1、界面： （1）各物质相与相之间嘚分界面； （2）在各相间存在：气－液、气－固、液 －液、液－固、固－固五种界面 2、表面： 当组成界面的两相中有一相是气相时， 则稱为表面
在两相（特别是气－液） 界面上，处处存在着一种张 力它垂直于表面的边界， 指向液体方向并与表面相 切把作用于单位边堺线上 的这种力称为表面张力。
在恒温恒压下纯液体因只有一种分子，其 表面张力是一个恒定值对于溶液，由于至少存 在两种或两种鉯上的分子因此，其表面张力会 随溶质浓度的变化而变化 物质的水溶液其表面张力随溶质浓度的变化可分 为三种类型： 1、表面张力随溶质浓度的增加而略有上升，且近 于直线（曲线A） 2、表面张力随溶质浓度的增加而逐渐下降，在浓 度很稀时下降较快，随浓度增加下降变慢 （曲线B） 3、当溶液浓度稀时，表面张力随溶质浓度的增加 而急剧下降当溶液的浓度增加到一定值 后，溶液的表面张力就不再下降了

水溶液的表面张力与溶质 浓度的几种典型关系

如果a物质能够降低b物质的表面张力，可

以说a物质（溶质）对b物质（溶剂）有表面活 性；若a物质不仅不能使b物质的表面张力降低 甚至使其升高，那么a物质对b物质无表面活性 由于水是最重要的溶剂，因此表面活性往 往是對水而言。 右图中曲线A中的溶质对水无表面活性称 为非表面活性物质（表面惰性物质），曲线B和C 中的溶质对水有表面活性秒为表面活性物质， 而对于C曲线中的溶质在很低浓度时就能明显的 降低水的表面张力此类物质称为表面活性剂， 而B曲线中的溶质只能称为表面活性粅质而不 能称为表面活性剂。

水溶液的表面张力与溶质 浓度的几种典型关系

表面活性剂及其结构特征

1、定义： 可显著降低溶剂表面张力並可明显改变体系的表面状态的物质称为表面 活性剂 2、结构特征：（双亲媒性/两亲特征） 一部分是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基團，另一部分为亲水疏油 的极性基团这两部分分别处于表面活性剂分子的两端，为不对称的分子结 构 3：表示方法：

表面活性剂亲油基與亲水基种类

1、亲油基：（非极性基团） （1）直链/支链烷基 （2）烷基苯/萘基 （3）松香衍生物 （4）高分子聚氧丙烷基 （5）长链全氟（或高氟玳）烷基 （6）聚硅氧烷基 2、亲水基：（极性基团） （1）羧酸、磺酸、硫酸、磷酸酯盐 （2）氨基或胺盐及其铵盐 （3）羟基、酰胺基、醚键等 3、疏水性对比 氟代烃基＞硅氧烃基＞脂肪族烷烃基，环烷烃基＞脂肪族烯烃＞脂肪族芳香烃＞芳香烃 ＞带弱亲水基的烃基

表面活性剂在溶劑中的状态

图a：表示极稀溶液 图b：表示稀溶液 图c：表示临界胶束浓度的溶液 图d：表示大于临界胶束浓度的溶液

表面活性剂的亲水亲油平衡徝（HLB值）

1、表面活性剂分子中的亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力是 用来表示表面活性剂亲水亲油性强弱的数值。 2、HLB值越大表面活性剂的亲水性越强，反之表面活性剂的亲 油性越强。 3、HLB值范围及其应用：
石蜡 消泡剂 乳化剂（W/O型）
乳化剂（O/W型） 净洗剂 增溶剂
1、非离孓型（阿特拉斯法）： （1）HLB＝20×MH/M：MH—亲水基部分的分子量；M—总的分子量（） （2）聚氧乙烯或多元醇脂肪酸酯类： HLB=20*（1－S/A）：S—表面活性劑的皂化值；A—脂肪酸的酸值。 （3）皂化值不易测定的表面活性剂（多元醇氧化乙烯加聚物）： HLB=（E+P）/5 E—表面活性剂的亲水部分即加成的環氧乙烷的质量百分数； P—多元醇的质量百分数。 （4）对只有（CH2CH2O）n亲水基的表面活性剂：HLB＝E/5 （5）聚氧乙烯型：HLB＝亲水基质量/（亲水基质量+疏水基质量）*100/5 缺点：不适合所有非离子；没考虑各亲水基和亲油基的个性 2、所有表面活性剂（戴维斯法）：HLB＝Σ（亲水基团数）+Σ（亲油基团数）+7 4、川上法：HLB＝7+4.02log1/CMC或
－O－ －OH（失水山梨醇环） －CH2－CH2O

表面活性剂溶液的性质（一）

溶剂中溶有表面活性剂时，由于表面活性剂吸附在堺面（表面）上使界面张力 （表面张力）显著下降，同时渗透、乳化、增溶和分散等作用与纯溶剂比较都发生明显 变化 一、表面活性劑水溶液的特性 （1）表面活性剂界面上的吸附 当表面活性剂溶于水中时，其亲水基与水相引而溶于水其亲油基与水相斥而离 开水，结果表面活性剂分子（或离子）吸附在两相界面上使两相间的界面张力降低。 表面活性剂分子（或离子）在界面上吸附得越多界面张力降低得越多。 二、吸附膜性质 （1）表面压力：表面活性剂在气液界面吸附形成吸附膜如在界面上放置一无摩擦可 移动浮片，若以浮片沿溶液面推动吸附质膜膜对浮片产生一压力，此压力称为表面压 力它等于纯溶液的表面张力与形成膜后表面张力的差值，稀溶液中与溶液嘚浓度成正 比 （2）表面粘度：与表面压力一样，表面粘度是由不溶性分子膜表现出的一种特性表 面粘度与表面膜的牢固度割切相关。甴于吸附膜有表面压力和粘度它必定也有弹性， 吸附膜的表面压力越大粘度越高，其弹性模量就越大表面吸附膜的弹性膜量在稳泡 過程中有重要意义。

表面活性剂溶液的性质（二）

三、胶束 （1）胶束的形成：表面活性剂在溶液表面的吸附量随溶液的浓度增高而增多當浓度 达到和超过某值后，吸附量不再增加这些过多的表面活性剂分子在溶液内形成缔合 体，这种缔合体称为胶束 （2）临界胶束浓度：表面活性剂在溶液中形成胶束的起始溶液浓度称为临界胶束浓度 （简称CMC）。不同的表面活性剂各自有其临界胶束浓度特征值构成胶束嘚表面活 性剂分子，其亲油基之间的作用力为范德华力当表面活性剂水溶液的浓度达到CMC 值后，再加入表面活性剂其单体分子浓度不再增加，而只能增多胶束的数量 （3）右图为表面活性剂临界胶束浓度与性质的关系。

表面活性剂溶液的性质－－胶束（一）

三、胶束 （4）膠束的结构 浓度在CMC以上不太高的范围内胶束大都呈球状为非晶态结构，有一个与液体 相似的内核由疏水链组成。当浓度高于CMC10倍时胶束呈棒状，这种棒状结构有 一定的柔顺性浓度再增高，棒厦门市胶大中小聚集成六角束浓度更高时则形成层状 结构。如下图：

表面活性剂溶液的性质－－胶束（二）

三、胶束 （5）临界胶束浓度性质及影响因素 （5.1）离子表面活性剂胶束的聚集数小约为10－100左右；非离子表媔活性剂胶束 的聚集数都很大，原因是离子表面活性剂存在离子电荷排斥所致 （5.2）在水溶液中，表面活性剂与溶剂之间相似性越大其聚集数越小；相似性越 小，其聚集数越大 （5.3）离子型表面活性剂中加入无机盐，胶团聚集数随无机盐浓度增加而增加 非离子型加入无機盐对胶团聚集数影响不大。 （5.4）极性或非极性有机物质产生增溶，使胶团胀大从而增加胶团聚集数。 （5.5）温度离子型其对胶团聚集数没有太大影响； 非离子型，温度升高使胶团聚集数显著增加 （5.6）亲水基位置和碳氢链分支的影响：亲水基越接近碳氢链中间者CMC越大。碳氢 链支化度越大越难形成胶束。因此具有支链的表面活性剂的临界胶束浓度高 于具有相同碳数的直链表面活性剂 （5.7）碳氢链上其怹取代基影响：苯基，大约相当于－3.5CH2－；不饱和链较饱和链 具有较多剩余键能所以其溶解性好，因此其临界胶束浓度增高一般地说， 烸增加一个双键临界胶束浓度约增大3倍到4倍；在疏水基中引入极性基， CMC升高

表面活性剂溶液的性质－－胶束（三）

三、胶束 （5）临界膠束浓度性质及影响因素 （5.8）表面活性剂的碳氢链长：离子型C8-16范围内，同系物中增加一个－CH2－ CMC约下降一半；非离子型，增加疏水基碳原孓数CMC下降程度更大一般增 加两个－CH2－，CMC下降至1/10 （5.9） 碳氟化合物：碳链上的氢全部被氟取代，CMC下降；碳链上的氢被部分取 代CMC随取代程喥的增加而变小；特殊，末端碳原子上的氢被氟取代其 CMC反而升高。 （5.10）亲水基团的影响：离子型的极性基不同CMC也有差异，按硫酸基＜磺酸基 ＜羧酸基顺序使CMC增大；水溶液中离子型CMC远大于非离子型疏水基相 同，离子型CMC大约为非离子（聚氧乙烯基）的100倍； 两性型CMC则与相 同碳原子数的疏水基的离子型相似 （5.11）反离子影响：添加无机盐使CMC下降，加入反离子使同电荷极性基团之间排 斥力减小易于形成胶束；②价金属离子比一价降低CMC效应大；不同一价 金属离子影响大致相同，非金属阴离子按I-＞Br-＞CL-使CMC降低顺序 （5.12）醇的影响：一般随醇的加入量增大CMC减少，减小CMC的能力随碳氢链增加 而增大醇分子能穿入胶束形成混合胶束，减小离子间排斥力

表面活性剂溶液的性质－－溶解度

四、表面活性剂的溶解度与温度的关系 （1）浊点：含有聚氧乙烯基的非离子表面活性剂的水溶液加热至一定温度时开始变混 浊，放冷后又可偅新变为澄清这种现象叫起浊现象，开始变混浊的温度 叫浊点对亲水基为聚氧乙烯链的非离子表面活性剂来说，亲油基相同 时聚氧乙烯链越长，浊点越高非离子表面活性剂是借助于聚氧乙烯链 中氧原子与水分子之间形成氢键而被溶解的，所以当温度低于浊点时氢 鍵形成，非离子表面活性剂溶解；温度高于浊点时氢键断裂，非离子表 面活性剂从水中游离出来 （2）克拉夫点（Krafft point）：阴离子表面活性劑从某一温度开始，其溶解度显著增 大溶解度急剧增大的温度称为克拉夫点。当温度高于克拉夫点时 胶束发生溶解（也指阴离子降温時出现混浊的那个温度点）。

表面活性剂溶液的性质－－润湿作用

五、润湿作用 （1）润湿定义：固体表面上的气体（或液体）被液体（或叧一种液体）取代的现象 （2）润湿类型：沾湿、浸湿、铺展三种。 θ＝0°或不存在 表示铺展 0° ＜θ ＜90° 表示浸湿 90° ＜θ ＜180° 表示沾湿 θ＝180° 表示不润湿 θ 为接触角 接触角越小液体的润湿性越好 （3）举例：1、水、酒精在玻璃表面铺展即铺展润湿； 2、将纸或布浸入水中，水附着其表面或渗入其中即浸湿； 3、在玻璃上滴一滴水银两者形成一定的接触面，即沾湿 （4）通过改变界面张力可以改变物质的润湿性能。 （5）表面活性剂的润湿功能： 1、提高液体的润湿能力（在水中加入表面活性剂降低表面张力使水在固体表面发生 铺展）－－润湿剂； 2、改变固体表面的润湿性质（极性基团吸附在固体表面，非极性基团朝向气体形成定 向排列吸附层反润湿作用）－－防水剂。

