两性表面活剂
L/O性G//O
肖
军 燕210年40月15日1
目
录1 .2 .3. 4 ..56 .7.发 展史 定义与历分 合类概述 成性质优势 应 用研方向
究
2
、1展发史历2
世纪00年3，H.S代Mannh.emier一第次提出两表性面性活剂概 。 1念40年9，邦杜司公次报道首甜碱菜两性表面型性活剂 199年，Ad4lo fScmhtiz以eTo牌g生产基氨酸型性表两活性剂面 用，杀菌于毒 消5年0后期，代类表面活性该剂许多的异优能被逐渐性解了，然，而 由两性表面活于性剂成本高，价昂格贵目前，国，上际商两性品表面活性剂的 产量不高并 2。002年两，性面表性活剂量仅产占表面活性总产剂的0量5.。% 其但越优性的，能两性面活表剂能性足人们对消满费要求及品环对境 保要护的日益求高，因此这类提面表活剂的性发前景相当展广。阔国 对内性两面表性剂活的研处于起步究段阶
。3
2定义、与分类
•
定义 ：两性面活表剂是指在性同一个子分结构有可能同中时 存被在碳桥碳(链，碳氢氟链)等连接的一或多个正，个负 电中荷(心偶极中或心)表的活面剂性 •。 是一它种温和的表面性性剂活。性酸基都大羧基、是酸 基磺磷或酸基碱,性基为则基胺或铵季,基与阴能子离非离、子型 面表活剂性配混,耐能酸、、碱盐以及土金碱属。 •盐命名 •对 性表面两活剂性的命一名般择以选电负荷中心母体为, 母体直接与接的连桥为主链,其余结构作体为取代处基 。理
24、义与分定
类基氨型两性酸表活面剂性：mphAteoicsr弱碱性 原子：N胺仲叔或胺团基的中原子N因质子化， 作可用带以价正电一荷 。菜碱甜型性两离子表面活性剂Zw：tiertinoics 碱性N强原：季子胺团中基N原的子具，有pH与无的关一价正电荷。 新 两型性表活面性剂共 ：性两特征依性赖于系的pH体值。
5
甜菜碱系
表面活性剂
类： 分酸型羧菜甜： 碱a烷-甜基菜、 N碱烷基甜-碱菜、N -长 链酰基亚烷基 菜碱甜 、-长N烷氧链基代的取酸羧型甜菜、碱N- 长链硫代羧酸型 甜 碱 菜磺甜菜基碱：用常的磺基菜甜有十碱烷二羟基磺基甜基菜碱 DS（）B十八和基烷基磺羟基甜菜碱 硫。酸酯甜碱 菜酸磷酯甜菜碱 甜碱菜系面表性剂活一是类能性良的优两性表面活性,温剂型和面 表活剂,性不受易无机解电的影质响又无浊点现，，而且无论吸附到象 电正还是负荷电的界荷上面不都形成疏水会面。表 极的好硬耐水性、毒低具有、极的协佳增同作用，效良的好静抗电、防霉 、菌、杀防腐易于、物降解生、激性低刺在，宽的较Hp范 围 内具良有好的表面性以活与及它类型的表其活面剂有性好良的复 配能性。
6
等
型两性新表面性剂活
Geini m两性面表性剂： 活由于合在方成面存在定难一
度，目前这类 Gemini面表活剂的性研究报相对较少道， 这类Ge但inim表活面性具有更独特的性 剂能也具，有潜的应在用价。
平衡值两的性面表活性剂Ba：anlecdnlAhpteric ouSrafctanst 子结分构阴中子基离和团离子阳基团性质全完等。它值的们电等点都在大pH 7=右左，此它们因碱在介性质中几是一乎阴离个表面活性剂，子在酸介性 质几乎是一中阳个离表面子活性剂。因与任何类此型的面表性剂活复都有很 配的好协效同应，能大大提高各种用效果使。
7
、合3成述
甜菜碱概型性两表面性剂的原活可以是脂肪料、脂酸醇 肪脂或伯肪胺 。I.I氨 酸基两型表面性活剂性伯胺以为原,料 合出成分子中引 入其了他原子或基。 III.团咪 啉唑表面型性活的剂合主要是成用了利咪啉唑中体 羟基的反间应活,性 通过化酯或磺合化成出了硼酸酯硫、酸 酯磺和酸盐型唑啉咪两表面活性剂性;IV. 二乙 醇为胺料原合两成表面活性剂时,性先 脂与肪或 卤代酸烷应合反成叔出, 胺胺叔与各再季种铵化剂反制应 备种各性表面活性两;剂 I.
