化妆品科学教案第二章 表面活性剂[精选5篇]

第一篇：化妆品科学教案第二章 表面活性剂

第二章 表面活性剂

提问1：在生活中与表面活性剂有关的物质有哪些？其实我们每天都在与表面活 性剂打交道，如洗衣粉、洗洁精、洗发水、肥皂、沐浴露、蛋糕油、面包粉改良剂、饼干改良剂等。

一、表面活性剂基本概念

1、表面张力（Surface tension）：在物质内部，每个分子所受其周围分子的作用力是 对称的，而处于界表面上的分子所受的作用力是不对称的。而这种不对称的合力就是 界面张力。对液-气、固-气、表面而言就称之为表面张力。液体表面有自动收缩的纵 向，当重力可以忽略时，液体总是趋向于形成球形，这就是表面张力作用的结果。如 水滴在固体表面呈圆形。

2、表面活性剂（surfactants）: 活跃于表面和界面上具有极高的降低表面、界面张 力的能力和效率的一类物质；其在一定浓度以上的溶液中能形成分子有序组合体，从 而具有一系列应用功能。

二、表面活性剂的结构特点

表面活性剂的分子一般是由疏水基和亲水基两部分所组成，故称它为两亲性化合 物。分子中具有不对称的结构，一部分易溶于水，具有亲水性质，称作亲水基（hydrophilic gorup), 另一部分不溶于水面易溶于油，具有亲油性，称作亲油基(lipophilic group)，也称疏水基（hydrophobic group)。

例如棕榈酸钠（C15H31COONa）的结构可分为如下图所示的亲水基和憎水基部分： 提问：日常生活中吃的植物油及动物油的结构是怎样的？为什么现在提倡多吃植

物油而少吃动物脂肪？ 临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂溶于水后，首先在溶液表面层聚集形成正吸

附，当表面吸附达到饱和时，表面活性剂分子不能在表面继续吸附，表面活性剂分子

即转入溶液内部。因其分子结构具备两亲性，致使表面活性剂分子亲油基团之间相互 吸引，即亲油基团朝内，亲水基团朝外，缔合形成大小不超过胶体粒子范围（1 ～ 100nm），且在水中稳定分散的胶束。表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低 浓度即为临界胶束浓度，简称CMC。到达临界胶束浓度时，分散系统由真溶液变成 胶体溶液，同时会发生表面张力降低，增溶作用增强，起泡性能和去污力加大，渗透 压、导电度、密度和粘度等的突变。

三、表面活性剂的分类

根据分子组成特点和极性基团的解离性质，可分为 阴离

子表面活性剂

离子型表面活性剂

表面活性剂

阳离子表面活性剂 两性离子表面活性剂

非离子型表面活性剂

浊点（cloud point）: 非离子型表面活性剂的水溶液，在逐渐加热的条件下，从透明溶液突然转变成浑浊液时的温度也称之为浊点。这类表面活性剂以其醚键中的

氧原子与水中的氢原子以氢键形式结合而溶于水。氢键结合力较弱，随温度升高而逐

渐断裂，因而使表面活性剂在水中的溶解度逐渐降低，达一定温度时转为不溶而析出

成浑浊液。质量好的产品浊点明显，质量差的不明显。浊点与表面活性剂分子中亲水 基和亲油基质量比有一定关系。

krafft点：当温度升高至某一温度时，离子表面活性剂在水中的溶解度急剧升高，该温度称为krafft点。

1、阴离子型表面活性剂：如脂肪酸皂（即肥皂）、十二烷基硫酸钠等，其特点是洗净 去污能力强，在化妆品中的应用主要是清洁洗涤作用。化妆品知识点介绍：

肥皂、香皂和药皂的区别：生产普通肥皂是用各种动、植物油和氢化油，一般不 用经过复杂的精制处理；生产香皂是用牛油、羊油和椰子油，制皂以前要经过碱炼、脱色、脱臭的精制处理，加工香皂的工序多，而且复杂。香皂的香气芬芳，是因为在 加工过程中加入了1％—1.5％的香精，有的高档香皂加入的香精量更多，肥皂的碱性 偏强，而香皂的碱性偏弱，因此香皂可以洗澡,但是肥皂最好拿来洗衣服。药皂则是 在皂基中加入了各种不同的药物，对于细菌有着更强的杀灭作用。

透明皂与普通肥皂的区别：（1）透明皂干皂（脂肪酸钠）含量≥74%，普通肥皂 含干皂量≥43%（Ⅱ型）或≥54%（Ⅰ型）。普通肥皂目前市场上已很少见，已被透明 皂逐步替代。（2）透明皂晶莹剔透、香味清新、去污力强、泡沫丰富、经久耐用。

2、阳离子型表面活性剂：如高碳烷基的伯、仲、叔和季铵盐等，其特点是具有 较好的杀菌性与抗静电性，在化妆品中的应用是柔软去静电。如现在的洗发水、护发 素中常添加有阳离子型表面活性剂。

3、两性型表面活性剂：如椰油酰胺丙基甜菜碱、咪唑啉等，其特点是具有良好 的洗涤作用且比较温和，常与阴离子型或阳离子型表面活性剂搭配使用。在洗发水、洁面产品中常添加这种物质。

4、非离子型表面活性剂：如失水山梨醇脂肪酸酯（Span）和其环氧乙烷加成物

（Tween），其特点是安全温和，无刺激性，具有良好的乳化、增溶等作用，在化妆品 中应用最广。在膏霜、乳液类产品中用到。

四、表面活性剂在化妆品中的各种应用

1、乳化作用

使非水溶性物质在水中呈均匀乳化形成乳状液的现象称为乳化作用。乳化过程 中，表面活性剂分子的亲油基一端溶入油相，亲水基一端溶入水相，活性剂的分子吸 附在油与水的界面间，从而降低油与水的界面张力，使之能充分乳化。

乳化按连续相是水相还是油相可分为水包油型（O/W）与油包水型(W/O)二种基 本形式。油溶性与水溶性乳化剂的混合物产生的乳状液的质量及稳定性优于单一乳化 剂产生的乳状液；油相极性越大，乳化剂应是更亲水的；被乳化的油类越是非极性的，乳化剂应是更亲油的。实际应用还必须经过实验测试，结合化妆品的安全性、商品性 方可确定。

乳化剂在化妆品中的应用，主要是以膏霜、乳液为对象。常见如雪花膏、中性雪 花膏都是O/W型乳状液，可用阴离子型乳化剂脂肪酸皂（肥皂）乳化，用肥皂乳化制 取油分少的乳状液较容易，而且肥皂有胶凝作用可达较大粘度。对于含大量油相的冷 霜，乳状液多属W/O型，可选用吸水量大、粘性大的天然羊毛脂乳化。目前应用最广 的是非离子型乳化剂，其原因是非离子型乳化剂安全、刺激性低。有名的失水山梨醇 脂肪酸酯（Span）和其环氧乙烷加成物(Tween)便是良好的复合非离子型乳化剂，Span 亲油，Tween亲水，两者混合应用于O/W型露液中，可形成稳定性好、亲肤性高的乳 状液。

2、增溶作用

使微溶性或不溶性物质增大溶解度的现象称为增溶作用。将表面活性剂加于水中 时，水的表面张力初则急剧下降，继而形成活性剂分子聚集的胶束。当表面活性剂的 浓度达到临界胶束浓度时，胶束能把油或固体微粒吸聚在亲油基的一端，因此增大微 溶物或不溶物的溶解度。

选择表面活性剂作为增溶剂时可考虑如下：活性剂的亲油基越长，增溶量越大； 被增溶物则是同系物中分子越大的增溶量越小；对于烷基链长度相同的，极性的化合 物比非极性的化合物增溶量大。

化妆水通常要用水与醇的混合液制取，根据水与醇混合比的变化则产品基质所使 用的增溶剂也各异，但增溶时都是用亲水性强、HLB>15的表面活性剂，多数用到非 离子型的乙氧基化物（EO）。如化妆水的增溶对象是香料、油分和药剂等，可用烷基 聚氧乙烯醚增溶。而聚氧乙烯的烷基芳基醚虽然增溶能力强，但对眼睛有害，一般不 使用。此外，蓖麻油基的两性衍生物具有优良的香料油、植物油溶解性，且这种活性 剂对眼睛无刺激，适用于制备无刺激香波等化妆品。

化妆品知识点介绍：化妆水基础知识 化妆水也称收缩水或爽肤、养肤水，我国市售的花露水也屑这类制品。化妆水一

般呈透明液体，通常是在用洁面剂等洗净粘附于皮肤上的污垢后，为给皮肤的角质层

补充水分及保湿成分，调整皮肤生理作用为目的而使用的。化妆水兼备清洁皮肤和补

充水分，以保护皮肤的功能。它一般在清洁产品后，护肤产品前使用，可以作为这两 者的一种补偿，但由于收到其机型要求的一些限制，并不能完全替代清洁，护肤产品。近年来，化妆水更着重于保持皮肤水分均衡、控制油脂积累、营养皮肤、清除皮肤表

面的过氧化脂质和活性脂酶，使皮肤清凉、爽洁。

1、基本类型：

（1）透明型：这种是目前市场上最常见的化妆水。此类产品由于其透明外观的 限制，在可选用的原料，制备工艺等方面都有非常高的要求，很多原料由于无法得到 透明外观而被弃用。化妆水中一般90％以上含量都是去离子水，为了帮助溶解一些油 溶性成分比如香精，油脂，油溶性维生素等等，必须添加一定量的增溶剂，或者酒精 等原料，以确保透明外观。即便如此，其中可添加的油溶性成分含量仍然非常有限，所以其滋润，保湿等功效主要都来自水溶性成分，这一定程度上也局限了它的最终效 果。

（2）乳液型：此类化妆水介于透明化妆水和乳液之间，外观为乳白色，也有一 些外观为半透明状。配方中较之透明化妆水，其中油份的含量偏高，因此滋润效果明 显提高。

2、不同作用：

（1）收敛水：又成为收缩水，紧肤水，爽肤水。一般为弱酸，以透明外观为主。作用机理： 化学角度：收敛作用是由于酸及具有蛋白质作用的物质表现出来的特点。物理角度：酒精，薄荷醇所带来的清凉感，水分，酒精蒸发导致皮肤暂时性温度

降低，使毛孔收缩。医学角度：帮助受伤皮肤愈合，加快组织生长。

常用原料：酒精，薄荷醇，柠檬酸，金缕梅提取液，尿囊素等等。

（2）柔肤水：以软化角质，是皮肤柔软，嫩滑为特点，一般ph为若碱性。作用机理：通过添加微量有机碱或者无机碱来软化角质层。常用原料：KOH, NaOH.（3）平衡水：调节皮肤酸碱性及水分。但实际上我以前也在皮肤ph的专篇中说 明过，皮肤本身就具有调节ph的能力，而且现在洁面产品通常都是弱酸性，所以没有 必要再靠化妆水来调节皮肤的ph。

作用机理：添加具有调节作用的ph缓冲剂 常用原料：乳酸盐。（4）清洁水：主要用于淡妆卸装和清洁皮肤，但清洁，卸装能力都不强，只能 作为专业卸装油，洗面奶的补充，不能替代他们。作用机理：与洗面奶相同，以表面活性剂的清洁能力为主。所以并没有特别之处。常用原料：温和性非离子型或两性表面活性剂。

（5）其它： 比如营养水，美白水等等。这些都是在以上的基本类型上，再适当 添加相应的功能型成分。不过由于化妆水对油溶性成分溶解能力有限，所以无论是添 加量还是选择种类都极大地限制了产品功效。

3、误区：

（1）过分夸大化妆水功效： 实际上化妆水的功效完全可以通过洗面奶，膏霜来 达到，并不是缺它不可。化妆水中常用的原料在洗面奶，膏霜中也经常被使用，尤其 是在一些成套产品中，那些功效成分可能在不同产品中都有添加。