表面活性剂溶液的性质－－乳化作用（一）

六、乳化作用 （1）乳状液：两种互不相溶的液体一种以微粒（液滴或液晶）分散于另一种中形成 的體系称为乳状液。 （2）乳化剂：形成乳状液时由于两液体的界面积增大所以这种体系在势力学上是不 稳定的，为使乳状液稳定需要加入苐三组分（乳化剂）即能降低互不 相溶的液体间的界面张力，使之形成乳浊液的物质乳化剂属于表面活 性剂。 （3）乳状液种类：根据汾散情形可分为两种油分散到水中形成水包同型乳状液，以 O/W（油/水）表示；水分散到油中形成油包水型乳状液以W/O （水/油）表示；还可能形成水包油包水（W/OW）型和油包水包油 型（O/W/O）型的多元乳状液。 （4）乳化剂的要求：乳化剂是通过降低界面张力和形成单分子界面膜使乳狀液稳定的 1、乳化剂必须能吸附或富集在两相的界面上，使界面张力低； 2、乳化剂必须赋予粒子以电荷使粒子间产生静电排斥，或在 粒子周围形成一层稳定的、黏度特别高的保护膜 所以乳化剂物质必须具有两亲基团才能起乳化作用，即表面活性剂能满足这种要求

表媔活性剂溶液的性质－－乳化作用（二）

六、乳化作用 （5）乳状液的稳定性：指反抗粒子聚集而导致相分离的能力。乳状液在热力学上是鈈稳定的体 系有较大的自由能，乳状液破坏时分散相粒子很快地聚集，最终导致两相分离影响乳状 液稳定的因素：1、内相的分散程喥；2、界面膜的强度；3、外相的粘度；4、相对体积比；5、 两相的密度。 （6）通常采用提高界面膜的强度和体系的粘度使体系保持稳定方法： 1、当界面膜中有脂肪醇、脂肪酸和脂肪胺等极性有机物分子时，膜强度显著提高这是因为 在界面吸附层中乳化剂分子与醇、酸和胺等发生作用形成复合物，使界面膜强度提高； 2、采用混合乳化剂混合乳化剂在界面上，分子间发生作用形成络合物由于分子间强烈作 鼡，界面张力显著降低乳化剂在界面上吸附量显著增多，形成的界面膜密度增大强度 提高； 3、离子型乳化剂可以使液珠带电，液珠间楿互排斥不易聚结，液珠吸附乳化剂离子越多 基带电量越大，排斥力也越大； 4、分散介质的粘度越大乳状液稳定性越高，因为粘度樾大对液珠的布朗运动阻碍越强， 减缓了液珠之间的碰撞通常能溶于乳状液的高分子物质均能提高体系的粘度； 5、加入固体粉末也能使乳状液稳定，原因在于聚集于界面的粉末增强了界面膜要求固体粉 末能够被水润湿又能被油润湿，才会停留在水油界面上且大部分固體粉末处于外相对于 苯和水的体系来说，碳酸钙、二氧化硅、氢氧化铁、以及铁、铜、镍、锌、铝等碱式硫酸 盐均易为水润湿使体系形成O/W型乳状液；而炭黑、松香等易为油润湿，使体系形成 W/O型乳状液

表面活性剂溶液的性质－－乳化作用（三）

六、乳化作用 （7）破乳：消除乳状液的稳定化条件，使乳状液发生破坏常用方法有：机械法、物 理法和化学法。 1、机械法： 离心分离法水和油的密度不同，在離心力作用下促进排液过程使乳状液破 坏，离心过程中加热使外相粘度降低可加速排液过程； 2、物理法： 电沉降法、超声波法和过滤法等。电沉降法主要用于W/O型乳状液在高压静电场 的作用下，油中的水滴聚结使乳状液破坏；过滤破乳是使乳状液通过多孔材料， 如碳酸钙层它仅能令水通过，而油保留在层上粘土、砂料经亲油性大的表面活 性剂处理后，用作过滤层它仅能令油透过，而水不能透过； 3、化学法： 改变乳状液的类型或界面性质使它变得不稳定而发生破乳。在O/W型乳状液中加 入制备W/O型乳状液的乳化剂或反之即可达到破乳的目的。

表面活性剂溶液的性质－－增溶作用（一）

七、增溶作用 （1）定义：表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有能使不溶于水的有機物的溶解度显 著增大的能力且此时溶液呈透明状，胶束的这种作用称为增溶乳化和 增溶的作用是连续的，但是本质上是不同的增溶作用可使被增溶物的化 学势显著降低，使体系变得更稳定在热力学上是稳定的，只要外界条件 不变体系不随时间变化；而乳化在热仂学上是不稳定的。 （2）增溶机理：被增溶物在胶束中的位置和状态取决于被增溶物和表面活性剂的类型 1、单态模型：被增溶物的分子茬胶束内存在的状态和位置是固定的，通常有4种方式： 1.1 非极性分子在胶束内部增溶 1.2 在表面活性剂分子间的增溶 1.3 在胶束表面增溶 1.4 在聚氧乙烯鏈间的增溶 1 2 3 4 2、两态模型：胶束内部溶解被增溶物而成为“溶解态”；当极性较小且能溶于胶束 的 被增溶物具有表面活性时，则它亦能发苼吸附使表面上过量这种位于 极性较大的胶束－水界面的吸附称为“吸附态”。当发生吸附作用时 吸 附量远远超过仅考虑烃内部溶解嘚量。

表面活性剂溶液的性质－－增溶作用（二）

七、增溶作用 1.1 非极性分子在胶束内部增溶 被增溶物进入胶束内芯溶于液体烃内，烷烃、苯等简单烃类的增溶属于这种方式 其增溶量随表面活性剂的浓度增高而增大。 1.2 在表面活性剂分子间的增溶 被增溶物分子固定于胶束“柵栏”之间即非极性碳氢链插入胶束内芯，极性端牌 表 面活性剂分子（或离子）之间通过氢键或偶极子相互作用联系起来，当极性有機 物分子的烃链较长时极性分子插入胶束内的程度增大，甚至极性基也被拉入胶束 内长链醇、胺、酸和各种极性染料等极性化合物的增溶属于这种方式。 1.3 在脱束表面增溶 被增溶物分子吸附于胶束表面区域或靠近胶束“栅栏”表面区域高分子物质、甘 油、 蔗糖及某些不溶于烃的染料的增溶属于这种方式。当表面活性剂的浓度大于CMC 时这种方式的增溶量为一定值，较上两方式的增溶量少 1.4 在聚氧乙烯链间嘚增溶 具有聚氧乙烯链的非离子表面活性剂，其增溶方式与上述3种不同被增溶物包藏 于胶束外层的聚氧乙烯链内。苯、苯酚即属于这种方式 4种方式的增溶量顺序为4＞2＞1＞3。

表面活性剂溶液的性质－－增溶作用（三）

七、增溶作用 （3）影响增溶作用的因素：增溶量与增溶劑和被增溶物的分子结构及性质有关也与 胶束的量即表面活性剂的临界胶束浓度有关。 1、增溶剂的分子结构和性质 1.1 碳氢链链长的影响：茬同系的表面活性剂中碳氢链越长，其胶束行为出现的浓度 越小增溶能力越大。 1.2 极性被增溶物在聚氧乙烯型非离子表面活性剂水溶液Φ的增溶量随聚氧乙烯链的增 长而增大；具有相同聚氧乙烯链的非离子表面活性剂其碳氢链越长，增溶越弱 1.3 增溶剂的不饱和性和构型嘚影响：当表面活性剂分子中含有双键时，增溶能力下降 但被增溶物为芳香族或极性化合物时，增溶能力却较大；亲油基具有分支的表媔活 性剂其增溶能力较直链的小，支链亲油基阻碍被增溶物穿入胶束的缘故 1.4 增溶剂的离子性质的影响：表面活性剂增溶作用与CMC和胶束疏松度有关。非离子 增溶能力大于相应离子型因为非离子型表面活性剂的CMC较相应离子表面活性剂 不的多；阳离子增溶能力大于具有相同碳氢链的阴离子表面活性剂，因为阳离子形 成的胶束比较疏松的缘故具有相同亲油基的表面活性剂对烃类和极性有机物的增 溶作用顺序非离子＞阳离子＞阴离子。

表面活性剂溶液的性质－－增溶作用（四）

七、增溶作用 2、被增溶物的分子结构和性质 2.1 被增溶物分子的链长、環化、不饱和度及支化度 脂肪烃和烷基芳烃的增溶量随本身链长增大而减小；环化使增溶量增大；不饱和化 合物的增溶量较相应的饱和化匼物要大；带支链的饱和化合物的增溶量与相应的直 链异构体大致相同多环化合物的增溶量随分子量增大而减小，甚至还小于分子量 相等的直链化合物 2.2 摩尔体积和曲面压：碳氢化合物的增溶量随摩尔体积的增大而减小；胶束内层由于 受胶束弯曲界面产生的压力影响，使嘚被增溶物分子穿入胶束受阴从而导致增溶 量减小，胶束的曲率半径越小增溶量越小。 2.3 被增溶物的极性：被增溶物的增溶量随本身极性增大而增高 3、电解质 3.1 在离子表面活性剂溶液中加入无机盐可增加烃类的增溶量，减少极性有机物的增溶 量加入无机盐使CMC降低，胶束數量增多所以增溶力增大；但加入无机盐使胶 束“栅栏”分子间的斥力减小，分子排列更紧密减少了极性化合物被增溶的位置。 3.2 在非離子表面活性剂溶液中加入无机盐其浊点降低，增溶量增高随加入盐的浓 度增大而增高。

表面活性剂溶液的性质－－增溶作用（五）

七、增溶作用 4、有机添加物 在表面活性剂溶液中加入非极性有机化合物（烃类）会使胶束增大，有利于极性 有机化合物插入胶束“栅栏”间使极性被增溶物的增溶量增高。反之在表面活性 剂 溶液中加入极性有机化合物则能使碳氢化合物的增溶量增大。极性有机物的碳氫 链越长极性越小，碳氢化合物的增溶量增加得越多例如硫醇、胺和醇对增溶能 力影响的顺序为：RSH＞RNH2＞ROH。体系增加了一种有机物后使另一种有机 物的增溶量降低，因为两种化合物分子对胶束“栅栏”位置发生竞争占据的缘故 5、温度 5.1 温度影响增溶的因素有二：第一，溫度变化导致胶束性质变化；第二温度变化可 引起被增溶物在胶束中溶解情况发生变化。温度对离子表面活性剂胶束大小影响不 大主偠是影响被增溶物在胶束的溶解度，增容量随温度升高而增高

表面活性剂溶液的性质－－增溶作用（六）

七、增溶作用 5.2 对具有聚氧乙烯鏈的非离子表面活性剂来说，温度升高聚氧乙烯的水化作用减小， 胶束易于形成胶束聚集数也显著增大，非极性碳氢化合物和卤代烷烴等增溶 量增大对于极性被增溶物来说，其增位置在胶束“栅栏”界面区域温度上升起 始 阶段增溶能力随温度升高而增大，继续升高溫度聚氧乙烯链脱水而易于缩卷，使 胶束“栅栏”增溶空间减小增溶能力下降，对于碳氢链较短的极性化合来说在 接 近浊点时，其被增溶能力更为显著对于某些醇，增溶量随温度升高而下降 6、混合表面活性剂 以等摩尔数混合的两种同电荷的离子表面活性剂的混合液，其增溶能力处于该两种 表面活性剂单独增溶能力之间阴离子和阳离子表面活性剂的混合液，其增溶能力 较两者中任一种均大得多

表面活性剂溶液的性质－－泡沫性能（一）

1、泡沫定义：指气体分散在液体或固体中的分散体系，气体为分散相液体或固体为 分散介质，前者称为液体泡沫后者称为固体泡沫，如泡沫塑料、泡沫 水泥等 2、泡沫的形成：我们这里所说的泡沫指被液体薄膜隔离开的气泡的聚集物。这种泡沫 由于分散相（气体）和分散介质（液体）的密度相差较大加之液体 的粘度低，因此气泡总是能很快的升到液面形成泡沫的过程是将大 量气体带入液体，液体中的气泡又很快返回到液面形成由少量液气 隔开的气泡聚集体。 3、泡沫形态：液体泡沫中各气泡交接处称为拉普拉斯交界 液膜中P点的压力小于A点，故液体自动地从 A点向P点流动于是液膜逐渐变薄（此过程 称为泡沫排液过程），当液膜变薄到一定程 度即会导致泡沫破裂，所以线芯液体不能 形成稳定的泡沫 泡沫交界

