表面活化剂分类

1、表面活性剂(surfactant),就是指具有固定得亲水亲油基_,在 溶液得表面能定向排列，并能使表面张力显著下降得物质。表面活性 剂得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 基团常为极性得基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可 就是羟基、酰胺基、醚键等;而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原 子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂与非离子型表面活性 剂等。表面活性剂分类及应用1、前言表面活性剂得种类很多，按其产量排序分别为：阴离子占56%,非 离子占36%,两性离子占5%,阳离子占3%。2、阴离子表面活性剂2、1阴离子表面活性剂磺酸盐此类活性剂常见得有直链烷基

2、苯磺酸钠与a烯基磺酸钠。直链烷基苯磺酸钠别名LAS或ABS,为白色或淡黄色粉状或片状固体，可溶 于水,虽然在较低温度下水溶性较差，常温下在水中得溶解度就是3以 下,但在复配表面活性剂体系中溶解性很好。它对碱、稀酸与硬水都 比较稳定，分解温度240 C。10%溶液刺激指数5、0,微生物降解率 80% 90%,LD50 为 1300 2500 mg/kg 。a烯基磺酸钠别名AOS。活性物含量38%40%时,外观为黄色 透明液体 ,极易溶于水。它在广泛得 pH 值范围内都有较好得稳定 性;30 C 3天,pH2、pH4、pH10,水解率均为0。它对皮肤得刺激 性小,微生物降解率为 100%,LD50

3、 为 1300 2400 mg/kg 。其中丄AS 般不用于洗发香波，也很少用于淋浴液，常用于衣用液 体洗涤剂与洗洁精 （餐具液洗剂 ） 。其在洗洁精中 LAS 可占表面活性 剂总量得一半左右 ,在衣用液体洗涤剂中 LAS 所占比例得实际调节范 围很宽。LAS得水溶性主要就是体现在较高温度之下（如60 C ）与与 某些表面活性剂复配得条件下。 应用于洗洁精比较典型得复配体系就 是三元体系 “LASAESFF”A 。应用于衣用液体洗涤剂得复配体系有“ LAS皂基n ?SAA”值得注意得就是丄AS直接与非离子表面活性剂 烷基醇酰胺复配不一定能取得好得效果，“ LASFFA体系不稳定且粘 度小与外观

4、为白乳状。LAS 就是产量最大 （290 kt/a）, 价格最便宜得合成表面活性剂品 种。 LAS 在产量居前 5 位得合成表面活性剂中价格最低 , 在常见阴离 子表面活性剂中与皂基 （脂肪酯皂 ） 相当。 LAS 突出得优点就是稳定性 好、去污力好、价格低廉 , 突出得缺点就是刺激性大。AOS 在磺酸盐品种中 , 性能最好 , 具有一般磺酸盐得优点或其优点 更为突出 ,而不具有一般磺酸盐得缺陷。 AOS 就是洗发香波与淋浴液 中常见使用得主表面活性剂之一。 在其它液体洗涤剂中得应用也会随 产品国产化得实现 （价格下降 ） 而逐步增多。 AOS 突出得优点就是稳 定性好 ,水溶性好 ,配伍性好

5、 ,刺激性小 ,微生物降解也非常理想 ;突出 得缺点就是价格在阴离子表面活性剂中就是较贵得。2 、2 阴离子表面活性剂硫酸盐 ）此类活性剂常见得有脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与十二烷基硫酸 钠。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠别名 AES, 醇醚硫酸钠。它易溶于水 , 活性物含量 70% 时外观为淡黄色粘稠液体 （半透明 ）, 稳定性次于一 般磺酸盐。在 pH4 以下很快水解 , 但在碱性环境下水解稳定性好。在 30 C 3天,pH2、pH4、H10条件下,水解率分别就是100% 与50% 及 0 。刺激性小 ,10% 溶液刺激指数 2、3 。生物降解率为 90% 以上。 LD50 为 1800 mg/kg

