一類具有表面活性的化合物，溶于液體(特別是水)后，能顯著降低溶液的表面張力或界面張力，并能改進(jìn)溶液的增溶、乳化、分散、滲透、潤濕、發(fā)泡和洗凈等能力。在精細(xì)化工中產(chǎn)量最大的表面活性劑是合成洗滌劑。表面活性劑主要用作乳化劑、破乳劑、滲透劑、發(fā)泡劑、消泡劑、潤濕劑、分散劑、浮選劑、柔軟劑、抗靜電劑、防水劑等助劑，廣泛應(yīng)用于紡織、食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化妝品、建筑、采礦等工業(yè)領(lǐng)域。
肥皂是使用最早的表面活性劑之一，公元前7～前6世紀(jì)已經(jīng)開始使用。肥皂遇到硬水會產(chǎn)生沉淀，且在酸性溶液中不穩(wěn)定。紅油（又名土耳其紅油），是蓖麻油硫酸化產(chǎn)物（陰離子表面活性劑），1875年首次由德國巴登苯胺純堿公司合成，是第一個合成的表面活性劑，用于紡織和皮革工業(yè)。第一次世界大戰(zhàn)時，德國研究成功從萘、丙醇或丁醇用發(fā)煙硫酸生產(chǎn)烷基萘磺酸鹽，可以用來代替肥皂，因而節(jié)省了制皂用的動植物油脂。烷基萘磺酸鹽的冼凈能力雖然較差，但具有良好的潤濕和滲透能力，且不受硬水或酸性溶液的影響，所以至今仍被廣泛采用。1936年隨著石油化工的發(fā)展，美國首先研究成功由苯和煤油制成烷基苯磺酸鹽。后來，由于添加各種助劑和改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，以烷基苯磺酸鹽為主要組分的合成洗滌劑，在應(yīng)用性能和成本方面都比肥皂優(yōu)越，開始大量在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用。此后，合成洗滌劑在洗滌用品總量中所占的比重逐年上升，1982年世界合成洗滌劑的產(chǎn)量已達(dá)28Mt，已經(jīng)超過肥皂并繼續(xù)增長。以合成洗滌劑為代表的表面活性劑的研究和生產(chǎn)發(fā)展迅速，現(xiàn)已成為重要的化工生產(chǎn)部門。表面活性劑的品種已有幾千種。
性能 各種表面活性劑的結(jié)構(gòu)具有共同的特點，即分子中同時存在親水基和親油基(又稱疏水基)（圖1）。
親水基通常是溶于水后容易電離的基團(tuán)，如羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽等，以及在水中不電離的羥基或聚氧乙烯基。親油基能與油類互相吸引、溶解，通常是由石油或油脂組成的長碳鏈的烴基，可以是脂肪烴，也可以是芳香烴。如果表面活性劑分子中的親水基性能強(qiáng)，就溶解于水；反之，如親油基性能強(qiáng)，就溶于油。表面活性劑的這種親水或親油性能常用親水親油平衡值(HLB)來量度。HLB值愈大，親水性愈強(qiáng)，愈易溶于水；HLB值愈小，親油性愈強(qiáng)，愈易溶于油。表面活性劑溶于水后，能生成單分子膜和膠束（圖2）。
表面活性劑分子在水中能自動定向吸附于水溶液-空氣的界面處，親水基伸向水溶液，親油基伸向空氣。表面活性劑分子通過界面吸附形成的單分子膜在界面處起著隔離作用，使空氣和水溶液的接觸面顯著減少，因此水溶液的表面張力急劇下降。表面活性劑分子在水中還能通過親油基之間的互相吸引，幾十或幾百地聚集起來形成膠束。膠束具有多種形狀，如棒狀、層狀、球狀等。由于膠束的外表是由方向朝外的親水基所組成，與水沒有相斥作用，所以能穩(wěn)定地溶于水中。膠束的內(nèi)部是由親油基所組成，與水幾乎脫離接觸。一些原先不易溶于水的物質(zhì)如油類、污垢等，由于能進(jìn)入膠束而變得可以溶于水（見彩圖）。表面活性劑溶液能形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度(CMC)。達(dá)到此濃度后，溶液的許多性質(zhì)如表面張力、增溶力、洗凈力、電導(dǎo)率、滲透壓等都會發(fā)生顯著的變化。一般表面活性劑的 CMC很低、為0.001～0.02mol/l，為了充分利用表面活性劑的性能，使用的濃度往往都大于CMC。表面活性劑在其他互不相溶的液體-液體、液體-固體兩相體系中，也具有相似的性能。
分類 表面活性劑有多種分類，通常按離子類型分類。凡溶于水后電離生成離子的，稱離子表面活性劑;凡不電離的，稱非離子表面活性劑。離子表面活性劑還可按分子中顯示表面活性部分所帶電荷的種類，再進(jìn)一步區(qū)分為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和兩性表面活性劑。陰離子表面活性劑如十二烷基苯磺酸鈉：
陽離子表面活性劑如氯化十八烷基三甲基銨：
C18H37－N+(CH3)2－CH3Cl-
兩性離子表面活性劑如十二烷基二甲基甜菜堿：
C12H25－N+(CH3)2－CH2COO-
非離子表面活性劑如壬烷基酚環(huán)氧乙烷加成物：
世界各國的表面活性劑生產(chǎn)中以陰離子表面活性劑的產(chǎn)量為最大，主要包括供洗滌用的肥皂和合成洗滌劑。非離子表面活性劑的產(chǎn)量居第二，但近來發(fā)展非常迅速，其重要性日益增加。高級醇和烷基酚的環(huán)氧乙烷加成物，由于環(huán)氧乙烷的加成量可以調(diào)節(jié)，因此可以制取HLB值不同的系列產(chǎn)品，例如吐溫(Tween)系列等（見彩圖）。陽離子和兩性離子表面活性劑的產(chǎn)量雖然較小，卻都具有某些特殊性能。表面活性劑商品通常不是單一成分，而是按不同用途由一種或數(shù)種表面活性劑，再加各類助劑、增白劑、著色劑、香料等配制而成。表面活性劑商品的外觀形態(tài)有粒狀、塊狀或片狀固體、膏狀物和液體等各類劑型。
版權(quán)：如無特殊注明，文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)，侵權(quán)請聯(lián)系cnmhg168#163.com刪除！文件均為網(wǎng)友上傳，僅供研究和學(xué)習(xí)使用，務(wù)必24小時內(nèi)刪除。
