表面活性劑的應用

表面活性劑是一大類有機化合物，它們的性質極具特色，應用極爲靈活、廣(guǎng)泛，有很大的實用價值。表面活性劑已作爲乳化劑，洗滌(dí)劑，潤濕劑，滲透劑，起泡劑，加溶劑，分散劑，懸浮劑，水泥減水劑，織物柔軟劑,勻染劑，固色劑
，殺菌劑
，催化劑，防水劑，防污劑，潤滑劑，防酸霧劑，防塵劑，防腐劑，鋪展劑，增稠劑，透膜劑，浮選劑，流平劑，驅油劑，防結塊劑，除臭劑，抗靜電劑，表面改性劑等數十種功能試劑而應用於(yú)日常生活和許多工農業生産(chǎn)領域。表面活性劑除大量應用於(yú)洗滌劑工業和化妝品工業外，還作爲助劑或添加劑用於(yú)食品
、乳品、造紙、制革、玻璃、石油、化纖、紡織、印染、油漆、醫藥、農藥、膠片、照相、電鍍、金屬加工、選礦、新材料、工業清洗、建築等傳統工業
，以及高新技術領域。它們雖然常常不是該工業産(chǎn)品的主體，但卻能在各種産(chǎn)品的生産(chǎn)中起到畫龍點睛的關鍵作用。它的用量雖然不大，但能起到增加産(chǎn)品品種、降低消耗、節約能源、提高質量等關鍵作用。

一、表面活性劑(jì)在紡(fǎng)織工業中的應用

    表面活性劑廣泛地應用於(yú)紡織工業。如在紡絲、紡紗、上漿、機織或針織、精煉（煉漂）、染色、印花、整理等各道紡織加工工序中，都要使用表面活性劑或以表面活性劑爲主體的助劑，以提高功效、簡化工藝、改善性能和提高質量。在實際應用過程中，表面活性劑被用作淨洗劑、潤濕劑、滲透劑、乳化劑、增溶劑、發泡劑、消泡劑、平滑劑、分散劑、勻染劑、緩染劑、固色劑、精煉劑、柔軟劑
、抗靜電劑、防水劑、殺菌劑等。在紡織工業中應用最早的是非離子表面活性劑
，雖然近年來其消耗比例逐漸下降，但相對於(yú)其他工業部門，其用量仍然很大，廣泛作爲增溶劑、淨洗劑、潤濕劑、分散劑、乳化劑、勻染劑、精煉劑、柔軟劑、抗靜電劑等。離子表面活性劑中陰離子表面活性劑主要用作淨洗劑
、滲透劑、潤濕劑、乳化劑和分散劑等；陽離子表面活性劑，因纖維多帶(dài)負電荷而能牢固地吸附在織物上，常用作織物柔軟劑、勻染劑、防水劑、抗靜電劑和固色劑等；兩性表面活性劑一般則用作金屬絡合染料的勻染劑、織物柔軟劑和抗靜電劑等。

二、表面活性劑(jì)在制革和毛皮工業(yè)中的應用

制革工藝過程相當複雜繁瑣，從裸皮到成革需要經過多道工序。在鞣制之前，要進行浸水、浸灰
、酶軟化、浸酸和去酸、脫脂等準備(bèi)工作；鞣制之後還要進行染色、加脂、整飾等。所有這些工序中都需要使用表面活性劑做助劑，以促進各工序的理化作用和進程，縮短生産(chǎn)周期，提高成革質量，節約化工原料。

毛皮加工也需要經過多道工序，在浸水、脫脂、軟化、鞣制、漂白、染色、加脂、整飾等工序中也都需要使用表面活性劑做助劑。制革必須除去動(dòng)物毛，而毛皮加工則要求盡可能不損傷毛的原有結構(gòu)，使用表面活性劑即可起到良好的保護作用。

表面活性劑在皮革生産(chǎn)和毛皮加工中的主要作用是增溶、乳化、潤濕、滲透、起泡、消泡、洗滌(dí)、勻染和固色等。在各個工序中，對其所起的作用要求不同，如在浸水中，主要要求它起潤濕和滲透作用；脫脂中，要求它起乳化
、潤濕和滲透作用；去污中，要求它具有良好的增溶作用；染色中要求它具有良好的擴散、滲透和泡沫作用；加脂中，要求它具有良好的乳化性能等。