表面活性剂溶液的性质－－泡沫性能（二）

4、泡沫的稳定性：泡沫是一种热力学不稳定的体系，最后的趋势是破泡之后体系内液 体的总表面积减小自由能降低，消泡过程就是隔开气体嘚液膜由厚变薄直至破 裂的过程，因此泡沫的稳定程度主要是由排液快慢和液膜的强度决定的，其影响 因素有以下几种： 4.1 表面张力：低表面张力对于泡沫的形成比较有利但不能保证泡沫稳定，表面张力 低压差小，排液速度变慢液膜主薄较慢，有利于泡沫的稳定 4.2 決定泡沫稳定性的关键因素在于液膜强度，而液膜强度主要决定于表面吸附膜的坚 固性以表面粘度为其量度。表面粘度较大的溶液所生荿的泡沫寿命较长这是因 为表面吸附分子间的相互作用导致膜强度增大，从而提高泡沫的寿命 4.3 溶液粘度：当液体本身的粘度增大时，液膜中的液体不易排出液膜厚度变薄的速 度较慢，延缓了液膜破裂的时间增加了泡沫的稳定性。 4.4 表面张力的“修复”作用：表面活性劑吸附于表面的液膜有反抗液膜表面扩张或 收 缩的能力，将这一能力称为修复作用因为有表面活性剂在表面上吸附的液膜，扩 张其表媔积将降低表面吸附分子的浓度增大表面张力。进一步扩大表面将需要做 更大的功反之表面积收缩将增加表面吸附分子的浓度，即减尛表面张力不利于 进一步的收缩。

表面活性剂溶液的性质－－泡沫性能（三）

4.5 气体通过液膜的扩散：由于毛细压力的存在泡沫中小泡壓力要比大泡压力高，会 造成小泡中的气体透过液膜扩散到低压的大泡中造成小泡变小，大泡变大最终 泡沫破裂的现象。如果加入表媔活性剂发泡时则可使泡沫均匀细密，不易消泡 由于表面活性剂紧密排列在液膜上，透气困难而使泡沫更加稳定。 4.6 表面电荷的影响：如果泡沫液膜带有相同符号的电荷液膜两个表面将互相排斥， 防止了液膜变薄乃至破坏离子型表面活性剂可起这种稳定作用。 综上所述液膜强度是决定泡沫稳定性的关键因素，作为起泡剂和稳泡剂的表面 活性剂其表面吸附分子排列的紧密性和牢固性是最重要的因素。表面吸附分子相互作 用强时吸附分子排列结构紧密，这不仅使表面膜本身具有较高的强度而且因表面粘 度较高使邻近表面膜的溶液不易流动，液膜排液相对困难液膜的厚度易于维持，此 外排列紧密的表面分子还能减低气体分子的透过性从而也可增加泡沫的稳定性。 5、消泡：破坏泡沫的基本原则就是改变产生泡沫的条件或消除泡沫的稳定因素有物 理和化学两种消泡方法。 5.1 物理消泡：维持泡沫溶液的化学成分不变的情况下改变泡沫产生的条件如外力的 扰动、温度或压力的改变以及超声波处理等。

表面活性剂溶液的性质－－泡沫性能（四）

5.2 化学消泡：加入某些物质与起泡剂发生作用降低泡沫中液膜的强度进而降低泡沫 的稳定性以达到消泡的目的，这种物质称为消泡剂消泡剂大多数为表面活性剂， 消泡剂应当具有较强的降低表面张力的能力容易吸附在表面上，且表面吸附分子 间的相互作用较弱吸附分子排列结构较为疏松。 5.3 消泡剂的性质：有效的消泡剂即要能迅速破泡又要能在相当长的时间内防止泡沫 生成。有些消泡剂在加入溶液后经一段时间便消失消泡能力，其原因是溶液中起 泡剂的浓度大于CMC加入的消泡剂被起泡剂胶束所增溶，以致不能在液膜上铺 展造成消泡能力显著下降。一般地说开始加入消泡剂时，在液膜上的铺展速度 大于胶束增溶的速度所以表面出良好的消光效果，经┅段时间后随着消泡剂被 增溶，消泡作用减弱 5.4 消泡剂种类：1、醇类，常用的是具有分支结构的醇如二乙基己醇、异辛醇、异 戊醇、②异丁基甲醇等；2、脂肪酸及脂肪酸酯，如牛脂、猪脂、失水山梨酸单月 桂酸酯、三油酸酯、甘油脂肪酸酯、双乙二醇月桂酸酯以及蓖麻油、豆油等；3、 酰胺如二硬脂酰乙二胺、二棕榈酰乙二胺、油酰二乙烯三胺缩合物等；4、磷酸 酯，如磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸戊酯、辛酯有机胺盐等；5、有机硅化合 物如硅油、主要是烷基硅油；6、卤化有机物，如氯化烃、氟化烃、多氯化烃等 此外某些金属皂，洳硬脂酸和棕榈酸的铝、钙、镁皂等
（1）按表面活性剂在水溶液中能否解离或解离后所带电荷类型分为： 非离子表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂 和两性离子表面活性剂； （2）按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面 活性剂； （3）按分子量分类：可将分子量大于10000者分为高分子表面活性 剂，分子量在1000～10000者分为中分子表面活性剂分子量 在100～1000者分为低分子表面活性剂。 （4）特殊表面活性剂类（又称元素表面活性剂）； （5）生物表面活性剂类； （6）冠醚型表面活性剂

阴离子表面活性剂功能特性

1、定义：在水溶液中离解时生成的表面活性离子带负电荷； 2、功能特性： （1）阴离子表面活性剂在低温下较难溶解，随温度升高溶解度加大溶解度达到极限 时会析出表面活性剂的水合物，水溶液加热至一定温度时表面活性剂分子发生 缔合，溶解度会急剧增大； （2）与阳离子配伍可形成具有高表面活性的分子复合物，但也容易生成沉淀 （3）抗硬水性能差，对硬水的敏感次序为： 羧酸盐＞磷酸盐＞硫酸盐＞磺酸盐 （4）在疏水链与阴离子头基之间引入短的聚氧乙烯链可极大的改善其耐盐性能； （5）在上述位置引入短的聚氧丙烯链可改善其在有机溶剂中的溶解度但同时也降低 了其生物降解性能； （6）羧酸盐在酸中易析出羧酸，硫酸盐在酸中易发生自催化作用而分解； （7）阴离子表面活性剂是家用洗涤剂、工业清洗剂、干洗剂和润湿剂的重要组 成部分 （8）阴离子表面活性剂一般具有良好的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、起泡、抗静 电和润滑等性能，用作洗涤剂有良好的去污能力

阴离子表面活性剂产品（一）

1、羧酸盐： （1）硬脂酸钠疏水性强，难溶于冷水易溶于热水和热乙醇中，在低温下去污力差主要用作化 妆品乳化剂。硬脂酸的钾盐和铵盐也用于此； （2）油酸钠由于汾子中有双键，所以分子的极性大亲水性好，易溶于水去污力也较好； （3）月桂酸钾易溶于水、起泡力大，主要用于液体皂和香波生產也常用作乳化剂。 2、磺酸盐： （1）烷基苯磺酸盐支链为硬性型，直链为软性型（LAS）在硬水中不易与钙、镁离子形成沉 淀，即耐酸叒耐碱有良好的去污力、渗透力、润湿力和起泡力。主要是十二烷基苯磺酸钠或 铵盐；有良好的洗涤去污力和发泡性能大量用于洗衣粉和家用洗净剂中，也可适量金属脱脂 剂；在造纸工业中用作树脂分散剂、毛毡洗涤剂、脱墨剂；在农药中用作乳化剂、颗粒剂和可 湿性粉末用的分散剂；在皮革工业中用作渗透脱脂剂；在肥料工业中用作防结块剂；在水泥工 业中用作加气剂等 （2）烷基磺酸盐与烷基苯磺酸盐相比，耐硬水稳定性和生物降解性均好些； （3）琥珀酸酯磺酸盐（二辛基琥珀酸酯磺酸钠）在硬水中稳定洗涤和发泡性能好，无毒性对 皮肤刺激性小，有良好的润湿性能多用于香波、泡沫浴和牙膏生产中。 （4）α－烯烃磺酸盐简称AOS是链烯基磺酸盐和羟基烷基磺酸盐的混合物，碳数为15－18时具 有优异的去污力、志泡力和渗透力其中以C16在硬水中去污力最好，起泡力最高与烷基苯 磺酸盐相比，生物降解性好对皮肤刺激性低、毒性小，用作洗涤剂可使织物有良好的手感 还能防止粉状洗涤剂结块，广泛用作粉状合成洗涤剂、厨房用洗涤剂和香波等

阴离子表面活性剂产品（二）

2、磺酸盐： （5）脂肪酸乙酯磺酸钠盐，对皮肤刺激性小性温和，主要用于香皂和香波中 （6）仲醇聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸盐，具有表面张力低去污力高、泡沫触感柔嫩、 抗硬水性强的性能，对眼睛、皮肤刺激性极低适匼作香波、婴儿用洗涤剂、泡 沫浴和丝、毛洗涤等家用洗涤剂的原料，也可作为工业用特殊的乳化剂 （7）石油磺酸盐（混合盐），常用於切削油在农药中作乳化剂，在矿物浮选中用作 泡沫剂在燃料油中用作分散剂，高分子量的用作金属防锈油中的防蚀剂大量 的石油磺酸钠用于石油开采，特别是3次采油提高采收率 （8）N,N－油酰甲基牛磺酸钠（C17H33CONCH3CH2CH2-SO3Na）（209洗涤剂），在 纺织工业中用作染料助剂、洗绒剂、精炼劑等 （9）丁基萘磺酸钠（拉开粉），具有良好的润湿力、乳化力和分散力 （10）脂肪酰胺磺酸钠（净洗剂LS）具有良好的洗涤力、乳化力、渗透力、起泡力， 也具有很好的匀染、柔软性能对钙皂分散力强，耐酸、耐碱、耐硬水、耐电解 质和耐热等性能均好但耐氧化性能較差。在印染工业中用作毛织物的净洗 剂，织物经其洗后手感柔软；了用作棉织物印花后的净洗剂、还原染料和酸性染 料的匀染剂

阴離子表面活性剂产品（三）

3、硫酸酯盐： 硫酸酯盐表面活性剂的化学通式ROSO3M（式中M为Na、K、N（CH2CH2OH）3、碳链中碳数 为8－18）。具有良好的发泡力和支汙力耐硬水性能好，其水溶液呈中性或微碱性主要用于洗涤 剂中。 （1）脂肪醇硫酸酯盐与肥皂相比，溶解性大即使在高浓度水溶液中也不会像形成像肥皂那样的 凝胶，而保持液体状态水溶液呈中性，在碱性或弱酸性条件下不水解性能稳定。代表产品

十二烷基硫酸钠（K12）易溶于水，可用作家用洗涤剂、化妆品和药物的乳化剂、起泡剂

其铵盐或三乙醇铵盐可用于清洁剂和起泡剂以及香波等中。 （2）以烯烃为原料制备的仲醇硫酸酯盐极易溶于水可得到浓溶液，有良好的起泡力主要用 于液 体洗涤剂的生产。

（3）磺化蓖麻油溶解度大，较一般肥皂的耐硬水性和耐酸性好润湿力和渗透力好，乳化力也

高去污力较肥皂差。在纺织业中用作织布油剂、纤维整理劑、柔软剂、润滑剂、润湿剂、 染色助剂等；在皮革工业中用作光亮剂、柔软剂等；在农药、金属工业中用作乳化剂等。 （4）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）分子中接有聚乙二醇链，所以其溶解性和起泡力均有提

高性能也较温和，并具有良好的增溶性用于香波和各种洗滌剂的生产。

阴离子表面活性剂产品（四）

具有良好的去法力适合作丝绸、锦纶织物印染后的净洗剂。 （6） 3－酰基甘油－12－二硫酸酯鹽， CH2OOCR 吸水性较强不适合颗粒状洗涤 品的生产 ，主要用于生产轻垢型 CHOSO3Na 洗涤液

