表(biao)面活性劑(surface active agent; surfactant) 是一(yi)(yi)(yi)類重要的(de)精細化(hua)學品，早(zao)期主(zhu)要應(ying)(ying)用(yong)于洗滌、紡織(zhi)等行業，現(xian)在其應(ying)(ying)用(yong)范圍幾乎覆(fu)蓋了精細化(hua)工的(de)所(suo)有領域。目前人們對表(biao)面活性劑的(de)定義尚無統一(yi)(yi)(yi)的(de)描述(shu)，但普遍認為從(cong)其名稱上看應(ying)(ying)包括三方面的(de)含義，即(ji)“表(biao) (界)面”(surface)、“活性”(acitive) 和“添加(jia)劑”(agent)。具體地(di)講，表(biao)面活性劑應(ying)(ying)當(dang)是這(zhe)樣一(yi)(yi)(yi)類物(wu)質，在加(jia)入量很(hen)少時即(ji)能明顯降低溶劑(通(tong)常(chang)為水)的(de)表(biao)面(或界面)張力，改(gai)變物(wu)系(xi)的(de)界面狀(zhuang)態，能夠產生潤濕、乳化(hua)、起泡(pao)、增(zeng)溶及(ji)分散等一(yi)(yi)(yi)系(xi)列作用(yong)， 從(cong)而(er)達到實際應(ying)(ying)用(yong)的(de)要求。

表面活性劑的分類

表面活性劑的品(pin)種(zhong)很多(duo)，可以從不同角度進(jin)行(xing)分(fen)類，例(li)如按(an)(an)照離子類型(xing)分(fen)類、按(an)(an)照親水基(ji)結構和疏(shu)水基的種類(lei)分類(lei)、按(an)照表面活(huo)性劑(ji)結構的特殊性分類(lei)等，此外還有(you)其他分類(lei)方法。

1 按離子類型分類

這是表(biao)面活性劑研究與應用(yong)過程中(zhong)最常用(yong)的(de)分類方(fang)法。大多數表(biao)面活性劑是水溶性的(de),根據(ju)它們在水溶液中(zhong)的(de)狀態和(he)離子類型(xing)可以將其分為非離子型表面活性劑和離子型表(biao)面活性(xing)劑。

非離子型表面活性(xing)劑在水(shui)中不能離解產生任(ren)何形式的離子，如脂肪醇聚氧(yang)乙(yi)烯醚(mi)，其結構式為:RO(CH2CH2O)n H

例(li)如：十二烷基苯(ben)磺酸(suan)鈉在水中可以電離出磺酸根，屬于(yu)陰離子表(biao)面活性劑，

十二烷基苯磺酸鈉

芐基三甲(jia)基氯化銨電(dian)離產生季銨陽(yang)離子，屬于陽(yang)離子表面活(huo)性劑。

芐基三甲基氯化銨

兩(liang)性表(biao)面活(huo)性劑分子中(zhong)同時存在酸性和堿性基(ji)團，如十二烷(wan)基(ji)甜菜(cai)堿。這類表面活性(xing)劑在(zai)水中的離子性(xing)質(zhi)通常與(yu)溶液(ye)的pH值(zhi)有關。

十二烷基甜菜堿

2  按親水基的結構分類

表(biao)(biao)面活性劑(ji)的分類(lei)一般是以其親水(shui)基(ji)團的結構為依據，即按表(biao)(biao)面活性劑(ji)溶(rong)于水(shui)時的離子(zi)類(lei)型來分類(lei)。

表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)溶于水時，凡(fan)能解(jie)離成(cheng)離子(zi)(zi)的叫做離子(zi)(zi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)，凡(fan)不能解(jie)離成(cheng)離子(zi)(zi)的叫做非離子(zi)(zi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)。離子(zi)(zi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)按(an)其(qi)(qi)在水中(zhong)生成(cheng)的表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)離子(zi)(zi)種類(lei)，又(you)可分為陰(yin)離子(zi)(zi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、陽(yang)離子(zi)(zi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和兩性(xing)離子(zi)(zi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)。此外還有(you)近年來發展較(jiao)快的、既有(you)離子(zi)(zi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)親水基(ji)(ji)又(you)有(you)非離子(zi)(zi)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)親水基(ji)(ji)的混合(he)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)。因此表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)共有(you)5大類(lei)。每大類(lei)按(an)其(qi)(qi)親水基(ji)(ji)結構的差(cha)別又(you)分為若干(gan)小類(lei)。

