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1、 表面活性剂的分类和应用表面活性剂具有吸附于物质表面，使其表面性质发生变化的特性，它的分子构造由亲水基和憎水基两部分组成，通常的表面活性剂几乎全是分子量为数百(300左右)的低分子量物质。高分子表面活性剂是指那些分子量在数千以上并具有表面活性功能的高分子化合物。一.表面活性剂作用机理 1、润湿作用 表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，从而达到所需的目的。 2、起泡作用 “泡”就是由液体薄膜包围着的气体。有表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫，用于浮游选矿，泡沫灭火和洗涤去污等，这种活性剂称为起泡剂。也有时要使用消泡剂，在制糖、制中药过程中泡沫太多，要加入适当
2、的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故。 3、增溶作用 非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大增加，这称为增溶作用。增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的胶束中。经X射线衍射证实，增容后各种胶束都有不同程度的增大，而整个溶液的依赖性变化不大。 4、乳化作用 一种或者几种液体以大于10-7m直径的液体分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗分散体系称为乳状液。要使它稳定存在，必须加乳化剂。根据乳化剂结构的不同可以形成以水为连续相的水包油乳状液（o/w），或以为连续相的油包水乳状液（w/o）。有时为了破坏
3、乳状液需加入另一种表面活性剂，称为破乳剂。将乳状液中的分散相和分散介质分开。例如原油中需要加入破乳剂将油和水分开。 5、洗涤作用 洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡，增白，占领清洁表面不被再次污染等功能。二不同类型表面活性剂介绍 2.1.驱油用表面活性剂 目前我国国内油田基本上都在采用注水开发方式采油，大部分油田已进入注水开发后期，水驱后油藏中一般还有50以上的残余油。这些残余油主要以膜状、柱状、簇状等形态滞留于油层中，单独水驱无法克服残余油所受的毛细管力、黏附力和内聚力，很难将油驱出。在注入水中加入合适的表面活性剂后可大大降低注入水与地层残余油之间的界面张
4、力，将残余油驱替出来，提高采收率。由于地层岩石表面一般带负电荷，因此阳离子表面活性剂基本被排除在驱油用表面活性剂之外，目前驱油用表面活性剂主要是阴离子型、非离子型和两性型单独或复合使用。其中，阴离子型表面活性剂的耐温性好，但耐盐性差；非离子型表面活性剂耐盐性好，但在地层中的稳定性差、吸附损耗量大，且不耐高温；两性型表面活性剂活性高，但地层中吸附损耗大。驱油用表面活性剂从其原料分类主要有天然改性表面活性剂和人工合成表面活性剂两大类。 2.1.1.天然改性表面活性剂天然改性表面活性剂主要以天然材料为原料，通过适当的改性来达到使用要求，目前研究较多的有鼠李糖脂、改性碱木质素、造纸废液、混合羧酸盐等。