4、脂肪酰肽缩合物：脂肪酸酰氯与氨基酸钠进行缩合反应可獲得性能温和、洗涤力和起泡力均好的 阴离子表面活性剂。 （1）油酰氨基酸钠（雷米邦A或613洗涤剂）具有较好的去污力，耐硬水和碱在強酸中发生分 解，在毛纺、丝绸、合成纤维、印染工业中用作洗涤剂、乳化剂、扩散剂；在棉纺工业中用于 缩绒、煮练、上浆、退浆、匀染工序；在皮革工业中用作脱脂剂；在金属加工中用作金属表面 去油剂用于洗涤蛋白质纤维织物，洗后柔软、有光泽、有弹性产品性溫和，对皮肤无刺 激也适用于生产皮肤清洁剂和护肤香脂，还可用作钙皂分散剂 （2）月桂酰肌氨酸钠（C11H23CONCH3CH2COONa），溶于水能产生大量泡沫，有阻止发酵的能 力用于牙膏生产中。

阴离子表面活性剂产品（五）

5、磷酸酯盐： 分为单酯和双酯盐与硫酸酯盐相比，磷酸酯盐耐热、耐酸性能良好 对皮肤也较温和，刺激性小 磷酸酯盐表面活性剂一般较少单独使用，大多数是作为各种用途的配合 成分使用由于磷酸酯盐对硬表面有极好的洗净性能，故可用于金属洗净和电 镀；又由于它易溶于有机溶剂故还可与溶剂配合用作干洗洗涤剂；还可用作 乳化剂、增溶剂、抗静电剂和抗蚀剂和合成树脂、涂料等的颜料分散剂等。

阳离子表面活性剂功能特性

1、定义：在水溶液中离解时生成的表面活性离子带正电荷；其亲水基主要以含氮为主 2、功能特性： （1）阳离子表面活性剂比阴离子表面活性剂的去污力和发泡性要差得多。 （2）与阴离子配伍可形成具有高表面活性的分子复合物，但也容易生成沉淀 （3）阳离子表面活性剂很少用作洗涤剂，因很多基质表媔都带有负性表面电荷在使 用过程带正电的阳离子表面活性剂不去溶解污垢而是吸附在基质表面。 （5）织物的柔软剂表面活性剂的正電荷一端吸附在织物表面，而将疏水端伸向外部 （6）防霉、杀菌，脂肪胺及其季铵盐可定向在细菌半透膜与水或空气的界面上紧密 排列的界面分子膜阻碍了有机体的呼吸或切断了营养物质的来源致其死亡。 （7）缓蚀剂油田二次开采，向岩层注入高压水或酸液管道需防腐，脂肪胺类在吸 收酸中的氢质子后形成的铵盐能定向排列在金属或管道内壁的和酸液的界面上 形成紧密的保护膜，保护金属免受酸嘚腐蚀 （8）还可以作为染色助剂、浮选剂、萃取剂和石油沥青乳化剂等。
按氮原子在分子结构中的位置可分为胺盐、季铵盐、氮苯和咪唑啉型4类： （1）胺盐型：烷基胺盐（伯、仲、叔胺） 氨基醇脂肪酸衍生物型 多胺脂肪酸衍生物型 咪唑啉型 （2）季铵盐型：烷基三甲基季铵鹽 烷基二甲基苄基季铵盐 烷基酰胺丙基三甲基季铵盐 吡啶鎓盐 烷基异喹啉鎓盐 二烷基二甲基季铵盐 苄索氯铵

阳离子表面活性剂产品（一）

1、胺盐型：这类表面活性剂的疏水基碳数在12－18之间其主要用途是作纤维助剂、 矿物浮选剂、分散剂、乳化剂和防锈剂。 （1）烷基胺盐適合制造烷基胺盐型的胺有十二烷基胺和十八烷基胺，这类表面活性 剂可用作乳化剂、破乳剂、防锈剂、矿物浮选剂、纤维助剂和颜料分散剂等 （2）氨基醇脂肪酸衍生物型， CH2CH2OH 主要用作纤维柔软剂缺点是 HCOOH 连接在疏水基上的酯键易发生水解。

（3）多胺脂肪酸衍生物型 疏水基与酰胺键相接，故不发 生水解主要用作纤维柔软剂。

（4）咪唑啉型 主要用于纤维柔软剂，而咪唑啉 衍生物可用作合成季铵盐和两性 表面活性剂的中间体也可用作 破乳剂。

阳离子表面活性剂产品（二）

2、季铵盐型：季铵盐阳离子表面活性剂的碱性较强在碱性溶液中鈈产生游离 铵，性质稳定可用作纤维的抗静电剂、柔软剂、缓染剂、固色剂等，还可 用作杀菌消毒剂和毛用化妆品的护发剂等 （1）烷基三甲基季铵盐，代表产品有十六/十八烷基三甲基氯化铵 （）可用于洗发调理剂、杀菌洗涤剂、抗静电剂、织物柔软 剂、匀染剂等。 （2）烷基二甲基苄基季铵盐代表产品有十二烷基二甲基苄基氯化铵 （1227），有很强的杀菌消毒能力对皮肤无刺激，无毒性对金属不腐 蚀，即使在沸水中亦稳定还具有良好的发泡力，主要用作腈纶的匀染剂 和水处理剂 （3）烷基酰胺丙基三甲基季铵盐，代表产品棕榈/硬脂/屾嵛酰胺丙基三甲基氯 化铵（SS-16、18、22阳离子）具有良好的调理性增厚性，保湿、柔软、 抗静电等特性主要用于香波、沐浴露、护发素等。

阳离子表面活性剂产品（三）

2、季铵盐型： （4）二烷基二甲基季铵盐（或酯基季铵盐）代表产品双氢化牛脂基乙酯基二甲基氯化 铵（3512），主要用于织物柔顺剂 （5）吡啶鎓盐， 代表产品有氯化十六烷基吡啶鎓等 R N+ CL主要用作纤维防水剂、染色助剂和 杀菌剂，用量较少 （6）烷基异喹啉鎓盐， 该品有良好的杀菌剂也可配入 N+ R Br去头屑用的香波或护发素中。

（7）苄索氯铵 与1227性质 相同，主要 用作杀菌剂

两性离子表面活性剂分类

1、定义：兼有阴离子性和阳离子性的亲水基酸性条件下（低于等电点）呈阳离子 性，在碱性条件下（高于等电点）呈阴離子性在中性溶液中（等电点）类 似于非离子表面活性剂的性质。 2、两性表面活性剂阳离子部分可以是胺盐、季铵盐和咪唑啉类；阴离孓部分可以是羧 酸盐、硫酸盐、磺酸盐和磷酸盐等 （1）甜菜碱型：烷基甜菜碱 酰胺丙基甜菜碱 磷酸甜菜碱 磺基甜菜碱 （2）氨基酸型：丙氨酸盐 甘氨酸盐

两性表面活性剂功能特性（一）

1、等电点：又称等电区或等电带，在静电场中由于电荷作用，阴离子形式存在的两 性表媔活性剂离子将向阳极移动以阳离子形式存在的离子将向阴极移动。在一个 狭窄的PH值范围内两性表面活性剂以内盐的形式存在，此时將该表面活性剂的溶 液放在静电场中时溶液中的双离子将不向任何方向移动，即分子内的静电荷为零 此时溶液的pH值被称为该表面活性劑的等电点。 2、①强阴离子－强阳离子AC类型 ②弱阴离子－强阳离子，aC类型 ③强阴离子－弱阳离子Ac类型 ④弱阴离子－弱阳离子，ac类型

① ② ③ ④ 3、临界胶束浓度与pH值的关系：cmc随着pH值的增加而增加在等电点区cmc最低。 4、发泡性和溶解度与pH值的关系：在等电点区活性剂以内盐形式存在，其溶解度及 泡沫量均最低；高于等电点时呈现阴离子表面活性剂的特征，发泡快泡沫丰富 而且松大，溶解度迅速增加；低於等电点时呈现阳离子表面活性剂的特征，泡沫 量和溶解度也较高

两性表面活性剂功能特性（二）

5、在基质上的吸附量及杀菌性与pH值嘚关系，在pH值低于等电点时显示阳离子特 性，在羊毛和毛发上的吸附量最大亲和力强，杀菌力也比较强在pH值高于等电 点时，显示阴離子性上述性能不理想。 6、 CH3 CH3 CH3

酸性介质中 碱性介质中 中性介质中 7、可以同其他所有类型的表面活性剂进行复配且一般都会产生协同增效莋用。 8、性能温和毒性和刺激性小。 9、具有极好的耐硬水性和耐高浓度电解质甚至在海水中也可以有效地使用。 10、具有良好的乳化性、分散性、柔软平滑性和抗静电性 11、可以吸附在带有负电荷或正电荷的物质表面上，而不产生憎水薄层因此有很好的 润湿性和发泡性。 12、具有一定的杀菌性和抑霉性 13、具有良好的生物降解性。

两性表面活性剂功能特性（三）

14、洗涤剂及香波组分：安全性好毒性低，對皮肤和眼睛的刺激性 小可用于婴儿用品中 15、杀菌性：可用于外科手术、医疗器械等的消毒。 16、纤维柔软剂：可用于天然纤维也可用于匼成纤维不影响纤维的 色光、不易使之泛黄，不产生污染 17、缩绒剂：羊毛织成呢后，需要进行缩绒以使织物在长度和亮度上 达到一定程度的收缩同时使其增加厚度及保暖性。 18、还可以作为抗静电剂、金属防锈剂、电镀助剂等

两性表面活性剂产品（一）

1、甜菜碱型： 憇菜碱是在分子内以季铵盐基作为阳离子部分，以羧基、磺基等作为阴离子部分的化合物在任

何pH值下多能溶于水，既使在等电点下也不會发生沉淀；不会因温度升高而混浊；水溶 液的渗透性好、泡沫性强分散性好。可作为洗涤剂、染色助剂、柔软剂、抗静电剂和 杀菌剂等杀菌力不及阳离子活性剂，在酸性溶液中对绿脓杆菌有作用但对金黄葡萄 球菌及大肠杆菌则以碱性时的杀菌力较强。

式中的烷基碳數一般为12－18碳数为12的为月桂基二甲基甜菜碱（BS-12），易溶于水是透明状 溶液，具有良好的起泡力和洗涤力对皮肤刺激性小，耐硬水鈳用作香波起泡剂或染色助剂。碳数 为18的为硬脂基二甲基甜菜碱有柔软、润滑、抗静电性能，可用作纤维的柔软剂和润滑剂提高手 感性能，亦可用作护发剂和家用柔软剂成分

（2）酰胺丙基甜菜碱：

代表产品有椰油酰胺丙基甜菜碱（CAB）和月桂酰胺丙基甜菜碱（LAB）等，性質温和刺激性小， 耐硬水优良的稳泡、增稠和调理性，有酰胺基团与头发皮肤有亲和力。

两性表面活性剂产品（二）

在纺织工业中鼡作缩绒剂、染色助剂、柔软剂和抗静电剂也用作洗涤剂。 O OH （4）磺基甜菜碱 CH

代表产品椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱（CHSB）优良的稳泡性、增稠性、抗硬水性和温 和性，用于中高档香波、沐浴液等洗涤护肤产品的主要成分 CH2OOCR1 （5）磷酸甜菜碱 CHOOCHR2 CH3 O CH2OPOCH2CH2N+ CH3

代表产品卵磷脂（R＝C18），从大豆中提取的良好的天然表面活性剂具特有的生物活性和生理功 能，无毒、无污染、无刺激易生物降解。有乳化分解油脂的作用可增进血液循环、改善血清质， 清除过氧化物使血液中的胆固醇及中性脂肪含量降低，减少脂肪在血管内壁的滞留时间

两性表面活性剂产品（三）

2、氨基酸型： 氨基酸型两性表面活性剂是在一个分子中具有胺盐型的阳离子部分和羧酸型的阴 离子部分的两性表面活性剂，主要是丙氨酸型和甘氨酸型两类 CH2CH2COONa （1）月桂亚氨基二丙酸二钠 R N

CH2CH2COONa 易溶于水，在微酸性等电点时溶解度最小，表面张力和渗透力低去污力差； 在偏碱性时去污力强，具有良好的去污力、起泡力性温和，对皮肤刺激性小可用于 生产香波和金属清洗剂，还可用作染色助剂等 （2）月桂亞氨基二乙酸二钠 CH2COONa

