表面活性劑(surface active agent; surfactant) 是一類重要的精細(xì)化學(xué)品，早期主要應(yīng)用于洗滌、紡織等行業(yè)，現(xiàn)在其應(yīng)用范圍幾乎覆蓋了精細(xì)化工的所有領(lǐng)域。目前人們對(duì)表面活性劑的定義尚無(wú)統(tǒng)一的描述，但普遍認(rèn)為從其名稱上看應(yīng)包括三方面的含義，即“表 (界)面”(surface)、“活性”(acitive) 和“添加劑”(agent)。具體地講，表面活性劑應(yīng)當(dāng)是這樣一類物質(zhì)，在加入量很少時(shí)即能明顯降低溶劑(通常為水)的表面(或界面)張力，改變物系的界面狀態(tài)，能夠產(chǎn)生潤(rùn)濕、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用， 從而達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。

表面活性劑的分類

表面活性劑的品種很多，可以從不同角度進(jìn)行分類，例如按照離子類型分類、按照親水基結(jié)構(gòu)和疏水基的種類分類、按照表面活性劑結(jié)構(gòu)的特殊性分類等，此外還有其他分類方法。

1 按離子類型分類

這是表面活性劑研究與應(yīng)用過程中最常用的分類方法。大多數(shù)表面活性劑是水溶性的,根據(jù)它們?cè)谒芤褐械臓顟B(tài)和離子類型可以將其分為非離子型表面活性劑和離子型表面活性劑。

非離子型表面活性劑在水中不能離解產(chǎn)生任何形式的離子，如脂肪醇聚氧乙烯醚，其結(jié)構(gòu)式為:RO(CH2CH2O)n H

例如：十二烷基苯磺酸鈉在水中可以電離出磺酸根，屬于陰離子表面活性劑，

十二烷基苯磺酸鈉

芐基三甲基氯化銨電離產(chǎn)生季銨陽(yáng)離子，屬于陽(yáng)離子表面活性劑。

芐基三甲基氯化銨

兩性表面活性劑分子中同時(shí)存在酸性和堿性基團(tuán)，如十二烷基甜菜堿。這類表面活性劑在水中的離子性質(zhì)通常與溶液的pH值有關(guān)。

十二烷基甜菜堿

2  按親水基的結(jié)構(gòu)分類

表面活性劑的分類一般是以其親水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)為依據(jù)，即按表面活性劑溶于水時(shí)的離子類型來(lái)分類。

表面活性劑溶于水時(shí)，凡能解離成離子的叫做離子型表面活性劑，凡不能解離成離子的叫做非離子型表面活性劑。離子型表面活性劑按其在水中生成的表面活性劑離子種類，又可分為陰離子型、陽(yáng)離子型和兩性離子型表面活性劑。此外還有近年來(lái)發(fā)展較快的、既有離子型親水基又有非離子型親水基的混合型表面活性劑。因此表面活性劑共有5大類。每大類按其親水基結(jié)構(gòu)的差別又分為若干小類。

下面舉例說明表面活性劑的這5種主要類型。

①陰離子型       極性基帶負(fù)電，主要有羧酸鹽（RCOOM)、磺酸鹽（RSO3M), 硫酸酯鹽（ROSO3M，一般直接稱為硫酸鹽)、磷酸酯鹽（ROPO3M，一般直接稱 為磷酸鹽）等。其中R為烷基，M主要為堿金屬和銨（胺）離子。

②陽(yáng)離子型    極性基帶正電，主要有季銨鹽（RNR 13A，三個(gè)R1可以相同，也可以不同)、烷基吡啶鹽（RC5H5NA),.胺鹽（RNH3A）等。其中A主要為鹵素和酸根離子。

③兩性型     分子中帶有兩個(gè)親水基團(tuán)，一個(gè)帶正電, 一個(gè)帶負(fù)電。其中的正電性基團(tuán)主要是氨基和季銨基，負(fù)電性基團(tuán)則主要是羧基和磺酸基。如烷基甜菜堿RN+(CH3)2CH2COO- .

④非離子型     極性基不帶電，如聚氧乙烯類化合物[RO(CH2CH2O)nH]、 多元醇類化合物（如蔗糖、山梨糖醇、甘油、乙二醇等的衍生物）,亞砜類化合物(RSOR1）、氧化胺〔如RN(CH3)2O]等。

⑤混合型此類表面活性劑 分子中帶有兩種親水基團(tuán)，一個(gè)帶電，一個(gè)不帶電。如醇醚硫酸鹽R(OCH2CH2)nOSO3 M.

圖1：表面活性劑按親水基的分類

圖1 表面活性劑的分類

主要親水基團(tuán)的名稱、結(jié)構(gòu)及相關(guān)表面活性劑的實(shí)例如表1-1所示。

在上述各種親水基團(tuán)中，羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽和磷酸酯鹽溶于水形成負(fù)離子，從離子類型上講屬于陰離子型親水基團(tuán); 胺鹽、季銨鹽和鎓鹽為陽(yáng)離子型親水基團(tuán); 而羥基和聚氧乙烯基不發(fā)生離解，屬于非離子型親水基團(tuán)。

3  按疏水基種類分類

疏水基是表面活性劑的另一個(gè)重要組成部分，通常由羥基構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)不同主要表現(xiàn)在碳?xì)滏溄Y(jié)構(gòu)的差異上。重要的疏水基類型有以下幾種:

4  按表面活性劑的特殊性分類

新型表面活性劑顯示出十分優(yōu)異的應(yīng)用性能，它們的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)表面活性劑不同，這些特殊類型的表面活性劑主要有以下幾類。

(1）碳氟表面活性劑是指疏水基碳?xì)滏溨械臍湓硬糠只蛉勘环尤〈谋砻婊钚詣?。該類活性劑表面活性很高，既具有疏水性，又具有疏油性，碳原子?shù)一般不超過10。例如全氟代辛酸鈉:

(2）含硅表面活性劑其活性介于碳氟表面活性劑和傳統(tǒng)碳?xì)浔砻婊钚詣┲g，通常以硅烷基和硅氧烷基為疏水基，例如

(3）高分子表面活性劑|相對(duì)分子質(zhì)量高于1000的表面活性劑被稱為高分子表面活性劑，根據(jù)來(lái)源可以分為天然、合成和半合成三類，根據(jù)離子類型可以分為陰離子、陽(yáng)離子、兩性和非離子型四類。高分子表面活性劑起泡性小，洗滌效果差，但分散性、增溶性、絮凝性好，多用作乳化劑或分散劑等。例如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯等是其主要品種。

(4）生物表面活性劑是細(xì)菌、酵母和真菌等微生物代謝過程中產(chǎn)生的具有表面活性的化合物，其疏水基多為羥基，親水基可以是羧基、磷酸酯基及多羥基等。

(5）冠醚型表面活性劑冠醚是以氧乙烯基為結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的大環(huán)狀化合物，能夠與金屬離子絡(luò)合，在某些方面的性質(zhì)與非離子表面活性劑類似，例如:

5 其他分類方法

除上述分類方法外，按照表面活性劑的溶解性能可將其分為水溶性和油溶性表面活性劑﹔按照相對(duì)分子質(zhì)量可分為低分子和高分子表面活性劑﹔按照應(yīng)用功能可分為乳化劑、洗滌劑、潤(rùn)濕劑、發(fā)泡劑、消泡劑、分散劑、絮凝劑、滲透劑及增溶劑等。

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