5、生物表面活性剂是20世纪70年代后期发展起来的生物工程技术产物。李华斌等用鼠李糖脂作为驱油用表面活性剂进行了研究，结果表明单独的鼠李糖脂与大庆原油的界面张力不能达到10q mNm数量级的超低值；与用大庆馏分油磺化合成的石油磺酸盐PSp2进行复配，在表面活性剂总质量分数为O4、叫(NaOH)=1o时，该体系与大庆原油的界面张力达到了10-3 mNm数量级的超低值，可使表面活性剂昏100的静态吸附量降低30左右。鼠李糖脂体系的优选过程，在适当的条件下，油水界面张力可达超低，但同样需要加入碱。 2.1.2.合成表面活性剂鉴于天然改性表面活性剂的不足，国内学者以矿物油改性和合成两方面进行研究。合成表面
6、活性剂主要有：石油磺酸盐，烷基苯磺酸盐，脂肪醇系聚氧乙烯醚，烷基酚系聚氧乙烯醚，油酸聚氧乙烯醚等阴离子，非离子表面活性剂。以含芳烃约52、平均相对分子质量约432的大庆炼油厂糠醛抽出油为原料油，通过马来酸酐酰基化反应和Na。SO。磺化反应，制得了驱油用表面活性剂对烷基苯甲酰基羧基乙磺酸钠盐(ABCES)。研究表明，随着ABCES质量分数的增加，界面张力下降，在质量分数为O15和O3时，平衡界面张力保持在10_mNm的数量级，达到了超低值；而在质量分数为O05时，界面张力只能降到10_2 mNm数量级(体系中加碱)。2.2农药用表面活性剂种类农药用表面活性剂的发展过程大致可分为天然物表面活性剂和
7、有机合成农面活性剂两个阶段。天然物表面活性剂如各种动植物油、动物胶、松脂皂、废糖蜜、淀粉糊、茶枯、皂角等，用以改善药剂的分散性、黏着性和润湿性等。随着纺织、印染、医药和食品T业的发展，表面活性剂的研究生产也迅速发展，使农药用表面活性剂的研究、利用口益趋向专业化。2.2.1聚氧乙烯聚氧丙烯及其衍生物 烷基酚聚氧乙烯醚【21(NP、OP、磷辛10”、农乳100)、多芳基酚聚氧乙烯醚(农乳600、农乳600-2、农乳300、BP、BS)、酚醛树酯聚氧乙烯醚(农乳700、农乳400、宁乳364、宁乳378)、环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚制得的酚醚(农乳33、农乳34、农乳1061、农乳1062)、醇醚(
8、AEO)、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯及磷酸酯盐、苯乙摹苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚磷酸睛(BL)、醇醚硫酸盐。2.2.2植物油醚与酯类 蓖麻油聚氧乙烯醚(BY、EL)、米糠油聚氧乙烯醚(糠乳34，i乳300”)、大可油聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯、油酸聚氧乙烯酯(AO)、改性茶枯等品种都可用作农药表面活性剂单体。其中蓖麻油聚氧乙烯醚足其代表性的表面活性剂，在农药用混合犁乳化荆中应用较多，产量也较大。丰乳300”23梳型表面活性剂近年来，在水基化新剂型农药用表面活性剂的开发中，小分子晕的烷摹硫酸箍、烷芳摹聚氧乙烯醚正逐步为分子量较人的聚电解质所取代。分子量大的表面活性剂任原药界面形成多点吸
9、附，不易从原药界面脱附，表现出与原药问强的吸附力和良好的水稳定性，在水基化新剂犁农药的开发中正逐渐受到重视，这类新型的聚合物表面活性剂一般具有“梳子”型结构，在很长的疏水主链上连着许多聚氧乙烯醚支链，其结构如图1、图2所示。这类聚合物表面活性剂的相对分子质量一般为20 00030 000，具有很长的疏水主链和很多亲水支链，亲水支链部分接入水相围绕在粒子周围起着屏障位阻作用，所以其在原药界面的吸附很牢固并且有很好的水稳定性，这类聚合表面活性剂比常用的表面活性剂吸附能力大10倍，几乎不能从粒子表面上脱离和转移，改善了农药制剂的热储稳定性ljJ。随着水基化新剂型农药对乳油的取代，这类梳子型聚合物表面
