非離子型表面活性劑的研究*

姜 孌

（寶雞文理學院 應用化學研究所，陜西 寶雞 721013）

（Institute of Applied Chemistry,BaojiUniversity of Arts and Sciences,Baoji721013,China）

綜 述

非離子型表面活性劑的研究*

姜 孌

（寶雞文理學院 應用化學研究所，陜西 寶雞 721013）

本文簡單介紹非離子型表面活性劑的種類、性質特點，重點介紹非離子型表面活性劑的應用，并展望了非離子型表面活性劑的發展。

非離子型；表面活性劑；研究

（Institute of Applied Chemistry,BaojiUniversity of Arts and Sciences,Baoji721013,China）

Abstract:The types and the nature of features of the nonionic surfactant were introduced briefly.The applications and developments of nonionic surfactantwere prospected.

Keywords:non-ionic；surfactant；study

表面活性劑（surfactant），是指具有固定的親水親油基團，在溶液的表面能定向排列，并能使表面張力顯著下降的物質。表面活性劑的分子結構具有兩親性：一端為親水基團，另一端為憎水基團；親水基團常為極性的基團，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽，也可是羥基、酰胺基、醚鍵等；而憎水基團常為非極性烴鏈，如8個C原子以上烴鏈[1-3]。表面活性劑分為離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和特種表面活性劑。其中非離子型表面活性劑具有獨特的性質，應用非常廣泛。本文簡單介紹非離子型表面活性劑的種類、性質特點，重點介紹非離子型表面活性劑的應用。

1 非離子型表面活性劑簡介

1.1 非離子型表面活性劑

非離子表面活性劑是以分子中含有在水溶液中不發生電離的羥基（-OH）或醚鍵（-O-）為親水基的表面活性劑，由于羥基和醚鍵的親水性弱，因此，分子中必須含有多個此類親水基團，才表現出一定的親水性，大多數非離子表面活性劑是由含有活潑氫的輸水化合物和環氧乙烷加成聚合而成[4]。

1.2 性質

由于非離子表面活性劑具有在水中不電離的特點，決定它在某些方面較離子型表面活性劑優越，如在水中和有機溶劑中都有較好的溶解性，在溶液中穩定性高，不易受強電解質無機鹽和酸、堿的影響。由于它與其他類型表面活性劑相容性好，所以常可以很好地混合復配使用[5]。

非離子表面活性劑具有很高的表面活性，期水溶液的表面張力低，臨界膠束濃度低于離子型表面活性劑，有良好的耐硬水能力，具有分散、乳化、低起泡沫、潤濕、增溶多種性能，因此，在很多領域中都有重要用途。

1.3 種類

非離子表面活性劑按照親水基的不同可分為聚氧乙烯型、烷基酰胺型、多元醇酯型等類型。

2 非離子型表面活性劑應用

2.1 聚氧乙烯型

此類型的表面活性劑又稱聚乙二醇型，是環氧乙烷與含有活潑氫的化合物進行加成反應的產物。如高碳脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）是一種用途廣泛的非離子表面活性劑，但其生物降解性較差，目前應用趨勢在逐步減小，替代品為生物降解性能好的碳脂肪醇聚氧乙烯醚[4]。

醇結構中碳原子數和加成的環氧乙烷分子數會影響高碳脂肪醇聚氧乙烯醚的水溶性，通常使用的脂肪醇含碳原子數在10～18之間，所以生產AEO可采用10～18個碳原子的伯醇和仲醇，如圖1。此反應可采用苛性鈉為催化劑，反應溫度130～180℃，反應結構表明：伯醇反應速率大于仲醇，但仲醇與環氧乙烷反應生成加成物的速率近似于AEO鏈增長速率[4]。

圖1 AEO生成反應Fig.1 Formation reaction

以脂肪醇烷基鏈鏈含12～14個碳原子加成10個左右環氧乙烷的產物洗滌去污能力最好，是常用的洗滌劑成分。AEO產品的最大特點是化學穩定性好，在熱稀堿、酸及氧化劑中均穩定，在低于它濁點的溫度下有良好的洗滌去污能力，所以用它配制的洗滌劑能滿足低溫低泡耐硬水的要求。工業上使用的這類產品商品名為：平平加 O（C18H35O（CH2CH20）1OH）、勻染劑 O（C12H250（CH2CH2O）22H）、滲透劑 JFC（C7～9H15～19O（CH2CH20）5H）等[5]。

烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）在非離子表面活性劑中僅次于AEO，主要產品包括辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚，商品牌號為乳化劑OP系列，壬基酚聚氧乙烯醚向加成環氧乙烷分子產物的HLB值，HLB值越大親水性越好。作為洗滌劑，分子中加成的環氧乙烷數n＝9～12，其親水基是由醚鍵和羥基構成的，且在分子的端基只存在一個羥基，親水性很小，欲使此類分子有足夠的親水性，必須增加環氧乙烷加成的分子數n，即含的醚鍵越多，親水性越好，因此可通過結合不同的環氧乙烷分子數目來調節此類活性劑的親水性?？捎协h氧乙烷加成得到具有不同分子數（n）的混合物，通常n是一個平均值。

