表面活性劑的應(yīng)用

顏燕

表面活性劑是指以極低的濃度就能顯著降低溶劑表面張力的物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)有著共同的特點(diǎn)，即分子都是由非極性的憎水基與極性的親水基兩部分構(gòu)成，結(jié)構(gòu)與性能截然相反的分子碎片或基團(tuán)處于同一分子的兩端，并以化學(xué)鍵相連接，形成一種不對稱的、極性的結(jié)構(gòu)。表面活性劑的這種特殊結(jié)構(gòu)決定了這類分子具有許多特殊而優(yōu)越的性質(zhì)和作用。

1.表面活性劑在科學(xué)研究中的應(yīng)用

（1）表面活性劑在納米技術(shù)研究中的應(yīng)用

表面活性劑在納米技術(shù)的研究和應(yīng)用領(lǐng)域起著不可或缺的作用。在納米材料制備領(lǐng)域，利用表面活性劑分子在分散體系中形成的有序聚集體如膠束、反膠束、微乳相等性質(zhì)成功制備了各種納米材料；陽離子表面活性劑作為無機(jī)硅酸鹽的插層改性劑在聚合物基-無機(jī)納米復(fù)合材料的制備中能發(fā)揮重要作用；在解決納米粉體的團(tuán)聚問題時(shí)，用表面活性劑進(jìn)行改性可以降低納米粉體巨大的表面能，是抑制納米粉體聚結(jié)的重要手段；表面活性劑還被應(yīng)用于納米材料透射電鏡樣品的制備中。從納米材料的制備、表征到應(yīng)用，表面活性劑由于其獨(dú)特的性質(zhì)都發(fā)揮著重要的作用。

（2）表面活性劑在環(huán)境保護(hù)研究中的應(yīng)用

在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展、生產(chǎn)力高度發(fā)達(dá)的今天，全球面臨環(huán)境惡化的重大問題，環(huán)境保護(hù)及環(huán)境保護(hù)方面的研究顯得尤為重要。表面活性劑是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的一種重要的精細(xì)化工品，它可以減少液體、固體和氣體界面間的表面或界面張力，容易在水或其他液體中混合或擴(kuò)散，因而廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)方面。表面活性劑在水污染處理技術(shù)、大氣除塵技術(shù)、土壤和地下水污染修復(fù)技術(shù)中的研究中占有重要地位。如表面活性劑加溶修復(fù)技術(shù)的研究是解決土壤和地下水污染修復(fù)的重大研究課題，并且在理論及實(shí)驗(yàn)室研究中取得了較好的效果。

（3）表面活性劑在化學(xué)研究中的應(yīng)用

化學(xué)研究過程中，離不開表面活性劑。表面活性劑由于其既親水又親油常做相轉(zhuǎn)移劑，由于其乳化性常做乳化劑，在許多化學(xué)合成中表面活性劑還做分散劑，催化劑等。如乳液聚合四大要素中（單體、水、引發(fā)劑、表面活性劑），表面活性劑的用量雖然很少，卻發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用。它們對于乳膠粒子的成核，單體液滴或預(yù)聚體的乳化，以及聚合過程中聚合物粒子的穩(wěn)定性和貯存期間產(chǎn)品的穩(wěn)定性都是非常重要的。

事實(shí)上，表面活性劑以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和特殊的性質(zhì)還廣泛應(yīng)用于物理、生物、醫(yī)藥等各領(lǐng)域。

2.表面活性劑在工業(yè)中的應(yīng)用

（1）在電鍍工業(yè)中的應(yīng)用

拓寬電鍍業(yè)的pH、溫度和電流密度使用范圍；對電鍍中析出的金屬離子具有良好的分散性，有利于提高鍍件表面的光滑和平滑度；減低表面張力有利于對鍍件的潤濕；促進(jìn)在陰極表面產(chǎn)生氫氣，盡快脫離可防止鍍件產(chǎn)品凹痕和針孔；經(jīng)表面活性劑清洗的鍍件，其電鍍效果明顯增強(qiáng)。

（2）在石油、煤炭工業(yè)中的應(yīng)用

石油工業(yè)中，表面活性劑是必不可少的化學(xué)助劑。水煤漿作為一種新型煤基燃料，表面活性劑可使其煤粉穩(wěn)定地分散在水中，從而獲得濃度高、穩(wěn)定性好、流動性好的水煤漿。表面活性劑驅(qū)油的三次采油（EOR）由于可觀的經(jīng)濟(jì)效益而備受青睞。在其中表面活性劑起到非常重要的作用，它的加入能降低地下油層各相間的界面張力，發(fā)揮乳化作用，減少巖層對油的吸附力，并提高油在水中的溶解度，降低原油黏度，從而將巖層束縛的油采出。