10、活性剂将有很大的发展潜力。2.2.3有机硅表面活性剂 有机硅表面活性剂是20世纪60年代中期发展起来的新型农药助剂。它具有良好的湿润性、较强的黏附力、极佳的延展性、较高的气孔渗透率、良好的抗雨冲刷性等优点，它广泛地应用于农药的喷雾改良剂、农药活化剂等，在短短的几十年里得到飞速发展。温远庆等合成了二甲胺、二乙胺、乙二胺3类氨基聚醚有机硅表面活性剂(分别记做SSI、SSII、SSIII，合成反应式)，并用螟施净农药水溶液对合成的表面活性剂进行检测25有机氟表面活性剂有机氟表面活性剂是迄今为止所有表面活性剂中表面活性最高的种类，它的独特性能被概括为“三高”、“两憎”，即高表面活性、高化学稳定性、高耐
11、热稳定性；它的氟烃基既憎水又憎油。有机氟表面活性剂的另一优异性能是它与碳氢表面活性剂混配性能很好，混配品具有更高的降低表面张力的能力，只要在制剂中加入很少的有机氟表面活性剂就可以明显提高制剂性能。2.2.4生物表面活性剂 甲基化聚氧乙烯脂肪酸和酯化聚氧乙烯甘油是德国Cognis公司开发的一类新型高效表面活性剂，是植物油的衍生物，是非离子表面活性剂，具有自乳化功能，能在水中扩散和溶解，毒性低、生物降解快，而且没有植物毒性，这类表面性剂适合多种除草剂，对二甲戊乐灵、2，4D、草片膦、溴苯氰钾盐的茎叶都有明显促进作用。2.2.5微生物表面活性剂 微牛物表面活性剂(microbialsurfactan
12、t)是最近发展起来的一类新型的绿色表面活性剂，其顺应环境可持续发展的趋势，符合绿色食品生产的要求，也是现代生物技术发展的必然方向之一。微生物表面活性剂是由微生物所产生的一类具有表面活性作用的物质，具有减小表面张力、稳定乳化作用、增加泡沫等作用，其表面活性作用以对热、pH的稳定性均与化学合成的表面活性剂相当；同时，它具有一般的化学合成表面活性剂所无法媲美的优点，与环境有良好的兼容性，没有毒性或毒性较低，可被生物降解，凶此它们不会对环境造成不利的影向。目前，根据亲水基的类别，微牛物表面活性剂可分为糖脂、酰基缩氨酸、脂肪酸、磷脂及高分子表面活性剂等二t多种。其中，糖脂研究得比较深入，是微生物表面活性
13、剂中最丰要的一类，主要包括海藻糖脂类、鼠李糖脂类和槐糖脂类。然而，真止用于农药产业化的微生物表面活性剂还比较少。 2.3食用表面活性剂 糖类物质本身已经具备多羟基的亲水性结构，如果再连接上长的疏水链就可以产生具有表面活性的物质。以糖类制成的表面活性剂，原料来自天然可再生资源，环境相容性好，有很好的皮肤兼容性和极佳的生物可降解性，这使得它们在去污应用日益广泛，而且在制药、生物化学和生物医学方面有着潜在的应用前。近年来，一些糖基表面活性剂开始大量应用，如烷基多苷及其衍生物、烷醇基葡糖酰胺、蔗糖酯等。如何开发更多的糖类资源应用于表面活性剂工业和研制类型更丰富性能更好的表面活性剂产品成为科学家们研究的
14、热点，最近不断有一些新型糖基表而活性剂被合成出来。2.3.1 壳聚糖基表面活性剂 甲壳素是由N一乙酰一2一氨基一2一脱氧一D一葡萄糖以B一1，4糖苷键形式连接而成的多糖，广泛存在于甲壳纲动物的甲壳，真菌和植物的细胞壁中州。壳聚糖是甲壳素的N一脱乙酰基的产物，由于壳聚糖存在自由氨基，其溶解性和化学反应性大大改善，表现出比甲壳素更广泛的应用前景。2.3.2酶法台成糖醛酸内酯 合成糖醛酸内酯表面活性剂时，向糖醛酸内酯上引入烷基链时，使用酶法可以进行选择l生酰化并快速引入烷基链。以D一葡萄糖醛酸一l，4一内酯，D一葡萄糖醛酸一l，5内酯和L一半乳糖醛酸一1，4内酯为原料可以通过酶方法合成表面活性剂，酶