6、。十二烷基硫酸钠别名 AS、 K12 、椰油醇硫酸钠 ,月桂醇硫酸钠、 发 泡剂。它溶于水,25 C水中溶解度15左右,但水溶程度次于AES。对 碱与硬水不敏感 , 但在酸性条件下稳定性次于一般磺酸盐 , 接近于 AES, 长期加热不宜超过 95 C , 刺激性在表面活性剂中层中等水 平,10% 溶液刺激指数 3、 3, 高于 AES, 低于 LAS 。 LD50 为 1300 mg/kg 。AES 在洗发香波、淋浴液、餐具液体洗涤剂 （洗洁精 ）, 衣用液体洗 涤剂中都可应用。 在应用时如果 pH 值质量指标允许 , 应尽可能把 pH 值调高些 ,如中性或偏碱性。当必须在 pH 值较低得条件

7、下 （ 洗发香波 中 ）使用 AES 时,一般就是使用其乙醇胺盐。 AES 得水溶性比 AS 更 好; 在常温下本身就可配成任何比例得透明水溶液。 AES 不仅比 LAS 在液体洗涤剂中得应用更为广泛 ,同时配伍性更好 ; 能够与许多表面 活性剂二元复配或多元复配成透明水溶液。 AES 在合成表面活性剂 中，产量居第三，价格低于AS,2002 年70%AES 价格为8500元/t。 AES 突出得优点就是刺激性小 ,水溶性好,配伍性好,在防皮肤干裂粗 糙方面表现好 ;缺点就是在酸性介质中得稳定性稍差 必须控制 pH 远大于 4, 去污力次于 LAS 、 AS 。AS 在液体洗涤剂中应用 ,要注

8、意 pH 介质条件 酸度不太高 ;在 洗发香波中应用必须就是使用其乙醇胺盐或铵盐 ;在淋浴液中往往就 是使用其乙醇胺盐或铵盐。使用其乙醇胺盐不仅可增加耐酸稳定性 , 还有益于降低刺激性。 10% 得三乙醇胺盐刺激指数 3、0。 AS 在餐 具液体洗涤剂中得应用频次少 ,亦很少作主表面活性剂即配方用量少 主要原因就是对降低产品成本不利 ,其次就是这类产品对发泡性几乎 无要求。 AS 在合成表面活性剂中 , 产量居第 5 位, 价格较高 ,2002 年, 粉状价格为15000元/t。AS除发泡性好与去污力强外，其它方面得 使用性能都不如AES。如耐酸稳定性略差一点，刺激性也相对就是较 大只就是小于

9、 LAS, 在常见阴离子表面活性剂中价格也就是最 高。2、3 阴离子表面活性剂脂肪酸皂不同脂肪酸盐有不同性质。作为表面活性剂得脂肪酸盐 ,虽然溶于 水,但溶解性与表面活性极易受 pH 值、钙镁等金尿离子、温度因素 得影响。在酸性条件下极易水解而失去表面活性 , 同时水溶性下降。在硬水中与钙镁离子形成不溶性盐使部分脂肪酸盐失去表面活性。 在 较低气温下 ,脂肪酸盐得水溶性下降并极易成为固体胶。按脂肪酸得碳链分类 , 应用于液体洗涤剂以月桂酸皂最好。按成盐 不同分类 ,应用于液体洗涤剂以胺盐、钾、铵盐较好。作为主表面活 性剂,硬脂酸钠不能在液体洗涤剂中应用。在液体洗涤剂中 , 脂肪酸盐 主要用于衣

