表面活性剂的应用

颜燕

表面活性剂是指以极低的浓度就能显著降低溶剂表面张力的物质，其分子结构有着共同的特点，即分子都是由非极性的憎水基与极性的亲水基两部分构成，结构与性能截然相反的分子碎片或基团处于同一分子的两端，并以化学键相连接，形成一种不对称的、极性的结构。表面活性剂的这种特殊结构决定了这类分子具有许多特殊而优越的性质和作用。

1.表面活性剂在科学研究中的应用

（1）表面活性剂在纳米技术研究中的应用

表面活性剂在纳米技术的研究和应用领域起着不可或缺的作用。在纳米材料制备领域，利用表面活性剂分子在分散体系中形成的有序聚集体如胶束、反胶束、微乳相等性质成功制备了各种纳米材料；阳离子表面活性剂作为无机硅酸盐的插层改性剂在聚合物基-无机纳米复合材料的制备中能发挥重要作用；在解决纳米粉体的团聚问题时，用表面活性剂进行改性可以降低纳米粉体巨大的表面能，是抑制纳米粉体聚结的重要手段；表面活性剂还被应用于纳米材料透射电镜样品的制备中。从纳米材料的制备、表征到应用，表面活性剂由于其独特的性质都发挥着重要的作用。

（2）表面活性剂在环境保护研究中的应用

在经济迅速发展、生产力高度发达的今天，全球面临环境恶化的重大问题，环境保护及环境保护方面的研究显得尤为重要。表面活性剂是现代科学技术中的一种重要的精细化工品，它可以减少液体、固体和气体界面间的表面或界面张力，容易在水或其他液体中混合或扩散，因而广泛应用于环境保护方面。表面活性剂在水污染处理技术、大气除尘技术、土壤和地下水污染修复技术中的研究中占有重要地位。如表面活性剂加溶修复技术的研究是解决土壤和地下水污染修复的重大研究课题，并且在理论及实验室研究中取得了较好的效果。

（3）表面活性剂在化学研究中的应用

化学研究过程中，离不开表面活性剂。表面活性剂由于其既亲水又亲油常做相转移剂，由于其乳化性常做乳化剂，在许多化学合成中表面活性剂还做分散剂，催化剂等。如乳液聚合四大要素中（单体、水、引发剂、表面活性剂），表面活性剂的用量虽然很少，却发挥了非常关键的作用。它们对于乳胶粒子的成核，单体液滴或预聚体的乳化，以及聚合过程中聚合物粒子的稳定性和贮存期间产品的稳定性都是非常重要的。

事实上，表面活性剂以其独特的结构和特殊的性质还广泛应用于物理、生物、医药等各领域。

2.表面活性剂在工业中的应用

（1）在电镀工业中的应用

拓宽电镀业的pH、温度和电流密度使用范围；对电镀中析出的金属离子具有良好的分散性，有利于提高镀件表面的光滑和平滑度；减低表面张力有利于对镀件的润湿；促进在阴极表面产生氢气，尽快脱离可防止镀件产品凹痕和针孔；经表面活性剂清洗的镀件，其电镀效果明显增强。

（2）在石油、煤炭工业中的应用

石油工业中，表面活性剂是必不可少的化学助剂。水煤浆作为一种新型煤基燃料，表面活性剂可使其煤粉稳定地分散在水中，从而获得浓度高、稳定性好、流动性好的水煤浆。表面活性剂驱油的三次采油（EOR）由于可观的经济效益而备受青睐。在其中表面活性剂起到非常重要的作用，它的加入能降低地下油层各相间的界面张力，发挥乳化作用，减少岩层对油的吸附力，并提高油在水中的溶解度，降低原油黏度，从而将岩层束缚的油采出。

（3）在制药工业中的应用

表面活性剂在药物制剂中做药剂辅料、在药物合成中做相转移催化剂及在药物荧光分析中做增溶增敏剂，因此广泛应用于制药工业中。

（4）在皮革生产中的应用

①浸水助剂，浸水的目的是使经过不同防腐处理的原皮最大限度地恢复到鲜皮状态，同时洗去皮上的脏污物及防腐物，溶解皮中的一些可溶性蛋白质，松散胶原纤维。

②脱脂剂，用表面活性剂乳化脱脂，使用方便，成本低。表面活性剂具有良好的渗透性、乳化性、去污和洗涤性，特别是对脂肪细胞和脂腺组织有强的穿透性。

③浸灰剂，浸灰（碱膨胀）是指生皮在碱性溶液中进一步发生充水作用。表面活性剂本身也有疏松纤维、控制过度膨胀的作用，有利于成革丰满、柔软。表面活性剂还可使浸灰时间缩短，防止皮纤维在强碱性介质中受损伤。

④加脂剂，表面活性剂是加脂剂中除中性油以外的主要成分。有的表面活性剂本身是加脂或柔软组分，具有乳化作用，且能在酸性条件下发挥其加脂和柔软功能，使油脂乳化，并渗透到皮纤维的更深层。

3.表面活性剂在农业中的应用

（1）在农药中的应用

在农药行业，可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面活性剂，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，降低水的表面张力，药粒才有可能被水所润湿，形成水悬液；而且在粒剂及供喷粉用的粉剂中，有的也含有一定量的表面活性剂，其目的是提高药剂在受药表面的附着性和沉积量，提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积，增强防病、治病效果。

（2）在农业废物好氧堆肥中的应用

大量研究表明：添加化学表面活性剂能够促进纤维素类物质的生物降解。在堆肥中引入生物表面活性剂以促进难降解物质如纤维素类物质的降解，同时生物表面活性剂在体系中不是优先降解对象，不存在被微生物过早降解的危险，但由于其最终仍可以被微生物降解，因此引入生物表面活性剂的堆肥不需要后续处理，产物还田不存在安全隐患。

4.在洗涤剂和化妆品中的应用

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、氨基酸型、甜菜碱型等。表面活性剂广泛用于各类化妆品中作乳化剂、渗透剂、洗涤剂、柔软剂、润湿剂、杀菌剂、分散剂、增溶剂、抗静电剂、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。

总之，表面活性剂以其特殊的性质和作用广泛应用于造纸、建筑、纺织等行业，其应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。