84、
性
等质点 电溶解特性 面活性 相互表用作胶 体质性 理生性活
9
等电点
IP
义：定以盐内式形存在两性表的活性面在剂界电外场中既会不向极阳移，迁也不会 向阴极迁移。与此种无移状迁态应的相液的溶pH就被称值两性作面 表性剂的活等电点(P)I
PI。反值映两了性表面活性中正负剂电中荷心相的对解强度离 若。IP值于7.0低表，明两性面活表剂性负中电中荷的解离心度比强正荷中电心 解离的度大强需要，界提外质子供抑来制其负电中心荷的离，使解子中分 正负、荷中心的电度达到强衡。 平PI值高于7.0，若明表两表面性性剂活中电荷正的离解度比负电荷中强的心 离解强度，大需外要界提负电供来荷制抑正电其中荷心的解，离样同使分子 中、负电正中心的强度达到平衡。
荷10
同不型等类点电的比
较烷基氨酸甘 ： 型计得到 羧算基菜甜：碱PI偏碱 永久 负电荷 性磺甜基 菜碱 ：P值I为7 约两“性面活表性剂”
11
解溶性特
两
性面活表性的剂水基亲有较好的水溶,一个性阴离性子基如团酸硫 等基够有效能溶一条含解有十个二碳原子的氢碳链;个质两化的子氮含的阳 子离性团基能有够效解溶一条含十八碳原个子碳氢的链。溶 度受解解质电和Hp范围限制的较少,甚少至于非子离面表性剂所受活的 影响。含弱碱 氮性者在,其电等附点,近由于子离团基间相互的作用出现最低而 溶解度。两 表性活面性剂同时含中有的两偶中极心使在其中水较有的溶好解度,但 在各有机溶种中剂其解度较低溶。在热乙等醇机有溶剂中还一定的有溶 度解,石在等非极性蜡有溶剂机
中几完全不溶。乎
2
表1活性面
两性
面活性剂在表面表列的紧密程度排与Hp关。有含 碱弱性的氮两性表面活性 剂高于或于低P时，分子I表在面排不列密紧;等 区,电分子在 面排表列 较紧。 密羧甜菜碱基性两面表性活剂 在等电，排区列最密紧低于该p;H,值逐渐表现为更接近阳离子 面 表活性剂;于高p该,甜菜碱的H为行离等偏区电为行,不似但型的阴典 离子表面性剂活 磺基甜。菜两性表碱活面剂性排列 紧的密度不程p受值影H 响31
性表面两活性与其他剂面活表性的分剂间相互子作用
性两表活性面剂与阴子表离面活性的复剂配体在增加表系面中排层 紧列和密低降mcc方尤其具面有用意实。 两性表义活面性与剂离子阴面活表剂混性合体系的值在β-1~-5之间,属 中于强等度相互作用围范 面表活剂的混合性系同样体也胶束使中表活性面剂的列紧密度排 增加,进胶束中入表的面性剂活子数增分,多因cm而c降低胶,束集聚数 增大 。14分 子相互间作参用数β大越相互用作越增溶强、低cm降
胶c体性质临：界胶浓度束的影因响素
1(表)活面剂性构结影的 与响他类型表其活性面剂一样增,疏水基加链能够增加两性长面活性表剂的 疏吸水引用,作而因使会mcc降低。( )2H效应p Hp对性表面活性剂两c的m的影响c大于对远离非子面活性表剂影响。的在等 电区域点达到平衡。此时性表面两活剂的溶解性度到最达低,c值c 也m到降最低了值。( )3反离影响 子降低性两面表性剂活的亲水斥作用，排 电荷度愈高密,水亲排斥作用低降 程度大, cm愈降得愈c。低离子的反荷电度取决于密其水合子半径大离小 ,合水离愈子小影响,大愈 使。mcc降的下力按下述能顺排列:序
15
生
活理
性两表性面活性的毒性与非剂离子面活性剂表一样比子型离面活性表的 剂,低甚至乙醇比的还低要 两。表面活性剂性对等生物的致高变突作不用明,显对低但等物却具有较 生强杀的灭用。 作解毒：性低降离阴子表面性剂的刺活性，是激制配温和性方配重的要手 段。杀 生：某些特定性表的面性剂活对特于的定细有特菌的别杀功能。 菌和温性表：活面剂性粘对产膜生的刺激性致敏或性主要溶出性由、入 渗性反应、性这个因素引3起。
61
5优、