10、用液体洗涤剂与淋浴液中 ,其产品得 pH 值指标一般就是 上调至 8 以上衣用液洗剂更高。 在液体洗涤剂中 ,不同于固体皂 , 脂肪酸盐与其它表面活性剂复合使用显得更为重要。 与之匹配得表面 活性剂一般就是起钙皂分散作用 ,其次还能改善表面活性剂得水溶 性。常见得钙皂分散性较好得表面活性剂有 FFA、AE、AES 、SAS 、 AS、LAS 、OA 等。脂肪酸皂突出得优点就是价格低廉 ; 在防皮肤干 裂粗糙方面表现好 在常见阴离子表面活性剂中与 AES 同样好 , 就是常见阴离子表面活性剂大宗产品中唯一得 “半天然 ”产品品种。缺 点就是不能在酸性介质中使用 (作主表活剂 ), 在一般阴离子表

11、面活性 剂中去污力稍差 , 耐硬水性能最差。3 、 非离子表面活性剂 非离子表面活性剂得主要品种有烷基醇酰胺 (FFA) 、脂肪醇聚氧乙 烯醚(AE)、烷基酚聚氧乙烯醚(APE或0P)。非离子表面活性剂具有 良好得增溶、洗涤、抗静电、刺激性小、钙皂分散等性能 ; 实际得可应用 pH 范围比一般离子型表面活性剂更宽广 ; 除去污力与起泡性外 , 其它性能往往优于一般阴离子表面活性剂。实验表明: 在离子型表面活性剂中添加少量非离子表面活性剂 ,即可使该体系得表面活性提高 相同活性物含量之间比较。烷基醇酰胺就是一类性能优越与用途广泛及使用频率很高得非离 子表面活性剂 ,在各种液体洗涤剂中常见使用。烷

12、基醇酰胺在液体洗 涤剂中常见使用得规格就是 “2： 1酰胺”与“15 : 1酰胺”，：1酰 胺”也可使用。这三种规格在水溶性与增稠性方面得表现各不相同。 一般来说, “1、5 ： 1 酰胺”较为适中 ,较多应用于洗洁精。通常情况下“1： 1 酰胺”与其它水溶性表面活性剂复合使用才易于溶解。烷基醇 酰胺更适合于碱性洗涤剂 ,也可以在一般偏酸性得洗涤剂中应用。烷 基醇酰胺就是非离子表面活性剂中价格最便宜得一个品种 ,2002 年 价格7800元/t。烷基醇酰胺在液体洗涤剂中得应用频次多于脂肪醇 聚氧乙烯醇。在洗发香波中所应用得非离子表面活性剂往往就是烷基 醇酰胺。其原因可能就是 :FFA 得综合功

13、能优于或多于 AE;FFA 产品 得价格低于 AE;FFA 得溶解性优于 AE;FFA 得发泡性优于 AE 。4 、 两性离子表面活性剂两性表面活性剂指兼有阴离子与阳离子性亲水基得表面活性剂 , 因 此这种表面活性剂在酸性溶液中呈阳离子性 ,在碱性溶液中呈阴离子 性,而在中性溶液中有类似非离子得性质。两性表面活性剂易溶于水 , 溶于较浓得酸、碱溶液 ,甚至在无机盐得浓溶液中也能溶解 ,耐硬水性 好,对皮肤刺激性小 , 织物柔软性好 ,抗静电性好 ,有良好得杀菌作用 , 与各种表面活性剂得相容性好。这类产品在较宽得 pH 范围内都可应用 , 但从不同酸碱介质条件下 所对应得离子状态来瞧 , 在酸

14、性与中性条件下所表现得性能应该比碱 性条件下更好。一般来说 , 两性离子表面活性剂得价格高于非离子表 面活性剂。 重要得两性表面活性剂品种有十二烷基二甲基甜菜碱、 羧 酸盐型咪唑啉等。与阴离子表面活性剂比较 , 非离子表面活性剂得性能更全面 ,缺陷 少反去污力与起泡性差一些 ; 与非离子表面活性剂比较 , 两性表 面活性剂得某些性能更优 , 其余性能也不落后。两性表面活性剂比一 般非离子表面活性剂有更好得发泡能力 AE 得发泡能力差 ; 更好 得杀菌能力 相对非离子与阴离子 ; 更好得调理性。 因此, 在液体洗 涤剂中 ,两性表面活性剂主要就是应用于洗发香波 ,其次就是淋浴液 等皮肤清洁剂。5

