表面活性剂的现状及发展趋势

表面活性剂的现状及发展趋势

摘要

表面活性剂的应用范围涵盖了人类生活和工作的各个方面。本文主要介绍了表面活性剂的概念、分类及简单的应用，还有表面活性剂在国内外的现状及发展情况。

关键词：表面活性剂分类发展现状

一、简介

表面活性剂，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基团，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，另一端为憎水基团；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、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂是一类重要的精细化学品，通常具有清洗、发泡、润湿、乳化、增溶、分散等多种复合功能，广泛应用于工业、农业、医药、精细化工、化学合成和日常生活等领域，素有工业味精之称，已形成了一个独立的工业生产部门。

表面活性剂的分类方法很多，根据疏水基结构进行分类，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、季铵盐、PEO 衍生物、内酯等；有些研究者根据其分子构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后，根据是否生成离子及其电性，分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂，其中离子型又分为阴离子、阳离子和两性表面活性剂，共四类：

1.阴离子表面活性剂亲水基团带有负电荷。主要有磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐、羧酸盐。

2.非离子表面活性剂在分子中并没有带电荷的基团，而其水溶性来自于分子中的聚氧乙烯醚基和端羟基。

3.阳离子表面活性剂亲水基团带有正电荷。主要有季铵盐和咪唑啉系。

4.两性表面活性剂在分子中同时具有溶于水的正电荷和负电荷基团。

二、国内外发展趋势及应用

目前，发达国家在表面活性剂领域的研究已具备了完整的体系，能够实现产品研究开发多样化、系列化，开发力度非常大，并且开发理念已突破传统意义上的表面活性剂。

以表面活性剂在农药中应用为例，国外通过表面活性剂对除草剂活性作用的研究表明，表面活性剂并非只单纯地降低药液的表面张力，以提高药量而达到增效的目的，若针对各种药剂特性，采用适当种类和浓度的表面活性剂还可以促进药剂对植物的渗透作用，且对药剂具有增溶作用，可见有选择性地开发和应用

表面活性剂，可望达到对药剂增效、节约用药、减少对环境污染和降低防治成本的目的。

表面活性剂在医药中也有广泛的用途，它对药物的吸收有着明显的影响，研究发现表面活性剂的存在可能增加药物的吸收也可能降低药物的吸收，还应考虑到表面活性剂与蛋白质的相互作用、毒性、刺激性等。

国外一些著名的表面活性剂公司在2l世纪初的发展趋势如下所述:国外主要研究方向为安全、温和和易生物降解的产品。如糖苷类表面活性剂，由于原料来自天然、性能优良、低毒低刺激、易生物降解而得到迅速发展。

在表面活性剂领域，我国的研究开发能力和产业化基础都还比较薄弱，与国外水平差距很大，尤其在高新技术领域差距更大，这主要表现为产品品种单一落后，生产规模小，产品配套能力差，缺少系列化产品的研究开发能力。由于产品的质量和性能不能满足许多高新技术产品的要求，缺少能够带动相关行业发展的表面活性剂及助剂的研究开发和生产能力，客观上阻碍了我国精细化工行业的健康发展。

提出了越来越高国外表面活性剂的主要研究方向为安全、温和、易生物降解，而我国在这方面的工作才刚刚起步。由于表面活性剂产品品种多，应用范围广，且由于我国在该领域基础薄弱，所涉及的亟待解决的问题也多，首先注重以下问题的解决：系统开发安全、温和、易生物降解、具有特殊作用的表面活性剂，研究其构效关系，为新型产品的开发和应用提供理论基础。重点开发糖苷类表面活性剂，糖苷有多个游离羟基，类似多元醇，可开发各种多元醇类和醇类表面活性剂。开发蔗糖脂肪酸酯系列产品，蔗糖脂肪酸酯是以8个羟基蔗糖为亲水基，以置换了蔗糖羟基的脂肪酸部分为憎水基的非离子表面活性剂，是通过蔗糖与脂肪酸酯交换反应形成的。除单酯外，某种条件下可生成二酯和三酯。蔗糖脂肪酸酯可作食品添加剂（乳化剂），具有无毒、无臭、无刺激性、易生物降解性等优点，其洗净力不大，但有W／0型乳化、增溶、起泡等多种性能，并且有抑制淀粉沉降和油脂结晶转变的作用。研究表面活性剂在工业催化方面的应用，重点对酯化、磺化、烷基化、硝化反应专用的新型、高效、环境友好的催化剂进行开发研究，以降低工业生产成本。高相比表面活性剂的研究与开发。加强复配技术的研究，开拓已有产品的应用范围。

随着表面活性剂的开发和应用研究的不断深入, 其应用范围也日益扩大。目前, 表面活性剂已被作为日新月异的洗涤用品的主要成分, 同时也在化妆品的乳化、分散、增溶和渗透剂等方面得到了广泛的应用。我们就来看看表面活性剂在化妆品的乳化剂方面的应用。

作为乳化剂的表面活性剂, 在各种乳液( 如膏霜、奶液等) 中有着广泛的应用。因此,乳状液在化妆品生产中占有相当重要的地位。在化妆品中, 重要的

乳液有如下几种: 大乳液( O/W、W/ O、液晶相、多重乳液) ; 三相乳液(W/O/W、O/W/ O) ; 微乳液( 细小粒子乳液) 。水包油型的化妆品乳状液用得较多。增溶作用是乳化作用的一种特殊形式, 通常也属于O/W,被增溶物质呈透明的分散,看上去和真溶液相象,但却不是溶液。增溶体之所以透明, 是因为乳化的颗粒大小仅为0.05um左右,它对光不产生折射。化妆品用的乳化剂,近几年来的发展主要集中在非离子表面活性剂和高分子乳化剂上。由于在W/ O 中容易形成胶状网络结构,使O/W 型的乳液稳定。把这种乳液抹于皮肤上,能形成抗水性质的脂质膜, 故而具有优良的保湿性能。天然甘油酯的聚氧乙烯醚及嵌段的聚氧乙烯、聚氧丙烯作为W/ O 的乳化剂引人注目,并用来作W/ O/W中的乳化剂。十六烷基硅酮共聚醇以及复配的非离子乳化剂有着许多优良的性能。这些乳化剂的开发,用于W/ O/W 的膏霜、乳液、油包水的粉底产品中、解决W/ O 的不稳定性的问题。高分子乳化剂的研究和开发成功是乳化剂一个巨大进步和发展。古立德公司的Pemulen是一种高相对分子质量的聚丙烯酯/ C10-30烷基丙烯酸交联聚合物。由于其聚合物相对分子质量大,它不会渗透到皮肤中去,非常安全,可用于过敏皮肤。另一类高分子乳化剂是丙烯酸/ 丙烯腈共聚物, 它是一种O/W 或W/O 乳化剂。乳液具有良好的触变性, 用它可制成性能良好的奶液。

参考文献：

[1] 中国化学工业年鉴2011年版《工业表面活性剂》

[2] 中国《工业表面活性剂网》