下面舉例說(shuo)明表(biao)面活(huo)性劑的(de)這5種主要類型(xing)。

①陰離子型       極性基(ji)帶(dai)負電，主(zhu)要有羧酸(suan)鹽(yan)（RCOOM)、磺酸(suan)鹽(yan)（RSO3M), 硫(liu)酸(suan)酯(zhi)(zhi)鹽(yan)（ROSO3M，一(yi)般(ban)直(zhi)(zhi)接稱為(wei)(wei)硫(liu)酸(suan)鹽(yan))、磷(lin)酸(suan)酯(zhi)(zhi)鹽(yan)（ROPO3M，一(yi)般(ban)直(zhi)(zhi)接稱 為(wei)(wei)磷(lin)酸(suan)鹽(yan)）等。其(qi)中R為(wei)(wei)烷(wan)基(ji)，M主(zhu)要為(wei)(wei)堿金屬和(he)銨（胺）離(li)子。

②陽(yang)離子型    極性基(ji)帶(dai)正(zheng)電，主(zhu)要有季銨鹽（RNR 13A，三個R1可以相同，也可以不同)、烷(wan)基(ji)吡啶(ding)鹽（RC5H5NA),.胺鹽（RNH3A）等(deng)。其中A主(zhu)要為(wei)鹵素和酸(suan)根離子(zi)。

③兩性型     分子中帶(dai)有兩個親水基(ji)(ji)(ji)團(tuan)，一(yi)個帶(dai)正電(dian)(dian), 一(yi)個帶(dai)負電(dian)(dian)。其(qi)中的正電(dian)(dian)性基(ji)(ji)(ji)團(tuan)主要(yao)是氨基(ji)(ji)(ji)和季銨基(ji)(ji)(ji)，負電(dian)(dian)性基(ji)(ji)(ji)團(tuan)則(ze)主要(yao)是羧基(ji)(ji)(ji)和磺酸(suan)基(ji)(ji)(ji)。如烷基(ji)(ji)(ji)甜菜堿RN+(CH3)2CH2COO- .

④非離子型     極性基不帶(dai)電，如聚(ju)氧乙(yi)烯類化(hua)合物[RO(CH2CH2O)nH]、 多元醇(chun)類化(hua)合物（如蔗糖(tang)(tang)、山梨糖(tang)(tang)醇(chun)、甘油(you)、乙(yi)二(er)醇(chun)等(deng)(deng)的衍生物）,亞(ya)砜類化(hua)合物(RSOR1）、氧化(hua)胺〔如RN(CH3)2O]等(deng)(deng)。

⑤混合型(xing)此(ci)類表面活性(xing)劑 分子中帶(dai)有兩種親水基(ji)團，一個帶(dai)電，一個不帶(dai)電。如(ru)醇(chun)醚硫(liu)酸鹽(yan)R(OCH2CH2)nOSO3 M.

圖1：表面活性劑按(an)親水基(ji)的(de)分類

圖(tu)1 表面活性(xing)劑的(de)分類

主要親(qin)水基團的名稱、結構及(ji)相(xiang)關表(biao)面(mian)活性劑(ji)的實(shi)例(li)如(ru)表(biao)1-1所示。

在上(shang)述各(ge)種親(qin)(qin)水(shui)基(ji)(ji)團中，羧(suo)酸(suan)鹽(yan)、磺酸(suan)鹽(yan)、硫酸(suan)酯鹽(yan)和(he)磷酸(suan)酯鹽(yan)溶于水(shui)形成負(fu)離(li)子(zi)(zi)，從離(li)子(zi)(zi)類型上(shang)講(jiang)屬(shu)(shu)于陰離(li)子(zi)(zi)型親(qin)(qin)水(shui)基(ji)(ji)團; 胺鹽(yan)、季銨鹽(yan)和(he)鎓鹽(yan)為陽離(li)子(zi)(zi)型親(qin)(qin)水(shui)基(ji)(ji)團; 而羥基(ji)(ji)和(he)聚氧乙(yi)烯基(ji)(ji)不發生(sheng)離(li)解，屬(shu)(shu)于非離(li)子(zi)(zi)型親(qin)(qin)水(shui)基(ji)(ji)團。