15、 、 阳离子表面活性剂常见阳离子表面活性剂品种有十六烷基二甲基氯化铵 (1631), 十 八烷基三甲基氯化铵 (1831), 阳离子瓜尔胶 (C14S), 阳离子泛醇、阳 离子硅油、 十二烷基二甲基氧化胺 (OB2) 等等。阳离子表面活性剂不 同于其它表面活性剂 ,去污力与起泡性差 , 往往有一定得刺激性毒性 (低)。阳离子表面活性剂在液体洗涤剂中就是作为辅助表面活性剂 配方用量很少得调理剂组分 ; 一般就是用于较高档次产品 ,主要用于 洗发香波。阳离子表面活性剂不直接与阴离子表面活性剂配伍 , 阳离 子与阴离子配伍有出现好结果得可能性 ,但出现沉淀 （ 结晶）得风险性 较大。应用于洗发香波得

16、阳离子表面活性剂品种多 , 使用频次也较为分散 不就是集中使用某一个或两个品种 ,并且经常配制成调理剂商 品。阳离子表面活性剂在表面活性剂中得产量份额少, 价格也往往比其它类别表面活性剂贵。与各种类型表面活性剂相比, 阳离子表面活性剂得调整作用最突出 ,杀菌作用最强 ; 尽管有去污力差 ,起泡性差 ,配 伍性差、刺激性大 , 价格昂贵等缺点 ,但作为调整剂组分在高档次液体 洗涤剂洗发香波中不就是其它类型表面活性剂所能替代得。 值得注意 得就是 ,阳离子表面活性剂也只能作为调理剂组分或杀菌剂来使用。离子表面活性剂（ 一 ） 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂起表面活性作用得部分就是阴离子。1. 高

17、级脂肪酸盐系肥皂类 ,通式为 （rcoo）nmn+ 。脂肪酸烃链 r 一般 在c11c17之间,以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。根据 m得不 同,又可分碱金属皂 （一价皂）、碱土金属皂 （二价皂 ）与有机胺皂 （三乙 醇胺皂 ）等。它们均具有良好得乳化性能与分散油得能力 , 但易被酸破 坏 ,碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏 ,电解质可使之盐析。一般只用于外用制剂。2. 硫酸化物主要就是硫酸化油与高级脂肪醇硫酸酯类 , 通式为r?o?so3 m+,其中脂肪烃链在c12 c18范围。硫酸化油得代表 就是硫酸化蓖麻油 ,俗称土耳其红油 ,为黄色或桔黄色粘稠液 ,有微臭 , 约含 48 、5得总脂肪油

18、,可与水混合 ,为无刺激性得去污剂与润湿剂 , 可代替肥皂洗涤皮肤 ,也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂得增溶。高 级脂肪醇硫酸酯类中常用得就是十二烷基硫酸钠 （sds, 又称月桂醇硫 酸钠、sis）、十六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）、十八烷基硫酸钠（硬脂 醇硫酸钠 ） 等。它们得乳化性也很强 ,并较肥皂类稳定 , 较耐酸与钙、 镁盐,但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀 ,对粘膜有 一定得刺激性 ,主要用做外用软膏得乳化剂 , 有时也用于片剂等固体 制剂得润湿剂或增溶剂。3. 磺酸化物系指脂肪族磺酸化物与烷基芳基磺酸化物等。通式分别 为 r?so3m 与 rc6h5?so3m 。它们得水溶