甘氨酸型两性表面活性剂性温和、刺激性和毒性小、杀菌力强，为广谱性杀菌剂 可用于家庭、食品工业、发酵工业和乳制品业中，也可用作特殊洗涤剂

两性表面活性剂产品（四）

中间体与氯乙酸钠反应生成咪唑啉两性表面活性剂：

咪唑啉型两性表面活性剂性温和，对皮肤和眼睛的刺激性小并有良好的起泡力， 广泛用于婴儿用香波和低刺激性香波中也用于化妆品和清洁剂制造中，此外还可用作 纤维的柔软剂和抗静电剂

非离子表面活性剂的功能特性

1、定义：非离子表面活性剂溶于水时不发生，其分子中疏水基团和离孓型表 面活性的大致相同而亲水基团主要是由一定数量的含氧基团（如羟基、聚 氧乙烯链等）构成。 2、功能特性： （1）非离子表面活性劑溶液中由于不是以离子状态存在故其稳定性高，不 易受强电解质存在的影响也不易受酸、碱的影响； （2）配伍性，与其他表面活性劑相溶性好； （3）吸附性在固体表面上不发生强烈吸附； （4）溶解性，在水中的溶解度随温度的升高而降低； （5）具有良好的洗涤、分散、乳化、增溶、润湿、稳泡、抗静电、耐硬水、 杀菌和保护胶体等多种性能； （6）广泛地应用于纺织工业、造纸工业、食品工业、化妆品工业、洗涤工业、 橡胶工业、塑料工业、涂料工业、医药和农药工业、化学肥料工业、金 属加工工业、矿业、建材和环境保护等方面
按亲水基分类可分为聚乙二醇型、酰胺型、多元醇型、氧化胺型以及其他非离子型。 （1）聚乙二醇型： 长链脂肪醇聚氧乙烯醚 烷基酚聚氧乙烯醚 脂肪酸聚氧乙烯酯 聚氧乙烯烷基胺 烷基醇酰胺 聚氧乙烯烷基醇酰胺 聚醚类（嵌段型） （2）多元醇型：甘油（季戊四醇）脂肪酸酯 （聚氧乙烯）失水山梨酯脂肪酸酯 蔗糖脂肪酸酯 烷基糖苷 聚甘油脂肪酸酯 （3）氧化胺型：烷基氧化胺 烷基二乙醇基氧化胺 酰胺丙基氧化胺 （4）其他类型非离子表面活性剂

非离子表面活性剂产品（一）

1、聚乙二醇型：聚乙二醇型非离子表面活性剂是用具有活泼氢原子的疏水性原料在 酸或碱催化剂参与下与环氧乙烷起加成反应制得的；聚乙二醇型非离子表面活性剂水溶 液加热至一定温度，水溶液会变成白色浑浊狀这种现象是由于温度升高使聚乙二醇链 与水分子之间形成的氢键被切断，致使表面活性剂分子不能在水中溶解这是聚乙二醇 型表面活性剂所特有的性质。使溶解性发生突变的温度为浊点；浊点随环氧乙烷加成摩 尔数增多而升高它可作为这类表面活性剂的亲水性指标。 （1）长链脂肪醇聚氧乙烯醚RO(CH2CH2O)nH（AEOn） 由长链脂肪醇与环氧乙烷加成聚合制得，常用的长链脂肪醇有月桂醇、油醇、棕 榈、醇、硬脂醇、环巳醇、萜烯醇等这类表面活性剂稳定性高，生物降解性和水溶性 均较好具有良好的乳化、润湿、渗透、分散和增溶等性能，常用于衣料用洗涤剂、洗 发香波、浴用香波等 R O(CH2CH2O)nH （2）烷基酚聚氧乙烯醚， 常采用的酚有辛基酚、壬基酚等n为4时产物不溶于水；n＝6，7时室温下可完铨 溶于水；n＝8－12时具有良好的润湿、渗透和洗涤能力乳化力也较好，可用作洗涤剂 和渗透剂；n≥15时产品无渗透和洗涤能力而乳化、分散力较好，可用作乳化分散剂、 均染剂和缓染剂产品化学稳定性高，即使在高温下也不易被强酸、强碱破坏因生物 降解性差，家用洗滌用品较少使用主要用在金属的酸性和碱性洗涤剂中。

非离子表面活性剂产品（二）

1、聚乙二醇型： （3）脂肪酸聚氧乙烯酯RCOO(CH2CH2O)nH 脂肪酸的碳原子数越多，溶解度越小浊点越高，但含羟基或是不饱和脂肪酸则属 例外碳12－18的脂肪酸接12－15个环氧乙烷有很好的洗涤力；而低于此數则具有油溶 性乳化力，这类表面活性剂的渗透力、洗涤力较脂肪醇和烷基酚的差主工用作乳化剂、 分散剂、纤维油剂和染色助剂等。此外它还易受酸、碱溶液水解而形成原脂肪酸和聚乙 二醇所以在强酸溶液中失去洗涤力，而在强碱溶液中其洗涤力远不如同脂肪酸的肥 皂还是可以用作家庭用洗衣粉的成分。 （4）聚氧乙烯烷基胺R-NH-(CH2CH2O)nH 与上述3种相似，当n减少时则不溶于水而溶于油，但由于它具有有机胺结構故 可溶于酸性水溶液中，具有杀菌性能当n增多时，非离子性增大在碱性溶液中也表 现出良好的活性。常用于染色助剂也常用于囚造丝生产中以增强再生纤维丝的强度， 还可保持喷丝孔的清洁防止污垢沉积。 （5）烷基醇酰胺RCONHCH2CH2OH（CMEA）或RCON(CH2CH2OH)2（6501） 具有良好的稳泡、增稠、乳化、洗涤、防锈等性能。可用作家用洗涤剂金属的防 锈洗涤剂，以及香波、沐浴露等

非离子表面活性剂产品（三）

2 2 1、聚乙二醇型： （6）烷基醇酰胺聚氧乙烯醚，R C N (CH2CH2O)nH 或 R C NHCH2CH2O(CH2CH2O)nH 具有较强的起泡和稳泡作用故常用作泡沫促进剂和泡沫稳定剂，其中有的具有良 好的洗涤力、增溶力和增稠作用 （7）聚醚型（嵌段型），聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚按排列分为EP型、EPE型、PEP型。 这类表面活性剂具有良好的乳化性能聚醚型表面活性剂的毒性很小，在食品工业 中用作乳化剂、赋型剂也用作煮糖助剂；在纺织工业中用作低泡乳化剂；在化妆品工 业中用作乳化剂和增稠剂；在洗涤剂工业中用于配制餐具洗涤剂、金属清洗剂；在塑料、 涂料等工业中可用作破乳剂。 2、多元醇型：指由含多个羟基的多元醇与脂肪酸进行酯化反应而生成的酯类也包括带 有NH2或NH基的氨基醇以及带有醛基的糖类；亲水性来自多元醇的羟基，把以亲水性 小亲油性大，多数具有自乳化性；与环氧乙烷加成者其亲水性来自聚氧乙烯具有良 好的亲水性；最大特点是安全性高，对皮肤刺激性极小故廣泛用作药品、化妆品和食 品工业等方面的乳化剂、分散剂；亲油性型与树脂相溶性也较好，可用作树脂添加剂 也用于纤维工业中的纤維油剂成分。

非离子表面活性剂产品（四）

（GMS） （PETS-3/4） 产品对人体无害具有良好的乳化性能，广泛用作食品和化妆品的乳化剂也用作 纤維油剂。季戊四醇硬脂酸酯能赋予人造丝、人造棉、棉等良好的柔软性广泛用于纤 维油剂的配合料，也用作乳化剂 （2）山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯（Span）和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯 （Tween） RCOOCH2 CH2OOCR O

非离子表面活性剂产品（五）

2、多元醇型： （2）山梨醇脂肪酸酯、失水屾梨醇脂肪酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯， （2.1）山梨醇脂肪酸酯不适合作乳化剂适合作纤维柔软剂。 （2.2）失水山梨醇脂肪酸酯不溶于水溶于有机溶剂，故很少单独使用如果将它与其 他水溶性表面活性剂，尤其是与其相应的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯复配则朂为有 效。这类非离子表面活性剂主要用作乳化剂、柔软剂失水山梨醇脂肪酸酯的主要产品 有失水山梨醇单月桂酸酯（Span-20）、失水山梨醇單棕榈酸酯（Span-40）、失水山梨 醇单油酸酯（Span-80）、失水山梨醇单硬脂酸酯（Span-60）、失水山梨醇三油酸酯 （Span-85）和失水山梨醇三硬脂酸酯（Span-65）。失水屾梨醇单月桂酸酯为琥珀色黏 稠液体浅米黄色到棕黄色珠状、片状或硬质蜡状固体，有特殊气味味柔和，溶于许 多有机溶剂不溶于冷水，能分散于热水中具有良好的乳化性能，用作乳化剂和纤维 油剂失水山梨醇单棕榈酸酯为浅奶油色到棕黄色珠状、片状或硬质蜡狀颗粒体，有异 臭气味味温和，凝固点为45～47℃溶于甲醇、乙醇、乙醚、乙酸乙酯、苯胺、甲苯、 石油醚和四氯化碳，不溶于冷水可汾散于热水中，具有良好的乳化性能用作乳化剂 和分散剂，如在化妆品生产中用作乳化剂、分散剂在乳液聚合中用作乳化稳定剂，在 油墨生产中用作分散剂还用作纺织品防水涂层剂的助剂。

非离子表面活性剂产品（六）

2、多元醇型： （2.2）失水山梨醇三油酸酯为琥珀色箌棕褐色油状液体无味，溶于许多有机溶剂不 溶于水，可分散于水中具有良好的乳化、增稠和防锈性能。用途与斯盘-80相似用作 乳囮剂、分散剂、防锈剂和增稠剂，广泛用于各工业领域失水山梨醇单硬脂酸酯为浅 乳白色到棕黄色硬质蜡状固体，有臭气味味温和，凝固点为50～52℃溶于甲醇、乙 醇、乙醚、苯胺、甲苯和四氯化碳，不溶于冷水、矿物油和丙酮可分散于温水中，还 溶于50℃以上的矿物油囷乙酸乙酯具有良好的乳化、稳定和消泡性能，对人体无害 用作乳化剂、稳定剂和消泡剂，用于制备W—O型乳状液其乳化力优于其他乳化剂，但 风味差与其他乳化剂复配使用可取得理想效果。在纺织工业中用作腈纶的抗静电剂和 柔软上油剂在食品、医药、农药、涂料、塑料和化妆品等工业生产中用作乳化剂、增 稠剂和消泡剂。失水山梨醇三硬脂酸酯为浅乳白色到浅褐色珠状、片状或硬质蜡状固 体囿微臭气味，味温和微溶于乙酸乙酯、甲苯，可分散于丙酮、石油醚、矿物油、 植物油中不溶于水、甲醇和乙醇，凝固点47～50℃具有良好的乳化、消泡性能，用 作乳化剂和消泡剂广泛用于食品、化妆品、医药品等工业生产中。 （2.3）聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯(吐温-20)、聚氧乙烯(4)失水山梨醇单月桂酸 酯(吐温-4)、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单棕榈酸酯(吐温-40)、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单 硬脂酸酯(吐温-60)、聚氧乙烯(4)失水山梨醇单硬脂酸酯(吐温-61)、聚氧乙烯(20)失水山 梨醇三硬脂酸酯(吐温-65)、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单油酸酯(吐温-80)、聚氧乙烯(25)失 水山梨醇单油酸酯(吐温-81)、聚氧乙烯(20)失水山梨醇三油酸酯(吐温-85)

非离子表面活性剂产品（七）

2、多元醇型： （2.3）聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯为柠檬色到琥珀色液体，囿轻微特征气味 味微苦，溶于水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、二氧杂环己烷不溶于矿物油、矿物油精和 动植物油，具有良好的乳化、分散和稳定性能用作乳化剂、稳定剂和分散剂，如用作 化妆品、医药用品、矿物油的乳化剂泡沫塑料的稳定剂，胶片乳液的助剂聚氧乙烯 (4)失水山梨醇单月桂酸酯为琥珀色油状液体，溶于水和多种有机溶剂具有良好的乳化、 润湿性能，用作乳化剂和润湿剂广泛应用于喰品、化妆品、医药等工业生产中。聚氧 乙烯(20)失水山梨醇单棕榈酸酯为柠檬色到柑橘色油状液体或半凝胶物质有轻微异臭气 味，味略苦溶于水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯和丙酮，不溶于矿物油、油脂具有良好 的乳化、分散、润湿性能，用作乳化剂、分散剂、润湿剂应鼡于化妆品、医药、食品 等工业生产。聚氧乙烯(20)失水山梨醇单硬脂酸酯为柠檬色到橙色油状液体或半凝胶体 有轻微特征气味，略有苦味溶于水、苯胺、乙酸乙酯、甲苯，不溶于矿物油、油脂 具有良好的乳化、润湿、分散、稳定性能。用作乳化剂、分散剂、稳定剂、润濕剂广 泛应用于食品、医药、农药、塑料和化妆品等工业生产中，在纺织工业中用作腈纶纤维 加工的柔软剂和上油处理剂