势I.对 肤及皮眼的睛低刺激; 性I. I在较宽p范围内具H良好有表的面活性 ;II.I 硬对稳水定性良，能耐酸碱和各好金种属子; 离IV 与.其他面活表剂性复配有良好，协同的效应;V. 具有优良抗静电 性，好良柔软平滑的性; V能I .金属对有腐蚀，缓腐等性能;防 IIV 生.物解降性好能，无性毒污染少，。V II.钙I分散皂：两性性面活性剂表的中一品种能防止皂 类在些水硬形成皂垢中浮悬物具有,这种
功能的物质 XI. 油基牛三丙胺五四甲基羧(T钠4N5A：) 良的生优物降解 和性很低的毒性鱼、具有很的好应前景用,以成可为洗 涤和个剂洗护人品用中的色绿化成分。学
71
、应6用两性表
活面性的剂应用性,包括能泡力、去污力、润湿沫 力和化力 应乳用能皆性与系的pH密体切关相 复。：两性配表面活剂性本身泡力和沫去污在实力应际中 用并重要不,它们与其但他面表性活剂,特是别离阴型表面 子活性混合体剂系泡沫的和去污力却很重力要可以极大地,改变配 方体系许的性多。能 泡沫：助力表面活剂 性污力：增去效用 作湿润力：是不好很 。乳化力：是很不好
。18
、应6
两用性表面活性剂在许多域领,个如人洗护品用、用洗涤剂民工、业涤洗 及剂他其业中的工用应 。主意义：要对离阴子面表性剂活的解性毒洗涤剂配方都 是成在要本与求对表活面剂性被洗及涤对象的用应限条制 之间求件取平衡结果,因的,可以此期预两在种形下情会使两用性表面活性剂:一 在是考不虑本的前提下,二是在成殊应用条特下件如极p端H情形。 等个洗人护品用： 民洗用剂： 涤工业洗涤剂：性两面表活性对剂保证强碱在条件液态产品中下各组的配 分性伍方面有特作殊。用
1
9
、研究方向
7.I不 的断造原有的改性两面活性表的分子结剂构，使其 种各能性更加异，更优加用。 I实I .续继设计合和出新成结构的两型性表面活剂。性I I.I充分利两性表面活用剂能和所性类型的有面表性 剂活配复产生各增种效作用，而从达到最配佳的效 方果。IV .性两面活表剂的性构和性结能系面关理的论究近研 年来这仍然为研究各单位重所视
2
0
参
文献考
1.曹 庭.南少京工理大学硕士位论学：文性表面两活性的剂合成及乳在 炸药中的应用化D[.]200 9. 2方云.性表两面性剂（一活[J）].日用 化学业工20，003）：53－5（5 . 3方云.两表面活性剂性（）二J[].日 用学工化，2业00（40：）055－34 . 云方.性表面活性剂两三）（[]. 日J用学化业，工000（52）：5558－5 方云..性两面活性剂表（四）[J] .用化学日工，2000业（）：47－65 06. 云方.性两表面活性（剂五）[J] .用日化学工，2001（1业）51：－65 7 .云方.性两表活性剂面（）[六J].日 用化工学，2业0102（）：5－58 85 方云..两性表活面剂性（）[J]. 七用日化学业工20，0（13：59－）3 9.6方云.两性表面 性剂（八）[J活]. 日用化学业工，001（4）25：－60 106. 王军葛,虹,文苑邹两性.面表活剂的性合成线路述[概]J .用日学工 化业2005（，1）45：－84 1.1 战高备丁红,.甜霞碱菜型表活性面的剂成合应与用[].中J国涤用洗品工 业，0208（2：）7274 1－. 2兆云.山东大学丁博学士论位文新，表面型
活性的剂设计、合成与能 [性D]（.007）
22
1
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两性表面活剂
L/O性G//O
肖
军 燕210年40月15日1
目
录1 .2 .3. 4 ..56 .7.发 展史 定义与历分 合类概述 成性质优势 应 用研方向
究
2
、1展发史历2