19、性及耐酸、耐钙、镁 盐性比硫酸化物稍差 ,但即使在酸性水溶液中也不易水解。常用得品 种有二辛基琥珀酸磺酸钠 （阿洛索 ot） 、二己基琥珀酸磺酸钠、 十二 烷基苯磺酸钠等 , 后者为目前广泛应用得洗涤剂。另外 , 甘胆酸钠、牛 磺胆酸钠等胆酸盐也属此类 ,常用做胃肠道脂肪得乳化剂与单硬脂酸 甘油酯得增溶剂。（ 二 ） 阳离子表面活性剂这类表面活性剂起作用得部分就是阳离子 , 亦称阳性皂。其分子结构 得主要部分就是一个五价得氮原子 , 所以也称为季铵化物 , 其特点就 是水溶性大 ,在酸性与碱性溶液中较稳定 , 具有良好得表面活性作用 与杀菌作用。常用品种有苯扎氯铵与苯扎溴铵等。（ 三 ） 两性

20、离子表面活性剂 这类表面活性剂得分子结构中同时具有正、负电荷基团 , 在不同 ph 值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂得性质。1. 卵磷脂卵磷脂就是天然得两性离子表面活性剂。其主要来源就是 大豆与蛋黄 ,根据来源不同 , 又可称豆磷脂或蛋磷脂。卵磷脂得组成十 分复杂 ,包括各种甘油磷脂 ,如脑磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、 丝氨酸磷脂、肌醇磷脂、磷脂酸等 , 还有糖脂、中性脂、胆固醇与神 经鞘脂等,其基本结构为 :在不同来源与不同制备过程得卵磷脂中各组分得比例可发生很大得 变化 ,从而影响其使用性能。例如 , 在磷脂酰胆碱含量高时可作为水包 油型乳化剂 ,而在肌醇磷脂含量高时则为油包水

21、型乳化剂。卵磷脂外 观为透明或半透明黄色或黄褐色油脂状物质，对热十分敏感,在60 C 以上数天内即变为不透明褐色 ,在酸性与碱性条件以及酯酶作用下容 易水解,不溶于水 ,溶于氯仿、乙醚、石油醚等有机溶剂 ,就是制备注射 用乳剂及脂质微粒制剂得主要辅料。2. 氨基酸型与甜菜碱型这两类表面活性剂为合成化合物 ,阴离子部 分主要就是羧酸盐 ,其阳离子部分为季铵盐或胺盐 ,由胺盐构成者即为氨基酸型 (r?+nh2?ch2ch2?coo); 由季铵盐构成者即为甜菜碱型(r?+n?(ch3)2?ch2?coo) 。氨基酸型在等电点时亲水性减弱 , 并可 能产生沉淀 ,而甜菜碱型则无论在酸性、中性及碱性溶液

22、中均易溶 , 在 等电点时也无沉淀。两性离子表面活性剂在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂得性质 , 具有很好得起泡、去污作用 ; 在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂得 性质,具有很强得杀菌能力。常用得一类氨基酸型两性离子表面活性 剂 tego 杀菌力很强而毒性小于阳离子表面活性剂。1%tegomhg( 十二烷基双 (氨乙基 ) 甘氨酸盐酸盐 ,又称 dodecin hcl) 水溶液得喷雾消毒能力强于相同浓度得洗必泰与苯扎溴铵以及 70% 得乙醇。表面活性剂种类特殊表面活性剂1、氟表面活性剂主要就是指表面活性剂得碳氢链中得氢原子全部被氟原子取代了 得全氟化合物 ,也包括疏水基部分含有碳氟链得表面活性

23、剂。这就是 氟有机化学发展进程中出现得产物。 氟表面活性剂得碳氟链与一般表 面活性剂得碳氢链不同。一就是其疏水作用比碳氢链强 , 表现在氟表 面活性剂得表面活性比同碳原子数得一般表面活性剂高得多。 其次就 是碳氟链不但疏水 ,而且疏油。全氟表面活性剂在固体表面上得单分子层不能被烷烃液体所润湿 ,以及全氟表面活性剂不但能大大降低表 面张力,也能降低碳氢化合物液体 （或有机溶剂 ）得表面张力 ,即其疏油 性质得表现。全氟表面活性剂有很高得表面活性 , 水溶液得表面张力 可低到 20mN/m 以下（ 有得甚至达到 12mN/m）, 这就是其它类型表 面活性剂远所不及得。氟表面活性剂耐高温、有高得化学