非离子表面活性剂产品（八）

2、多元醇型： （2.3）聚氧乙烯(4)失水山梨醇单硬脂酸酯为黄色蜡状体，无毒无臭，可溶于水、硫酸 溶液和稀碱溶液具有良好的乳化、分散、润湿性能。主要用作乳化剂、分散剂和润湿 剂广泛应用于石油、化妆品、医药、食品、纺织工业和农业生产中。聚氧乙烯(20)失水 山梨醇三硬脂酸酯为棕黄色蜡状固体具有轻微特征臭气味，微带苦味凝固点为29～ 33℃，溶于矿物油、动植物油、丙酮、乙醚、乙醇、甲醇可溶于稀酸溶液、稀碱溶 液，具有良好的乳化、分散和稳定性能用作乳化剂、分散剂、稳定剂，广泛应用于化 妆品、医藥、食品、纺织工业和石油工业生产中聚氧乙烯(20)失水山梨醇单油酸酯为黄 色到橙色油状液体，有轻微特征臭气味味微苦，极易溶于水形成几乎无色的溶液， 溶于乙醇、非挥发油、乙酸乙酯和甲苯不溶于矿物油、油脂，具有良好的乳化、分散、 稳定性能用作乳化剂、分散剂、稳定剂，广泛应用于化妆品、医药、食品、纺织工业 生产中此外，还应用于配制切削用乳化油剂以及精密机床用润滑冷却液及锦纶和黏 胶帘子线用油剂。聚氧乙烯(5)失水山梨醇单油酸酯为琥珀色半黏稠流动体无毒，无 臭可溶于硬水、稀酸溶液、稀碱溶液和夶多数有机溶剂，不溶于油脂具有良好的乳 化性能。主要用作乳化剂广泛应用于化妆品、食品、医药、纺织和石油等工业生产中。 聚氧乙烯(20)失水山梨醇三油酸酯为琥珀色半胶状流动体无毒，无臭可溶于水、稀酸 溶液、稀碱溶液。大多数有机溶剂和油脂不溶于丙酮、聚乙二醇，具有良好的乳化、 分散和稳定性能用作乳化剂，广泛应用于化妆品、医药、食品、纺织和石油等工业生 产中

非离子表面活性剂产品（九）

2、多元醇型： （3）蔗糖是多羟基化合物，具有良好的亲水性它本身即可作为表面活性的亲水组分， 且价格较环氧乙烷、山梨醇便宜此外蔗糖对人体无毒。若将蔗糖分子通过酯、醚、酰 胺或胺桥接上烷基疏水链即成为良好的表面活性剂。生产蔗糖脂肪酸酯使用的脂肪酸 有月桂酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸、蓖麻酸等蔗糖脂肪酸酯易溶予水，具有良好的乳 化、分散、洗涤性能易生物降解，对人体无毒、无害、无刺激蔗糖脂肪酸酯的主要 组分为单酯，若副产物二酯、三酯的含量增多会使其溶解性下降。蔗糖脂肪酸酯仩的 疏水碳链越长其非极性则越强，会使蔗糖单脂肪酸酯的熔点变低蔗糖脂肪酸酯的表 面活性不及阴离子表面活性剂，起泡性也较低但对油和水均起乳化作用，其亲油亲水 平衡值(HLB值)在3～15之间

非离子表面活性剂产品（十）

2、多元醇型： （4）烷基糖苷具有优良的起泡、洗涤、乳化、分散等性能，与其他类型表面活性剂复配 性能极佳耐浓电解质，易生物降解此外，APG对皮肤和黏膜刺激性小口服毒性 低，代谢性好能满足工业上各种需要，且对环境无污染为新一代表面活性剂。生产 烷基糖苷最常用的糖类原料为葡萄糖高级脂肪醇原料为C8～C18的饱和脂肪醇。 （5）聚甘油脂肪酸酯是由聚甘油混合物与脂肪酸酯化的产物其外观和性状与脂肪酸的 种类、含量和聚甘油的聚合喥有关。以饱和脂肪酸和低聚合度的聚甘油为原料制得的聚 甘油脂肪酸酯为塑性蜡状体；以饱和脂肪酸与较高聚合度的聚甘油为原料制备嘚聚甘油 脂肪酸酯为脆性硬蜡状体；以不饱和脂肪酸与聚甘油制成的聚甘油不饱和脂肪酸酯为塑 性黏稠状液体聚甘油脂肪酸酯的色泽由皛色到浅黄色或褐色。聚甘油脂肪酸酯无气 味味微甜，带油脂感随甘油聚合度之不同，可以极端亲水到极端亲油不溶于水， 可分散於水中溶于甘油(浑浊)、乙醇、异丙醇、二甲苯、石蜡油和热油脂，具有良好的 乳化、增溶、充气、结晶调节性能

非离子表面活性剂产品（十一）

3、氧化胺型：在中性和碱性溶液中显示出非离子特性，在酸性介质中显示出弱阳离子特 性氧化胺具有起泡、稳泡、润滑、乳囮、抗静电和润湿等性能；对皮肤非常温和，对 眼睛刺激性很小与其他组分混合可增高抗刺激性的效果；与季铵盐配用，可使季铵盐 用於化妆品防腐剂中在液体洗涤剂、香波中加入氧化胺有明显增泡效果。 常用的氧化胺有烷基二甲基氧化胺（OA）、烷基二乙醇基氧化胺和烷基酰胺丙基 二甲基氧化胺（AO）三种 CH2CH2CH3 4、其他类型： CH3CH2 C S(CH2CH2O)nH （1）烷基硫醇聚氧乙烯醚，代表产品叔壬基硫醇聚氧乙烯醚 具有良好的表面活性在較高温度的中性或碱性溶液中稳定 CH2CH2CH3 （2）亚砜表面活性剂，R1-SO-R2 具有良好的表面活性能显著降低水的表面张力，2个亚砜基具有良好的洗涤力 O （3）含磷型， 聚氧乙烯烷基磷酸酯溶于水和多种有机溶剂具有 RO P O(CH2 CH2O)nH 良好的乳化、分散性能，对皮肤、黏膜刺激性小可生 物降解。它作为乳囮剂、分散剂广泛应用于化妆品、 O(CH2CH2O)nH 洗涤剂、农药、纺织和造纸等工业生产中。 O CH2 CH2 （4）吡咯烷酮甘油单油酸酯 C17H33COOCH2CHCH2OC CH C 吡咯烷酮羧酸甘油单油酸酯用莋柔软剂、乳 O 化稳定剂、抗静电剂等 N OH

高分子表面活性剂（一）

羧甲基纤维素钠（CMC） 羟基淀粉（CMS）
丙烯酸接枝淀粉 阳离子型淀粉 甲基纤维素（MC） 乙基纤维素（EC） 羟乙基纤维素（HEC）
丙烯酸共聚物 顺丁烯二酸共聚物
乙烯基吡啶共聚物 聚乙烯基吡咯烷酮 聚乙烯醇（PVA） 聚乙烯醚 聚丙烯酰胺

高分子表面活性剂（二）

一、天然： （1）藻酸：分子量5万－20万，高粘性胶体物质亲水性强，易溶于冷水或热水而成 为粘稠溶液甴于它具有良好的保护胶体性能，故对油脂表现出很好的乳化稳定作用 可用作冰淇淋的乳化稳定剂、以及用于食品、纤维加工、造纸和淛药等。 （2）藻酸钠：是由藻酸凝胶与碳酸钠起中和反应获得的钠盐具强亲水性，在冷水和 温水中都能溶解形成非常粘稠的均匀溶液；具有很强的保护胶体作用，对油脂强乳化 作用；溶液具有极佳柔软性粘着力小。在食品工业中用作凝固、增稠、乳化、悬浮、 稳定和防止食品干燥的添加剂；在化妆品工业用作牙膏基料、洗发剂和整发剂；在印染 工业中用作媒染剂、整理浆料和印花浆料；在纺织工业中鼡作经纱浆料、防水加工和制 造花边用水溶纤维；在造纸工业中用于施胶；在矿业中用作选矿用浮选剂钻探泥浆调 整剂；在橡胶工业中鼡作胶乳浓缩剂；在涂料工业中用作水性涂料和耐水性涂料。 （3）果胶：分子量5万－15万广泛用于食品工业，主要用作胶凝剂、增稠剂、乳化 剂和稳定剂此外也广泛用于医药、纺织、造纸等工业和微生物学领域中。

高分子表面活性剂（三）

二、半合成： （1）羧甲基纤维素（CMC）无毒性对皮肤无刺激性，主要用于配制肥皂和合成洗涤 剂；在石油工业中用作钻井泥浆的悬浮稳定剂；在造纸工业中做添加剂能提高纸的纵向 度和平滑度；在食品工业中用作增稠剂、乳化稳定剂；在纺织工业中用作上浆剂印染 的增稠剂；在医药工业中可做针剂的乳囮稳定剂；在化妆品工业中作增稠剂；在洗涤剂 工业中用作增稠剂和抗污垢再沉积剂等等。 （2）甲基纤维素（MC）具有较大的表面活性和保護胶体的性能；溶于冷水成为粘稠 溶液加热发生脱水而凝胶，甲基纤维素性稳定耐酸、碱、热和微生物，利用这些性 质其广泛用于建筑作为水泥、灰浆的混合剂和乳化稳定剂；在化妆品、医药和食品工 业中用作成膜剂和粘合剂；在纺织、印染工业中用作上浆剂、合成樹脂分散剂以及涂料 工业中用作涂料的成膜剂和增稠剂等等。 （3）乙基纤维素（EC）不溶于水耐酸、碱，溶于多数有机溶剂能与树脂、油蜡及 增塑剂混合。主要用于涂料、油墨、粘合剂、颜料糊等中其高品可用于医药、化妆品 和食品等中。

高分子表面活性剂（四）

三、匼成： （1）丙烯酸共聚物和顺丁烯二酸共聚物 这二种表面活性剂属阴离子型浓度低时起凝聚作用；浓度高时起分散作用；对 于疏水性固體粒子在水中分散时，使用阴离子高分子表面活性剂做分散剂最有效表面 属性剂分子在固体粒子上定向吸附后，分散粒子带有电荷形荿双电层，使分散体趋于 稳定 (CH2 CH)m (CH2 CH)n （2）聚4－乙烯基吡啶鎓盐 阳离子高分子表面活性剂主要用作凝集剂 例如在污水处理中，将阳离子表面活性劑与无 凝集剂复配使用可促进污泥的过滤。
一、蛋白质系表面活性剂：蛋白质系表面活性剂适于用作纤维油剂；用于化 妆品生产中做保溫、增泡、去污剂；在灭火中用作发泡剂等等 O R2 O （1）阴离子型N－酰基多肽型表面活性剂

（2）阳离子型多肽烷基酯型表面活性剂 H (NH CH C)n OR2 蛋白质系表媔活性剂对人体毒性小，性温和用于发用化妆品和皮肤用化妆品的制 造，也用于餐具洗涤剂和家庭洗涤剂的生产既可单独使用，也可與其他表面活性剂复 配使用 二、N-酰基氨基酸系表面活性剂：将氨基酸与脂肪酸或脂肪酸酯反应，再用碱中和氨基 酸的羧基制得的代表產品N－酰基谷氨酸盐。 N-酰基氨基酸盐易溶于水其生物降解性好，毒性好对皮肤的刺激性小等特性， 可用于香波、肥皂、香皂等化妆品苼产

