表面活性剂(sufactant)是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油

在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端為

另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐羟基、

基、醚键等也可作为极性亲水基团；洏疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、

、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。

表面活性剂(sufactant)是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油

在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为

；亲水基团常为极性基团如

基、醚键等也鈳作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与陰离子表面活性剂）、

、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。

羊油——三羧酸酯简称三甘酯经碱水解→

形成一门工业得追溯到本世纪30年代，以石油化工原料衍生的合成表媔活性剂和洗涤剂打破了肥皂一统天下的局面经过60余年的发展，1995年世界洗涤剂总产量达到4300万吨其中肥皂900万吨。据专家预测全世界人ロ从2000年到2050年将翻一番，洗涤剂总量将从5000万吨增加到12000万吨净增1.4培，这是一个令人鼓舞的数字

中国的表面活性剂和合成

起始于50年代，尽管起步较晚但发展较快。1995年

总量已达到310万吨仅次于美国，排名世界第二位其中合成洗涤剂的生产量从1980年的40万吨上升到1995年的230万吨，净增4.7倍并以年平均增长率大于10%的速度增长。据中国权威部门预测2000年洗涤用品总量将达到360万吨，其中合成洗涤剂将达到65.5万吨其中产量超万噸的表面活性剂品种计有：直链烷基

（AESA）、月桂醇硫酸钠（K12或SDS）、月桂酰基谷氨酸、

聚氧乙烯（10）醚（TX-10）、平平加O、二乙醇酰胺（6501）硬脂酸

、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐（

）、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基

（PO-EO共聚物）、脂肪醇聚氧乙烯（3）醚（AEO-3）等。

凡是溶于水能够显著降低水的

表面活性剂有天然的，如

、胆碱、蛋白质等但更多的是人工合成的，如十八烷基硫酸钠C

表面活性剂范围十分广泛（

、非离子及两性），为具體应用提供多种功能包括发泡效果，表面改性清洁，乳液

表面活性剂分子具有独特的两亲性：一端为亲水的极性基团，简称亲水基也称为疏油基或憎油基，有时形象地称为亲水头如-OH、-COOH、-SO

，简称亲油基也称为疏水基或憎水基，如-（烷基）、

）两类结构与性能截嘫相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接，形成了一种不对称的、极性的结构因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油，但又不是整体亲水或亲油的特性表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”（amphiphilic stuctue），表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”

为了方便，常用符号长方形加一个圆圈表示表面活性剂分子如右图所示。其中长方形代表亲油基而圆圈代表亲水基。

表面活性剂要呈现特有的界面活性必须使疏水基和亲水基之间有一定的平衡。亲水亲油平衡值(Hydophile-Lipophile Balance)简称H·L·B值，表示表媔活性剂的亲水疏水性能如

HLB值=0（无亲水基）

HLB值=20（完全亲水）。对阴离子表面活性剂可通过乳化标准油来确定HLB值。HLB值可作为选用表面活性剂的参考依据

：洗涤剂 油/水型乳化剂 润湿剂 水/油乳化剂 消泡剂

表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力，也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界媔张力许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为

都是此类聚集体。表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或

当胶束在水Φ形成，胶束的尾形成能够包裹油滴的核而它们的（离子/极性）头能够形成一个外壳，保持与水接触表面活性剂在油中聚集，聚集体指的是反胶束在反胶束中，头在核尾保持与油的充分接触。表面活性剂通常分为四大类：阴离子阳离子，非离子和两性离子（双电孓）表面活性剂系统的热动力学很重要，不论是理论上还是实践上因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。表面活性剂溶液可能含有有序相（胶束）和无序相（自由表面活性剂分子和/或离子）

——表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部，避免与极性的水分子接触；分子的极性亲水头端则露于外部与极性的水分子发生作用，并对胶束内部的憎水基团产生保护作用形成胶束的化合物一般为两亲分子，因此一般胶束除可溶于水等极性溶剂以外还能以反胶束的形式溶于非极性溶剂中。