（2）化妆水能补水：一说道保湿，大家都会想到补水。但由于水的分子量较大，基本很难被皮肤吸收，所以补水的说法根本就是错误。水分在脸上很快就会被蒸发，靠水分只能带来短时间的滋润感。

（3）酒精：很多消费者对酒精反感，不可否认很多人会对酒精过敏。在化妆品 所用的酒精是改性酒精，不仅气味更小，刺激也较寻常酒精有所降低。应该说它对于 健康的肌肤是无害的，像收敛水中含有适量的酒精具有消炎、杀菌、清凉，收敛毛孔 等作用，对油性肌肤和易长青春痘的肤质尤其适用。

（4）过敏: 其实化妆水中潜在的过敏源很多，比如增溶剂，香精，防腐剂，植物 提取物。尤其是植物提取物，在普通人心目中由于其源自天然，而给人无伤害的印象。那绝对是错误。

（5）土法检测：有人说通过摇化妆水，看它泡沫多少来判断其好坏，这个方法 不正确。化妆水应该是以无泡为好，因为其配方中有发泡力的就是增溶剂，而泡沫越 多则说明增溶剂多，或者就是油性成分少。增溶剂越多，则肤感越粘滞，过敏可能性 越大。

4、如何选择： 选择化妆水之前，一定先要确定自己的肤质，然后选择合适的化妆水。

（1）干性、中性肤质 宜选用含有保湿成分的化妆水，最常见的保湿成分有甘油、山梨醣醇、天然保湿 因子、粘多醣类、聚乙烯醇、丙二醇、醣醛酸等，此类产品以选择半透明或乳液型化

妆水为佳，一般透明化妆水的保湿能力有限。因为中性肤质在秋季如果不加以精心养 护很容易转变为干性肤质，所以也要与干性肤质一样选用含有高效保湿成分的化妆 水。对于一些混合型皮肤如果秋冬季节油脂分泌不是那么旺盛，也可以选择一些中等 保湿性的化妆水。

（2）油性、混合性，易长痘痘型肤质 宜选用含有酒精成分的化妆水，含有酒精成分的化妆水有再次清洁、收缩毛孔、抑制油分的作用，多数适宜油性、混合性肤质使用的化妆水中同时含有软化角质的成

分，可帮助油腻皮肤加速清除老化细胞，去角质成分能令老死细胞迅速脱落，使肌肤 更清爽。

通常去痘化妆水中会含有水杨酸，因为它能够帮助角质剥落，有一定杀菌，去痘 作用。但是有些人对水杨酸过敏，所以购买时要看清成分(一般水杨酸这类成分都会 有表示)。

（3）受损、敏感性肤质 宜选用含有消炎、镇定成分的化妆水，许多纯天然植物提取成分都是很好的消炎、镇定剂，例如甘草萃取精华、金缕梅精华、常春藤精华、芦荟精华、薰衣草精华及尿 囊素等。

实际购买产品时推荐油性，毛孔粗大皮肤一定要选择针对性产品，因为这方面化 妆水具有一定独特功效，可帮助控制油脂分泌，收敛毛孔。而其它类型皮肤可考虑以 保湿，滋润为主。因为美白，抗衰老等功效如选择专门的精华素，乳液，膏霜之类效 果更好。

如果平常会使用粉底液，或者带有spf指数的日霜，隔离霜，防晒霜之类推荐选择 一款滋润型半透明或乳液型化妆水。因为此类化妆水保湿能力强，滋润效果更久，使

用后可使皮肤滋润，光滑，从而起到帮助防晒霜，隔离霜等含有一定粉剂，较难涂抹 的产品在脸上涂布的作用，并且可以是粉底更好地附着在脸上，使状容更持久。

3、分散作用

使非水溶性物质在水中成微粒均匀分散状态的现象称为分散作用。分散过程中，表面活性剂分子的亲水基一端伸在水中，亲油基一端吸附在固体粒子表面，在固体的 表面形成了亲水性吸附层。活性剂的润湿作用破坏了固体微粒间的内聚力，使活性剂

分子进入固体微粒中，变成小质点分散于水中。（提问：分散与乳化有什么区别？）化妆品的分散系统包括粉体、溶剂及分散剂三部分。粉体可分为无机颜料、有机 颜料两类；溶剂则分为水系、非水系两类；作为媒介的分散剂又有亲水性（适用于水 系）与亲油性（适用于非水系）两类。因此系统有多种组合方式，实际生产上它们混 在复杂的系统中加以利用的情况较多。用于分散颜料的表面活性剂很多既是乳化剂又是分散剂，如烷基醚羧酸盐、烷基

磺酸盐等，它们都有很好的分散性能。但口红等化妆品常会因汗和皮脂的破坏而影响

化妆效果，近年来出现的硅酮酸则不会产生此类问题。硅酮酸是以硅油为基质，以耐

油性、耐水性好的非离子型聚醚变性硅酮为活性剂，能使颜料不被破坏，是适用于各 种皮肤的化妆佳品。

4、清洁洗涤、柔软去静电、润湿渗透作用

表面活性剂在化妆品上的应用除了乳化、增溶、分散等主要用途外，还有清洁洗 涤、柔软去静电和润湿渗透等作用。

知识点介绍：洗涤剂的选择与使用 合理选择洗涤剂：家庭应慎选清洁剂品牌，避免使用合成洗衣粉，最好选用无磷、无苯、无荧光增白剂的肥皂粉，或是选用低磷、低苯洗衣粉，但使用时一定要漂洗干 净。

正确使用洗涤剂：①各种清洁剂要独立存放，单独使用，不可混合使用。②用洗 涤剂清洗餐具后，一定要用清水充分冲洗。自来水冲洗应持续5分钟以上。③注意使 用方法。因为再好的清洁剂，若使用不当，也会给健康带来或多或少的影响。例如，用洗洁精洗蔬菜、水果时，洗涤液浓度应为0.2%，浸泡时间以5分钟为宜；浸泡后还 需反覆用流动清水冲洗。用厨房洗涤剂洗餐具时，洗涤液浓度应为0.2%-0.5%，浸泡 时间以2-5分钟为宜，浸泡后反覆用流动清水冲洗；冲洗每件物品不能少于10秒钟等。

使用洗涤剂的误区

（1）有人把多种洗涤剂、消毒剂混合使用，以为去污清洁效果好，殊不知这样 会对人体健康产生危害。尤其是洁厕灵与漂白粉、消毒剂的组合可能会对人体造成致 命的危害。专家指出，由于洁厕剂是用盐酸勾兑成的，氯的含量较高，所以当洁厕粉 与漂白粉合用或漂白粉与含氨类清洁剂合用时就会产生有毒的氯气，使人的眼、鼻、咽喉受到刺激，严重者还会烧伤肺部。另外，喷雾型的消毒剂、清洁剂特别是除臭剂、空气清新剂等混用，也会发生化学反应，对人体产生危害。据报载，广州一家庭主妇在家打扫卫生时突然晕倒，家人发现后，将她送到医院 抢救，半小时后这名主妇停止呼吸。法官化验其血液和胃液，确认是氯气中毒。分析 原因，竟是这名主妇为了获得更强的去污能力，把家用洗涤剂、浴液和洁厕精等3类 共5种洗涤用品混合使用，致使发生化学反应产生氯气，导致悲剧产生。

（2）有人认为家用洗涤剂杀菌消毒去污力强，放得越多洗得越干净，为了增加 效果可以多浸泡一段时间，事实上这是一种错误的认识。目前市场上出售的普通洗洁 剂可以除果蔬表面的大部分农药残余，但不具备消毒、杀菌功能，相反浸泡时间过长，细菌会随着洗涤残液进入人体。用洗涤液清洗过后的餐具必须用自来水漂洗两次以 上。用洗涤剂清洗蔬菜、水果时，浸泡时间要根据果蔬表皮的不同情况而定，比如洗 草莓之类表皮不光滑的，浸泡十几秒即可，否则洗涤剂会有残留。洗青菜，只需浸泡 30秒，为最大限度地去除残留的洗涤剂，应该用自来水至少清洗两次。

五、阴离子表面活性剂

N－酰氨基酸及盐 RCOONa 阴离子表面活性剂

R-SO3Na

羧酸（酯）盐型（或高级脂肪酸盐型）磺酸盐型

R-OSO3Na 硫酸（酯）盐型 R-OPO3Na2 磷酸酯盐

1）N－酰氨基酸及其盐

N—酰氨基酸是由α一氨基酸的氨基酰化后制得，配基部分可以由单一的脂肪酸 或天然脂肪酸引入，由于氨基酸中的氨基的电性被中和，酰化的氨基酸与一般氨基酸 不同，它属阴离子表面活性剂，而一般氨基酸属两性表面活性剂。

（1）N－酰基肌氨酸（N-Acyl sarcosine），结构式为：

用 途：用于低刺激香波，有增泡和稳泡作用，对头发亲合性强，用作调理香波，改善头发梳理性，减少静电。用于皮肤清洁剂，治疗面部粉刺，它可与水杨酸和过氧 化苯甲酰等匹配，不影响其活性，对易过敏皮肤也可反复使用。刺激性极低，用于含 药化妆品，如去头屑香波、治疗粉刺膏霜等。在口腔制品中应用很广，如口腔清洗剂 和牙膏等，它可吸附在齿避上，抑制己糖激酶的生长，防止牙齿腐烂．此外，它还可

用作香皂和浴皂添加剂。安全性：N—酰肌氨酸已在化妆品和洗涤用品方面安全应用几十年，对皮肤不会 产生过敏和刺激，安全性非常高。

2）羧酸（酯）盐型

（1）羧酸盐型 如肥皂一般是含碳14～18个的羧酸盐。羧酸盐分为单价羧酸盐(如钠、钾、胺和

乙醇胺盐等)和多价羧酸盐(如钙、镁、锌和铝盐等）。多价羧酸盐表面活性不突出，称 为金属皂。结构式为：

单价羧酸盐也称皂类，它是最古老的、应用最广泛的阴离子表面活性剂，钠和钾 盐主要用作皂基。化妆品方面的应用也很广泛，利用配方中羧酸与相应的碱反应生成 羧酸盐作为乳化刑，制备O/W型膏霜或乳液。

用 途：主要用作皂基、各种乳浓和膏霜基体。安全性：化妆品使用的脂肪酸是天然脂肪酸，对正常的健康皮肤不会引起不良反

应。碱金属盐类略呈碱性，曾报道对某些人稍有刺激的感觉，可能是由于月挂酸存在 引起的。市售皂粉为脂肪酸钠，精制的皂基（粉）是香皂的基质。

3）硫酸（酯）盐型

（1）烷基硫酸酯盐(Alkyl sulfates，简称AS)，结构式为：

用 途：用作0/W型乳化剂、润湿剂和悬浮剂。它是香波和皮肤清洁剂使用较广 的表面活性剂之一。最常用的是月桂醇硫酸酯盐，其溶解性略差，倾向产生闪泡，一 般与其他非离子或阴离子表面活性剂复配能增加泡沫的稳定性和粘度，并降低其对皮 肤的脱脂能力。安全性：AS在高浓度和吸留在皮肤上时，有刺激性。它能促进皮肤对其他物质 的渗透和使表皮组织脱脂。在化妆品使用条件下，AS是安全的。

（2）烷基聚氧乙烯醚硫酸酯盐(Alkyl ether sulfates，简称AES)，结构式为：

用 途：AES用作香波的主要表面活性剂，较少用作乳化剂，但也用于皮肤清洁 剂和沐浴制剂。一般，与其他阴离子、非离了和两性表面活性剂复配。国内，使用钠 盐为主，国外，使用三乙醇胺盐和铵盐较普遍。