三、表面活性劑(jì)在制漿(jiāng)造紙工業中的應用

紙張是由紙漿制成的。紙漿則是以某些植物，如木材、草類、棉爲原料，利用化學方法或機械方法除去其中全部或大部分雜質，得到的純淨或近於(yú)純淨的植物纖維漿。紙漿中除瞭(le)構成纖維的主要成分纖維素外，還含有半纖維素、木質素和少量樹脂、色素、膠質等物質
。就造紙而言，纖維素和半纖維素是構成紙漿的基本成分，而其他雜質組分存在於(yú)紙漿中對紙的質量造成不良影響，在造紙過程中應盡量除去，故在紙張形成過程中需使用化學助劑。化學助劑可分爲過程助劑和功能助劑兩大類，過程助劑是以促進和改善紙頁形成過程效率爲主，防止産生波動和幹擾的化學品，包括助留劑、助濾劑、樹脂控制劑、消泡劑、成型助劑、防腐劑、網和毛氈清洗劑等；功能助劑是以提高最終産品使用性能和質量的化學品，包括幹強劑、濕強劑、施膠劑、填料、染料
、增白劑、柔軟劑等。

在制漿造紙工業中廣泛採用表面活性劑作爲化學助劑應用於(yú)蒸煮制漿、廢紙脫墨、紙張抄造、成品整飾、紙張加工、廢水處理等工藝過程中，對於(yú)改進工藝，提高産品質量、增加經濟效益、減少環境污染起著(zhe)重要的作用
。例如表面活性劑在蒸煮制漿中用作樹脂脫除劑和分散劑以及木片和棉纖維滲透劑；在廢紙制造再生漿的過程中用作廢紙脫墨劑；在紙張施膠工序中用作施膠劑和乳化劑；在抄紙過程中用作消泡劑、毛氈清洗劑；在紙張塗料中用作分散劑、消泡劑、潤滑劑、防腐劑、抗靜電劑、乳化穩定劑；在薄型紙制品加工中用作柔軟劑和潤濕劑等。

四、表面活性劑(jì)在食品工業(yè)中的應用

随著(zhe)科學技術的進步，生産力的發展和消費水平的提高，人們對食品提出越來越多的要求。食品首先要求衛生、安全和具有營養價值，其次還應具有良好的色、香、味、形等感官特性。在食品加工、儲藏和品種開發中，不僅要注意食品原料、加工工藝和設備、食品包裝和保藏方法的選擇
，而且要重視食品添加劑的選擇使用。表面活性劑是一類最主要的食品添加劑，廣泛用於(yú)各類食品生産，其用量雖少，但對提高食品質量
、開發食品新品種、改進生産工藝、延長食品保藏保鮮期，提高生産效率等有顯著效果。

表面活性劑在食品工業中主要用作食品乳化劑、消泡劑、制糖助劑、清洗劑和水果剝(bō)皮劑等，應用最廣(guǎng)泛的是食品乳化劑。

五、表面活性劑(jì)在石油工業(yè)中的應用

    在石油工業中，表面活性劑作爲油田化學品廣泛用於(yú)鑽井、固井、採油、油氣集輸、三次採油和油田水處理等中，對於(yú)保證鑽井安全，提高原油採收率、油品質量、生産效率和經濟效益，以及設備防護、降低集輸成本和防止環境污染等方面起著(zhe)重要的作用。當今，表面活性劑已成爲油田開發中必不可少的油田化學品。

在石油工業中的各個環節大量使用各種表面活性劑做乳化劑、破乳劑、發泡劑
、潤濕劑、緩蝕劑、增粘劑、除垢劑、殺菌劑等，用於(yú)配制鑽井液、解卡液、固井液、泡沫排液、驅油劑、防蠟劑和清蠟劑、潤濕降阻劑、乳化降粘劑、壓裂液
、酸化液、殺菌劑、原油破乳劑、降凝降粘劑、減阻劑、抗氧化劑、抗磨劑、清淨劑、防鏽劑
、抗靜電(diàn)劑、燃油節能添加劑等。