（3）在制藥工業(yè)中的應(yīng)用

表面活性劑在藥物制劑中做藥劑輔料、在藥物合成中做相轉(zhuǎn)移催化劑及在藥物熒光分析中做增溶增敏劑，因此廣泛應(yīng)用于制藥工業(yè)中。

（4）在皮革生產(chǎn)中的應(yīng)用

①浸水助劑，浸水的目的是使經(jīng)過不同防腐處理的原皮最大限度地恢復(fù)到鮮皮狀態(tài)，同時(shí)洗去皮上的臟污物及防腐物，溶解皮中的一些可溶性蛋白質(zhì)，松散膠原纖維。

②脫脂劑，用表面活性劑乳化脫脂，使用方便，成本低。表面活性劑具有良好的滲透性、乳化性、去污和洗滌性，特別是對脂肪細(xì)胞和脂腺組織有強(qiáng)的穿透性。

③浸灰劑，浸灰（堿膨脹）是指生皮在堿性溶液中進(jìn)一步發(fā)生充水作用。表面活性劑本身也有疏松纖維、控制過度膨脹的作用，有利于成革豐滿、柔軟。表面活性劑還可使浸灰時(shí)間縮短，防止皮纖維在強(qiáng)堿性介質(zhì)中受損傷。

④加脂劑，表面活性劑是加脂劑中除中性油以外的主要成分。有的表面活性劑本身是加脂或柔軟組分，具有乳化作用，且能在酸性條件下發(fā)揮其加脂和柔軟功能，使油脂乳化，并滲透到皮纖維的更深層。

3.表面活性劑在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

（1）在農(nóng)藥中的應(yīng)用

在農(nóng)藥行業(yè)，可濕性粉劑、乳油及濃乳劑都需要有一定量的表面活性劑，如可濕性粉劑中原藥多為有機(jī)化合物，具有憎水性，只有在表面活性劑存在的條件下，降低水的表面張力，藥粒才有可能被水所潤濕，形成水懸液；而且在粒劑及供噴粉用的粉劑中，有的也含有一定量的表面活性劑，其目的是提高藥劑在受藥表面的附著性和沉積量，提高有效成分在有水分條件下的釋放速度和擴(kuò)展面積，增強(qiáng)防病、治病效果。

（2）在農(nóng)業(yè)廢物好氧堆肥中的應(yīng)用

大量研究表明：添加化學(xué)表面活性劑能夠促進(jìn)纖維素類物質(zhì)的生物降解。在堆肥中引入生物表面活性劑以促進(jìn)難降解物質(zhì)如纖維素類物質(zhì)的降解，同時(shí)生物表面活性劑在體系中不是優(yōu)先降解對象，不存在被微生物過早降解的危險(xiǎn)，但由于其最終仍可以被微生物降解，因此引入生物表面活性劑的堆肥不需要后續(xù)處理，產(chǎn)物還田不存在安全隱患。

4.在洗滌劑和化妝品中的應(yīng)用

表面活性劑是洗滌劑的主要成分，它與污垢和在污垢與固體表面之間發(fā)生一系列的物理化學(xué)作用（如：潤濕、滲透、乳化、增溶、分散、起泡等）并借助于機(jī)械攪拌獲得洗滌效果。用量最多、最廣泛的是陰離子和非離子表面活性劑，陽離子和兩性表面活性劑只是在生產(chǎn)某些特殊類型和功能的洗滌劑時(shí)才使用。主要品種有LAS（指連烷基苯磺酸脂鹽）、AES（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽）、MES（α-磺酸脂肪酸脂鹽）、AOS（α-烯基磺酸鹽）、烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酰二乙醇胺、氨基酸型、甜菜堿型等。表面活性劑廣泛用于各類化妝品中作乳化劑、滲透劑、洗滌劑、柔軟劑、潤濕劑、殺菌劑、分散劑、增溶劑、抗靜電劑、染發(fā)劑等。非離子表面活性劑由于不刺激且和其他組分易相容，在化妝品中最常用。

總之，表面活性劑以其特殊的性質(zhì)和作用廣泛應(yīng)用于造紙、建筑、紡織等行業(yè)，其應(yīng)用幾乎可以覆蓋所有的精細(xì)化工領(lǐng)域。