第六章 表面活性剂的应用
化工工艺教研室 蒋新元
2011年5月
表面活性剂的应用
表面活性剂在工业洗涤剂中的应用 表面活性剂在金属加工工业中的应用 表面活性剂在粉体加工中的应用 表面活性剂在石油工业中的应用 表面活性剂在农业中的应用 表面活性剂在纺织与印染工业中的应用 表面活性剂在食品工业中的应用 表面活性剂在浮选工业中的应用 表面活性剂在建筑工业中的应用 等等
润滑油使用的活性剂成分有分散剂、防蚀剂、油性剂、 增稠剂、乳化剂、清洁剂等。
清洁剂用来防止或抑制机油中发动机中因受高温氧化、 分解而生成的淤渣、炭黑导致的油路堵塞，常用二烷 基苯磺酸盐、二烷基酚磺酸盐、水杨酸盐等；
分散剂如加有丁二酸酯的丁二酰亚胺、苄胺、琥珀酰 亚胺等，具有良好的分散低温淤渣的效果。
防锈添加剂：能暂时防止因大气腐蚀而引起的生锈， 大都是油溶性表面活性剂，如脂肪酸金属皂或铝、锌 金属盐，烷基萘磺酸盐，烷基苯磺酸盐，及二油酸牛 脂二胺盐、Span-80等。
6.2.2 润滑油添加剂
润滑油主要用于降低磨擦系数、防锈等，都要借助表 面活性剂，以HLB值较低、碳链较长的油溶性表面活 性剂为主。
(1) 在电镀预处理中的应用
电镀前，均需对镀件进行除油、酸洗和抛光预 理，常用除油有机溶剂为煤油、汽油、苯类和氯 代烃等，在这些有机溶剂中添加少量油溶性表面 活性剂，如OP、AEO、Span-80等，均会收到较 好的去油污效果。
(2) 在电镀工艺中的应用 表面活性剂在电镀液中可用作润湿剂，能够较 好地降低电极与镀液界面间的界面张力，使镀液 易于在电极表面铺展，从而达到均匀电镀的目 的。如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚等。
各种复配表面活性剂的HLB值在9.0-13.0的范围，以 脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚等非离子表面活性 剂为主，与十二烷基磷酸酯钾盐、十四醇聚氧乙烯醚、琥珀酸
单酯磺酸盐等阴离子活性剂复配而成。
6.1.2 金属材料酸洗用清洗剂
酸洗(硝酸、盐酸和硫酸)是金属材料在加工或表面处理前除去 表面氧化层和污垢的有效而必不可少的工序。但易造成腐蚀和 酸雾。
除表面活性剂外的添加剂： 增稠剂：氯化钠、硫酸钠、柠檬酸钠、羟基纤维素、聚乙烯 吡咯烷酮等。
增溶剂：尿素、甲苯磺酸钠、乙醇、低级脂肪醇； 稳定剂：乙醇、丙二醇、乙二醇、酚基聚氧乙烯醚等； 螯合剂：EDTA钠盐、氮川三乙酸钠、磷酸盐等。
6.2 在金属加工中的应用
金属加工工业中使用的表面活性剂品种多， 用途广。金属的车、铣、铇、钻、磨、抛 光、轧、铸造、脱模等工序都要用到表面 活性剂，金属的防锈、防腐、润滑、电镀 及金属的酸洗、清洗、磷化处理及电子元 件的处理等工艺过程也需应用表面活性剂。
6.2.1 腐蚀抑制剂(防锈剂)
包括缓蚀剂(无机缓蚀剂、有机缓剂)和防锈添加剂。
无机缓蚀剂有铬酸盐、硝酸钠及硅酸钠、磷酸钠等， 可阻止金属离子进入溶液或在金属表面形成表面膜； 有机缓蚀剂主要指表面活性剂：单胺、二胺、酰胺、 季铵盐、咪唑啉衍生物、磷酸酯、多元醇等，同样在 金属表面上形成吸附薄膜。
6.3 在粉体加工中的应用
粉体是大量固体细小粒子的集合体，粒子的大小 与粒度分布是粉体的重要性质，通常以比表面积来 衡量。
粉体在许多行业如涂料、塑胶、陶瓷、造纸、水 处理、日用化工、化妆品等行业有非常广泛的应 用，而超细粉体则有更广泛的领域，如化工、轻 工、能源、冶金、建材、生物、制药、电子、航空 航天、光学、通讯等领域。
增稠剂用来使油凝胶化，如硬脂酸锂皂、钙皂、铝皂 等。Βιβλιοθήκη 6.2.3 金属切削液添加剂
金属切削、磨削加工时会产生热量，需在加工时注入
润湿冷却液增加润滑性降低切削力，并带走热量，从而
延长刀具使用寿命，提高工件光洁度，金属切削液应有
良好的润湿、冷却、防锈及耐硬水等综合性能，且稳
定、无毒无公害等。
乳化型水溶性切削液的成分有矿物油、乳化剂如脂肪 酸皂、石油磺酸盐或非离子表面活性剂中的烷基酚聚 氧乙烯醚、三乙醇胺等，稳定剂、极压添加剂及防锈 剂(二乙醇胺、油酸三乙醇胺等)，应用时用水稀释2050倍。
6.2.4 电镀添加剂
电镀工艺中，通常要在镀前对镀件表面的油污和锈 蚀进行除油除锈处理，在电镀过程中，还要往电镀 液中加入电镀添加剂，包括络合剂、整平剂、除杂 剂、光亮剂和表面活性剂等。
在电镀工业中常用的表面活性剂有：琥珀酸二辛酯 磺酸钠系列、脂肪醇硫酸酯盐系列、支链脂肪醇硫 酸酯盐系列、烷基芳基磺酸盐系列、烷基萘磺酸盐 系列、烷基芳基酚醚硫酸酯盐系列、脂肪醇聚氧乙 烯醚(AEO)、壬基酚聚氧乙烯醚(OP)等。
6.1 在洗涤剂中的应用
6.1.1 碱性水基金属油污清洗剂
金属经各种机械加工后，常会在表面残留一些较复杂的 油污，会影响后续加工，传统除油方法为高温碱法化学去 油法(腐蚀性强)、有机溶剂去油法(污染重)、电化学去油 法。
借助表面活性剂(借助润湿、渗透、乳化、分散、增溶 等)的弱碱性水基金属油污清洗剂具有清洗率高、腐蚀性 小、清洗温度低、无毒无污染等优点。
在酸洗液中加入合适的表面活性剂，可以延缓酸洗液对基体 的腐蚀，通过在酸洗中形成乳状液或悬浮液，在酸洗液的表面 生成泡沫，从而抑制酸雾的产生。
常用表面活性剂有：烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐、脂肪醇磷 酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基苷等。
在酸性溶液中，只能使用非离子表面活性剂，在碱性溶液中 可以使用阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂及它们的复配 物。
6.1.3 手洗餐具洗涤剂
餐具洗涤剂属于轻垢型液体洗涤剂，其主要活性物为各种(23种)表面活性剂，含量大于或等于15%。
餐洗剂用的表面活性剂应满足以下要求：①优良的润湿力、 乳化性和去油污性，②良好的发泡性或低泡性、抑泡性，③对 皮肤温和、低刺激，④易于调节粘度，⑤生物降解性好。
常用表面活性剂有：直链烷基苯磺酸盐(LAS)、 -烯烃磺酸盐 (AOS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)、脂肪醇硫酸盐(FAS)、 脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、烷醇酰胺、烷基多苷(APG)等。