3.1　表面活性劑的作用及分類

3.1.1　表面活性劑的作用

（1）乳化作用

由于油脂在水中表面張力大，當水中滴入油脂后，用力攪拌，油脂被粉碎成細珠狀，互相混合成乳濁液，但攪拌停止又重新分層。如果加入表面活性劑，用力攪拌，停止后很長時間內(nèi)卻不易分層，這就是乳化作用。其原因是油脂的疏水性基團被表面活性劑的親水基團所包圍，形成定向的吸引力，降低了油在水中分散所需要的功，使油脂得到很好的乳化。

（2）潤濕作用

零件表面上往往黏附有一層蠟、油脂或鱗片狀的物質(zhì)，這些物質(zhì)是疏水性的。由于這些物質(zhì)的污染，零件表面不易被水潤濕，當水溶液中加入表面活性劑時，零件上的水珠就很容易分散開來，使零件的表面張力大大降低，達到潤濕目的。

（3）增溶作用

油類物質(zhì)中加入表面活性劑后，才能“溶解”，但是這種溶解只有在表面活性劑的濃度達到膠體的臨界濃度時才能發(fā)生，溶解度的大小根據(jù)增溶對象和性質(zhì)來決定。就增溶作用而言，長的疏水基因烴鏈要比短烴鏈強，飽和烴鏈比不飽和烴鏈強，非離子表面活性劑增溶作用一般比較顯著。

（4）分散作用

灰塵和污粒等固體粒子比較容易聚集在一起，在水中容易發(fā)生沉降，表面活性劑的分子能使固體粒子聚集體分割成細小的微粒，使其分散懸浮在溶液中，起到促使固體粒子均勻分散的作用。

（5）泡沫作用

泡沫的形成主要是活性劑的定向吸附作用，是氣液兩相間的表面張力降低所致。一般低分子活性劑容易發(fā)泡，高分子活性劑泡沫少，如豆蔻酸黃發(fā)泡性最高，硬脂酸鈉發(fā)泡性最差，陰離子活性劑發(fā)泡性和泡沫穩(wěn)定性比非離子型好，如烷基苯磺酸鈉發(fā)泡性很強。通常使用的泡沫穩(wěn)定劑有脂肪醇酰胺、羧基甲基纖維素等，泡沫抑制劑有脂肪酸、脂肪酸酯、聚醚等及其他非離子表面活性劑。

3.1.2　表面活性劑的分類

按親水基生成的離子類型可將表面活性劑分為陰離子型、陽離子型、兩性離子型和非離子型四大類。通常使用的表面活性劑，其憎水基是碳氫烴基，分子中還可能含有氧、氮、硫、氯、溴和碘等元素，稱為碳氫表面活性劑或普通表面活性劑。

含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性劑則稱為特種表面活性劑。由于氟、硅、磷和硼等元素的引入而賦予表面活性劑更獨特、優(yōu)異的性能。含氟表面活性劑是特種表面活性劑中最重要的品種之一。

3.1.2.1　陰離子表面活性劑

磺酸鹽型和硫酸（酯）鹽型陰離子表面活性劑產(chǎn)量最大，應用最廣。最主要的磺酸鹽生產(chǎn)工藝為磺氧化、氯磺化和磺化工藝。磺化反應器是生產(chǎn)磺酸鹽/硫酸（酯）鹽型陰離子表面活性劑的關鍵設備。

3.1.2.2　非離子表面活性劑

非離子表面活性劑按分子結構可分為：聚氧乙烯衍生物、聚醚、烷基醇酰胺、脂肪酸多元醇酯和烷基多苷等。聚氧乙烯衍生物又可按疏水基原料的不同分為脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪胺、吐溫和其他聚氧乙烯系非離子表面活性劑等系列。多元醇酯可根據(jù)親水基不同分為：脂肪酸乙二醇酯、季戊四醇（和丁四醇）的脂肪酸酯、單脂肪酸甘油酯（單甘酯）、失水山梨醇（或稱山梨醇）的脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯和其他多元醇的脂肪酸酯等。但無論從生產(chǎn)規(guī)模和品種數(shù)量看，聚氧乙烯衍生物都占主導地位，其主要生產(chǎn)技術是乙氧基化技術。

3.1.2.3　陽離子表面活性劑

陽離子表面活性劑目前絕大多數(shù)仍為含氮化合物，基本原料為脂肪胺（同時也是兩性表面活性劑的主要原料），陽離子表面活性劑或脂肪胺衍生物主要以天然油脂為原料制得，其次主要由石油化工原料制得。脂肪胺的產(chǎn)量可視為衡量陽離子表面活性劑發(fā)展的依據(jù)，目前生產(chǎn)脂肪胺的工藝路線按原料分主要有脂肪酸、油脂、醇和α-烯烴4種。

3.1.2.4　兩性表面活性劑

兩性表面活性劑是具有兩種離子性質(zhì)的表面活性劑，按化學結構可分為：①甜菜堿型；②氨基酸型；③磷酸酯型；④咪唑啉型；⑤其他，如高分子、雜原子類等兩性表面活性劑。兩性表面活性劑近年來發(fā)展速度最快（年增長率約7%～8%），遠遠超過陰離子表面活性劑（2%～3%）、非離子表面活性劑（4%～5%）及陽離子表面活性劑（5%）。

兩性表面活性劑以其獨特的多功能性著稱，主要特性有：①低毒性和對皮膚、眼睛的低刺激性；②極好的耐硬水性和耐高濃度電解質(zhì)性，甚至在海水中也可以有效地使用；③良好的生物降解性；④對織物有優(yōu)異的柔軟平滑性和抗靜電性；⑤有一定的殺菌性和抑霉性，良好的乳化性和分散性；⑥與其他類型表面活性劑有良好的配伍性，在一般情況下會產(chǎn)生協(xié)同增效效應；⑦可以吸附在帶負電荷或正電荷的物質(zhì)表面上，而不生成憎水薄層，因此有很好的潤濕性和發(fā)泡性。