表面活性剂的分类、应用及发展前景A08化工（2）班080702206 陈波摘要：介绍了表面活性剂的分类情况，论述了表面活性剂的功能，如润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡和洗涤去污等功能，介绍了常用的几种表面活性剂。

以及在化妆品、洗涤剂、食品和医药中的作用。

对表面活性剂的发展趋势进行了阐述。

关键词：表面活性剂HLB值分类应用发展一、HLB值----HLB值越大代表亲水性越强，HLB值越小代表亲油性越强，一般而言HLB值从1 ~ 40之间。

区分亲水亲油的HLB为10，当HLB小于10为亲油性,反之为亲水性。

1~--3作消泡剂3~--6作W/O型乳化剂7~--9作润湿剂；8~--18作O/W型乳化剂，二、表面活性剂的分类、主要作用及常用表面活性剂2.1表面活性剂的分类表面活性剂的分类方法有很多种，根据表面活性剂的来源进行分类，通常把表面活性剂分为合成表面活性剂、天然表面活性剂和生物表面活性剂三大类。

按亲水基生成的离子类型可将表面活性剂分为四类阳离子型、阴离子型、两性离子型和非离子型。

通常使用的表面活性剂，其憎水基是碳氢烃基，分子中还可能含有氧、氮、硫、氯、溴和碘等元素，称为碳氢表面活性剂或普通表面活性剂。

含有氟、碘、硅、磷等元素的表面活性剂称为特种表面活性剂。

2.2 表面活性剂的主要作用2.2.1乳化作用：由于油脂在水中表面张力大，当水中滴入油脂后，用力搅拌，油脂被粉碎成细珠状，互相混合成乳浊液，但搅拌停止又重新分层。

如果加入表面活性剂，用力搅拌，停止后很长时间内却不易分层，这就是乳化作用。

其原因是油脂的疏水性被活性剂的亲水基团所包围，形成定向的吸引力，降低了油在水中分散所需要的功，使油脂得到很好的乳化。

2.2.2润湿作用：零件表面上往往粘附有一层蜡、油脂或鳞片状的物质，这些物质是疏水性的。

由于这些物质的污染，零件表面不易被水润湿，当水溶液中加入表面活性剂时，零件上的水珠就很容易分散开来，使零件的表面张力大大降低，达到润湿目的。

2.2.3增溶作用：溶解度的大小根据增溶对象和性质来决定。

一般情况下，饱和烃链比不饱和烃链增容作用强，长的疏水基因烃链要比短烃链强，非离子表面活性剂增溶作用一般比较显著。

2.2.4分散作用：灰尘和污粒等固体粒子比较容易聚集在一起，在水中容易发生沉降，表面活性剂的分子能使固体粒子聚集体分割成细小的微粒，使其分散悬浮在溶液中，起到促使固体粒子均匀分散的作用。

2.2.5泡沫作用：泡沫的形成主要是活性剂的定向吸附作用，是气液两相间的表面张力降低所致。

一般低分子活性剂容易发泡，高分子活性剂泡沫少，豆蔻酸黄发泡性最高，硬脂酸钠发泡性最差，阴离子活性剂发泡性和泡沫稳定性比非离子型好，如烷基苯磺酸钠发泡性很强。

2.3常用表面活性剂2.3.1阴离子表面活性剂：（1）肥皂类：碱金属皂：O/W ，碱土金属皂：W/O有机胺皂：三乙醇胺皂（2）硫酸化物：硫酸化蓖麻油俗称土耳其红油十二烷基硫酸钠（SDS、月桂醇硫酸钠）（3）磺酸化物：二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT）十二烷基苯磺酸钠甘胆酸钠2.3.2阴离子表面活性剂阳性皂：也称为季铵化合物，其分子结构中含一个五价氮原子。

常用品种有苯扎溴铵和苯扎氯铵等。

2.3.3两性离子表面活性剂同时具有正、负电荷基团，在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。