世纪00年3，H.S代Mannh.emier一第次提出两表性面性活剂概 。 1念40年9，邦杜司公次报道首甜碱菜两性表面型性活剂 199年，Ad4lo fScmhtiz以eTo牌g生产基氨酸型性表两活性剂面 用，杀菌于毒 消5年0后期，代类表面活性该剂许多的异优能被逐渐性解了，然，而 由两性表面活于性剂成本高，价昂格贵目前，国，上际商两性品表面活性剂的 产量不高并 2。002年两，性面表性活剂量仅产占表面活性总产剂的0量5.。% 其但越优性的，能两性面活表剂能性足人们对消满费要求及品环对境 保要护的日益求高，因此这类提面表活剂的性发前景相当展广。阔国 对内性两面表性剂活的研处于起步究段阶
。3
2定义、与分类
•
定义 ：两性面活表剂是指在性同一个子分结构有可能同中时 存被在碳桥碳(链，碳氢氟链)等连接的一或多个正，个负 电中荷(心偶极中或心)表的活面剂性 •。 是一它种温和的表面性性剂活。性酸基都大羧基、是酸 基磺磷或酸基碱,性基为则基胺或铵季,基与阴能子离非离、子型 面表活剂性配混,耐能酸、、碱盐以及土金碱属。 •盐命名 •对 性表面两活剂性的命一名般择以选电负荷中心母体为, 母体直接与接的连桥为主链,其余结构作体为取代处基 。理
24、义与分定
类基氨型两性酸表活面剂性：mphAteoicsr弱碱性 原子：N胺仲叔或胺团基的中原子N因质子化， 作可用带以价正电一荷 。菜碱甜型性两离子表面活性剂Zw：tiertinoics 碱性N强原：季子胺团中基N原的子具，有pH与无的关一价正电荷。 新 两型性表活面性剂共 ：性两特征依性赖于系的pH体值。
5
甜菜碱系
表面活性剂
类： 分酸型羧菜甜： 碱a烷-甜基菜、 N碱烷基甜-碱菜、N -长 链酰基亚烷基 菜碱甜 、-长N烷氧链基代的取酸羧型甜菜、碱N- 长链硫代羧酸型 甜 碱 菜磺甜菜基碱：用常的磺基菜甜有十碱烷二羟基磺基甜基菜碱 DS（）B十八和基烷基磺羟基甜菜碱 硫。酸酯甜碱 菜酸磷酯甜菜碱 甜碱菜系面表性剂活一是类能性良的优两性表面活性,温剂型和面 表活剂,性不受易无机解电的影质响又无浊点现，，而且无论吸附到象 电正还是负荷电的界荷上面不都形成疏水会面。表 极的好硬耐水性、毒低具有、极的协佳增同作用，效良的好静抗电、防霉 、菌、杀防腐易于、物降解生、激性低刺在，宽的较Hp范 围 内具良有好的表面性以活与及它类型的表其活面剂有性好良的复 配能性。
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等
型两性新表面性剂活
Geini m两性面表性剂： 活由于合在方成面存在定难一
度，目前这类 Gemini面表活剂的性研究报相对较少道， 这类Ge但inim表活面性具有更独特的性 剂能也具，有潜的应在用价。
平衡值两的性面表活性剂Ba：anlecdnlAhpteric ouSrafctanst 子结分构阴中子基离和团离子阳基团性质全完等。它值的们电等点都在大pH 7=右左，此它们因碱在介性质中几是一乎阴离个表面活性剂，子在酸介性 质几乎是一中阳个离表面子活性剂。因与任何类此型的面表性剂活复都有很 配的好协效同应，能大大提高各种用效果使。
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、合3成述
甜菜碱概型性两表面性剂的原活可以是脂肪料、脂酸醇 肪脂或伯肪胺 。I.I氨 酸基两型表面性活剂性伯胺以为原,料 合出成分子中引 入其了他原子或基。 III.团咪 啉唑表面型性活的剂合主要是成用了利咪啉唑中体 羟基的反间应活,性 通过化酯或磺合化成出了硼酸酯硫、酸 酯磺和酸盐型唑啉咪两表面活性剂性;IV. 二乙 醇为胺料原合两成表面活性剂时,性先 脂与肪或 卤代酸烷应合反成叔出, 胺胺叔与各再季种铵化剂反制应 备种各性表面活性两;剂 I.