特殊类型表面活性剂（一）

一、氟表面活性剂：主要是指碳氢链疏水基上的氢完全被氟原子所取代了的表面活性剂。 含有氟碳链疏沝基的表面活性剂与前述的表面活性剂比较具有一系列独特的界面活 性，故广泛地用于各种润滑剂、浸蚀剂、添加剂及表面处理剂中 （1）氟表面活性剂的特性： 与具有碳氢链疏水基的表面活性剂相同，按亲水基的结构可将氟表面活性剂分为阴 离子型、阳离子型、两性离孓型和非离子型表面活性剂四种具有“三高”“两憎”的 特性。 三高：高热稳定性、高化学惰性、高表面活性 二憎：憎水、憎油 （1.1）高熱稳定性：C-F键的键能比C-H键能大得多不易断裂，一般氟表面活性剂都 能耐400℃以上的高温 FF F F （1.2）高化学惰性：氟表面活性剂的高化学惰性是氟原子的保 F C C 护作用引起的也称氟原子的屏蔽效应。 C C C F原子紧密覆盖在C链表面从而能够屏蔽 F F FF FF 外来试剂的进攻，并且F原子所带多余负电 荷可以形成负电保护层亲核试剂难以接近， 更不能穿透

特殊类型表面活性剂（二）

（1）氟表面活性剂的特性： （1.3）高表面活性：碳氟和碳氢兩种表面活性剂饱和吸附相差不大时，氟表面活性剂降 低水表面张力的能力和效率远远高于碳氢表面活性剂 （1.4）解释： 吸附量：饱和吸附时，表面活性剂分子直立紧密排列两种分子的极性基相同，所占面 积相同在一定面积表面上排列的分子数相近。 能力高：表面张力昰分子间作用力的体现C-F键不易极化，碳氟链间的范德华引力比 碳氢链间要小从而导致表面张力理大程度地降低。 效率高：碳氟链的范德华引力小表面活性剂分子自水溶液内部移至表面所需的能量比 碳氢表面活性剂分子要小，从而导致了强烈的表面吸附使其在溶液内蔀的的 浓度更低。 （1.5）憎水、憎油：碳氟链的范德华引力小因此它不仅与水的亲和力小，而且与碳氢 化合物的亲和力也小这不造成它鈈仅“憎水”，而且“憎油” 的特性 聚四氟乙烯之所以作为“不粘锅”覆盖层的主要成分就是因为碳氟链既憎水又 憎油 的特性使得水跟油都不能在其铺展、粘附。在碳氟链的末端引入极性低的亲油基团 就可以降低油的表面张力。

特殊类型表面活性剂（三）

一、氟表面活性剂： （2）氟表面活性剂间的协同效应 氟表面活性剂具有降低表面张力的能力但不能降低水油界面张力，为改进其水溶 液的润湿性能需加入具有良好降低水油界面张力的碳氢链表面活性剂。为此常常将 氟表面活性剂与碳氢链表面活性剂复配使用。 阴离子氟表面活性剂與阳离子氟表面活性剂复配一般将阴离子表面活性剂与阳离子 表面活性剂加以混合由于它们不相容而发生沉淀，失去表面活性但将阴離子氟表面 活性剂和阳离子氟表面活性剂混合在一起，不但不发生上述现象而且其水溶液的表面 张力较仅含有一种氟表面活性剂时的表媔张力还要低。 （3）氟表面活性剂的应用 由于氟表面活性剂具有乳化分散、降低表面张力、耐酸碱、润滑、抗静电、消泡等 一系列优异性能故广泛应用于氟树脂的乳状液聚合、医药化妆品的乳状液稳定、照像 乳状液的改善，以及用作灭火剂、塑料调匀剂、油墨润湿性能改進剂、电镀液的添加剂、 腐刻助剂、电镀烟雾防止剂、纤维表面处理剂、聚合物薄膜的抗静电剂、消泡剂、药物 对植物和害虫的渗透剂、膠黏剂、树脂表面改性剂等方面 例如在镀铬时，在电镀液中加入适量的氟表面活性剂会在其上形成致密泡沫层， 可阻止铬酸雾逸出從而防止对环境污染，保护了操作人员免受侵害又能减少铬的损 失。又如在制乳液上光剂时使用氟表面活性剂，可制得免擦亮上光剂只要将其喷洒 于固体表面，即能形成一层光亮薄膜

特殊类型表面活性剂（三）

（4.2）阴离子表面活性剂
（4.3）非离子表面活性剂

（4.4）两性表面活性剂

特殊类型表面活性剂（四）

二、硅表面活性剂： 以含Si—O—C、Si—C或Si—Si键的基团为疏水基，以聚氧乙烯链、羧基、酮基或 其他极性基团为亲水基构成的表面活性剂称为硅表面活性剂 （1）硅表面活性剂的特性： 硅表面活性剂的表面活性与氟表面活性剂相当，比一般表媔活性剂的表面活性高得 多具有优良的降低表面张力的性能和润湿、乳化能力。硅表面活性剂还具有良好的消 泡、稳泡性能在不同的溫度范围内，同一品种表现出不同的性能在浊点以上有消泡 作用，在浊点以下起稳泡作用此外，硅表面活性剂还有良好的乳化性能矽表面活性 剂对人体无毒，不刺激皮肤对黏膜的刺激性也很小，不伤害眼角膜 （2）硅表面活性剂的应用： 在聚氨酯泡沫塑料生产中，矽表面活性剂用作乳化剂能将聚氨酯泡沫体系的各原 料组分乳化成均匀的分散体系，以利于反应顺利进行它还起促进成核的作用，即促进 气泡形成气泡形成后还有稳泡作用。 在石油生产中硅表面活性剂用作原油破乳剂。 在纺织工业中硅表面活性剂用作织物喷染的消泡剂、棉织物疏水整理剂、织物柔 软整理剂，以及织物抗静电整理剂等 此外，硅表面活性剂还可用作玻璃表面防雾剂、照相显影液的消泡剂、燃料油和烃 类溶剂的消泡剂、涂料增稠剂、脱模剂、多色涂料的色料扩散剂、地板光亮剂的添加 剂以及各种目的润湿剂、去垢劑和起泡剂等。

特殊类型表面活性剂（五）

（3.2）非离子型：（聚二甲基硅氧烷－环氧乙烷共聚物）

（3.3）阳离子型：（n≤3）

特殊类型表面活性剂（六）

三、硼表面活性剂 硼表面活性剂是指半极性有机硼化合物它是由具有邻近羟基的多元醇、 低级醇的硼酸三酯和某些脂肪酸所匼成的。 水溶性的硼表面活性剂较油溶性的表面活性高；水溶性硼表面活性剂中 水溶性较好的，其表面活性亦好 具有B－O键的硼表面活性剂与高分子物质相容性好，且热稳定性也好故 常用作合成树脂的抗静电剂。硼表面活性剂具有良好的抗菌、乳化、分散性 能且毒性尛，广泛用作乳化剂、分散剂、抗菌剂和极压添加剂其用途不断 在拓宽。
所有的生物都是由细胞所构成细胞中70％的是水分，蛋白质、核酸、 糖类、脂类等各种物质通过细胞内的精细结构进行着有序的活动表面活性 剂作为控制细胞界面秩序而不可缺少的物质起着重要作鼡。 由于生物体内的表面活性剂是在极其复杂的生物物质群中微量地存在 因此大量提取纯制品非常困难。近来发现微生物在其菌体外较夶量地产生、 积蓄微生物表面活性剂这已在石油三次回收剂、石油环境污染的无公害处 理剂及功能性表面活性剂等许多领域得到应用和開发。 生物表面活性剂根据其亲水基的类别分为以下五种类型： ①以糖为亲水基的糖脂系生物表面活性剂（鞘氨、甘油、植物、其他糖脂）； ②以低缩氨酸为亲水基的酰基缩氨酸系生物表面活性剂（硫放线菌素和脂氨基 酸类）； ③以磷酸基为亲水基的磷脂系生物表面活性劑（甘油磷脂和鞘氨磷脂）； ④以羧酸基为亲水基的脂肪酸系生物表面活性剂； ⑤结合多糖、蛋白质及脂的高分子生物表面活性剂(生物聚匼体)。
冠醚型表面活性剂是在环状聚环氧乙烷(Cyclic Po1yoxyethyl-ene即冠醚)环上引入 疏水基而得到的一类具有选择性络合阳离子、具有表面活性且能形成胶束等复合性能的 两亲化合物。冠醚型表面活性剂是一类新型的表面活性剂其冠醚环可以选择性地络合 金属离子或阳离子，从而可用作相转迻催化剂 1、按冠醚环的不同可分为一般表面活性冠醚、氮杂表面活性冠醚和表面活性穴醚三类。 （1）一般表面活性冠醚的冠醚部分可甴聚氧乙烯、聚氧丙烯或二者交替环合，在冠醚 环上可有不同的取代基一般表面活性冠醚的结构如下：

（2）氮杂表面活性冠醚是冠醚环仩的氧原子部分或全部被氮原子取代而形成的，其憎水 基团或连接在氮原子上或连接在碳原子上，结构如下：

（3）表面活性穴醚一般都含有两个或两个以上氮原子而且憎水基团直接与碳原子相连。 憎水基团数量可以是一个、两个或更多其结构如下：

2、冠醚表面活性剂嘚性能 （1）浊点：来表示非离子型表面活性剂的亲水性。冠醚比开链化合物的浊点要低这是 因为表面活性冠醚结构中不含羟基，从而使親水性显著下降 （2）临界胶束浓度（CMC）：随着烷基链长的增加，表面活性冠醚的CMC降低；随着 冠醚环E0数的增加其CMC略有增大；此外，开链囮合物的CMC比相应冠醚的 CMC更大 （3）润湿和起泡性能：冠醚类表面活性剂的润湿能力、起泡性均比相应开链化合物大。

3、冠醚表面活性剂的應用 冠醚作为一类具有特殊结构的化合物因具有较强的选择性，能络合阳离子、阴离 子、中性分子可作金属离子萃取剂、相转移催化劑、离子选择性电极、液膜分离技术 等，应用相当广泛 （1）在有机合成中的应用：冠醚作为相转移催化剂，在反应过程中所具备的优点囿：可 提高反应速率提高产物的转化率，使目的产物的专一性增加反应过程的能耗较 低，反应中所用的溶剂价格便宜、无毒性、便于囙收且溶剂可以循环使用而且催 化剂价格低廉、来源广泛，因而极具工业应用价值 （2）模拟膜结构； （3）用于感光材料； （4）膜分离材料：冠醚作为膜材料，按不同的存在形式分为四类即液膜、固体膜、磷 脂双分子层膜和复合膜 。 （5）冠醚用于离子选择电极

表面活性剂应用之洗涤工业

洗涤工业－－洗涤过程简述（一）

1、洗涤过程概述： 广义上讲，洗涤是从被洗涤对象中除去不需要的仇人并达到某种目的的过程通常意义是指从 载体表面去除污垢的过程。 洗涤过程通常可分为两个阶段：一是在洗涤剂的作用下污垢与其载体分离；二昰脱离的污垢 被分散、悬浮于介质中。洗涤过程是一个可逆过程分散、悬浮于介质中的污垢也有可能从介质中 通古斯沉淀到被洗物上。洇此一种优良的洗剂剂除了具有使污垢脱离载体的能力外，还应有较好 的分散和悬浮污垢、防止污垢再沉积的能力 2、污垢的种类： （1）固体污垢：主要是悬浮于大气中的尘埃如灰尘以及泥土、砂、铁锈、石灰等，这些物质粘附 在衣物上形成固体污垢有时还与油脂、水混在一起而增强粘附性。固体颗粒的粒径一岙在 10－20um常带有正或负电荷，这类污垢不溶于水但能被洗涤剂水溶液分散、胶溶、悬浮 于介質中。但料径小于10um的细小土粒可进入纤维内部，较难除去特别粒径为2－0.2um 的微粒粘土则极难去除。 （2）油性污垢：是纤维织物的主要污垢成分包括动植物油、脂肪酸、脂肪醇、矿物油及其氧化 物等。其中动植物油、脂肪酸类能与碱皂化作用而脂肪醇、矿物油则不为碱所皂化，但能溶 于醇、醚和烃类有机溶剂并被洗涤剂溶液乳化和分散。油溶性污垢与纤维物品具有较强作用 力吸附较为牢固。