常用的陰離子表面活性劑有高級(jí)脂肪酸鹽、環(huán)烷酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、α-烯烴(tīng)磺酸鹽(yán)

、石油磺酸鹽(yán)、烷基硫酸鹽(yán)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(yán)、烷基琥珀酸鹽(yán)、烷基磷酸酯鹽(yán)、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽(yán)等。

常用的陽離(lí)子表面活性劑(jì)有脂肪胺鹽酸鹽、脂肪基咪唑啉乙酸鹽、烷基三甲基氯化铵、烷基二甲基苄基氯化铵、咪唑型铵鹽、聚季铵鹽、雙烷基二甲基氯化铵、烷基氯化吡啶、烷基胺乙酸鹽、烷基二甲基胺乙酸鹽、吉米奇雙子季铵鹽、多頭季铵鹽等。

常用的兩性表面活性劑(jì)有烷基甜菜堿(jiǎn)、磺基甜菜堿(jiǎn)、咪唑啉型兩性表面活性劑(jì)等。

常用的非離(lí)子表面活性劑(jì)有脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酰烷醇胺、脂肪酰烷醇胺聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段型聚醚、甘油脂肪酸酯聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯等。

六、表面活性劑(jì)在金屬(shǔ)加工中的應用

    在金屬加工工業中
，表面活性劑廣泛用於(yú)金屬清洗、酸洗、磷化處理和金屬的車、銑、刨、磨、鑽、壓、拔、抛光、鑄造，以及電鍍和防腐蝕等工藝中。在各工藝中使用表面活性劑不但能改進和簡化工藝過程，減輕勞動強度，而且還能提高産(chǎn)品質量，增加産(chǎn)品附加值
，節約原材料和降低産(chǎn)品成本。各國都在積極開發适用於(yú)金屬加工的新表面活性劑和研究表面活性劑複配技術，以滿足金屬加工工業各個方面的需求。

在金屬清洗工藝中使用以表面活性劑爲主要成分的各類清洗劑，清洗效果好
，不僅能清除金屬表面的油污，還能清洗幹淨手汗、無機鹽等污垢，而且使用安全、無毒，還能防腐蝕、節約能源、減少對(duì)環境污染
，适合機械化自動(dòng)清洗。

在金屬酸洗工藝中，使用添加有表面活性劑的酸洗液，可以提高酸洗除鏽效果，對金屬還起一定的緩蝕作用。酸洗會産(chǎn)生大量酸霧，既影響人體健康又污染環境，還會嚴重腐蝕廠房和設備(bèi)，使用表面活性劑抑霧既方便又簡單，效果又好。工藝中使用的抑霧劑都由各種表面活性劑複配而成。

在金屬磷化（發藍）處(chù)理工藝中，鋼闆經酸洗後的中和工藝中，中和液内需添加一定的表面活性劑做乳化劑，以加速中和反應，並(bìng)保證中和完全
。磷化處(chù)理所用磷化劑也都加有表面活性劑，其主要作用是起清潔、緩蝕和表面調理作用，常用的表面活性劑有聚氧乙烯型非離子表面活性劑與石油磺酸鹽陰離子表面活性劑的複配物。

在金屬切削工藝中使用的切削液也添加有表面活性劑(jì)，主要起乳化、潤濕、潤滑和洗淨作用，還(hái)有防蝕性能。常用的表面活性劑(jì)爲聚氧乙烯型非離子表面活性劑(jì)、脂肪胺類陽離子表面活性劑(jì)以及磺酸鹽和磷酸酯陰離子表面活性劑(jì)等。

在金屬材料和制品淬火工藝中使用由礦物油和表面活性劑(jì)複(fù)配的淬火液進行淬火，可以使淬火均勻，淬火件易清洗。

在金屬焊接工藝中已廣泛使用表面活性劑，如金屬焊接前用含表面活性劑的處(chù)理液加以處(chù)理，可以防止焊渣飛濺和飛濺物黏附，並(bìng)可提高焊接效果，焊接點更加牢固。

在鑄造工藝中也大量使用表面活性劑，可提高鑄件和鑄型質量，並(bìng)提高生産(chǎn)率、降低生産(chǎn)成本。

在金屬制件進行電鍍的工藝中使用表面活性劑，可得到緻密的微晶，使鍍層(céng)光亮、平整、均勻、無針孔、無麻點(diǎn)，鍍層(céng)與基體金屬結合力強，能顯著提高鑄件質量，還能節約電能。

