的热点之一。而表面活性剂是由性质不同的疏水和亲水部分构成的两亲性分子，由于其两亲分子结构在溶液中产生疏水效应，使表面活性剂分子在一定条件下，可以有序的排列形成各种结构的表面活性剂分子有序组合体。两亲分子的有序组合体是构成生命基本结构单元的基础，也是目前制备功能性材料或实现某些化学物质的功能化而依赖的一种重要手段。近年来，科学家们利用表面活性剂在溶液中形成的各种分子有序组合体（如胶束、反胶束、微乳液、溶致液晶以及囊泡等）作为反应介质或模板，可以有效地对纳米粒子的大小和形貌进行调控，其中作为微反应器的反胶束所形成的水池是一个特殊的纳米空间，由于其尺寸小且彼此分离，在水池中生成的纳米粒子也呈单分散，并且生成粒子表面覆盖有表面活性剂，可以抑制粒子发生团聚，受到了人们极大的重视。表面活性剂在纺织工业中的应用表面活性剂广泛地应用于纺织工业。如在纺丝、纺纱、上浆、机织或针织、精炼（炼漂）、染色、印花、整理等各道纺织加工工序中，都要使用表面活性剂或以表面活性剂为主体的助剂，以提高功效、简化工艺、改善性能和提高质量。在实际应用过程中，表面活性剂被用作净洗剂、润湿剂、渗透剂、乳化剂、增溶剂、发泡剂、消泡剂、平滑剂、分散剂、匀染剂、缓染剂、固色剂、精炼剂、柔软剂、抗静电剂、防水剂、杀菌剂等。在纺织工业中应用最早的是非离子表面活性剂，虽然近年来其消耗比例逐渐下降，但相对于其他工业部门，其用量仍然很大，广泛作为增溶剂、净洗剂、润湿剂、分散剂、乳化剂、匀染剂、精炼剂、柔软剂、抗静电剂等。离子表面活性剂中阴离子表面活性剂主要用作净洗剂、渗透剂、润湿剂、乳化剂和分散剂等；阳离子表面活性剂，因纤维多带负电荷而能牢固地吸附在织物上，常用作织物柔软剂、匀染剂、防水剂、抗静电剂和固色剂等；两性表面活性剂一般则用作金属络合染料的匀染剂、织物柔软剂和抗静电剂等。表面活性剂在生物模拟中的应用表面活性剂所形成的反胶束和微乳液内部独特的水池结构，与生物膜中的水相似。该水池能将酶及其它生物分子包裹其中，为底物的增溶提供一个特殊的微环境，而且一些亲水性的物质，如酶、蛋白质和金属离子等易增溶于其中。为了模拟生物体系，人们首先利用双烃链表面活性剂（因为其结构类似于构成细胞膜主要成分的磷脂分子）为模板，研究其聚集体的物理化学性质及反胶束形成一解体的条件，可将这些亲水性物质进行分离和富集出来，并且由此体系水核中分离提取出的蛋白质能保持其天然构型，不易造成失活。因此，对反胶束或微乳液水池的研究有利于深人理解生物体中（如酶之间）的相互作用，以模拟生物膜，来更细致地解释一些生物化学和生物物理现象。表面活性剂在制浆造纸工业中的应用纸张是由纸浆制成的。纸浆则是以某些植物，如木材、草类、棉为原料，利用化学方法或机械方法除去其中全部或大部分杂质，得到的纯净或近于纯净的植物纤维浆。纸浆中除了构成纤维的主要成分纤维素外，还含有半纤维素、木质素和少量树脂、色素、胶质等物质。就造纸而言，纤维素和半纤维素是构成纸浆的基本成分，而其他杂质组分存在于纸浆中对纸的质量造成不良影响，在造纸过程中应尽量除去，故在纸张形成过程中需使用化学助剂。化学助剂可分为过程助剂和功能助剂两大类，过程助剂是以促进和改善纸页形成过程效率为主，防止产生波动和干扰的化学品，包括助留剂、助滤剂、树脂控制剂、消泡剂、成型助剂、防腐剂、网和毛毡清洗剂等；功能助剂是以提高最终产品使用性能和质量的化学品，包括干强剂、湿强剂、施胶剂、填料、染料、增白剂、柔软剂等。在制浆造纸工业中广泛采用表面活性剂作为化学助剂应用于蒸煮制浆、废纸脱墨、纸张抄造、成品整饰、纸张加工、废水处理等工艺过程中，对于改进工艺，提高产品质量、增加经济效益、减少环境污染起着重要的作用。表面活性剂在蒸煮制浆中用作树脂脱除剂和分散剂以及木片和棉纤维渗透剂；在废纸制造再生浆的过程中用作废纸脱墨剂；在纸张施胶工序中用作施胶剂和乳化剂；在抄纸过程中用作消泡剂、毛毡清洗剂；在纸张涂料中用作分散剂、消泡剂、润滑剂、防腐剂、抗静电剂、乳化稳定剂；在薄型纸制品加工中用作柔软剂和润湿剂等。表面活性剂在制革和毛皮工业中的应用制革工艺过程相当复杂繁琐，从裸皮到成革需要经过多道工序。在鞣制之前，要进行浸水、浸灰、酶软化、浸酸和去酸、脱脂等准备工作；鞣制之后还要进行染色、加脂、整饰等。所有这些工序中都需要使用表面活性剂做助剂，以促进各工序的理化作用和进程，缩短生产周期，提高成革质量，节约化工原料。毛皮加工也需要经过多道工序，在浸水、脱脂、软化、鞣制、漂白、染色、加脂、整饰等工序中也都需要使用表面活性剂做助剂。制革必须除去