84、
性
等质点 电溶解特性 面活性 相互表用作胶 体质性 理生性活
9
等电点
IP
义：定以盐内式形存在两性表的活性面在剂界电外场中既会不向极阳移，迁也不会 向阴极迁移。与此种无移状迁态应的相液的溶pH就被称值两性作面 表性剂的活等电点(P)I
PI。反值映两了性表面活性中正负剂电中荷心相的对解强度离 若。IP值于7.0低表，明两性面活表剂性负中电中荷的解离心度比强正荷中电心 解离的度大强需要，界提外质子供抑来制其负电中心荷的离，使解子中分 正负、荷中心的电度达到强衡。 平PI值高于7.0，若明表两表面性性剂活中电荷正的离解度比负电荷中强的心 离解强度，大需外要界提负电供来荷制抑正电其中荷心的解，离样同使分子 中、负电正中心的强度达到平衡。
荷10
同不型等类点电的比
较烷基氨酸甘 ： 型计得到 羧算基菜甜：碱PI偏碱 永久 负电荷 性磺甜基 菜碱 ：P值I为7 约两“性面活表性剂”
11
解溶性特
两
性面活表性的剂水基亲有较好的水溶,一个性阴离性子基如团酸硫 等基够有效能溶一条含解有十个二碳原子的氢碳链;个质两化的子氮含的阳 子离性团基能有够效解溶一条含十八碳原个子碳氢的链。溶 度受解解质电和Hp范围限制的较少,甚少至于非子离面表性剂所受活的 影响。含弱碱 氮性者在,其电等附点,近由于子离团基间相互的作用出现最低而 溶解度。两 表性活面性剂同时含中有的两偶中极心使在其中水较有的溶好解度,但 在各有机溶种中剂其解度较低溶。在热乙等醇机有溶剂中还一定的有溶 度解,石在等非极性蜡有溶剂机
中几完全不溶。乎
2
表1活性面
两性
面活性剂在表面表列的紧密程度排与Hp关。有含 碱弱性的氮两性表面活性 剂高于或于低P时，分子I表在面排不列密紧;等 区,电分子在 面排表列 较紧。 密羧甜菜碱基性两面表性活剂 在等电，排区列最密紧低于该p;H,值逐渐表现为更接近阳离子 面 表活性剂;于高p该,甜菜碱的H为行离等偏区电为行,不似但型的阴典 离子表面性剂活 磺基甜。菜两性表碱活面剂性排列 紧的密度不程p受值影H 响31
性表面两活性与其他剂面活表性的分剂间相互子作用
性两表活性面剂与阴子表离面活性的复剂配体在增加表系面中排层 紧列和密低降mcc方尤其具面有用意实。 两性表义活面性与剂离子阴面活表剂混性合体系的值在β-1~-5之间,属 中于强等度相互作用围范 面表活剂的混合性系同样体也胶束使中表活性面剂的列紧密度排 增加,进胶束中入表的面性剂活子数增分,多因cm而c降低胶,束集聚数 增大 。14分 子相互间作参用数β大越相互用作越增溶强、低cm降
胶c体性质临：界胶浓度束的影因响素
1(表)活面剂性构结影的 与响他类型表其活性面剂一样增,疏水基加链能够增加两性长面活性表剂的 疏吸水引用,作而因使会mcc降低。( )2H效应p Hp对性表面活性剂两c的m的影响c大于对远离非子面活性表剂影响。的在等 电区域点达到平衡。此时性表面两活剂的溶解性度到最达低,c值c 也m到降最低了值。( )3反离影响 子降低性两面表性剂活的亲水斥作用，排 电荷度愈高密,水亲排斥作用低降 程度大, cm愈降得愈c。低离子的反荷电度取决于密其水合子半径大离小 ,合水离愈子小影响,大愈 使。mcc降的下力按下述能顺排列:序
15
生
活理
性两表性面活性的毒性与非剂离子面活性剂表一样比子型离面活性表的 剂,低甚至乙醇比的还低要 两。表面活性剂性对等生物的致高变突作不用明,显对低但等物却具有较 生强杀的灭用。 作解毒：性低降离阴子表面性剂的刺活性，是激制配温和性方配重的要手 段。杀 生：某些特定性表的面性剂活对特于的定细有特菌的别杀功能。 菌和温性表：活面剂性粘对产膜生的刺激性致敏或性主要溶出性由、入 渗性反应、性这个因素引3起。