七、表面活性劑(jì)在採(cǎi)礦、煤炭工業中的應用

礦物經過開採(cǎi)、富集達到一定品位才能冶煉、生産(chǎn)出各種金屬原料。一般，礦物開採(cǎi)出後均需進行選礦富集處理。選礦的方法很多，有浮遊選礦法（簡稱浮選法）、萃取選礦法、膜分離選礦法、磁性選礦法和微生物選礦法等。在選礦中廣泛使用表面活性劑做助劑，例如在浮選法中用作捕收劑、起泡劑、調節劑。

在煤炭工業中
，表面活性劑作爲多功能助劑，廣泛應用於(yú)各生産(chǎn)過程。如可用作煤泥浮選劑、脫水劑、降塵劑、抑揚劑、絮凝劑、水煤漿和油煤漿的分散劑、潤濕劑及穩定劑等。

八、表面活性劑(jì)在塗(tú)料工業中的應用

塗料是指塗於(yú)物體表面，能夠形成具有保護、裝飾或特殊性能的塗膜工程材料。人們俗稱的油漆就是塗料的一種類型。塗料有多方面的作用：在日常生活、房屋建築、木器家具、日用工業等用顔色鮮豔的塗料來塗飾，起裝飾作用，可賦予物體以美的感覺，提高其商品價值；對建築材料、木材、金屬等用塗料來塗覆，起保護作用，以增加物品經久耐用，防止被腐蝕；塗料用作色彩标志，可作爲交通信号、危險品标志等；不同組成的塗料還可以起各種特殊的作用，如防火、防潮、防黴、僞裝、變(biàn)色、保溫、防輻射、防毒氣污染等。

塗料一般由成膜物質、顔料、溶劑和助劑四大類原料組成。成膜物質是組成塗料的基礎(chǔ)；顔料一般爲微細的粉末狀的有色物質；除無溶劑塗料外，各種液态塗料一般都含有溶劑，目前用作塗料溶劑的組分有水、脂肪烴、芳香烴、醇、酯、醚、酮、萜烯、含氯有機物等；助劑是塗料的輔(fǔ)助組分，助劑一般都是表面活性劑，在塗料中所起作用十分顯著。

按照對(duì)塗料所起的作用，塗料用表面活性劑可以分爲以下幾(jǐ)種類型：（1）在塗料生産(chǎn)過(guò)程中：消泡劑、潤濕劑、分散劑、乳化劑等（2）塗料儲(chǔ)存過程：防結皮劑、防沉澱(diàn)劑等（3）塗料施工成膜：催幹(gàn)劑(jì)、固化劑(jì)、流平劑(jì)、防流挂劑(jì)等（4）對(duì)塗膜性能發生作用：增塑劑、平光劑、防黴劑、阻燃劑、防靜電(diàn)劑、紫外吸收劑等。

九、表面活性劑(jì)在納(nà)米材料中的應用

納米材料科學是一門新興的並(bìng)正在迅速發展的科學，是近些年來材料科學研究的熱點之一。而表面活性劑是由性質不同的疏水和親水部分構成的兩親性分子，由於(yú)其兩親分子結構在溶液中産生疏水效應，使表面活性劑分子在一定條件下，可以有序的排列形成各種結構的表面活性劑分子有序組合體。兩親分子的有序組合體是構成生命基本結構單元的基礎，也是目前制備功能性材料或實現某些化學物質的功能化而依賴的一種重要手段。近年來，科學家們利用表面活性劑在溶液中形成的各種分子有序組合體( 如膠(jiāo)束、反膠(jiāo)束、微乳液、溶緻(zhì)液晶以及囊泡等) 作爲反應介質或模闆, 可以有效地對(duì)納米粒子的大小和形貌進行調(diào)控，其中作爲微反應器的反膠束所形成的“ 水池”是一個(gè)特殊的納米空間，由於(yú)其尺寸小且彼此分離，在“水池” 中生成的納米粒子也呈單分散，並(bìng)且生成粒子表面覆蓋有表面活性劑，可以抑制粒子發生團聚，受到瞭(le)人們極大的重視。