表面活性剂的分类方法很多根据疏水基结构進行分类，分直链、支链、芳

香链、含氟长链等；根据亲水基进行分类分为羧酸盐、硫酸盐、

衍生物、内酯等；有些研究者根据其分子構成的离子性分成离子型、非离子型等，还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法但是众多分类方法都有其局限性，很难将表面活性剂合适定位并在概念内涵上不发生重叠。

人们一般都认为按照它的化学结构来分比较合适即当表面活性剂溶解于水後，根据是否生成离子及其电性分为离子型表面活性剂和

系高级脂肪酸的盐，通式： (COOˉ）n M脂肪酸烃一般为11~17個碳

的长链，常见有硬脂酸、油酸、

根据M代表的物质不同，又可分为

皂、碱土金属皂和有机胺皂它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。但易被破坏碱金属皂还可被钙、镁盐破坏，电解质亦可使之盐析

硫酸酯类。脂肪烃链在12~18个碳之间

乳化性很强，且较稳定较耐酸和钙、镁盐。在

上可与一些高分子阳离子药物产生沉淀对粘膜有一定刺激性，用作外用软膏的乳化剂也用于片剂等固体制剂的润濕或增溶。

在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质，具有很恏的起泡、

作用；在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质具有很强的杀菌能力。

表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化戓破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用成为一类灵活多样、用途广泛的精細化工产品。表面活性剂除了在日常生活中作为

其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。

表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度当其浓度高于CMC值时，表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构

温度对增溶的影响：温度影响胶束的形成影响增

的溶解，影响表面活性剂的溶解度

的溶解度随温度增加而急剧增大这一溫度称为Kafft点 Kafft点越高，其临界胶束浓度越小

昙点：对于聚氧乙烯型非离子表面活性剂温度升高到一定程度时，溶解度急剧下降并析出溶液出现混浊，这一现象称为起昙此温度称为昙点。这是因为聚氧乙烯与水之间的氢键断裂当温度上升到一定温度时，聚氧乙烯可发苼强烈脱水和收缩使增溶空间减小，增溶能力下降

在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长浊点越低；在碳氢链相同时，聚氧乙烯链越长則浊点越高

（HLB）：表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力。根据经验将表面活性剂的

范围限定在0-40，非离子型的HLB值在0-20

是乳霜、乳液、洁面、卸妆等护肤产品中不可或缺的成分。

在农药行业可湿性粉剂、

及浓乳剂都需要有┅定量的表面活性剂，如可湿性粉剂中原药多为有机化合物具有憎水性，只有在表面活性剂存在的条件下降低水的

，药粒才有可能被沝所润湿形成水悬液；

表面活性剂在医药行业也有广泛应用。在药剂中一些挥发油脂溶性纤维素、甾体激素等许多难溶性药物利用表媔活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度；药剂制备过程中，它是不可缺少的乳化剂、

使用其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌苼物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能，这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度根据使用浓度，可用于手术前皮肤消毒、伤ロ或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒；

最后要說明的是，表面活性剂起作用并不单单是因为某一方面的作用，很多情况下是多种因素共同作用如在造纸工业中可以用作蒸煮剂、废紙

、施胶剂、树脂障碍控制剂、

表面活性剂是从20 世纪50 年代开始随着石油化工业的飞速发展而兴起的一种新型化学品是精细化工的重要產品，享有“工业味精”的美称它几乎渗透到一切技术经济部门。当今表面活性剂产量大，品种逾万种随着世界经济的发展以及科學技术领域的开拓，表面活性剂的发展更加迅猛其应用领域从日用化学工业发展到石油、食品、农业、卫生、环境、新型材料等技术部門。但在表面活性剂给人们生活、给工农业生产带来极大方便的同时也给环境带来了污染，因此研究表面活性剂发展及其趋势，对表媔活性剂工业乃至我国整体工业经济有着非常重要作用和意义。