15、方法大大缩短了反应时间，降低了生产成本。但是使用酶方法也存在一个问题就是可能会引起糖醛酸内酯的聚合，聚合过程如图4所示。研究发现1糖醛酸内酯与一种从2.3.3含硅偶联表面活性剂 偶联表面活性剂是指由连接在隔离基两端的两个相同双亲部分组成的表面活性剂，又叫双生(dilneric)表面活性剂。这类表面活性剂包含由两个疏水链和两个亲水链，它们通过一个相对短的隔离基团连接。两端的疏水基冈可以是烷基、烷烯基、烷基芳基等，亲水基可以是阴离子、阳离子、非离子或两性离子，甚至可以是带有相反电荷的双亲水型。以葡萄糖为原料可以合成葡糖胺基三硅氧烷新型硅树脂偶联表面活性剂。反应过程是将硅树脂连接上(Me3si)扣基
16、团后与葡萄糖分子进行糖胺反应，便得到了一个单体，再通过聚己烯氧链将两个单体连接起来就合成了葡糖胺基三硅氧烷偶联表面活性剂。2.3.4碳氟表面活性剂 含有氟化链的分子具有特殊的性质，因为氟化链具有不亲水也不亲油的性质。氟化链在化学、热和牛物学反应中表现出的很强的反应惰性，低的表面张力，良好的扩散特性和较高的气体溶解能力。碳氢链的氢原子被氟原了取代而称之为碳氟链，现在应用的含氟表面活性剂，多为碳链全氟化的，即碳链上的氢全部被氟所取代”。将碳氟化合物和糖类分子连接，就形成了糖基碳氟化合物表面活性剂。糖基部分可以增加分子的亲水能力，产生良好的表面性质。三 表面活性剂发展与应用展望目前国内外学者主要针对
17、驱油用表面活性剂的活性、耐温耐盐性、吸附损耗等问题进行开发研究；从分子设计角度出发，研制具有多官能团的普适性表面活性剂，如双子型、聚合多官能团型等；大力发展绿色环保型表面活性剂，如烷基糖苷类表面活性剂。表面活性剂是农药加工及应用中的重要材料。对于表面活性剂的选择，不仪要考虑剑其与农药的配伍性，而且要考虑到增效、稳定、价格适宜、安全等因素，使其与农药一起喷施剑作物后，能更好地发挥农药的作用。随着人类对环境越来越高的要求，人们对表面活性剂的要求也越来越严。一砦农药用表面活性剂尽管价格较低、乳化性能很好，并已在国内外广泛应用，但是它们在自然环境中很难生物分解，且对水生生物有不良影响。冈此必须从环保的
18、角度，结合当前农药发展的趋向，加强表面活性剂的科研力量，加速研制有利于牛物降解的新品种，特别是用于水基性农药制荆的表面活性剂，加强农药用表面活性剂的管理，为农药提供安全、环保、配伍性好，又能促进药效的表面活性剂。当今科学技术E速发展，被称之为“工业味精”的表面活性剂的地何日趋重要。而从国际上表面活性剂品种发展趋势来看，倾向于生态安全、无环境污染、完全生物降解、功能性强、化学稳定性及热稳定性好、成本低的产品【lq，糖基表面活性剂正是符合这种趋势的产晶。糖翠绿色表而活性剂有着广阔的市场前景，因为：首先，生产表面活性剂的主原料淀粉和油脂资源非常充足，生产成本低；其次，新的生产技术的开发与应用，如酶方
19、法，极大的提高了反应的专一性，提高了产量；最后，糖基表面活性剂与其它表面活性剂复配，不但可以改进自身的性能，而且可以开发出新的应用领域或产品，极大的拓宽了糖基表面括性剂的应用领域。总之，糖基表面活性剂是未来表面活性剂工业开发的重点，随着研究的深入，必将在日用品和食品等领域中发挥更重要的作用。四 参考文献1 宋臻善，熊犍; 糖基表面活性剂研究进展.现代食品科学J，2005,22（1）：78812 段书德，子宏伟，谷维娜，郧海丽，张东红，任蕾;农用表面活性剂的研究进展.安徽农业科学J，2009,37（7）：42433 马 涛，张晓凤，邵红云， 陈 雷， 郭宏伟， 赵玲，驱油用表面活性剂的研究进展J
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