安全性：对皮肤渗透作用与AS相近，对皮肤刺激性略低于AS。AES略较AS安全。

4）磺酸盐型

（1）烷基苯磺酸盐(Alkylaryl sulfonates,简写LAS一Na)，结构式：

用 途：长链烷基苯磺酸盐主要用于各类洗涤剂，在化妆品中应用不很广泛，它 们的去污人太强，以致洗后的头发和皮肤留下干和粗糙的感觉。主要用于洗衣粉。如 与其他表面活性剂复配可用于洗涤类化妆品，如泡沫浴剂和抗脂溢性皮炎制品。

安全性：能把脂质从皮肤除去，对皮肤有中等刺激性，使用三乙醇胺盐较温和，复配可降低刺激性。

（2）烷基磺酸盐(A1kyl sulfonates or paraf6n sulfonates，简称SAS)，结构式：

用 途：SAS的制造工艺较简单，产品稳定性好，刺激性低，去污性能好，易于 生物降解。它是一种很有发展前途的表面活性剂。

安全性：对皮肤无致敏作用，质量分数为1%溶液皮肤(兔)敷贴试验和急性眼刺激 试验为稍有刺激性。

六、阳离子表面活性剂

阳离子表面活性剂在水中离解出具有表面活性的阳离子，它的电荷与阴离子表面 活性剂相反，故常称为“逆性肥皂”。就其化学结构而言，它至少合有一个长链的疏 水基和一个带有正电荷的亲水基团。其中脂肪胺是阳离子表而活性剂的重要原料。

阳离子表面活性剂按其结构可分成下列六类：

（1）烷基胺盐（2）烷基咪唑啉盐（3）乙氧基化胺类（4）季铵盐

（5）杂环阳离子表面活性剂（6）DNP阳离子表面活性剂 1）烷基咪唑啉盐。结构式为：

用 途：在化妆品中，它主要用作调理剂、乳化剂、抗静电剂和抗菌剂等，用于 香波、护发素和一些护肤品。在其他工业今用作纤维柔顺剂、洗涤剂、润湿剂和缓蚀 剂。

安全性：属有机中强碱，pH值较高，对皮肤和眼睛有较大的刺激性。制成盐后刺 激性大大地降低。

2）乙氧基化胺类。结构式为：

用 途：主要用作乳化剂和调理剂，它也有助于固体悬浮。此外，在其他工业中，也用作乳化刑，抗静电剂和缓蚀剂。

安全性：急性经口毒性很低，浓液对眼睛和皮肤有刺激作用，但作为调理剂添加 入护发和护肤用品中，可认为是安全的。

3）季铵盐 季铵盐是应用最广的一类阳离子表面活性剂。在结构上，季铵盐可以看作是用有

机基团取代铵离子的四个氢原子后所形成的阳离子表面活性剂，其中的取代有机基团

可以是芳香族或脂肪族的疏水基，或者由环氧乙烷之类的亲水基所组成。季按盐中至

少有一个氮原子通过共价键与四个有机基团相连接，形成带正电荷的氮原子。季铵盐 碱性较强，在酸性或碱性介质中都具有稳定性，热稳定性也较好。

季铵盐突出的特性是对有负电荷的固体表面的吸附作用和杀茵消毒作用。其润湿 作用、发泡和乳化作用在各种季铵盐之间存在较大的差别，具有很有限的洗涤作用。一般季铵盐与其他制剂复配时应特别注意，其禁配化合物有阴离子表面活性剂、氧化 物、柠檬酸钠、蛋白质和一些高分子化合物等。这些禁配物最易导致其杀茵力肋降低 或产生混浊、沉淀。

季铵盐的化学结构（一个带正电的氮原子周围围绕着一个或多个烷基团）使得它 易于和头发亲和并适于作调理剂。过去的数年间便积累了大量的数据来验证其表现、稳定性和安全性。其次，季铵盐仍然是今天很经济的调理成分。

常见的季铵盐有：

（1）阳离子纤维素聚合物 又称聚纤维素醚季铵盐，是由纤维素或其衍生物进行季铵化后得到的产物，属于

聚季铵盐(polyquaternium)类。如聚季铵盐-10，它是由羟乙基纤维素与三甲铵取代环 氧化物反应生成的聚季铵盐系列产品。

性 质：对头发和皮肤具有很好的护理调节作用，对蛋白质基层具有附着性，使 头发保持光泽，使皮肤表面有一种如丝一般平滑的舒适感，富有弹性，它对头发的末 梢分叉具有修补作用，与阴、两性、非离子表面活性剂有良好的配伍性和相溶性，对 人体的皮肤和眼睛无任何急性毒性作用。

聚季铵盐-10：是阳离子纤维素衍生物的聚合物(羟乙基纤维素与三甲基铵的聚季 铵盐)。此种产品中的JR-400、JR-125已为我国化妆品所应用。美国国民淀粉化学有限 公司所生产的聚季铵盐-10产品的商品名称为Celquat SC-240、Celquat SC-230M,都是 水溶性的阳离子聚合物，具有高度的阳离子特性，能与大多数两性和阴离子表面活性

剂相配伍，广泛用于护发和护肤产品。

聚季铵盐-4 ： 美国国民淀粉化学公司生产的，商品名称是 CelquatH-100，CelquatL-200，均是水溶性阳离子纤维素共聚物，具有优良的阳离子特性和超强的配 伍性，其中Celquat L-200的粘度较低，阳离子活性较高，而与阴离子表面活性剂的配 伍性比Celquat H-100差；具有很好的成膜性，薄膜光亮、坚韧，广泛用于护发素、香 波、固发液、摩丝、嗜喱膏和护肤液及膏霜中。

还有聚季铵盐-

11、聚季铵盐-

6、聚季铵盐-

7、聚季铵盐-

22、聚季铵盐-39等。（2）瓜耳胶羟基丙基三甲基氯化铵（guar hydroxypropyl demithyl ammonium chloride）

性 能：白色或黄色粉末，加水时略变混浊。具有阳离子的特性，对头发有明显 的亲合力，有调理性，对湿头发梳理性好，使头发柔软、顺从，具有抗静电效果。几 乎能和所有化妆品用表面活性剂相配伍，甚至可以和脂肪醇硫酸酯和脂肪醇醚硫酸酯 等阴离子表面活性剂相配伍。具有增稠性和使乳液稳定的性质。

用 途：用于洗发剂和护发剂的多功能添加剂。它可作为调理剂、后处理剂、抗 静电剂、增稠剂、稳定剂。可作调理香波，泡沫虽略有下降，但手感会更细腻。改善 湿发梳理性，意味着干发手咸更光滑、柔松、自然飘散。珲可制作护发产品、润丝剂、头发再生剂。在头发产品适宜用量有0.3～2%，最后成品可配成带有珠光光泽。也可 用于膏霜中。

知识点介绍：肥皂、皂粉、洗衣粉和洗衣液的选择

（1）肥皂。刺激性比较小。肥皂的主要成分是硬脂酸钠，既有亲水性，又对油 污具有亲和力，所以去污效果良好。此外，肥皂因为多由天然材料制成，对皮肤的刺 激性比较小。但是，当肥皂遇到硬水中的钠盐或镁盐时，便会生成难溶于水的钙肥皂 与镁肥皂，沉积在衣物的纤维缝隙里，既造成浪费，又难将衣物漂洗干净，会使衣物 发黄或褪色。

（2）洗衣粉。不要直接接触皮肤。洗衣粉是用石油化工产品为原料，经过一系 列反应制成的，一般呈弱碱性，碱性越强去污效果越好，但是对衣物的损害也就越大。它在各种水质中都能保持良好的去污能力。现在，洗衣粉种类越来越多，性能也有所 不同。比如，加酶洗衣粉中加入了碱性蛋白酶生物催化剂，能“消化”顽固的蛋白质 类污垢，如汗斑、奶渍和血迹等。无磷洗衣粉中聚磷酸盐的含量大大降低，更环保，而且洗涤效果一点也不比传统洗衣粉差。洗衣粉若不接触人体，基本上是安全的，但若直接接触人体或在衣物中大量残留，会使皮肤过敏，甚至影响消化功能。据日本医学专家报告，每天使用洗衣粉的家庭妇 女，多数人面部都出现了“蝶状肝斑”，这是肝脏受损害的表现。

（3）洗衣液。其洗涤效果与洗衣粉相同，而且能更充分地溶解在水里，发挥去 污作用。

（4）肥皂粉。（如超能天然皂粉）适合洗贴身衣物。近年出现的肥皂粉是一种把 洗、护功能结合起来的洗涤产品，具有天然、强去污、超低泡、易漂洗等特点。它的 活性物质主要是脂肪酸，原料90％以上来自可再生的植物油脂，且不含聚磷酸盐。

肥皂粉对皮肤的刺激性低，且保护织物，洗后的衣物无需使用柔顺剂就蓬松柔软，解决了多次洗涤后织物污垢积淀、硬化、带静电等问题。由于肥皂粉中添加了特种钙 皂分散剂，所以去污力更强，是普通洗衣粉的1.3至1.5倍；它还不像肥皂那样对水有 要求，即使在低温和高硬度水中仍然表现出优良的洗涤性能。肥皂粉还克服了洗衣粉 刺激皮肤的缺点，洗涤效果也更出色。

在使用洗涤剂时，还应该根据衣物性质选择合适的洗涤用品，并根据衣物多少与 脏净程度严格控制用量。洗衣液较适合清洗轻柔衣物；洗衣粉更适合清洗牛仔衣、厚 重的外套以及窗帘、沙发罩等；天然皂粉更适合洗贴身衣物、婴幼儿的衣裤和尿布等 手洗衣物。

洗完衣服后，一定要漂洗干净，以没有泡沫为准。这样既能保护织物，又能避免 残留的化学成分进入人体。

七、非离子表面活性剂

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于体现的。非离子表而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和醚链结合一O一，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—个羧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 非离子表面话性剂含有环氧乙烷，亲油基上加成的环氧乙烷分子数(n)越多，醚键结合 一O一数就越多，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”。

按亲水基类别，非离子表面活性剂主要分为聚氧乙烯型和多元醇型两大类。聚氧乙烯型：用含有活泼氢原子的亲油基原料和环氧乙烷进行加成反应而制成。凡含有-OH、-COOH、-NH2、-CONH2等基团的亲油基原料，由于其中的氢原子是化 学活泼的，容易与环氧乙烷发生加成反应，生成聚氧乙烯型表面活性剂。如：

多元醇型：由含有多个羟基的多元醇、烷基醇胺或糖类与高级脂肪酸生成的酯类 或酰胺类化合物。

（1）脂肪酸甘油酯：

主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯。

性 质：不溶于水，在水、热、酸、碱及酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸，HLB3~4，表面活性弱。

应 用：主要用作W/O型辅助乳化剂。

（2）蔗糖脂肪酸酯 简称蔗糖酯，是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物。根据脂肪酸取代数不

同分为：单酯、二酯、三酯及多酯。性 质：溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水和油；在酸、碱及酶等作用下易水解成

蔗糖和脂肪酸，HLB5~13，表面活性弱。

应 用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。（3）脂肪酸失水山梨醇酯：司盘类[Spans]

即脱水山梨醇脂肪酸酯。是山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸→Spans(混合

物)根据脂肪酸品种数量不同分为：

Span

-20-40-60-65-80-85 三油 脂肪酸 单月桂 单棕榈 单硬脂 三硬脂 单油

应 用：HLB1.8~3.8，因其亲油性较强，一般用作水/油乳剂的乳化剂。用于搽

剂，软膏，亦可作为乳剂的辅助乳化剂。

（4）聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯：吐温类[Tweens] 根据脂肪酸品种数量不同分为：

Tween

-20-40-60-65-80-85 三油 脂肪酸 单月桂 单棕榈 单硬脂 三硬脂 单油

应 用：亲水性大大增加，为水溶性表面活性剂，用作增溶剂、乳化剂、分散

剂和润湿剂。

（5）椰油酸二乙醇酰胺（6501）

结 构：RCON（CH2CH2OH）2，R=椰油基

应 用：具有增稠、润湿、强净洗、乳化、发泡及稳泡、无毒（不损伤皮肤，并保持织物柔软）、耐硬水等性能，与其他表面活性剂复配，具有良好的增稠、分散 污垢粒子的作用（对阴离子表面活性剂有较好的稳泡作用）。DJ-6501可应用于香波、液体洗涤剂、餐具洁净剂、织物清洗剂、化纤纺丝油剂、配制金属防锈洗涤剂及涂料 剥离剂等。