24、稳定性（ 特别就是磺酸盐 ）, 不怕强酸、强碱 ,甚至强氧化剂也不能使其破坏。氟 表面活性剂得碳原子数一般不超过 10, 否则 , 在水中得溶度太小 ,不利 于应用。氟表面活性剂由于其高度稳定性与高表面活性 , 常用于镀铬 电解槽中 ,防治铬酸雾逸出 ,以保障工人健康 ; 用于“轻水”配方中 ,作为 油类及汽油火灾得高效灭火剂 ; 也常用作碳氟高分子单体乳胶得乳化 剂。氟表面活性剂具有既疏水又防油得碳氟链 ,故常用于形成既疏水 又疏油得表面 ,制成既防水又防油得纺织品、纸张与皮革。氟表面活 性剂还可用于抑制有机溶剂得蒸发。2、硅表面活性剂聚硅氧烷化合物 （硅油、硅树脂 ）得疏水性很突出 ,故具

25、备作为表面 活性剂疏水基得可能性 ,事实上 ,正就是由于其疏水性较强 ,不长得硅 烷烃链即可使化合物具有可观得表面活性。在聚硅氧烷链得基础上 , 可得到与环氧乙烷共聚而成得高分子表面活性剂。 硅表面活性剂也可 以有阳离子性得 ,以及两性得 （即含有 COOH 基团得）。表面张力最 低可达到 20mN/m 。3、高分子表面活性剂天然高分子物质 , 如水溶性蛋白质、树脂 , 以及许多合成得高分子 物质 ,如聚乙烯醇、部分水解得聚丙烯酰胺以及聚丙烯酸盐等 ,一般多 作为乳化剂与分散剂 , 基本上可以说 , 凡就是相对分子质量很高得水 溶性物质皆有保护胶体性质。木质素磺酸盐就是一种高分子电解质 , 就

26、是造纸得副产品 , 其相对 分子质量一般为100025000,有复杂得化学结构，有酚基、醇基与 羧基,磺酸基则在与酚基联接得 C3烷基得a -及B-位置上，一般就 是钠盐与钙盐 ,间或就是铵盐 ,它们常用作固体得分散剂及水包油乳 状液得稳定剂 ,由于价格低廉,使用时不易起泡 ,适于大量生产,但色泽 暗黑,不易溶于有机溶剂 （包括与水混溶得醇类 ）,降低水得表面张力不 多 , 就是其缺点。将聚 4（或 2 ）乙烯吡啶用 C12H25Br 季铵化,可得到阳离子 性高分子表面活性剂 , 季铵化后得产物比原来高分子物有更高得表面 活性,在水溶液 （甚至极稀得水溶液 ）中显示出对有机物 （如苯及十二 烷）得良好加溶作用。对位烷基苯酚与甲醛缩合即得线性高分子 ,以环氧乙烷处理后可得到 水溶性得非离子高分子表面活性剂 , 将此种表面活性剂再加以硫酸化 则得阴离子性表面活性剂。用 C12H25Br 与聚乙烯亚胺得部分亚胺基作用后 , 再与一氯醋酸反 应,即得具有高表面活性得两性高分子表面活性剂。前面叙述得整体共聚非离子表面活性剂种类与大多数硅表面活性剂 品种 ,也都就是高分子表面活性剂。 用作原油破乳剂得所谓 “超高相对 分子质量 ”破乳剂,则就是相对分子质量达数十万 ,以至数百万得环氧 丙烷环氧乙烷聚合得聚醚 ,更就是典型得