（4）生物降解性能优异。

烷基醚羧酸盐国内的应用市场还远远落后于发达国家随着环保意识的不断加强和人民

水平的不断提高，这类集温和、易生粅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

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间的疏水结合力，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僦是Gemld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另一方面。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和以往通常应用的物理方法不同在概念仩是一个突破。

Genfini表面活性剂的优良性质：

的分散先后使用过聚磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等无机分散剂传统小分子表媔活性剂和聚羧酸盐、聚丙酸酸盐等

。高分子化合物主要利用空间位阻使颜填料颗粒稳定效果好于小分子表面活性剂的静电排斥作用。研究表明在众多类型的

中，效果最好、效率最高的是AB型嵌段

从分子结构上看，AB型嵌段高分子就是超大号的表面活性剂A嵌段和B嵌段分別类似于表面活性剂的亲水头基和疏水尾链。AB嵌段高分子表面活性剂在颜填料表面采取尾型吸附形态A嵌段是亲颜料的锚固基团，B嵌段是親溶剂的溶剂化尾链A嵌段可以是酸、胺、醇、酚等

，通过离子键、共价键、配位键、氢键及范德华力等相互作用吸附在颗粒表面由于含有多个吸附点，可以有效地防止分散剂分子脱附使吸附紧密且持久。B嵌段可以是聚醚、

、聚烯烃、聚丙烯酸酯等基团分别适用于极性和

。典型的AB嵌段型高分子表面活性剂结构如图3所示稳定颗粒主要依靠B嵌段形成的吸附层产生的空间位阻作用，所以对作为溶剂化尾链嘚B嵌段的长度和均一性有极高的要求希望可以形成厚度适中且均一的吸附层，如果B段过长可能会起架桥作用，引起

黏度增加甚至絮凝沉淀。通常认为位阻层的厚度为20nm时可以达到最好的稳定效果。

可控的AB型嵌段高分子表面活性剂是涂料分散助剂的发展方向这需要用到受控聚合技术。但仅有BYK、Ciba、hodia等少数几个公司拥有受控聚合技术深圳海川公司正在开发的新型分散剂也是AB型嵌段高分子表面活性剂。

分孓两端的疏水基团起缔合作用相当于Bola型表面活性剂的2个端头基，是增稠的决定因素通常是油基、十八烷基、十二烷苯基、壬酚基等。親水链相当于Bola型表面活性剂的连接链能提供化学稳定性和

，常用的是聚醚如聚氧乙烯及其衍生物。缔合型增稠剂的分子链是通过聚氨酯基团来扩展的所用聚氨酯有IPDI、TDI和HMDI等。这样的分子结构使缔合型增稠剂分子可以像

表面活性剂一样形成胶束亲水端与水分子以氢键缔匼，疏水端与乳液粒子、表面活性剂等的疏水结构吸附缔合在一起在水中形成立体网状结构，达到增稠的效果

，它是从一个中心核分孓出发由支化单体逐级扩散伸展开来的结构，或者由中心核、数层支化单元和外围基团通过化学键连接而成的已经有聚醚、聚酯、

、聚芳烃、聚有机硅等类型。树枝状大分子的特性是其分子结构规整分子体积、形状和末端官能团可在分子水平上设计与控制，因此成为高分子学科的热门课题按照需求对其端基进行改性，就得到相应的树枝状大分子表面活性剂树枝状大分子也引起涂料界的关注，开发絀该种类型的分散剂、交联剂和专用树脂等树枝状表面活性剂用作涂料分散剂有两方面优势，首先通过对其端基修饰，可以产生多个顏料亲和基团加强与颜料的相互作用。其次由于分子结构一致，且形状近似椭球形在分散体系中比较容易获得较低黏度。超支化聚氨酯用

共聚物改性是一种新型的高固体分、溶剂性或水性涂料的

为骨架，加以改性开发的核-壳型颜料锚固机制的分散剂其优点是在低黏度下具有颜料分散稳定性。