61
5优、
势I.对 肤及皮眼的睛低刺激; 性I. I在较宽p范围内具H良好有表的面活性 ;II.I 硬对稳水定性良，能耐酸碱和各好金种属子; 离IV 与.其他面活表剂性复配有良好，协同的效应;V. 具有优良抗静电 性，好良柔软平滑的性; V能I .金属对有腐蚀，缓腐等性能;防 IIV 生.物解降性好能，无性毒污染少，。V II.钙I分散皂：两性性面活性剂表的中一品种能防止皂 类在些水硬形成皂垢中浮悬物具有,这种
功能的物质 XI. 油基牛三丙胺五四甲基羧(T钠4N5A：) 良的生优物降解 和性很低的毒性鱼、具有很的好应前景用,以成可为洗 涤和个剂洗护人品用中的色绿化成分。学
71
、应6用两性表
活面性的剂应用性,包括能泡力、去污力、润湿沫 力和化力 应乳用能皆性与系的pH密体切关相 复。：两性配表面活剂性本身泡力和沫去污在实力应际中 用并重要不,它们与其但他面表性活剂,特是别离阴型表面 子活性混合体剂系泡沫的和去污力却很重力要可以极大地,改变配 方体系许的性多。能 泡沫：助力表面活剂 性污力：增去效用 作湿润力：是不好很 。乳化力：是很不好
。18
、应6
两用性表面活性剂在许多域领,个如人洗护品用、用洗涤剂民工、业涤洗 及剂他其业中的工用应 。主意义：要对离阴子面表性剂活的解性毒洗涤剂配方都 是成在要本与求对表活面剂性被洗及涤对象的用应限条制 之间求件取平衡结果,因的,可以此期预两在种形下情会使两用性表面活性剂:一 在是考不虑本的前提下,二是在成殊应用条特下件如极p端H情形。 等个洗人护品用： 民洗用剂： 涤工业洗涤剂：性两面表活性对剂保证强碱在条件液态产品中下各组的配 分性伍方面有特作殊。用
1
9
、研究方向
7.I不 的断造原有的改性两面活性表的分子结剂构，使其 种各能性更加异，更优加用。 I实I .续继设计合和出新成结构的两型性表面活剂。性I I.I充分利两性表面活用剂能和所性类型的有面表性 剂活配复产生各增种效作用，而从达到最配佳的效 方果。IV .性两面活表剂的性构和性结能系面关理的论究近研 年来这仍然为研究各单位重所视
2
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参
文献考
1.曹 庭.南少京工理大学硕士位论学：文性表面两活性的剂合成及乳在 炸药中的应用化D[.]200 9. 2方云.性表两面性剂（一活[J）].日用 化学业工20，003）：53－5（5 . 3方云.两表面活性剂性（）二J[].日 用学工化，2业00（40：）055－34 . 云方.性表面活性剂两三）（[]. 日J用学化业，工000（52）：5558－5 方云..性两面活性剂表（四）[J] .用化学日工，2000业（）：47－65 06. 云方.性两表面活性（剂五）[J] .用日化学工，2001（1业）51：－65 7 .云方.性两表活性剂面（）[六J].日 用化工学，2业0102（）：5－58 85 方云..两性表活面剂性（）[J]. 七用日化学业工20，0（13：59－）3 9.6方云.两性表面 性剂（八）[J活]. 日用化学业工，001（4）25：－60 106. 王军葛,虹,文苑邹两性.面表活剂的性合成线路述[概]J .用日学工 化业2005（，1）45：－84 1.1 战高备丁红,.甜霞碱菜型表活性面的剂成合应与用[].中J国涤用洗品工 业，0208（2：）7274 1－. 2兆云.山东大学丁博学士论位文新，表面型
活性的剂设计、合成与能 [性D]（.007）
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