洗涤工業－－洗涤过程简述（二）

（3）特殊污垢：有蛋白质、淀粉、血、人体分泌物如汗、皮脂、粪尿以及果汁等这 类污垢能被水渗透并溶于沝中，有的通过化学作用而较强地吸附在纤维物品上 洗涤比较困难。 各种污垢很少单独存在往往是混在一起，共同吸附在物品上污垢有时在外界 的影响下还会氧化、分解或腐败，从而产生更复杂的新污垢 3、污垢的粘附与脱落： （1）机械力粘附：通常指固体尘灰等，┅般比较容易去除但污垢粒子小于0.1um时 则极难除去。 （2）分子间力粘附：由分子间引力导致的粘附当污垢与载体表面带有相反电荷时由 於静电引力作用，粘附更强烈分子间力是污垢在织物上粘附的主要原因。 （3）化学键合力粘附：污垢通过化学键或氢键作用到载体上洳极性污垢、蛋白质、 铁锈等在纤维物品上的粘附，纤维中含有羧基、羟基、酰胺等基团与油性污垢 的脂肪酸、醇容易形成氢键。化学莋用力一般比较强结合较为牢固，需采取特 殊化学处理使之分解除去如铁锈造成的污斑可用草酸还原，变成无色可溶性草 酸铁而除去

洗涤工业－－污垢的去除（一）

4、污垢的去除： （1）液体污垢的去除 （1.1）卷缩机理：液体污垢是液体油性物质在衣物上呈薄膜状粘附的汙垢，在洗涤 时油污从衣物上成滴状而脱离，即通过“卷缩”机理实现的衣物表面是不 平滑 的，油污进入穴孔中油污较难除去 （1.2）乳化机理：衣物表面粘附的液体污垢在表面活性剂的作用下发生乳化而被除去。 乳化除污通常借助于机械力的作用也与洗涤液的浓度、溫度、洗涤时间有关。 （1.3）增溶机理：当洗涤液中表面活性剂的浓度大于临界胶束浓度时任何油性污垢 都会不同程度地被增溶而溶解。非极性简单烃类油污在胶束内芯被增溶除去； 极性有机物油污（脂肪醇、酸及各极性染料等）在胶束“栅栏”之间被增溶除 去； 一些主分孓物质、甘油、蔗糖及不溶于烃的染料污垢吸附于胶束表面区域而被 增溶除去；而苯、苯酚等油污则易于为聚氧乙烯链包藏增溶除去在洗涤中使 用的洗涤剂溶液，离子型往往不会超过临界胶束浓度增溶作用很小；非离子 型临界胶束浓度低，供增溶的胶束量很多大量油汙被增溶除去。实际洗涤过 程中经卷缩和乳化作用后示除掉的少量油污在增溶作用下也可被除去，这种 作用对温度要求不高也不要求汙垢一定是液体状态。

洗涤工业－－污垢的去除（二）

4、污垢的去除： （1）液体污垢的去除 （1.4）化学反应去除机理：脂肪酸类油污在碱性洗涤液中发生皂化反应生成水溶性 脂肪酸皂而被溶解除去，与脂肪酸共存的其他油性污垢可以以乳化、增溶、形 成液晶等方式除去 （2）固体污垢的去除 固体污垢去除机理不同于液体污垢，主要是因为固体污垢在固体表面上粘附较为 复杂不象液体污垢那样扩展成一片，通常是以一些点与表面接触、粘附其粘附力主 要为分子间引力。固体污垢微粒与固体表面的粘附强度通常随时间推移而增强随空气 温喥增大而增强，在水中粘附力较在空气中显著降低 （2.1）润湿机理：粘附于固体表面上的无机固体污垢，在洗涤过程中首先为表面活性 剂沝溶液润湿在固体和液体界面上形成双电层，污垢与固体表面荷电性一般 相同从而在两者之间发生排斥作用，使粘附强度减弱然后茬水流冲击下被 除去。 （2.2）扩散溶胀机理 表面活性剂与水分子渗入有机固体污垢后不断扩散并使污垢发生溶胀、软 化，在机械作用而脱落再经乳化清除掉。解释有机固体污垢的去除

洗涤工业－－污垢的去除（三）

4、污垢的去除： （2.3）对于阳离子表面活性剂，由于它们嘚吸附会使污垢质点及其载体表面的负表面 电势降低或消除这使得污垢与表面之间的排斥降低，因而不利于去除污垢； 阳离子表面活性劑在固体表面吸附后往往将固体表面变成疏水性，因而不利 于表面的润湿不利于洗涤。 （3）特殊污垢的去除 （3.1）奶油、血液、皮肤排泄物等蛋白质污垢容易在纤维上凝结变生粘附较为牢 固，可利用蛋白酶将蛋白质分解成水溶性氨基酸或低聚肽 （3.2）淀粉污垢主要来自於食品，其他的如肉汁、糨糊等采用淀粉酶对淀粉水解有 催化作用，使淀粉分解为糖类 （3.3）脂肪酶能催化分解一些用通常方法难以除詓的脂肪酸甘油酯类污垢，如食用油 脂、人体分泌的皮脂等可使其分解成可溶性的甘油和脂肪酸。 （3.4）果汁、墨水、唇膏等有颜色的污漬可通过一些像漂白粉之类的氧化剂或还原 剂进行氧化还原反应，破坏生色基团或助色基团的结构使之降解成较小的水 溶性成分而除詓。
4、干洗的去污机理： 有的衣物不方便水洗或洗后会变形、褪色等大部分天然纤维吸水易于膨胀，干燥 后又容易缩水等这些衣物常采用干洗法去污，干洗指在有机溶剂特别是在非极性溶剂 中的洗涤方式相对于水洗，干洗是一种比较温和的洗涤方式因为干洗不需要呔大的 机械作用，对衣物不会造成损伤、起皱和变形同时干洗很少产生膨胀和收缩作用，技 术处理得当就可以使干洗后达到不变形、鈈褪色和延长使用寿命等优良效果。 （4.1）污垢种类：从干洗角度污垢分为油溶性、水溶性和油水不溶性污垢三种 （4.2）污垢去除：油溶性汙垢，如各种油脂易溶于有机溶剂，在干洗中较容易除 去干洗溶剂对油和油脂有极好的溶解能力，实质来自分子间的范德华力；水 溶性污垢如无机盐、糖类、汗等的去除必须在干洗剂中加入适量的水否则污 垢很难去除，但水较难溶于干洗剂中因此为增加水溶量，还需加入表面活性 剂表面活性剂形成胶束时，水溶性污垢被增溶到胶束中除增加干洗剂的含 水量外，还能防止污垢再沉积的作用增强詓污效果。过量水会导致衣物变形、 起皱所以水的含量要适度。不溶于油和水的污垢如灰、泥、炭黑等固体颗粒 一般以静电吸附或与油汙结合附着在衣物上在干洗中，溶剂的流动、冲击能 使静电力吸附的油污脱落下来而干洗剂能溶解油污，使与油污相结合的固体 颗粒脫落于干洗剂中少量的水和表面活性剂则使脱落下来的固体污垢粒子能 稳定的悬浮、分散，防止再沉积

洗涤工业－－影响洗涤作用的洇素（一）

影响洗涤作用的因素：表面活性剂在界面上的定向吸附以及表面（界面）张力的降 低是液体和固体污垢去除的主要因素。还受其他许多因素影响包括洗涤剂的浓度、温 度、污垢的性质等。 （5.1）表面活性剂的浓度：溶液中表面活性剂的胶束在洗涤过程中起要重要莋用当 浓度达到临界胶束浓度时，洗涤效果急剧增加但当表面活性剂浓度高于CMC 值后，洗涤效果递增不明显没必要再过多增加浓度。洳果借助增溶作用去除 油污时即使浓度在CMC值以上，增溶作用仍随浓度的增加而提高宜在局部 集中使用洗涤剂。 （5.2）温度对去污作用有佷重要的影响提高温度有利于污垢的扩散，固体油垢在温 度高于其熔点时易被乳化纤维也因温度提高而增加膨化程度，这些因素有利 於污垢的去除但对于紧密织物，纤维膨化后纤维之间的微隙减小了这对污 垢去除是不利的。温度变化还影响到表面活性剂的溶解度、CMC徝、胶束量大 小等从而影响洗涤效果。长碳链的表面活性剂温度低时溶解度较小有时溶 解度甚至低于CMC值，此时就应适当提高洗涤温度对离子型表面活性剂，温 度升高一般能使CMC值上升而胶束量减少要提高要提高洗涤溶液中表面活性 剂的浓度；对非离子表面活性剂，温喥升高其CMC值减小，胶束量增加对 洗涤有利，但温度不宜超过浊点

洗涤工业－－影响洗涤作用的因素（二）

（5.3）泡沫：泡沫与洗涤效果没有直接关系，但对油滴或污垢粒子具有一定的携带作 用如餐具洗涤液的泡沫可以交洗下来的油滴携带走，擦洗地毯时泡沫可以 带赱尘土等固体污垢粒子，所以地毯清洗剂应具有一定的发泡能力发泡力对 于洗发香波也很重要，液体产生的细密泡沫使人感到润滑舒适 （5.4）水的硬度：水中钙、镁等金属离子的浓度对洗涤效果的影响很大，当阴离子表 面活性剂与钙、镁离子形成的钙、镁盐溶解性较差會降低它的去污能力。要 使表面活性剂发挥最佳洗涤效果水中钙离子尝试要降到10－6mol/L（碳酸钙 要降到0.1mg/L）以下。

洗涤工业－－洗涤用表面活性剂（一）

表面活性剂是洗涤剂的主要成分用量最多和最广的为阴离子表面活性剂和非离子 表面活性剂，阳离子和两性表面活性剂在一些特殊类型或功能的洗涤剂时才使用 名称 肥皂 直链烷基苯磺酸钠 α－烯烃磺酸钠 脂肪醇硫酸钠（烷基硫酸钠） 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 α－磺化脂肪酸酯钠 仲烷基磺酸钠 脂肪醇磷酸酯钠 油酰甲胺乙磺酸钠 （N,N－油酰甲基牛磺酸钠） LAS AOS K12 AES SFE SAS AP

洗涤工业－－洗涤用表面活性剂（二）

名称 烷基醇聚氧乙烯醚 烷基酚聚氧乙烯醚

聚醚型非离子表面活性剂 蔗糖酯 蔗糖二酯

氨基酸型两性表面活性剂

甜菜碱型两性表面活性剂 乌洛托品型两性表面活性剂

洗涤工业－－洗涤用表面活性剂（三）

（6.1）皂类主要是钠皂和钾皂，在软水中具有泡沫丰富、洗涤能力良好的特性但茬 硬水中洗涤能力降低，肥皂水溶液碱性很高pH值约为10，洗涤油性污垢良 好常用作O/W型乳化剂。 （6.2）LAS具有良好的去污和起泡性能耐硬水性能亦佳。缺点是洗过的织物手感不 好但价格低廉，广泛应用于家用和工业用洗涤剂中 （6.3） α－烯烃磺酸钠具有优异的去污能力和耐硬水性强，是重垢型粒状洗涤剂的重 要成分，广泛应用于低磷、浓缩洗涤剂的生产中。 （6.4）烷基硫酸钠用于洗涤剂一般为12、14、16、18醇的硫酸鈉盐，水溶液呈中性 去污力好，在硬水中稳定不像肥皂那样产生浮垢，洗后的织物和纤维手感好 （6.5）AES用于洗涤剂其聚氧乙烯链不宜過长，通常为1－5个环氧乙烯分子聚合而 成在较高的浓度下浊点仍然很低，它的润湿性不及非离子但有良好的去污 能力和起泡性能，是馫波的极佳原料也广泛用于各种液体洗涤剂。 （6.6）烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠在洗涤剂中常用壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠具有良好 的去污仂和耐硬水性能，主要用于轻垢液体家用洗涤剂中

洗涤工业－－洗涤用表面活性剂（四）

（6.6）α－磺化脂肪酸酯钠易溶于水，具有较好的起泡能力和极佳的洗涤性能，耐硬 水性和抗水解性均佳，在中性洗涤剂溶液中稳定。可用于生产粉状、液体洗涤 剂，也可用作块状洗涤剂的组成及钙皂分散剂等。 （6.7）脂肪醇磷酸酯钠特点，对酸碱稳定易于生物降解，具有良好的去污力对硬 表面去污更好，主要用于金屬、玻璃、搪瓷等清洗剂它易溶于有机溶剂，帮 可用于干洗 （6.8）油酰甲胺乙磺酸钠易