表面活性劑的應用

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，其分子結構有著共同的特點，即分子都是由非極性的憎水基與極性的親水基兩部分構成，結構與性能截然相反的分子碎片或基團處于同一分子的兩端，并以化學鍵相連接，形成一種不對稱的、極性的結構。表面活性劑的這種特殊結構決定了這類分子具有許多特殊而優越的性質和作用。

1.表面活性劑在科學研究中的應用

（1）表面活性劑在納米技術研究中的應用

表面活性劑在納米技術的研究和應用領域起著不可或缺的作用。在納米材料制備領域，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、微乳相等性質成功制備了各種納米材料；陽離子表面活性劑作為無機硅酸鹽的插層改性劑在聚合物基-無機納米復合材料的制備中能發揮重要作用；在解決納米粉體的團聚問題時，用表面活性劑進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的重要手段；表面活性劑還被應用于納米材料透射電鏡樣品的制備中。從納米材料的制備、表征到應用，表面活性劑由于其獨特的性質都發揮著重要的作用。

（2）表面活性劑在環境保護研究中的應用

在經濟迅速發展、生產力高度發達的今天，全球面臨環境惡化的重大問題，環境保護及環境保護方面的研究顯得尤為重要。表面活性劑是現代科學技術中的一種重要的精細化工品，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散，因而廣泛應用于環境保護方面。表面活性劑在水污染處理技術、大氣除塵技術、土壤和地下水污染修復技術中的研究中占有重要地位。如表面活性劑加溶修復技術的研究是解決土壤和地下水污染修復的重大研究課題，并且在理論及實驗室研究中取得了較好的效果。

（3）表面活性劑在化學研究中的應用

化學研究過程中，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移劑，由于其乳化性常做乳化劑，在許多化學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、引發劑、表面活性劑），表面活性劑的用量雖然很少，卻發揮了非常關鍵的作用。它們對于乳膠粒子的成核，單體液滴或預聚體的乳化，以及聚合過程中聚合物粒子的穩定性和貯存期間產品的穩定性都是非常重要的。

事實上，表面活性劑以其獨特的結構和特殊的性質還廣泛應用于物理、生物、醫藥等各領域。

2.表面活性劑在工業中的應用

（1）在電鍍工業中的應用

拓寬電鍍業的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；促進在陰極表面產生氫氣，盡快脫離可防止鍍件產品凹痕和針孔；經表面活性劑清洗的鍍件，其電鍍效果明顯增強。

（2）在石油、煤炭工業中的應用

石油工業中，表面活性劑是必不可少的化學助劑。水煤漿作為一種新型煤基燃料，表面活性劑可使其煤粉穩定地分散在水中，從而獲得濃度高、穩定性好、流動性好的水煤漿。表面活性劑驅油的三次采油（EOR）由于可觀的經濟效益而備受青睞。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）在制藥工業中的應用

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移催化劑及在藥物熒光分析中做增溶增敏劑，因此廣泛應用于制藥工業中。

（4）在皮革生產中的應用

①浸水助劑，浸水的目的是使經過不同防腐處理的原皮最大限度地恢復到鮮皮狀態，同時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，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，特別是對脂肪細胞和脂腺組織有強的穿透性。

③浸灰劑，浸灰（堿膨脹）是指生皮在堿性溶液中進一步發生充水作用。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間縮短，防止皮纖維在強堿性介質中受損傷。

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.表面活性劑在農業中的應用

（1）在農藥中的應用

在農藥行業，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展面積，增強防病、治病效果。

（2）在農業廢物好氧堆肥中的應用

大量研究表明：添加化學表面活性劑能夠促進纖維素類物質的生物降解。在堆肥中引入生物表面活性劑以促進難降解物質如纖維素類物質的降解，同時生物表面活性劑在體系中不是優先降解對象，不存在被微生物過早降解的危險，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處理，產物還田不存在安全隱患。

4.在洗滌劑和化妝品中的應用

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生一系列的物理化學作用（如：潤濕、滲透、乳化、增溶、分散、起泡等）并借助于機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某些特殊類型和功能的洗滌劑時才使用。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和作用廣泛應用于造紙、建筑、紡織等行業，其應用幾乎可以覆蓋所有的精細化工領域。