十、表面活性劑(jì)在化學(xué)催化中的應用

任何化學反應速率都與化學反應環境的性質有著(zhe)密切的關系，人們發現，在由易溶於水和易溶於油的兩種反應物構成的反應體系中加入某些表面活性劑後，化學反應速率會明顯的提高，並(bìng)把這種作用稱爲表面活性催化作用。表面活性劑催化化學反應過程主要有膠束催化和相轉移催化，其中膠束催化與酶催化有相似之處。表面活性劑對有機反應的催化作用，一般認爲是與膠束的形成有關，即所謂的膠束催化作用。

十一、表面活性劑(jì)在微乳液中的酶催化反應(yīng)中的應(yīng)用

表面活性劑的加入能夠(gòu)提高有機溶劑中的酶活力，這主要表現在以下三個(gè)方面：（1）表面活性劑分子的極(jí)性頭與酶分子結合緊密，因而使酶分子在有機(jī)相中分散，提高酶分子與底物間的碰撞幾率；（2）表面活性劑(jì)分子的疏水尾部在有機(jī)相中能很好地吸引疏水性底物使疏水性底物很容易接近酶；（3）有效地避免底物和産(chǎn)物對(duì)酶的抑制。研究微乳液中酶催化反應所用的表面活性劑一般爲陰離子型、陽離子型、兩性型或非離子型表面活性劑，如：二-( 2-乙基己基) 琥珀酸酯磺酸鈉( AOT )、十二烷基聚氧乙烯醚( C12E4 )、卵磷脂、十六烷基三甲基溴化按(CTAB) 等。

十二、表面活性劑(jì)在生物模拟中的應(yīng)用

表面活性劑(jì)所形成的反膠束和微乳液内部獨(dú)特的“水池”結構, 與生物膜中的水相似。該“水池”能将酶及其它生物分子包裹其中，爲底物的增溶提供一個特殊的微環境，而且一些親水性的物質，如酶、蛋白質和金屬離子等易增溶於其中。爲瞭(le)模拟生物體系，人們首先利用雙烴鏈表面活性劑（因爲其結構類似於構成細胞膜主要成分的磷脂分子）爲模闆，研究其聚集體的物理化學性質及反膠束形成一解體的條件，可将這些親水性物質進行分離和富集出來，並(bìng)且由此體系水核中分離提取出的蛋白質能保持其天然構型，不易造成失活。因此，對反膠束或微乳液“水池”的研究有利於(yú)深人理解生物體中（如酶之間(jiān)）的相互作用，以模拟生物膜，來更細緻地解釋一些生物化學和生物物理現象。

十三、表面活性劑(jì)在藥物緩(huǎn)釋中的應用

藥物載體能夠改變藥物進入體内的方式及在體内的分布，控制藥物的釋放速率，並(bìng)将藥物輸送到靶向器官的體系，可防止藥物過早降解、滅活、排洩以及發生人體免疫反應等。爲瞭(le)尋找合适的藥物載體，人們對一些體系進行瞭(le)研究，包括白蛋白、紅細胞、某些酶蛋白和微球、脂質體以及單克隆抗體等。其中表面活性劑形成的多種分子有序組合體，如膠束、微乳液、液晶、囊泡等，因爲具有包載藥物分子的能力，同時又對生物膜具有良好的滲透性, 成爲藥物載體(tǐ)的重要研究領(lǐng)域。

十四、表面活性劑(jì)在農(nóng)藥及生命科學中的應用

近年來，爲瞭(le)解決乳油農藥中的甲苯、二甲苯污染及提高藥效，利用微乳技術制備(bèi)的微乳農藥，發展迅速，微乳農藥中所用的表面活性劑可以爲陰離子型、陽離子型、兩性型或非離子型表面活性劑，如L-77，改進L-77，APG及CAPG（陽離子烷基糖苷）等。

在生命科學領域，利用表面活性劑進行藥物劑型轉換，制備(bèi)緩釋控釋藥物，拆分手性化合物，探索其用於(yú)提純DNA、傳輸DNA等已成爲醫藥生命科學領(lǐng)域的熱點(diǎn)。