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    表面活性劑的應(yīng)用愈來愈廣，因此，它的品種也已多至不可勝數(shù)的地步，在三十年代還只有數(shù)十種，至七十年代已達數(shù)干種之多。

    可以毫不夸張地說，目前各行各業(yè)都巳離不開表面活性劑。油墨、涂料，顏料等有關(guān)工業(yè)使用表面活性劑，也已有很長的歷史了。   

   （ 一）、定義

    表面活性劑是指各種用途的各種化合物的總稱，像乳化劑，發(fā)泡劑、潤濕劑，洗滌劑等等，都是表面活性劑。

    表面活性劑可以這樣定義：一種物質(zhì)，它溶解并集中在液體表面或液體和不相混液體(或固體)的界面。溶在液體組成中，或摻于粉狀固體中能使之易于被液體潤濕的，即謂表面活性劑。

    簡單地說，表面活性劑就是在液體－液體、液體－固體、液體－氣體的表面或界面(一般說，物體相界面之間的張力，統(tǒng)稱為界面張力，而特別把液體－氣體相界面之間的張力叫表面張力)之間起作用的物質(zhì)。將它以少量加于液體中后，能被吸附在液體表面，或水一油(或液一固)界面上，從而可降低液體的表面張力和界面張力，使生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品質(zhì)量得到大大改進和提高的一種助劑。

    大多數(shù)有關(guān)表面活性劑的資料是談含水系統(tǒng)的，一般是講它們降低水的表面張力以及水溶物形成溶解性膠束的能力的。

    表面活性劑是一種有機化合物，從分子結(jié)構(gòu)看，有兩種基團：一種是易在油中溶解；在水中難溶的基團－親油基團(憎水基團－非極性)，以長鏈烷烴為代表的原子團。另一種是易在水中溶解，在油中難溶的基團－親水基團(憎油基團－極性)，以羥基、羧基、胺基、硫酸酯、磺酸酯、醚基等為代表的原子團。

    根據(jù)表面活性劑親水基團和親油基團的平衡(即H．L．B．值－Hydropbile－lipophile Balanc。)關(guān)系，表面活性劑制造者就可制出油溶性及水溶性各不相同的無數(shù)產(chǎn)品。

    一般地說，表面活性劑雖在液體中能溶解，但其溶解度是不高的。它們具有平衡的極性－非極性結(jié)構(gòu)，即有一部分分子是溶于極性液體中的，而另一部分分子則在非極性液體中。分子層定向集中在液體表面，故溶解部分的分子是在液體中，不溶解部分則在空氣中。油酸在水面上的單分子層就有此種情況。如果將油酸的苯溶液置于水面，則苯蒸發(fā)后，油酸形成一單分子層，羧基團在水中而油酸基團則在空氣中。如果將油酸鋪在油面上，則會發(fā)生相反的定向作用。

    比較一下油酸(C17H33COOH)和肥皂或油酸鈉(C17H33COONa)，就會發(fā)現(xiàn)有差別，它們之間非極性的油酸基團(C17H33COO－)是相同的。但鈉比氫的極性更強，故皂溶于水，不溶于苯和油，而油酸則溶于苯和油而不溶于水。

    表面活性劑在液體表面和液－固界面的極簡單的定向作用圖，實際上表面活性劑的效果與極性－非極性部分的相對極性有關(guān)。而在很多情況下，表面活性劑層也不一定形成單層，只是分子的厚度不同而已，這取決于表面活性劑的用量及類型。

    當然，也不是它的所有分子都是在界面的，它在溶液中與在界面之間的平衡，也取決于它的用量。當表面活性劑的用量達到臨界濃度時，就形成膠束，或整個液體中都是它的分子的定向基團。由于膠束能吸收難溶性分子，故對一般的難溶性分子來說，膠束是種“溶解劑”。圖還指出了油在水中乳化體內(nèi)的乳化劑的分子排列情況，有單層和多層。

    如果分散相的液滴外面有較多層的乳化劑，則比只有一層的穩(wěn)定性為好。這些膠束會增加水的稠度，并減少分散液滴的布朗運動，從而降低聚集傾向，使分散(乳化)更穩(wěn)定。

    表面活性劑的作用是相當多的，它們大致有乳化、破乳、發(fā)泡、穩(wěn)泡、消泡、潤濕、分散、凈洗、柔軟、勻染、抗靜電、殺菌、防銹、腐蝕、緩蝕、潤滑、增溶、絮凝、解絮凝、防花浮等等。  

    （二）、分類

    表面活性劑的分類方法很多，但常用的是按離子類型來分類的方法，這是指表面活性劑溶于水中時，能電離生成離子的叫離子型表面活性劑，反之，就叫非離子型表面活性劑。在離子型表面活性劑中，還要按生成的離子種類來分類，例如：

    1．陰離子型。其活性組分是陰離子(陰電荷)，它能吸引其它大分子的陽電荷而在表面留下陰電荷，從而使水系統(tǒng)具有良好的潤濕性。非極性部分是脂肪酸碳氫鏈；陰離子及與之相連的陽離子則是極性部分。這類活性劑溶于水時，與其憎水基相連的親水基是陰離子。

    故如當極性的顏料分散在非極性的連結(jié)料中時，極性部分就作為一個單分子層吸附在顏料表面上，使顏料帶陰電荷，而非極性部分則向外伸人連結(jié)料中，形成相互吸引的狀態(tài)。這個過程就是界面張力降低的過程。在顏料顆粒外圍的電雙層也可有降低絮凝的傾向。皂類、堿金屬、銨鹽、長鏈脂肪酸等都是屬于陰離子型的。

    2．陽離子型。情況與陰離子型的相反，陽電荷吸引陰電荷，這最適合于顏料分散在連結(jié)料中的情況。顏料如果是一個陽電荷，則它可以很好地分散在非水系統(tǒng)中。這類活性劑溶于水時，與其憎水基相連的親水基是陽離子。

    脂肪酸季銨鹽類或其硫酸鹽，醋酸鹽類都屬于陽離子型。

    3．兩性表面活性劑。所謂兩性表面活性劑，廣義的說，即同時具有陰離子、陽離子或同時具有非離子和陽離子，或非離子和陰離子的，有兩種離子性質(zhì)的表面活性劑的總稱。但習慣上所說的兩性表面活性劑是指第一類，即由陰，陽兩種離子所組成的表面活性劑，它的結(jié)構(gòu)中同時存在著兩種性質(zhì)相反的離子，因此引人注意。烷基二甲基內(nèi)銨鹽類屬于此范疇。

    4．非離子型。這一類是屬于在水中不電離的表面活性劑。它們沒有剩余電荷，分子中一部分親水，一部分憎水。聚乙氧基化任酚屬于非離子型。

    5．其它－高分子型。這一類表面活性劑具有比較高的分子量，其中陰離子和陽離子是彼此平衡的，或至少是近似的。因此，它雖然具有較強的離子性質(zhì)，但并不像真的陰離子或陽離子表面活性劑那樣具有吸附作用。