八、两性表面活性剂 两性表面活性剂是指分子结构中具有阳离子亲水基团，又同时具有阴离子亲水

基团；在强酸性的介质中，亲水基团带正电荷，表现出阳离子表面活性剂特性；在强

碱性的介质中，亲水基团带负电荷，表现出阴离子表面活性剂特性；在中性介质中呈 两性。

两性表面活性剂低毒性，对皮肤、眼睛刺激性低，耐硬水和较高浓度的电解质，有一定的杀菌性和抑菌性，有良好的乳化和分散效能，对织物有优异的柔软平滑和抗 静电作用，可与几乎所有其他类型的表面活性剂配伍，并有协同效应，可吸附在带负 电荷或正电荷的物质表面上，而不会形成憎水膜，因此，有很好的润湿性和发泡性，它还有良好的生物降解性。

两性表面活性剂可分成下列三类：

（1）甜菜碱类（2）β—氨基丙酸类（3）咪唑啉类 1）甜菜碱类。结构式为：

甜菜碱系表面活性剂包括羧酸型、硫酸酯型和磺酸型甜菜碱．甜菜碱系两性表 面活性剂的基本分子结构是由季铵盐型阳离子和羧酸型阴离子(或其他类型阴离子)所 组成。羧酸型甜菜碱在等电点和等电点以上的pH值时呈两性(即中性和碱性pH值范 围)，在等电点以下(即酸性pH范围)呈阳离子性质，它不表现出阴离子的性质。除了在 很低pH值范围与阴离子表面活性剂产生沉淀外，它们可与所有类型的表面活性剂匹 配。

用 途：可用洗涤剂、稳泡剂、增泡剂、增稠剂、调理剂等。安全性：对皮肤和眼睛的刺激性很低，与其他表面活性剂复配物对皮肤和服睛 很少或几乎不产生刺激。

2）β—氨基丙酸类。结构式为：

用 途：在中性或碱性pH值范围内，有优良的发泡能力。在低pH值时，表现出

阳离子性质，失去发泡能力。处于两性状态时，对头发有很好的亲合力，适用于所有 类型发类制品。它们也可用作乳化剂。

安全性：对皮肤和眼睛的刺激件很低。

3）咪唑啉类。结构式为：

用 途：两性咪唑啉类表面活性剂是温和的洗涤剂，其乳化能力较差。它们可 与所有类型的表面活性剂匹配，对硬水的容忍度较高。它们能与阴离子表面活性剂络 合，减少阴离子表面活性剂对眼睛产生的刺激，但又不影响其发泡作用。两性咪唑淋 类表面活性剂广泛用于温和香波和沐浴制品。含有两性咪唑啉的香波能使头发柔软，易梳理和抗静电。一般使用的pH值范围为6.5－7.5。

安全性：浓溶液(w＞20％)会刺激眼睛，但在一般使用浓度条件，对眼睛和皮肤 刺激性很低或不产生刺激。急性口服毒性也很少。可认为是无毒的。

3、其它表面活性剂。如磷脂、茶皂素等。

化妆视频 1：洁肤护肤知识

第二篇：含氟表面活性剂研究进展

含氟表面活性剂研究进展(油田开发酸化压裂）

含氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种,有很多碳氢表面活性剂不可替代的用途。含氟表面活性剂主要以全氟烷基或全氟烯基或部份氟化了的烷基等作为疏水基部分,然后再按需要引入适当的连接基及亲水基团,根据亲水基团性质的不同分别制得阴离子型、阳离子型、非离子型及两性型等不同系列的含氟表面活性剂产品。含氟表面活性剂的特性

含氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”、“两憎”,即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性;它的含氟烃基既憎水又憎油。

含氟表面活性剂其水溶液的最低表面张力可达到20ｍＮ/ｍ以下,甚至到15ｍＮ/ｍ左右。一般碳氢链的表面活性剂的应用浓度需在0 1%～1%之间,此时水溶液的表面张力只能降到30～35ｍＮ/ｍ,而碳氟链表面活性剂的用量在0、005%～0、1%时,就能使水溶液的表面张力降至20ｍＮ/ｍ以下。含氟表面活性剂如此突出的高表面活性以致其水溶液可在烃油表面铺展。含氟表面活性剂有很高的耐热性,如固态的全氟烷基磺酸钾,加热到420℃以上才开始分解,因而可在300℃以上的温度下使用。含氟表面活性剂有很高的化学稳定性,它可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用,而且在这种溶液中仍能保持良好的表面活性。若将其制成油溶性表面活性剂还可降低有机溶剂的表面张力。

研究表明,含氟表面活性剂的高表面活性是由于其分子间的范德华引力小造成的,活性剂分子从水溶液中移至溶液表面所需的张力小,导致了活性剂分子在溶液表面大量的聚集,形成强烈的表面吸附,而这类化合物不仅对水的亲和力小,而且对碳氢化合物的亲和力也较小,因此形成了既憎水又憎油的特性,但它对油/水界面的界面张力作用能力不强,如将含氟表面活性剂与碳氢表面活性剂复配使用,利用含氟表面活性剂能选择性地吸附在水的表面,使表面张力降低;而碳氢表面活性剂能吸附在油/水界面上,使界面张力降低,这样就必定会提高水溶液的润湿性能。含氟表面活性剂的应用

鉴于含氟表面活性剂具有的特性,它的应用性很强。表1所列为含氟表面活性剂的用途分类简况。

部分应用简介:

(1)分散剂 含氟表面活性剂在各种氟树脂的分散聚合时可作分散剂使用。另有研究报导,含氟表面活性剂也可用于ＰＶＣ的反应过程中。

(2)灭火剂 含氟表面活性剂在灭火剂上的应用可分为“轻水”灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂和抗极性溶剂灭火剂三种,其完全控止火的时间可在90ｓｅｃ以内。

(3)脱模剂 由含氟表面活性剂制备的脱模剂已形成系列化产品,有溶剂型的,也有水剂型的,它不但可用于高聚物弹性体的加工业,而且在刚性体的加工行业(如:铜、钢管的抽拉、压铸件的冲压加工等)也可使用,并得到用户的高度评价。

(4)抗静电剂 由含氟表面活性剂配制的集清洗、防尘为一体的抗静电剂,经测试:对ＰＶＣ片基处理后,其表面电阻由原来的1012Ω降低至108Ω。用其对录像机磁鼓、磁头表面清洗,效果远比一般的清洁剂或清洁带优越。用此抗静电剂还可对家电、荧屏及其它高档家具、精密仪器等进行表面清洗与防尘,且不产生任何副作用。目前本公司已有此防静电剂产品———“音磁灵”投入市场。

(5)流平剂 在颜料、涂料等产品中加入少量含氟表面活性剂后,可防止固结,改善分散性,防止产生气泡,使色泽更均匀。

(6)防水防油剂 由含氟表面活性剂制备的防水防油剂,对纤维及织物处理后,既可使其具有防水、防油的性能,又不影响其本身的物理特性。由其处理的一次性纸质具已大量进入市场。

(7)其它应用 把含氟表面活性剂加入地板蜡中,可改善地板的光泽,增加其耐磨性及抗污染性。含氟表面活性剂还可用于石油回收用助剂、海面上的集油剂、金属防腐剂及金属光泽处理剂等等。含氟表面活性剂的合成含氟表面活性剂的合成一般分三步:首先合成含6～10个碳原子的碳氟化合物,然后制成易于引进各种亲水基团的含氟中间体,最后引进各种亲水性基团制成各类含氟表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备含氟表面活性剂的关键。含氟烷基的工业化生产方法主要是电解氟化法、氟烯烃调聚法和氟烯烃齐聚法。

3.1 电解氟化法

电解氟化法是将被氟化的物质溶解或分散在无水氟化氢中,在低于8Ｖ的直流电压下进行电解。电解中在阴极产生氢气,在阳极有机物被氟化。在此工艺路线中,可将碳氢链烷基的酰氯或磺酰氯直接换成相应的全氟烷基酰氟或磺酰氟产物,由它们出发,可用普通方法制得各类含氟表面活性剂(见下式)。

由于电解氟化反应甚为激烈,易发生Ｃ-Ｃ链断裂,反应过程中除了生成与原料的碳原子数相同的全氟化合物外,还生成短链的全氟化合物和其它类型的副产物,因此总的产物收率较低。采用此法生产含氟表面活性剂的有美国3Ｍ公司,日本大日本油墨公司及东北肥料公司等。

3.2 氟烯烃调聚法

氟烯烃调聚法最早是由英国ＨａｓｚｅｌｄｉｎｅＲＨ教授提出的方法,是利用全氟烷基碘等物质作为端基物调节聚合四氟乙烯等含氟单体制得低聚合度的含氟烷基调节物。他在1951年发现三氟碘甲烷可与乙烯和四氟乙烯发生调节聚合反应的工业生产路线。随后美国ＤｕＰｏｎｔ公司又开发了用五氟化碘和四氟乙烯进行调聚反应,制得全氟烷基磺化物。Ｃ2Ｆ5Ｉ+ｎＣＦ2=ＣＦ2Ｃ2Ｆ5(ＣＦ2ＣＦ2)ｎＩ此反应产率虽高,但最终产物为链长不同的混合体(其ｎ数的分布较宽),适当选择良好的反应过程,控制反应工艺条件,确保ｎ数在所需的范围内(ｎ∶2 4)终止反应的继续发展。以减少不希望得到的高沸物(ｎ>6)大量生成。作为调聚剂使用的其它物质还有很多,在这一研究领域内已有大量的专利发表,其各自的反应

式如下:

采用调聚法生产含氟表面活性剂的有美国杜邦,瑞士汽巴 嘉基,日本旭硝子及大金等公司。从调聚反应所得产物是链长不一的混合物,这样就可合成出不同长短的氟碳链疏水基,若以适当的比例混合使用,更能发挥最终产物的表面活性。

3.3 氟烯烃齐聚法

氟烯烃齐聚法是由英国ＩＣＩ公司1965～1969年开发的,它是利用氟烯烃在非质子性溶剂中发生齐聚反应得到高支叉低聚合度的全氟烯烃齐聚物。最常用的有四氟乙烯齐聚法、六氟丙烯齐聚法和六氟环氧丙烷齐聚法三种。四氟乙烯齐聚法得到聚合度以4～6为主的齐聚物,其中五聚体所占比例最大,约占整个混合物的65%左右。由于连接双键碳原子上的氟原子易被亲核试剂取代,所以可通过这一反应来引入所需的连接基团。四氟乙烯五聚体分子中与双键原子直接相连的氟原子在碱性介质中可与亲核试剂如苯酚等发生取代反应,由此可合成一系列含氟表面活性剂。六氟环氧丙烷在氟离子的作用下,很容易进行齐聚反应。六氟环氧丙烷的齐聚物因含有酰氟官能团,可发生多种反应,可得多种含氟表面活性剂。

采用齐聚法生产含氟表面活性剂的公司有英国ＩＣＩ公司、日本ｎｅｏｓ公司等。4 含氟表面活性剂新进展

传统的含氟表面活性剂主要是单链型的,目前双链含氟表面活性剂正引起人们极大的兴趣。已报道的双链含氟表面活性剂主要有两类,第一类是双链均为含氟碳链,第二类是双链分别为碳氟和碳氢链。后一类常被称为杂交型表面活性剂(ｈｙｂｒｉｄｔｙｐｅｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ)。

