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表面活性剂基础知识 作者：张连水（北京师范大学化学系）　　近十几年来，我国表面活性剂工业得到迅速发展，产量不断扩大，品种不断增多。据统计，1980年全国合成洗涤用品产量为39.32×104t，1989年增加到146.5×104t，10年间增加了3.73倍ElJ，到1996年又猛增到441.36×104t，比1989年又增加了3倍。这一方面是由于表面活性剂在工农业生产中的广泛应用，更重要的是由于日常生活中家用洗涤用品需求量与日俱增。 　　表面活性剂是一类在很低浓度时能显著降低水的表面张力的化合物。表面活性剂分子都是由非极性的、亲油的碳氢链部分和极性的亲水基团两部分构成。这两部分形成不对称结构，因此表面活性剂是两亲分子，具有又亲油又亲水的两亲性质。并不是所有具有两亲结构的分子都是表面活性剂，例如，丙酸、丁酸都具有两亲结构，就不是表面活性剂，而只是具有表面活性而已。只有疏水基足够大的两亲分子，一般来说碳链长度大于8个碳原子时，才显示表面活性剂的特性。(亲油基)为核，里面包裹着油污，以极性基团(亲水基)为外层的分子有序组合体，我们把它称之为胶团。胶团形成以后，它的内核相当于碳氢油微滴，具有溶油的能力，使整个溶液表现出既溶水又溶油的能力。紧紧吸附着油污的胶团在机械力的作用下与载体(衣物)分开，并悬浮于水中，由于载体表面粘附着洗涤液，油污不会再返回到衣物表面，达到清洗的效果。实际上表面活性剂的洗涤性，包括了它的润湿性、溶油性、渗透性、乳化性、分散性、增溶性和发泡性等几乎全部基本特征。　　在表面活性剂科学中广泛采用的是按照其在水中，亲水基是否电离分为离子型和非离子型表面活性剂两大类。离子型又可按照离子的电性分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和两性离子型表面活性剂3种。此外还有近年发展较快的，既有离子型亲水基又有非离子型亲水基的混合型表面活性剂。下面分别加以介绍：1．阴离子型 ( RCOO-M+)、烷基硫酸酯盐( ROSO3-M+)、烷基磷酸酯盐(ROPO3-M+)、烷基磺酸盐(RSO3-M+)等，以聚氧乙烯十二烷基醚磷酸酯盐为例，表示为:　　n=1～5M＝K， Na等　　2．阳离子型 (RNR3’+A-)、烷基吡啶翁(RC5H5N+A-)。以十六烷基三甲基氯化铵为例，表示为： 　　3．两性型 (或用硫和磷取代氮的位置)。负电基团主要是羧基和磺酸基。甜菜碱类[ RN+(CH3)2CH2COO-]，氨基丙酸类 ( RN+H2CH2CH2COO-)，牛磺酸类 [ RN+(CH3)2(CH2)2SO3-]和咪唑啉类是4类重要的两性型表面活性剂。它们具有抗静电、柔软、杀菌和调理等作用，尤其是咪唑衍生物和甜菜碱衍生物更有实用价值，具有低刺激性、耐硬水力强、水溶性好等优点。因此广泛应用于婴儿香波、洗发香波中，它们可以和各类表面活性剂配合使用。4．非离子型 [RO(CH2CH2O)nH]， n＝l～5，一般采用脂肪醇和环氧乙烷直接缩合而成；烷基醇酰胺类[RCON(CH2CH2OH)2]，由脂肪酸与乙醇胺类直接缩合而成；多元醇类化合物(如蔗糖、山梨糖醇、甘油醇的衍生物)等。另外还有聚氧乙烯、聚氧丙烯生成的聚合型表面活性剂及烷基多苷类表面活性剂。　　5．混合型 (CH2CH2O)nSO4M(AES)就是这样一类表面活性剂，其中 n＝I～5。两种亲水基分别是非离子的聚氧乙烯基和阴离子的硫酸根，虽然一般分类仍把这种表面活性剂归属于阴离子表面活性剂，但从水溶性、耐盐性、抗硬水性来讲要比阴离子表面活性剂—烷基硫酸盐要好得多。5种类型的表面活性剂而言，非离子型的表面活性较大，两性型的次之，离子型的较小。虽然这样，但它们在各种配方的使用中，只要配合得当，都能发挥出意想不到的作用。　　在表面活性剂给人们的生活，给工农业生产带来极大方便的同时，也给我们的环境带来了污染。这是世界性的问题，尤其在我国更应重视，解决的好坏关系到我国能否走可持续发展的道路问题。据有关方面报道，我国的江湖，例如淮河、辽河、松花江、巢湖、太湖、滇池的水污染已直接影响到人们的生活。其中滇池污染已经证明是由于居民大量使用含磷洗涤剂造成，水质严重富营养化，清澈透明的湖水变得乌黑、发臭。三聚磷酸钠(Na5P3O10)是洗涤剂常用的助洗剂，它能与钙、镁、铁等离子生成溶于水的络合物，起到软化水的作用，还能在 pH＝4.3～14的范围内有较强的缓冲作用，调解 pH值，保证洗涤效果。如果不是污染的缘故，它是理想的助洗剂。为了改变这种状况，环保部门已采取措施，限制含磷洗涤剂的生产、销售。但真正解决尚需时日，目前已有厂家用4A沸石代替三聚磷酸钠。因此活性剂和其他助剂的发展应该满足环保、对人安全和节能的要求，其发展趋势可以概括为以下几点：1．表面活性剂要易于生物降解，原