3.1　表面活性剂的作用及分类

3.1.1　表面活性剂的作用

（1）乳化作用

由于油脂在水中表面张力大，当水中滴入油脂后，用力搅拌，油脂被粉碎成细珠状，互相混合成乳浊液，但搅拌停止又重新分层。如果加入表面活性剂，用力搅拌，停止后很长时间内却不易分层，这就是乳化作用。其原因是油脂的疏水性基团被表面活性剂的亲水基团所包围，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）润湿作用

零件表面上往往黏附有一层蜡、油脂或鳞片状的物质，这些物质是疏水性的。由于这些物质的污染，零件表面不易被水润湿，当水溶液中加入表面活性剂时，零件上的水珠就很容易分散开来，使零件的表面张力大大降低，达到润湿目的。

（3）增溶作用

油类物质中加入表面活性剂后，才能“溶解”，但是这种溶解只有在表面活性剂的浓度达到胶体的临界浓度时才能发生，溶解度的大小根据增溶对象和性质来决定。就增溶作用而言，长的疏水基因烃链要比短烃链强，饱和烃链比不饱和烃链强，非离子表面活性剂增溶作用一般比较显著。

（4）分散作用

灰尘和污粒等固体粒子比较容易聚集在一起，在水中容易发生沉降，表面活性剂的分子能使固体粒子聚集体分割成细小的微粒，使其分散悬浮在溶液中，起到促使固体粒子均匀分散的作用。

（5）泡沫作用

泡沫的形成主要是活性剂的定向吸附作用，是气液两相间的表面张力降低所致。一般低分子活性剂容易发泡，高分子活性剂泡沫少，如豆蔻酸黄发泡性最高，硬脂酸钠发泡性最差，阴离子活性剂发泡性和泡沫稳定性比非离子型好，如烷基苯磺酸钠发泡性很强。通常使用的泡沫稳定剂有脂肪醇酰胺、羧基甲基纤维素等，泡沫抑制剂有脂肪酸、脂肪酸酯、聚醚等及其他非离子表面活性剂。

3.1.2　表面活性剂的分类

按亲水基生成的离子类型可将表面活性剂分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四大类。通常使用的表面活性剂，其憎水基是碳氢烃基，分子中还可能含有氧、氮、硫、氯、溴和碘等元素，称为碳氢表面活性剂或普通表面活性剂。

含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性剂则称为特种表面活性剂。由于氟、硅、磷和硼等元素的引入而赋予表面活性剂更独特、优异的性能。含氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种之一。

3.1.2.1　阴离子表面活性剂

磺酸盐型和硫酸（酯）盐型阴离子表面活性剂产量最大，应用最广。最主要的磺酸盐生产工艺为磺氧化、氯磺化和磺化工艺。磺化反应器是生产磺酸盐/硫酸（酯）盐型阴离子表面活性剂的关键设备。

3.1.2.2　非离子表面活性剂

非离子表面活性剂按分子结构可分为：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为脂肪醇聚氧乙烯醚、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、吐温和其他聚氧乙烯系非离子表面活性剂等系列。多元醇酯可根据亲水基不同分为：脂肪酸乙二醇酯、季戊四醇（和丁四醇）的脂肪酸酯、单脂肪酸甘油酯（单甘酯）、失水山梨醇（或称山梨醇）的脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯和其他多元醇的脂肪酸酯等。但无论从生产规模和品种数量看，聚氧乙烯衍生物都占主导地位，其主要生产技术是乙氧基化技术。

3.1.2.3　阳离子表面活性剂

阳离子表面活性剂目前绝大多数仍为含氮化合物，基本原料为脂肪胺（同时也是两性表面活性剂的主要原料），阳离子表面活性剂或脂肪胺衍生物主要以天然油脂为原料制得，其次主要由石油化工原料制得。脂肪胺的产量可视为衡量阳离子表面活性剂发展的依据，目前生产脂肪胺的工艺路线按原料分主要有脂肪酸、油脂、醇和α-烯烃4种。

3.1.2.4　两性表面活性剂

两性表面活性剂是具有两种离子性质的表面活性剂，按化学结构可分为：①甜菜碱型；②氨基酸型；③磷酸酯型；④咪唑啉型；⑤其他，如高分子、杂原子类等两性表面活性剂。两性表面活性剂近年来发展速度最快（年增长率约7%～8%），远远超过阴离子表面活性剂（2%～3%）、非离子表面活性剂（4%～5%）及阳离子表面活性剂（5%）。

两性表面活性剂以其独特的多功能性著称，主要特性有：①低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性；②极好的耐硬水性和耐高浓度电解质性，甚至在海水中也可以有效地使用；③良好的生物降解性；④对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性；⑤有一定的杀菌性和抑霉性，良好的乳化性和分散性；⑥与其他类型表面活性剂有良好的配伍性，在一般情况下会产生协同增效效应；⑦可以吸附在带负电荷或正电荷的物质表面上，而不生成憎水薄层，因此有很好的润湿性和发泡性。