近年来,含硅的含氟表面活性剂正以其独特性能引起人们的关注。含氟表面活性剂和硅表面活性剂都属于特种表面活性剂。含硅的含氟表面活性剂可望具有含氟表面活性剂在浓度很高的乙醇水溶液中也显示很高的表面活性。它可作为高效消泡剂,不仅可用于水溶液体系,而且可用于非水体系。含硅的含氟表面活性剂也具有优异的润滑作用。也有研究表明,含硅的含氟表面活性剂有很高的抗ＨＩＶ 1活性。

对含氟表面活性剂中碳氟链进行化学修饰以使其具有更多的特殊功能的工作也有了较大进展。与碳氢链锯齿型构型相反,碳氟链具有刚性构型。有人将醚键引入碳氟链,以使碳氟链具有更好的柔顺性及水溶性。而杂原子的引入更使碳氟链多样化。

含氟表面活性剂作为工业化产品的作用历史并不很长,它的应用领域还有待进一步开拓,随着对它的性能与应用的逐步研究、认识,相信此类产品的品种与产量必将会不断扩大。我国对于含氟表面活性剂的开发,性能研究及应用领域与国外相比尚有较大差距,随着我国国民经济的发展及综合国力的不断增强,含氟表面活性剂这一新产品,新技术的开发应用,将会呈现出广阔前景。

第三篇：农药用表面活性剂的发展

农药用表面活性剂的发展

学生：王菊 学号：SA12019088

农药可以用来杀灭昆虫、真菌和其他危害作物生长的生物，农药的广泛使用大大提高了农作物的的产量及其的带来的经济效益。随着我国农业飞快速发展，农药在农业生产中起着越来越重要的作用，各种不同类型的农药不断投向市场，对农药及其相关领域的科研工作也在快速的发展之中。通常农药不能直接用于病虫害的防治，而需将其加工成具有各种特定物理化学性能的农药分散体系，称之为农药剂型。表面活性剂在农药加工中起着湿润、分散、乳化增溶等作用，已成为农药制剂中不可缺少的组分之一，又通常称为助剂、乳化剂、分散剂、辅助剂等。加强农药用表面活性剂的研究,不但具有现实意义而且还具有重要的理论意义。本文将通过农药表面活性剂的作用、作用原理、农药用表面活性剂的注要种类及研究进展和存在的问题四个方面作详细介绍。

一、农药用表面活性剂的作用

表面活性剂是一类能显著降低溶剂表面张力的物质。其分子结构有着共同的特点, 即它的分子都是由非极性的憎水基与极性的亲水基两部分构成。两部分的结构与性能截然相反的分子碎片或基团处于同一分子的两端, 并以化学键相连接, 形成了一种不对称的、极性的结构。因而赋予该类物质既亲水, 又亲油, 但又不是整体亲水或亲油的特性。使其能起乳化、分散、增溶、洗涤、润湿、发泡、表面活性剂在农药加工中起着湿润、分散、乳化增溶等作用，已成为农药制剂中不可缺少的组分之一，又通常称为助剂、乳化剂、分散剂、辅助剂等，它们可以是多种表面活性剂的复配物。表面加工成适当剂型的农药通常需要在其中加入表面活性剂作助剂,表面活性剂具有界面功能,可优化制剂的物理性能及化学稳定性,增加制剂品种，扩大应用范围；还可使喷雾液滴粘附于作物或昆虫的表皮上,通过润湿、铺展、渗透等作用发挥出农药的药效。农药用表面活性剂应具有以下特点：对原药不分解； 能大大降低制剂的表面张力；对水、酸、碱、盐、热稳定；对作物、人、环境无伤害等。表面活性剂往往很难适应各类农药加工的需要。表面活性剂的加入，大大降低了溶液的表面张力，增强了药剂在植物或害虫体表的润湿、展布以及附着力，增加农药在植物表面的滞留量、延长滞留时间消泡、保湿、润滑、杀菌、柔软、拒水、抗静电、防腐蚀、消蹼等一系列作用。和提高对植物表皮的穿透能力，从而提高药效。本文详细介绍了农药用表面活性剂的作用机理、主要品种、研究进展和存在的问题，并展望了其今后的发展趋势。

二、农药用表面活性剂的作用机理

1.在两相界面的吸附

表面活性剂分子在溶液表面吸附时取代了溶液-空气界面的水分子，使得溶液分子的的受力不均衡程度降低，溶液的表面张力或表面能降低，有利于溶液在油状界面（如植物表面或昆虫表皮的蜡质层）的润湿和铺展。在固体表面吸附时，表面活性剂分子的疏水部分吸附在固体表面上，亲水部分朝外，使固体的疏水表面变成亲水表面，由对水不润湿变为对水润湿。表面活性剂分子在固体表面上的吸附还可降低固体界面能，促进固体颗粒的分散并阻止已分散的固体颗粒发生团聚。当在油水分散体系中加入表面活性剂，表面活性剂分子也可在油水界面发生吸附，降低油水界面能，促进油滴在水中的分散并阻止已分散的油滴发生聚并。

表面活性剂的另一重要性质就是在水溶液内部能自发地形成胶束。随表面活性剂浓度增大，胶束增大，胶束的形状由球状、棒状向层状变化。表面活性剂分子水溶液中所形成胶束内核造就了一个疏水微空间，从而可将憎水性药物液体或溶液溶解在其内，因此，胶束的形成对农药的剂型加工具有重要意义。

2.在植物上的作用特性

植物的表皮由外生蜡（蜡质层）、表皮层及角质层组成，统称为表皮膜，它的厚度一般小于10um，承担着保护植物体的功能。表皮层由黏胶质层、纤维细胞壁与表皮细胞的细胞膜结合。农药要发挥作用就需要借助表面活性剂，首先，药液在叶面上形成最佳接触面积，降低表皮膜的抗御功能以促进扩散，提高细胞膜的渗透作用，进而溶化和解析外生蜡，借助溶解性和分配过程的变化来促使农药的渗入而致使农药发挥效用。根据表面活性剂对表皮的膜渗透作用，可将表面活性剂分为四类：湿润展着剂，增大接触面积，增加渗透量；液滴内部改良剂；活化剂；复合剂。

三、农药用表面活性剂的主要种类

1.梳型表面活性剂

梳型表面活性剂这类活性剂一般具有“梳子”型结构，故而得名梳型表面活性剂。其结构大都在很长的疏水主链上连着许多聚氧乙烯醚支链。近年来，在水基化新剂型农药用表面活性剂的开发中，小分子量的烷基硫酸盐、烷芳基聚氧乙烯醚正逐步为分子量较大的聚电解质所取代。分子量大的表面活性剂在原药界面形成多点吸附，不易从原药界面脱附，表现出与原药间强的吸附力和良好的水稳定性，在水基化新剂型农药的开发中正逐渐受到重视。

梳型表面活性剂的主要优点是这类聚合物表面活性剂的相对分子质量一般为20000 ~ 30000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。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活性剂将有很大的发展潜力。

2.生物表面活性剂

生物表面活性剂生物表面活性剂除了应用在以上行业中，在农业等其他领域的应用也日益增加。如卵磷脂、淀粉动植物胶类等在农业中的主要作用是土壤的改良。生物表面活性剂的渗透特性，促进了水分在堆肥颗粒中传输和分散，缩短水分渗透到堆肥深层的时间，起到了一定的疏水作用，而且生物表面活性剂良好的保湿性能，减缓了堆肥中水分的蒸发，有利于保持微生物的活性。生物表面活性剂可作农药和动物饲料添加剂。

生物表面活性剂可以分为生物脂类、烷基多糖苷、木质素衍生物类等三个大类。其中生物脂类的甲基化聚氧乙烯脂肪酸和酯化聚氧乙烯甘油是德国卡欧哥尼斯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，这类表面活性剂适合多种除草剂，对二甲戊乐灵、2,4-D、草甘膦、溴苯氰钾盐的茎叶都有明显促进作用。季铵葡萄糖苷简称（QAG)是一类新型的低泡阳离子表面活性剂，毒性低、易降解，具有湿润、扩散、吸附、减少水分蒸发等性能，能避免农药析晶，使其较长时间保持植物可吸收状态。由于脂肪胺聚氧乙烯醚类甘膦常用表面活性剂在草甘膦浓度高时会产生高黏度溶液或胶体而影响使用效果，而这类化合物含有葡萄糖刚性结构，因此不容易形成高黏度物，在草甘膦中具有很好的应用前景。烷基葡萄糖苷（简称APG）是一种植物源性绿色表面活性剂，它是由脂肪醇的醇羟基和葡萄糖的半缩醛羟基在酸性催化剂作用下脱水而生成的非离子型表面活性剂，由于以可再生性植物为原料合成，不仅性能温和、无毒，并且能完全生物降解，具有极好的环境友好性，是传统表面活性剂烷基酚、脂肪胺聚氧乙烯醚类最有希望的替代产品之一，与石油化工产品相比，具有可持续发展性，因此被誉为继肥皂、LAS、AEO、AES 之后的新一代绿色表面活性剂。生物类表面活性剂作为一种新型的表面活性剂，引起了越来越多研究者的广泛关注。我国生物表面活性剂起步较晚,无论是在技术还是在品种数量上都大大低于发达国家,还有待于更进一步的深入研究。生物表面活性剂在极其复杂的生物物质群中微量的存在,因此大量的提取纯制品非常困难，多数品种处于实验研究阶段,还没有进行大规模的生产，只有少数产品走向了市场。这主要是由于其生产成本比化学表面活性剂高,就价格而言,无法与市场上工业合成的表面活性剂相抗衡，一些生物表面活性剂是否会造成二次污染，是否对环境及人类健康有危害还都有待进一步研究。

3.有机硅表面活性剂

有机硅表面活剂用作新型农药助剂始于60年代中期，80年代末开始商品化。它具有良好的湿润性、较强的粘附力、极佳的延展性、气孔渗透率和良好的抗雨冲刷性，在短短几十年得到飞速的发展一些有机硅表面活性剂能极大地提高金雀花对除草剂的叶面吸收，一种阳离子四取代三硅氧烷能增加草苷膦在绒质表面的吸收量。

有机硅表面活性剂比其它农药用表面活性剂具有更优越的性能。表面活性剂湿润的能力很大程度上决定于液滴和叶表面之间的接触角。而喷雾液在叶表面的接触角或延展面积和喷雾溶液的平衡表面张力、叶表面的化学特性、形态特征有关。虽然常规的非离子表面活性剂能增加喷雾液的湿润性，但是它们并不能在疏水叶面上完全湿润，这必将会使活性成份的吸收量减少和降低抗雨效果。有机硅比常规表面活性更能降低表面张力，并且能如烷基酚乙氧基类表面活性剂那样更迅速地作用。有机硅表面活性剂还具有超延展性，这种性质能使药剂在叶面上达到最大的覆盖和附着，甚至还可以使药剂进入到叶背面或果树缝隙中藏匿的害虫处，达到杀虫和杀菌的效果，从而极大地增加了农药的药效。有机硅助剂能降低表面张力,使之低于叶面湿润临界压力之下(约25nN/ m)，能促进药液经气孔渗透而进入表皮。但由于表皮与外表相连，通过气孔时是进入叶内的亚气门腔。有机硅表面活性剂主要是通过气孔渗透发挥作用,而一般的常用表面活性剂的气孔渗透则是有限的。