脂肪酸聚氧乙烯酯（AE）脂肪酸在催化劑的作用下可以與環氧乙烷加成，形成親水基與疏水基由酯鍵連接的聚氧乙烯型非離子表面活性劑。但與上述兩類以醚鍵結合的非離子表面活性劑不同，醚鍵易于水解，所以這類化合物在強堿溶液中使用時會水解變成肥皂。這類化合物與高級醇或烷基酚的環氧乙烷加成物相比，一般滲透力、去污力都差些，因此，不適合做洗滌劑，主要做乳化劑、分散劑、染色助劑等。聚氧乙烯酰胺是在堿性條件下脂肪酰胺與環氧乙烷加成得到的產物，酰胺基上可有一個或二個活潑氫與環氧乙烷加成，所以可以得到幾種不同結構的產物。聚氧乙烯胺由高級脂肪胺與環氧乙烷加成的反應產物，所用高級脂肪胺可能是伯胺、仲胺或叔胺。

2.2 多元醇酯型

多元醇型非離子表面活性劑是乙二醇、甘油季戊四醇、失水山梨醇和蔗糖等含有多個羥基的有機物與高級脂肪酸形成的酯[6]。其分子中的親水基是-OH，由于-OH親水性弱所以多做乳化劑使用。這類產物來源于天然產品，具有易生物降解、低毒性的特點，因此，多用于禽磁涸醫藥等部門，其中應用較多的是失水山梨醇酯。

山梨醇是由葡萄糖加氫制得的多元醇，分子中有6個羥基。山梨醇在適當條件下可脫水生成失水山梨醇和二失水山梨醇，失水山梨醇分子中剩余的羥基與高級脂肪酸發生酯化反應得到失水山梨醇酯是多元酬測表面活性劑。產物實際上是單酯，雙酯和三酷的混合物；脂肪酸可采用月桂酸，棕櫥酸封酬脂酸和油酸。其單酯的商品代號分別叫Span（司盤）-20、40、60、80，而硬脂酸和油酸的警捌脂代號分別叫Span-65和Span-85。

2.3 烷基醇酰胺型

烷基醇酰胺是脂肪酸與乙醇胺的縮合產物。脂肪酸通常為椰子油酸、脂肪酸或月桂酸，乙醇胺為單乙醇胺或二乙醇胺，當氨與環氧乙烷反應時，氨分子中的三個活潑氫會被羥乙基取代而形成單乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺[7]：其中比較重要的是月桂酸、椰子油酸、油酸和硬脂酸與α-醇胺反應的產物。有脂肪酸與二乙醇胺分子比為1∶1及1∶2的兩種產物，當lmol脂肪酸與2mol二乙醇胺反應時得到一種水溶性烷基醇酰胺產物，商品名為尼納樂（Nin01），6501，2∶1型烷醇酰胺。

3 展望

隨著科技進步和表面活性劑工業的迅速發展，環保意識的不斷加強和人民物質文化生活水平的不斷提高，各類非離子型表面活性劑已逐漸進入國民經濟的各相關領域之中，易生物降解性和多功能性于一身，順應行業發展趨勢的優質產品必將會進入國民經濟的各相關領域，并創造出巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。

［1］BeneventiD,Carre B,GandiniA.Role of surfactantstructure on surface and foaming properties［J］.Colloids Surfaces，A,2001,189:65-73.

［2］張彪,金勇,苗青,曹志峰,馬春彥.反應型聚氨酯非離子表面活性劑的合成及其性能［J］.中國皮革,2010,39（1）:37-40..

［3］樊國棟,劉香云.非離子雙子表面活性劑的合成研究進展［J］.科技導報,2010,28（4）:118-123.

［4］程侶柏.精細化工產品的合成及應用［M］.大連出版社，2002.

［5］胡應模.可聚合非離子型表面活性劑的合成及其性能［J］.應用化學，2010，27（4）:409-412.

［6］ Wang Xianguang.Synthesis and surface properties of several nonionic-anionic surfactants with straight chain alkyl-benzyl hydrophobic group［J］.Colloid Surface A:Physicochem Engng Aspects,2007,302（1-3）:532-539.

［7］王顯光,王琳,任立偉,等.新型陰-非離子型表面活性劑的泡沫性能［J］.油田化學，2009,26（4）:357-361.

Study of non-ionic surfactants*

JIANG Luan

TQ423.2

A

1002-1124（2011）03-0026-03

2010-12-09

陜西省教育廳自然科學基金資助課題(04JK147)

姜 孌(1984-)，女，陜西咸陽人，講師，陜西科技大學應用化學專業學士，主要從事儀器分析。