概念

能降低溶剂表面张力或改变体系表面或界面状态的物质。又称界面活性剂。其作用有：润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡，以及加溶、分散等。根据其作用不同又可分别称为润湿剂、乳化剂、起泡剂、消泡剂、减水剂、分散剂、塑化剂、去污剂等。表面活性剂的分子结构是由极性部分和非极性部分组成的。(图1)极性部分为亲水基(lyophilicradical)，又称疏油基，非极性部分为憎水基(lyophobicradical)，又称亲油基或疏水基。表面活性剂溶于水或溶剂中后，根据极性相似相溶规则，极性基向着极性界面，非极性基向着非极性界面。如表面活性剂溶于水时，极性部分留在水中，而非极性部分翘出水面。(图2)每一个表面活性剂都有这种倾向，因而必然造成在表面上整齐地取向排列，形成一吸附层，这样由于极性与非极性分子之间相互排斥，导致水溶液的表面张力下降。图1表面活性剂分子结构模型a—阴离子表面活性剂;b—阳离子表面活性剂图2表面活性剂在水中状态表面活性剂的分类是以在水溶液中的电离性质来区分，凡能电离生成离子的称为离子型表面活性剂，凡不能电离成离子的称为非离子型表面活性剂，而离子型的还按生成离子的性质再区分，因此有如下4类表面活性剂：(1)阴离子表面活性剂。以脂肪醇硫酸酯钠为例，溶于水中的图解如图3所示。这类活性剂有羧酸盐R-COONa、硫酸酯盐R-OSO3Na、磺酸盐R-SO3Na、磷酸酯盐R-OPO3Na等。脂肪醇硫酸酯钠图3溶于水中的阴离子表面活性剂示意图(2)阳离子表面活性剂。以烷基三甲基氯化胺为例，溶于水中的图解如图4所示。这类活性剂有伯胺盐烷基三甲基氯化铵图4溶于水中的阳离子表面活性剂示意图(3)两性型表面活性剂。以甜菜碱型两性表面活性剂为例，溶于水中的图解如图5所示。图5溶于水中的两性型表面活性剂示意图氨基酸型的R-NHCH2-CH2COOH等。(4)非离子表面活性剂。以脂肪族高级醇环氧乙烷加成物为例，溶于水中的图解如图6所示。脂肪族高级醇环氧乙烷加成物图6非离子表面活性剂溶于水中示意图这类活性剂有聚氧乙烯型R—O—(CH2CH2O)nH、在耐火材料工业中常用的表面活性剂有：减水剂、分散剂、起泡剂、塑化剂、助磨剂等。不定形耐火材料，尤其耐火浇注料中，常用的减水剂或分散剂为阴离子型表面活性剂，其用量一般为千分之几到万分之几就可起很好的作用。非离子表面活性剂溶于或悬浮于水中不离解成离子状态，其分子也含有亲油基和亲水基，但其表面活性是由整个中性分子体现的。非离子表面活性剂的亲油基是由高碳脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺和油脂等提供。亲水基是在水中不离解的羟基-OH和醚键结合—O—，它们是由环氧乙烷、多元醇、乙醇胺等提供的。由于这些亲水基团在水中不离解，故亲水性极弱，因此，只靠一个羟基和醚键结合是不能将很大的憎水基溶解于水的，它必须有多个这样的基结合，才能发挥它的亲水性。很大部分的非离子表面活性剂含有环氧乙烷，亲油基上加成的环氧乙烷分子数(n)越多，醚键结合—O—数就越多，亲水性也就越大，就越容易溶于水。非离子表面活性剂在水中的溶解行为与离子型表面活性剂不同，含有醚基或酯基的非离子表面活性剂在水中的溶解度随温度的升高而降低，当超过某一温度(浊点)时，溶液会出现混浊和相分离。混浊和相分离是可逆的，冷却时又可以恢复。当温度低于某一点时，混合物再次成为均相，这个温度称为“浊点”(Tp，Cloudingpoint)。非离子表面活性剂具有较高的表面活性，其水溶液的表面张力低，加溶作用强，并具有良好的乳化能力和洗涤作用，能在较广的pH值范围内使用，它对电解质的容忍度也高，能与各类表面活性剂匹配。非离子表面活性剂的生产和应用日益广泛。全世界非离子表面活性剂的产量约占表面活性剂总产量的40%，与阴离子表面活性剂相近。根据非离子表面活性剂在水中的溶解度，可把它们分为三类：不溶型、悬浮型和可溶型。不溶型主要是多元醇脂肪酸酯，如硬脂酸甘油酯和山梨醇酯，其HLB值小于3，它们用作W/O型乳化剂或O/W型的油相稳定剂;水中悬浮型包括多元醇的酯类(如油酸山梨醇酯)和聚氧乙烯化合物(PEO5～8mol)，其HLB值4～10;水可溶型包括含10mol或10mol以上环氧乙烷的非离子表面活性剂，其HLB值大于10，可作O/W型乳化剂。现将非离子表面活性剂分成下列四大类进行讨论。1.醚类①脂肪醇聚氧乙烯醚。②烷基酚聚氧乙烯醚。③乙氧基化羊毛脂。④乙氧基化聚硅氧烷。⑤聚醚。2.烷基醇酰胺①烷基乙醇酰胺。②乙氧基化酰胺。3.氧化胺及其衍生物4.酯类非离子表面活性剂①聚乙二醇脂肪酸酯。②乙氧基化甘油酯(A)乙氧基化单甘酯。(B)乙氧基化蓖麻油。(C)乙氧基化天然三甘酯。③乙二醇酯及其衍生物。④脂肪酸单甘油酯。⑤聚甘油酯。⑥失水山梨醇脂肪酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯。⑦蔗糖酯和葡萄糖酯。⑧磷酸三酯。⑨N-烷基吡咯烷酮。