近年来有机硅表面活性剂的研究进展迅速。其一是从纯粹的三硅氧烷到改性的三硅氧烷。改性的三硅氧烷主要以胺基、苯基、烯丙基为主要研究方向。George.A 发明一种有机铵改性的硅氧烷对很难润湿的表面(如蜡质植物表面)能提高延展性和增加农药的摄入量,增加喷雾覆盖；此外，这些助剂具有低表面张力，而这对于农药延展性来说是十分重要的。George.A 还发明了一种以氨基封端的改性硅氧烷，能克服表面活性剂的抗这将极大推动有机硅表面活性剂向多样化发展,用途更广泛。Burrow.Richard 等将有机硅表面活性剂和烯丙基二苯醚磺酸盐混合。它能提高一定的除草剂如草甘膦的作用性作用,但同时保持其延展性不至降低。其二是从单一型表面活性剂到混合型的转变。同时，在抗雨冲刷性和控制难湿润的种子(如:绒质叶面)性能上超过了常规的表面活性剂George.A 也发明了一种有机表面活性剂混合物，它所具有的延展性和该组份的单一表面活性剂类似；与单一组份的表面活性剂相比,这种混合型的表面活性剂能提高其动态和平稳表面张力。这种混合型的表面活性剂在不影响其延展性的前提下，具有很好的分散性和表面张力。Dennis.S 制备了一种低泡沫, 超延展性的有机硅表面活性剂，这种超延展性低泡沫的有机硅表面活性剂显著的优点是不需要常用消泡剂或在不增加其溶液的量的情况下可以使用，从而为运输使用带来了极大的便利。但是，有机硅表面活性剂水解稳定性较低；并且有毒性。有机硅表面活性剂会进入介质与组织密切接触，气孔渗透产生药害,价格较贵等缺陷,阻碍了有机硅表面活性剂的大规模的应用。加强农药用有机硅表面活性剂的研究，不但具有现实意义而且还具有重要的理论意义。

4.有机氟表面活性剂

有机氟表面活性剂氟表面活性剂作为最重要的特种表面活性剂,由于其分子中引入了氟(F)元素, 从而赋予它许多比普通表面活性剂更独特、优异的性能, 大大提高了表面活性剂的使用价值, 进而在各行各业中得到了高度重视和广泛的应用。

由于氟表面活性剂的特殊结构, 使其表现出其它表面活性剂所没有的一些特性。有机氟表面活性剂具有高表面活性：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一种, 这也是氟表面活性剂最重要的性质。并且由于其临界胶束浓度很低(10-5～10-6 mol/L), 其用量比碳氢表面活性剂小得多。在浓度很低时就能使溶液的表面张力显著降低。这种表面活性剂还具有高稳定性：常温下，氟表面活性剂可在浓硝酸、发烟硫酸、有机过氧化物等强酸、强碱、强氧化介质中能稳定有效地发挥其表面活性剂作用，不会发生反应或分解。它具有高热稳定性：一般氟表面活性剂都能耐400 ℃以上的高温。如无水全氟烷基磺酸加热到400 ℃，3 h 后才有微量分解, 而全氟烷基羧酸到550 ℃才会发生分解现象，但同样碳原子数目的碳氢表面活性剂，加热到300 ℃左右就已大量分解。它既憎油又憎水：氟表面活性剂分子中的含氟烃基, 既是憎水基又是憎油基, 当它与亲油基团相连后, 即可制成油溶性的氟表面活性剂, 具有降低有机溶剂表面张力的能力。这种特性表现在碳氟化合物构成的固体表面上, 如聚四氟乙烯的表面上, 不仅水不能铺展, 碳氢油也不能铺展, 不仅如此, 多种物质在这种表面上都不易附着, 大大减少了污染。良好的润湿渗透性和起泡稳泡性也是其一大优势。添加氟表面活性剂的液体润湿力和渗透力大为提高, 在各种不同的物质表面上都能很容易润湿铺展。在普通表面活性剂不能起泡的物质中, 使用氟表面活性剂可以形成稳定的泡沫。它还具有良好的环境相容性。尽管单质氟和离子性氟化物具有很强的毒性, 但氟表面活性剂的毒性却很低或极低, 对环境污染较小。而且在通常情况下氟表面活性剂的用量仅为碳氢表面活性剂用量的1/10～1/100, 因此, 只要使用得当, 是不会引起中毒的, 对环境的污染也很轻微。

氟表面活性剂的分类与普通碳氢表面活性剂相同, 将不能电离的称为非离子氟表面活性剂, 能电离的称离子型氟表面活性剂。离子型又分为阴离子氟表面活性剂、阳离子氟表面活性剂和两性氟表面活性剂。阴离子型氟表面活性剂按亲水基团的不同可分为羧酸盐型、磺酸酯盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型几大类。阳离子氟表面活性剂按其亲水基不同可分为含氮型、含磷型和含硫型, 目前工业上用得最多的主要是含氮型。两性氟表面活性剂的亲水基部分同时含有碱性基阳离子和酸性基阴离子两种离子。阳离子可以是胺基离子, 也可以是季铁离子；阴离子多是羧酸基、磺酸基或硫酸醋基。非离子氟表面活性剂, 主要是由具有活泼氢的含氟憎水性原料, 如含氟的长链的脂肪醇、烷基酚, 脂肪羧酸、烷基胺、烷基醇酞胺、烷基硫醇在酸或碱催化剂参与下与环氧乙烷加成而制得的。与碳氢表面活性剂相似, 一般是聚氧乙烯亲水链段。

虽然表面活性剂的用途已经非常广泛, 但它科技含量高、技术水准高、而且制造难度大、成本较高, 导致它的发展相对比较落后。不过由于氟表面活性剂特殊的性能, 使其在一些特殊甚至苛刻的环境起着其它表面活性剂无法替代的作用, 显示出强大的生命力。可以想象, 一旦氟表面活性剂的成本降低下来, 其应用范围将更加广阔, 极可能改变几乎所有行业的前景。因此, 如何加大研究开发力度, 找到适合工业化大生产的新工艺方法, 以降低氟表面活性剂的成本, 扩大其应用范围等将是今后国内相关行业面临的主要课题。

5.微生物表面活性剂

微生物表面活性剂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，其表面活性作用以及对热、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，因此它们不会对环境造成不利的影响。目前，根据亲水基的类别，微生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二十多种。其中，糖脂研究得比较深入，是微生物表面活性剂中最主要的一类，主要包括海藻糖脂类、鼠李糖脂类和槐糖脂类。然而，真正用于农药产业化的微生物表面活性剂还比较少。

四、农药用表面活性剂的问题与展望

虽然表面活性剂在农药中扮演者十分重要的作用，但我们其中所存在的问题我们也不容忽视。比如虽然表面活性剂的用途已经如此广泛, 但它科技含量高、技术水准高、而且制造难度大、成本较高, 导致它的发展相对比较落后。不过由于表面活性剂特殊的性能, 使其在一些特殊甚至苛刻的环境起着其它表面活性剂无法替代的作用, 显示出强大的生命力。可以想象, 一旦氟表面活性剂的成本降低下来, 其应用范围将更加广阔, 极可能改变几乎所有行业的前景。因此, 如何加大研究开发力度, 找到适合工业化大生产的新工艺方法, 以降低表面活性剂的成本, 扩大其应用范围等将是今后国内相关行业面临的主要课题。其次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，不仅要考虑到其与农药的配伍性，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到作物后，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。一些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。因此必须从环保的角度，结合当前农药发展的趋向，加强表面活性剂的科研力量，加速研制有利于生物降解的新品种，特别是用于水基性农药制剂的表面活性剂，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。

随着研究的不断深入，农药用表面活性剂在各行业的应用将会得到广泛的推广，可以预见，有关这方面的研究工作必将会取得更多可喜的成果。今后，农药用表面活性剂的发展方向主要围绕在改进生产技术，扩展应用范围，完善作用机理，消除可能造成的二次污染以及提高活性问题上。开发新型农药用表面活性剂系列化产品、衍生产品,面向其他工业领域，“绿色”化学工业将是今后的发展趋势。随着人们崇尚自然和环保意识的增强，农药用表面活性剂将有更加广阔的应用前景。

第四篇：油田生产中表面活性剂的应用

油田生产中表面活性剂的应用

1、开采稠油用的表面活性剂

由于稠油粘度大、流动性差，给开采带来许多困难。为开采这些稠油，有时需将表面活性剂的水溶液注入井下，使高粘度的稠油转变为低粘度的水包油型乳状液，抽提到地面。这种稠油乳化降粘法用到的表面活性剂有烷基磺酸钠、聚氧乙烯烷基醇醚、聚氧乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯多烯多胺、聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯钠盐等。采出的这种水包油型乳状液，需要将水分离出去，也要使用一些工业表面活性剂作为破乳剂进行脱水。这些破乳剂是油包水型乳化剂。常用的有阳离子表面活性剂或环烷酸、沥青质酸及它们的多价金属盐。特殊的稠油，不能采用常规的抽油机开采法，需要注蒸汽进行热采。提高热采效果，需要使用表面活性剂。向注汽井注入泡沫，即注入耐高温的起泡剂及不凝气体是常用的调制方法之

一。

常用的起泡剂是烷基苯磺酸盐、α—烯烃磺酸盐、石油磺酸盐、磺烃基化的聚氧乙烯烷基醇醚和磺烃基化的聚氧乙烯烷基苯酚醚等。由于含氟表面活性剂，表面活性高，对酸、碱、氧、热及油稳定，故含氟表面活性剂是理想的高温起泡剂。为了使分散的油易于通过地层的孔喉结构，或使地层表面的油易被驱出，需要使用称之为薄膜扩散剂的表面活性剂，常用的是氧

烷基化酚醛树脂高分子表面活性剂。

2、开采含蜡原油用表面活性剂

开采含蜡原油，需要经常进行防蜡和清蜡。表面活性剂作为防蜡剂和清蜡剂。防蜡用的有油溶表面活性剂和水溶性表面活性剂。前者通过改变蜡晶表面的性质而起防蜡作用。常用的油溶性表面活性剂是石油磺酸盐和胺型表面活性剂。水溶性表面活性剂是通过改变结蜡表面（如油管、抽油杆及设备表面）的性质而起防蜡作用。可用的表面活性剂有烷基磺酸钠、季铵盐、烷烃聚氧乙烯醚、芳烃聚氧乙烯醚及其它们的磺酸钠盐等。清蜡用的表面活性剂也分两个方面，油溶性用于油基清蜡剂，水溶性的磺酸盐型、季铵盐型、聚醚型、吐温型、OP型表面活性剂、硫酸酯盐化或磺烃基化的平平加型与OP型表面活性剂等用于水基清蜡剂。近年来，国内外将清防蜡有机地结合起来，还将油基清蜡剂和水基清蜡剂有机地结合起来，生产出混合型清蜡剂。这种清蜡剂以芳香烃和混合芳香烃作油相，以具有清蜡作用的乳化剂作水相。当选择的这种乳化剂为具有适当浊点的非离子型表面活性剂时，就可使它在油井结蜡段以下温度达到或超过它的浊点，从而使这种混合型清蜡剂在进入结蜡段前破乳，分出两

种清蜡剂，同时起清蜡作用。

3、稳定粘土使用的表面活性剂

稳定粘土分防止粘土矿物膨胀和防止粘土矿物微粒运移两个方面。防止粘土膨胀可用，如胺盐型、季铵盐型、吡啶盐型、咪唑啉盐等阳离子表面活性剂。防止粘土矿物颗粒运移可用的有含氟的非离子—阳离子表面活性剂。

4、酸化措施使用的表面活性剂

为了提高酸化效果，一般在酸液中需加入多种添加剂。凡能同酸液配伍并易被地层吸附的表面活性剂，均可作为酸化缓速剂。如阳离子表面活性剂中的脂肪胺盐酸盐、季铵盐、吡啶盐和两性表面活性剂中的磺酸盐化、羧甲基化、磷酸酯盐化或硫酸酯盐化的聚氧乙烯烷基苯酚醚等。有些表面活性剂如十二烷基磺酸和它的烷基胺盐，可将酸液乳化在油中，产生油包酸乳状液，以此乳状液作为酸化工业液，亦起缓速作用。

有些表面活性剂可作为酸化液防乳化剂，具有分支结构的表面活性剂如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯五乙烯六胺均可作为酸化防乳化剂。

有些表面活性剂可作为乏酸助排剂，可作为助排剂的表面活性剂有胺盐型、季铵盐型、吡啶盐型、非离子型、两性及含氟表面活性剂等。有些表面活性剂可作为酸化防淤渣剂，如油溶性表面活性剂，如烷基酚、脂肪酸、烷基苯磺酸、季铵盐等。因它们酸溶性不好，可用非离子型表面活性剂将它们分散在酸液中。为了提高酸化效果，需要在酸液中加入润湿反转剂，将近井地带的润湿性由亲油反转为亲水。聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚与磷酸酯盐化的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚的混合物等，被地层