3  按疏水基種類分類

疏水(shui)基是表面活(huo)性(xing)劑的(de)另一個(ge)重要組成部分，通常由羥基構成，其結構不同主要表現(xian)在碳氫鏈(lian)結構的(de)差異上。重要的(de)疏水(shui)基類型有以下幾種(zhong):

4  按表面活性劑的特殊性分類

新型(xing)表(biao)(biao)面活性(xing)(xing)(xing)劑(ji)顯示出十分(fen)優異(yi)的(de)應用(yong)性(xing)(xing)(xing)能，它們的(de)結構與傳統表(biao)(biao)面活性(xing)(xing)(xing)劑(ji)不同，這些特殊類型(xing)的(de)表(biao)(biao)面活性(xing)(xing)(xing)劑(ji)主(zhu)要有(you)以(yi)下幾(ji)類。

(1）碳(tan)(tan)氟表面活性(xing)(xing)劑(ji)是指疏(shu)水基碳(tan)(tan)氫鏈(lian)中(zhong)的氫原子部分(fen)或全部被氟原子取代的表面活性(xing)(xing)劑(ji)。該類(lei)活性(xing)(xing)劑(ji)表面活性(xing)(xing)很高(gao)，既具有疏(shu)水性(xing)(xing)，又具有疏(shu)油性(xing)(xing)，碳(tan)(tan)原子數(shu)一(yi)般不超過(guo)10。例如全氟代辛酸鈉:

(2）含硅(gui)表(biao)面(mian)活性劑其活性介(jie)于碳氟表(biao)面(mian)活性劑和傳統碳氫表(biao)面(mian)活性劑之間(jian)，通常以硅(gui)烷基(ji)和硅(gui)氧烷基(ji)為疏(shu)水基(ji)，例如

(3）高(gao)分子(zi)表(biao)面(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑|相(xiang)對(dui)分子(zi)質量高(gao)于1000的表(biao)面(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑被稱為高(gao)分子(zi)表(biao)面(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑，根(gen)據(ju)來源可以分為天然、合(he)成和半合(he)成三(san)類(lei)，根(gen)據(ju)離(li)子(zi)類(lei)型(xing)可以分為陰離(li)子(zi)、陽離(li)子(zi)、兩性(xing)(xing)和非離(li)子(zi)型(xing)四類(lei)。高(gao)分子(zi)表(biao)面(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑起泡性(xing)(xing)小，洗(xi)滌效果差，但分散性(xing)(xing)、增溶性(xing)(xing)、絮凝(ning)性(xing)(xing)好(hao)，多用作乳化劑或分散劑等。例如聚(ju)乙烯(xi)醇、聚(ju)丙烯(xi)酰胺(an)、聚(ju)丙烯(xi)酸酯等是其主要品種。

(4）生物表面(mian)活(huo)性(xing)劑是細(xi)菌(jun)、酵母和(he)真菌(jun)等(deng)微(wei)生物代謝過程中(zhong)產生的(de)具有表面(mian)活(huo)性(xing)的(de)化(hua)合物，其疏水(shui)基(ji)(ji)多為羥基(ji)(ji)，親水(shui)基(ji)(ji)可以是羧基(ji)(ji)、磷酸酯(zhi)基(ji)(ji)及(ji)多羥基(ji)(ji)等(deng)。

(5）冠醚(mi)型表面(mian)活性劑(ji)冠醚(mi)是以氧乙烯基為(wei)結構(gou)單元構(gou)成(cheng)的大(da)環狀化合(he)物(wu)，能夠與金屬離(li)子(zi)(zi)絡合(he)，在某些方面(mian)的性質(zhi)與非離(li)子(zi)(zi)表面(mian)活性劑(ji)類似，例如(ru):

5 其他分類方法

除上述分(fen)類方法外，按照(zhao)表面(mian)活(huo)性劑的溶解性能(neng)可(ke)(ke)將其(qi)分(fen)為(wei)水(shui)溶性和油溶性表面(mian)活(huo)性劑﹔按照(zhao)相對(dui)分(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)可(ke)(ke)分(fen)為(wei)低分(fen)子(zi)和高分(fen)子(zi)表面(mian)活(huo)性劑﹔按照(zhao)應(ying)用功能(neng)可(ke)(ke)分(fen)為(wei)乳化劑、洗滌劑、潤濕劑、發泡(pao)劑、消泡(pao)劑、分(fen)散劑、絮(xu)凝劑、滲透劑及增溶劑等。

轉載自：化工好料到

來源：表面活性劑發展中心