2.3.4非离子表面活性剂（1）脂肪酸甘油酯：单硬脂酸甘油酯HLB为3~4主要用作W/O型乳剂辅助乳化剂。

（2）多元醇蔗糖酯：HLB为5~13 主要用作O/W乳化剂、分散剂脂肪酸山梨坦（Span）：W/O乳化剂聚山梨酯（Tween）：O/W乳化剂（3）聚氧乙烯型：Myrij(卖泽类，长链脂肪酸酯）;Brij （脂肪醇酯）（4）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物：能耐受热压灭菌和低温冰冻,静脉乳剂的乳化剂三、表面活性剂的应用表面活性剂的应用可分为民用和工业应用。

据资料显示：民用表面活性剂中有2/3 用于个人保护用品；合成洗涤剂是表面活性剂消费最大的市场之一，产品包括洗衣粉、液体洗涤剂、餐具洗涤剂和各种家庭用清洗产品及个人保护用品如：洗发香波、护发素、发乳、发胶脂、润肤乳液、爽肤液和洗面奶等。

工业用表面活性剂是民用表面活性剂以外用于各工业领域的表面活性剂总和，其应用领域包括纺织工业，金属工业，涂料、油漆、颜料工业，食品工业，造纸工业，塑料树脂工业，皮革工业，石油开采，建材工业，采矿业，能源工业等。

以下就几个方面进行叙述。

3.1化妆品中的应用3.1.1表面活性剂在化妆品中的用途表面活性剂广泛用于各类化妆品中作乳化剂、洗涤剂、抗静电剂、柔软剂、润湿剂、分散剂、增溶剂、染发剂等。

非离子表面活性剂由于不刺激且和其他组分易相容，在化妆品中最常用，一般多为一些脂肪酸酯类和聚醚。

3.1.2表面活性剂的要求化妆品配方的组成是多样的和复杂的，除油、水原料外，还有各种功能表面活性剂、防腐剂、香精和色素等，属多相分散体系。

生活水平不断提高，人们对化妆品的使用要求也在提高，要求表面活性剂应对皮肤无刺激、无毒副作用，同时还要尽量满足无色、愉快气味和稳定性高等要求。

3.2洗涤剂中的应用表面活性剂具有高效的清洁及消毒功能。

表面活性剂是洗涤剂的主要成分，它与污垢和在污垢与固体表面之间发生一系列的物理化学作用（如：润湿、渗透、乳化、增溶、分散、起泡等）并借助于机械搅拌获得洗涤效果。

用量最多、最广泛的是阴离子和非离子表面活性剂，阳离子和两性表面活性剂只是在生产某些特殊类型和功能的洗涤剂时才使用。

主要品种有LAS（指连烷基苯磺酸脂盐）、AES （脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐）、MES（α - 磺酸脂肪酸脂盐）、AOS（α-烯基磺酸盐）、烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酰二乙醇胺、胺基酸型、甜菜碱型等。

3.3表面活性剂在食品工业的应用3.3.1食品乳化剂和增稠剂表面活性剂在食品工业中最主要的作用是作乳化剂和增稠剂用。

常用的乳化剂还有脂肪酸甘油酯S主要为单甘油脂T、脂肪酸蔗糖酯、脂肪酸丙二醇酯、大豆磷脂、阿拉伯树胶、脂肪酸山梨糖醇酐酯、酪蛋白酸钠、明胶和蛋黄等。

增稠剂可分为两类天然增稠剂和化学合成。

天然增稠剂有从植物和海藻类制取的淀粉、阿拉伯树胶、瓜尔豆胶、角叉菜胶、果胶、琼脂和海藻酸等。

还有从含蛋白质的动植物制取的明胶、酪蛋白和酪蛋白酸钠等。

合成增稠剂最为常用的有羧甲基纤维素钠:@:、丙二醇酸藻蛋白酸酯、纤维素乙醇酸和聚丙烯酸钠、淀粉乙醇酸钠、淀粉磷酸钠、甲基纤维素和聚丙烯酸钠等。

3.3.2食品保鲜剂鼠李糖酯是一种常见的食品保鲜剂，它具有一定的抗菌、抗病毒和抗支原体的性能，蔗糖酯也对微生物，尤其是对形成孢子的革兰氏阳性菌抑制作用较大。

3.3.3食品分散剂、消泡剂等表面活性剂在食品制作中除作乳化剂、增稠剂和食品保鲜剂外，还可以起分散剂、起泡剂、消泡剂、润湿剂、结晶控制剂、杀菌以及延长食品保鲜期的作用等。