吸附为第吸附层，而起到润湿反转作用。

另外，还有一些表面活性剂，如脂肪胺盐酸盐、季铵盐或非离子—阴离子表面活性剂作为起泡剂，制成泡沫酸工作液，达到缓速缓蚀深部酸化之目的，或以此制成泡沫作为酸化的前置液，将它们注入地层后，再注酸液。泡沫中的气泡产生的Jamin效应，可对酸液起转向作用，迫使酸液主要溶蚀低渗透层，提高了酸化效果。

5、压裂措施使用的表面活性剂

压裂措施常施用于低渗透油田，就是用压力将地层压开，形成裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，减少流体流动阻力，达到增产增注目的。有些压裂液是用表面活性剂作为成分之一来

配制的。

水包油压裂液是由水、油和乳化剂配制的。使用的乳化剂有离子型、非离子型和两性表面活性剂。若用稠化水作外相，以油作内相，可配得稠化水包油压裂液（聚合物乳状液）。这种压裂液能使用160℃以下的温度下，并能自动破乳排液。

泡沫压裂液是以水为分散介质、以气为分散相的压裂液，其主要成分是水、气和起泡剂。烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基硫酸酯盐、季铵盐和OP型表面活性剂均可作为起泡剂。起泡剂在水中的浓度一般是0.5—2%，气相体积与泡沫体积的比值在0.5—0.9范围。

油基压裂液是以油作溶剂或分散介质配成的压裂液。现场应用最多的油是原油或其重馏分，为了改进其粘温性能，需要加入油溶石油磺酸盐（分子量300—750）。油基压裂液也包括油包水压裂液和油泡沫压裂液。前者用的乳化剂是油溶性的阴离子型表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，后者用的稳泡剂是含氟的高分子表面活性剂。

水敏地层压裂液，是用醇（如乙二醇）与油（如煤油）混合物作为分散介质，用液体二氧化碳作为分散相，用硫酸酯盐化的聚氧乙烯烷基醇醚作乳化剂或起泡剂配成的乳状液或泡沫，压裂水敏地层。

压裂酸化用压裂液，既是压裂液又是酸化液，用于碳酸盐地层，两种措施同时进行。与表面活性剂有关的是酸泡沫和酸乳状液，前者用烷基磺酸盐或烷基苯磺酸盐作起泡剂，后者是用

磺酸盐型表面活性剂为乳化剂。

压裂液也同酸化液一样使用表面活性剂作为防乳化剂、助排剂和润湿反转剂，在此不再多叙。

6、调剖、堵水措施用表面活性剂

为了提高注水开发效果抑制原油含水上升速度，需要在注水井上调整吸水剖面及在生产井上进行堵水的增产措施。其中的一些调剖堵水方法，经常用到一些表面活性剂。

HPC/SDS冻胶调剖剂，由羟丙基纤维素（HPC）与十二烷基硫酸酯钠盐（SDS）在淡水中

配成。

烷基磺酸钠和烷基三甲基氯化铵，分别溶于水中，配成两种工作液，先后注入地层，在地层中两种工作液相迂，产生烷基三甲基胺的烷基亚硫酸酯沉淀，封堵高渗透层。

聚氧乙烯烷基苯酚醚，烷基芳基磺酸盐等可作为起泡剂，溶于水中配制一种工作液，然后与液体二氧化碳工作液交替注入地层中，就在地层中（主要是高渗透层）形成泡沫，产生堵塞，起到调剖作用。

以季铵盐型表面活性剂作为起泡剂溶于硫酸铵同水玻璃配成的硅酸溶胶中注入地层，然后注不冷凝气体（天然气或氯气），则可在地层中先产生以液体为分散介层的泡沫，随后硅酸溶胶胶凝，就产生了以固体为分散介质的泡沫，起到堵塞高渗透层及调剖作用。以磺酸盐型表面活性剂为起泡剂，以高分子化合物作为稠化稳泡剂，再注气体或产生气体的物质，在地面或地层生成水基泡沫，这种泡沫在油层，表面活性剂大量移至油水界面，引起泡沫破坏，故不堵油层，是一种选择性和油井堵水剂。

油基水泥堵水剂是水泥在油中的悬浮体，水泥表面亲水，当它进入出水层时，水置换水泥表面的油井与水泥作用，使水泥固化封堵出水层。为改善这种堵剂的流动性，通常加入羧酸盐

型及磺酸盐型表面活性剂。

水基胶束液溶堵水剂，是由石油磺酸铵、烃类及醇类等为主要成分的一种胶束溶液，在地层中迂高含盐水，可变粘稠，达到堵水作用。

水基或油基阳离子表面活性剂溶液堵水剂，是以烷基羧酸盐和烷基氯化铵盐活性剂为主要成分，只适用于砂岩地层。

活性稠油堵水剂，它是一种溶有油包水型乳化剂的稠油，在地层迂水后产生高粘的油包水乳

状液，达到堵水目的。

水包油堵水剂，是以阳离子型表面活性剂作为水包油型乳化剂，将稠油乳化在水中配成。

7、防砂措施用表面活性剂

防砂作业前，需要注一定量的由表面活性剂配制的活性水作为前置液，对地层进行予清洗，以提高防砂效果。目前常用活性剂，多数是阴离子表面活性剂。

8、原油脱水用表面活性剂

在一、二次采油阶段，采出的原油多用油包水型破乳剂。已发展了三代产品，第一代是羧酸盐，硫酸盐和磺酸盐。第二代是低分子非离子表面活性剂如OP、平平加和磺化蓖麻油等。

第三代为高分子非离子表面活性剂。

在二次采油后期和三次采油阶段，采出原油多以水包油型乳状液形式存在。所用破乳剂有四类，如十四烷基三甲基氧基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵，它们可与阴离子类型的乳化剂反应，改变其亲水油平衡值，或吸附在水湿性粘土颗粒表面，改变其润湿性，破坏水包油型乳状液。另外一些可作为油包水型乳化剂的阴离子表面活性剂以及油溶性的非离子表面活性

剂，也可用作为水包油型乳状液破乳剂。

9、水处理用表面活性剂

油井采出液经脱出原油之后，产出水需要经过处理才能达到回注要求。水处理的目的有六个方面，即缓蚀、防垢、杀菌、除氧、除油和除去固体悬浮物。因此，要使用缓蚀剂、防垢剂、杀菌剂、除氧剂、除油剂及絮凝剂等，涉及工业表面活性剂的有如下方面：

用作缓蚀剂的工业表面活性剂有烷基磺酸、烷基苯磺酸、全氟烷基磺酸的盐类，直链烷基胺盐类、季铵盐类、烷基吡啶盐类、咪唑啉及其衍生物的盐类、聚氧乙烯烷基醇醚类、聚氧乙烯二烷基丙炔醇、聚氧乙烯松香胺、聚氧乙烯十八胺以及聚氧乙烯烷基醇醚烷基磺酸盐，各种季胺基内盐，二（聚氧乙烯基）烷基及其衍生物的内盐。

用作防垢剂的表面活性剂有磷酸酯盐、硫酸酯盐、醋酸盐、羧酸盐及其它们的聚氧乙烯基化合物。磺酸酯盐、羧酸盐的热稳定性明显优于磷酸酯盐、硫酸酯盐。

用于杀菌剂的工业表面活性剂有直链烷基胺盐类、季胺盐类、烷基吡啶盐类、咪唑啉及其衍生物的盐类、多种季铵内盐、二（聚氧乙烯基）烷基及其衍生物的内盐。

用于除油剂的工业表面活性剂，主要是具有分支结构和含二硫代羧酸钠基的表面活性剂。

10、化学驱油用表面活性剂 一、二次采油可采出25%—50%的地下原油，还有许多原油留在地下采不出来。进行三次采油可提高原油采收率。三次采油多以化学驱油方法，即向注入水中加入一些化学剂，提高水驱效率。在所用化学剂之中，有些属于工业表面活性剂，其情况简要介绍如下： 以表面活性剂为主剂的化学驱油方法，称之为表面活性剂驱。表面活性剂主要通过降低油水界面张力，提高毛管数而起到提高采收率作用。由于砂岩地层表面带负电，所以使用的表面活性剂主要是阴离子型表面活性剂，而且大部分是磺酸盐型表面活性剂。它是使用磺化剂（如三氧化硫）将芳香烃含量高的石油馏分磺化，再用碱中和制成。其规格：活性物50%—80%，矿物油5%—30%，水2%—20%，硫酸钠1%—6%。石油磺酸盐耐温不耐盐，不耐高价金属离子。合成磺酸盐是由相应的烃类，用相应的合成方法制得。其中的α—烯烃磺酸盐，特别耐盐，耐高价金属离子。另外一些阴离子—非离子型表面活性剂及羧酸盐型表面活性剂，也可用于驱油。表面活性剂驱油要用两种助剂：一种是助表面活性剂，如异丁醇、二乙二醇丁醚、尿素、环丁砜、亚烯基苯磺酸盐等，另一种是电介质，包括酸碱盐，主要是盐，它们可减少表面活性剂的亲水性，相对增加亲油性，亦是改变活性剂的亲水亲油平衡值而起作用。为了减少表面活性剂的损耗，提高经济效果，表面活性剂驱，还要使用称之为牺牲剂的化学物质。可作为牺牲剂的物质，有碱性物质和多元羧酸及其盐类，低聚物和高聚物也可作为牺牲剂，木质素磺酸盐及其改性物是一种牺牲剂。

使用两种或两种以上化学驱油主剂的驱油方法，称之为复合驱，与表面活性剂有关的这种驱油方法有：表面活性剂十聚合物的稠化表面活性剂驱；碱十表面活性剂的碱强化表面活性剂驱或表面活性剂强化碱驱；碱十表面活性剂十聚合物的按元复合驱。复合驱通常比单一的驱动有更高的采收率。据目前国内外发展趋势分析，三元复合驱较二元复合驱有更高的优越性。三元复合驱用的表面活性剂主要是石油磺酸盐，通常还复配使用聚氧乙烯烷基醇醚的硫酸、磷酸及羧酸盐类、聚氧乙烯烷基醇烷基磺酸钠盐等，以提高其耐盐性能。近期，国内外都重视研究和使用了生物表面活性剂，如鼠李糖脂、槐糖脂发酵液等，以及天然混合羧酸盐和造纸副产碱木素等，在现场和室内试验取得了好的驱油效果。

第五篇：2012年化学专业表面活性剂及应用学习心得

黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

2012年继续教育知识更新培训化工专业学习心得

为贯彻落实《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020）》和《关于加强专业技术人员继续教育工作的意见》（国人部发〔2007〕96号）精神，不断提高专业技术人员的专业水平、科学素质和创新能力，并根据《黑龙江省人力资源和社会保障厅关于开展2012专业技术人员继续教育知识更新培训工作的通知》要求，我2012年继续教育知识更新的学习。在这次知识更新学习中，我学习了公需课《TRIZ理论》和专业课程《表面活性剂及应用》，主要收获如下：

一、学习内容概要

我通过下载培训教材和课件视频讲座等形式完成了所有学时公需科目及专业科目的学习。

（一）公需科目学习概要

《TRIZ理论》课程主要包括以下部分：1 TRIZ理论的定义、核心思想和解题模式、主要内容和体系架构。2 什么是资源，及其类型。信息资源和能源资源的具体事例。3 如何利用TRIZ理论解决实际问题，TRIZ理论的讲师们通过具体事例深入浅出的为我们讲解了利用TRIZ理论如何解决我们在生产实践中可能遇见的问题，如何查找解题方法，如何筛选出最简单有效的解决方案。