例如全脂奶粉造粒时添加0.2-0.3%的大豆磷脂，可改进其亲水性和分散性，冲调时能迅速溶解而不结团。

在制作糕点和冰淇淋时，添加甘油脂肪酸、蔗糖脂可起发泡作用，有利于大量气泡的产生，而在炼乳和豆制品制作中，添加甘油脂肪酸脂有消泡作用。

3.3.4在色素、香味成分、生物活性成分以及发酵产品的提取分离中的应用近年来，表面活性剂在食品中的天然成分如色素、香味成分、生物活性成分以及发酵产品的提取分离中的也有广泛的应用。

3.4表面活性剂在医药领域的应用表面活性剂具有润湿、乳化、增溶等作用，因而被广泛的用作药物制剂辅料，尤其是在近年来发展起来的药学微乳技术中有着越来越广泛的应用。

在药物合成中，表面活性剂可用作相转移催化剂，能改变离子的溶剂化程度，进而增大离子的反应活性，使反应在非均相体系中进行，反应效率得到极大的提高，广泛使药物分析中尤其是药物荧光光谱分析法中表面活性剂常作为增溶增敏剂得到应用。

在医药行业的手术前需要皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒等方面，由于表面活性剂可与细菌生物膜蛋白质强烈相互作用，使之变性或失去功能，被用作为杀菌剂和消毒剂。

四、表面活性剂发展方向4.1烷基磷羧酸盐(AEC)随着科技飞速发展和现代文盟的不断进步，人们对表面活性剂使用要求也越来越高，即温和、易生物降解和多功能性，强调使用安全、生态保护和提高效率。

烷基醇醚羧酸盐(AEC)是八十年代以来，发达国家积极研究开发的优质表面活性剂品种之一，它与烷基多苷和醇醚磷酸单酯同被称为“表面活性剂九十年代的绿色品种”。

烷基醚羧酸盐（AEC）的制造。

一般采用以脂肪醇或烷基酚为原料，经乙氧基化和羧甲基化，制备AEC和APEC。

烷基醚羧酸盐在化学结构上与皂类似，在亲水基和疏水基之间嵌入一定加成数的环氧乙烷，从而使其兼有阴离子和非离子表面活性剂中的许多优良性能，成为多功能品种。

它在金属加工方面，效果比相应的醇(酚)醚表面活性剂更好，它具有：(1)对皮肤和眼的刺激性很小。

(2)清洗性能受温度和pH值影响较小。

(3)对氯、酸、碱较为稳定。

(4)生物降解性能好。

图1 表面活性剂结构示意图烷基醚羧酸盐在国内的应用市场落后发达国家很多，随着环保意识的不断加强和人民物质文化水平的不断提高，这类集温和、易生物降解和多功能性于一身的表面活性剂，在金属加工领域内，将发挥更大作用。

4.2新一代表面活性剂Gemini目前已经合成的低聚表面活性剂有二聚体、三聚体和四聚体等，其中最引人注目的是二聚体，其结构示意图如上图1，二聚表面活性剂最早被合成于1971年，后因其结构上的特点而被形象地命名为Gemini(英文是双子星之意)表面活性剂。

表面活性剂Gemini(也称dimeric)是由两个单链单头基的普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成，因而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力，极大地提高了表面活性。

与当前为提高表面活性而进行的大量尝试，如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合相比较，Gemini表面活性剂是概念上的突破，因而被誉为新一代的表面括性剂。

在Gemini表面活性剂中，两个离子头基凭借联接基团通过化学键连接的，由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接，致使其碳氢链间更容易产生强相互作用，即加强了碳氢链问的疏水结合力，而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱，这就是Gemlrd表面活性剂和单链单头基表面括性剂相比较，具有高表面括性的根本原因。

在两个离子头基问的化学键联接不破坏其亲水性，从而为高表面活性的C~mini表面活性剂的广泛应用提供了基础。

通过化学键联接方法提高表面活性与以往通常使用的物理方法不同，在概念上是一个突破。

图2 炔醇类Gemini表面活性剂Genfini表面活性剂的优良性质：实验表明，在保持每个亲水基团联接的碳原子数相等条件下，与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比，离子型Gemini表面活性剂具有如下特征性质：(1)更容易吸附在气／液表面，从而更有效地降低水溶液表面张力。