（二）专业科目学习概要

《表面活性剂及应用》主要介绍下面几部分内容：1 表面活性剂概要是关于表面活性剂的定义、结构特点、分类及其主要作用；2 表面活性剂的结构与性能介绍了表面活性剂的基团构成、表面活性剂的亲水疏水平衡值（HLB）及分子量和不同基团对其数值的影响，以及几种典型的基团结构与性能的关系；3 表面活性剂的乳化和增溶介绍了乳化和增溶的定义及他们的原理，表面活性剂的乳化和增溶现象在生产和生活中具体应用；4 表面活性剂在染色与纤维加工中的应用；5 表面活性剂的安全性主要关于如何判断表面活性剂的毒性强弱、如何降低表面活性剂的毒性对人类的伤害等方面。

二、学习体会

通过对姜兆华教授的《表面活性剂及应用》教材的学习，我清楚了表面活性剂的定义、结构特点、分类及作用。深入了解到表面活性剂具有分散、乳化、增溶、起泡、洗涤、润滑、防腐和杀菌等作用，表面活性剂几乎用在各行各业。其 黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

涉及到的领域有：洗涤剂、金属加工、水基涂料、印染、制药、电镀、农药、矿物浮选、石油化工、纺织工业以及食品、化妆品等等众多领域。这使我对表面活性剂有了更深的认识，学习过程中体会颇深。以下就是我学习表面活性剂及应用的过程和体会：表面活性剂概要

主要介绍了表面活性剂的定义、结构特点、分类及表面活性剂的基本作用。学习这章后我对表面活性剂有了清晰的认识。了解到表面活性剂的分类方法，首先表面活性剂根据亲水基团的带电特性，可分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和两性表面活性剂四大类别。除这四大类外，还有特殊的表面活性剂，如氟碳类、硅化合物类、高分子聚醚类、硼化合物类及生物表面活性剂。通过学习，我懂得了不同种类的表面活性剂的结构特点、作用及主要用途，学会了如何科学合理使用表面活性剂，例如，已知是阴离子型的，便不能与阳离子型的同时使用，否则会生成沉淀；通过对水质硬度了解，我们能够确定使用哪一类型的洗涤用品等。表面活性剂结构与性能关系

本章详细讲解了疏水基和亲水基的结构和性能、连接部分的作用及几种典型的结构与性能的关系。通过本章学习，我们了解到不同类表面活性剂具有不同性能的原因。不同表面活性剂，其润湿性、起泡性和去污力等性质各不相同。这主要是由表面活性剂的结构有关。表面活性剂的洗涤能力不仅和它的化学结构有关，还与被洗物的性质有关。只有在其他条件相同时，表面活性剂的洗涤能力和化学结构关系才真正显示出来。亲水基团的种类，对洗净力影响比较明显，是由于被洗物基质表面，有时直接与亲水基团作用。当使用与被洗物基质所带电荷相反的离子型表面活性剂时洗净力差；对油脂性污垢或尘土，使用非离于效果好；对棉织物污垢，一般使用阴离子型表面活性剂较好。增加亲油基长度或将亲水基团自分子中部移向分子的终端，对洗涤有利，如LAS中，烷基链的碳原子数在C8-C18范围内，洗净力是随碳原子数的增加而提高的。但洗净力随亲油基链长增加有一定限度。这是由于链长增加同时，其在水中的溶解度也迅速下降。其次，直链比支链表面活性剂在链长相等时洗涤效力更强。这些，不但丰富了我的专业知识，也丰富了我的生活常识。

黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得 表面活性剂的乳化和增溶。

⑴ 表面活性剂的乳化和增溶原理：乳化是由于表面活性剂分子内有对水和油都有亲和性的活性基团。在活性基团的作用下，使不能混合的两液相的一相在另一相中均匀分散而形成稳定的乳液。增溶是指在活性剂的存在下使水溶性低的物质达到溶解度以上的表观溶解现象，也是不溶于水的物质溶入活性剂的胶束中的一种现象，增溶是使胶束变大的因素。也就是说形成胶束的的活性剂的亲油基越长，增溶量也越大。由于被增溶物质的化学结构不同，增溶量也不同。一般同系化合物中分子越大的增溶量越小，而烷基链长度相同的，极性的比非极性化合物的增溶量大。增溶有两种类型：一种是非极性物质被增溶时，在胶束中心里夹层型(Sandwich）溶解。另一种是极性物质被增溶时，增溶物在构成胶束的活性剂分子之间呈楔形的栅状层增溶。

⑵ 乳液的配置方法

乳液配置方法有乳化剂加入水相法，乳化剂加入油相法（转相乳化法），初生态法，交替添加法，转相温度乳化法和自然乳化法。

⑶ 乳化剂的选择方法，当乳化时，作为乳化剂使用的活性剂的亲水亲油平衡值HLB(Hydrophilic lipophilic balance）是制取稳定乳液的重要因素。

⑷ 乳化、增溶在化妆品方面的应用。包括在雪花膏、冷霜、露液和化妆水中的应用。根据化妆品的性质不同，在化妆品配方中选择的表面活性剂及表面活性剂的用量种类变化很大。通过学习，我对化妆品的成分构成和性质有了深入了解和认知。乳液聚合

乳液聚合所使用的活性剂是乳化剂和分散剂。其中包括脂肪酸皂，歧他松香酸皂以及其它合成活性剂，最近，作为工业用活性剂的需要仅次于纤维工业。在乳液聚合方面，各公司均有各自独特的活性剂配方。此外，也有加高分子性的胶体保护剂，根据加颜料及其它用途，在生成的胶乳中还要加入作为后添加剂的活性剂以提高胶乳的化学稳定性和机械稳定性。但是，乳液聚合的乳化剂所生成胶乳的耐水性不好，因此，对作为涂料用的胶乳等必须注意乳化剂的浓度。最近，对化学物质的安全性（生降解性、鱼类的一次蓄积作用）也有一定的要求。此外，对于聚合成橡胶及合成树脂制作食品包装容器、器皿、用具的加工材料以及添加 3 黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

剂（包括活性剂，稳定剂和染料等），也必须同样考虑安全性的问题。

5表面活性剂在农药、食品、沥青、石油处理剂方面的应用。

⑴ 在农药方面主要是为了达到安全和经济的喷洒效果，利用活性剂的乳化、分散和增溶作用，将农药添加活性剂制成乳剂或水合剂，用水稀释后使用。在田间使用农药是，充分利用活性剂的乳化力和分散力使喷撒的药液通过对植物体、虫体和菌体能润湿、均匀地附着和停留一定时间而发挥效果。

⑵ 在食品工业上，食品工业所使用的活性剂是作为食品添加剂，表面活性剂的主要用途多半是作为乳化剂。例如，在油脂食品方面采用乳化剂已成为常识。此外，作为起泡剂、消泡剂、润湿剂，分散剂、防结晶剂，以及使淀粉和蛋白质形成复合体，甚至作为抗菌剂、抗氧化剂等，活性剂有其很宽广的利用途径。和其它工业相比，食品工业对原材料的使用是有严格限制的。实际应用上，对于活性剂的相互配合是有限制的，而且还常常和浆料、磷酸盐等稳定剂或质量改进剂并用。因此，在使用时应该充分了解表面活性剂的性能。常用的食品表面活性剂有酰基甘油、脂肪酸丙二醇酯、失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸蔗糖酯和卵磷脂以及天然表面活性剂蛋白质、蛋黄、芥末（芥子粉）。

⑶ 沥青乳液

沥青的用途以道路工程和养护为主，在防水粘合、地面工程材料、农业、铁道路面处理、垃圾处理等方面需求量很大，是重要的粘合剂。沥青在常温下成固体乃至半固体状态，在使用时必须进行预处理。处理方法之一是沥青和水的乳化法。在沥青乳化中，对于选择调制乳液所必需的乳化剂及其作用机理，以及乳液的各种性能和对骨材的作用等都有较高和系统的要求。

⑷ 石油处理剂

石油处理剂是将流出的油严密地进行化学处理的药剂，包括集油剂、沉降剂、凝固剂、乳化分散剂等。通常把乳化分散剂称为油处理剂，石油处理剂（oil dispersant）是应用活性剂的乳化分散作用，将流出的油用活性剂进行乳化，形成微粒子，使之在海水中扩散的处理剂。表面活性剂在染色与纤维加工中的应用。因为活性剂分子内有亲水（极性）基和疏永（非极性）基，不但有在气-液、液-液、固-液界面定向吸附的性质及在液-液内形成稳定的集合体（胶束）的性质，而且，作为第三种特性，有和其它物质相互作用的性质。特别是与染料共存时，由于染料本身和活性剂一样，一般有极性和非极性结构，在溶液中或在各种介质中，有各种各样相互结合的可能性。4 黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

在实际染色中，活性剂作为助剂的意义是要求染色时能提高对纤维的润湿浸透性，或使难溶性的染料在水中均匀增溶分散，或谋求染色完全等，活性剂作为染色助剂使用就是由于其有界面活性。与其结合性直接应用于染料或纤维的有匀染剂、缓染剂、促染剂、牢固促进剂等，都是表面活性剂的重要应用。教材从表面活性剂和染料的相互作用角度说明了表面活性剂作为染色活性助剂的应用。

表面活性剂的安全性。表面活性剂的毒性与杀菌力关系密切，毒性小的杀菌力弱，毒性大的杀菌力强，两者基本上是一致的。阳离子型表面活性剂中的季按盐对生物有较大的毒性。非离子表面活性剂毒性小，有的甚至无毒，但其杀菌力相应很弱。阴离子表面活性剂的毒性和杀菌力介于两者之间。表面活性剂中含有芳香基者，毒性较大。聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的毒性以链长者较大。非离子型表面活性剂的毒性虽小，但往往构成污水域，在水中浓度只要百分之几就能杀害鱼类。对于洗涤剂和日用化妆品而言，还要考虑对皮肤的刺激和对粘膜的损伤，与其毒性大体相似。阳离子型的刺激性大大超过阴离子型，两性型和非离子型为最小。因为作为洗涤剂和日用化妆品的表面活性剂中以离子型最多，对皮肤的刺激的作用顺序大致上是烷基硫酸钠最大，其次为烷基苯磺酸钠、羧酸盐等。而以疏水基而言，碳原子数小于12者刺激性最大，12以上刺激性较小，非离子型刺激性小，而醚型又大于酯型。使用表面活性剂，除了要考虑安全性外，还必须考虑其生物降解性。因为表面活性剂最后大多混入污水进入自然环境中，含表面活性剂的污水释放到自然环境中，对环境的生态体系影响很大。因此表面活性剂不仅对我们的生活具有极大贡献，同时还对人类存在有不利因素的一面，因此我们从事化工研发、生产及使用化工产品的人员应该增强了的环保安全意识和社会责任感。

通过对以上内容的学习，使我对表面活性剂有了深刻的了解，学到了很多与生活、工作密切相关的科学知识。就我本人来说，我最近几年从事的工作一直需要与表面活性剂打交道，但是我所学习的专业中恰恰没有表面化学相关的知识，一直以来每当我需要了解表面活性剂的知识时，我都是临时从网上下载些资料研究一下，从来没有这样系统的学习过。因为我的表面活性剂知识都是拼凑起来的，当在实践中遇到棘手的问题时，常常找不到合适的处理方法。例如对于乳化物料进行破乳处理，以前我们经常用的方法是静止，因为我知道通过静止，乳化的粒 5 黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

子会凝聚而沉降破乳。虽然我也知道可以机械破乳或改变温度破乳，但是对于我们的产品来说，机械破乳根本行不通，而改变温度我们只知道加热破乳，但是加热破乳在我们这里是万万不可行的，因为会造成我们的产品降解。现在通过这次继续教育学习，我了解到还可以通过降低温度进行破乳，因此这次学习解决了我们现在面临的一个大的技术难题。学到这些知识后，不仅丰富了我的专业知识，对我的工作有很大的增强作用。同时，增强了我的环境保护意识，增加了我的社会责任感。在此我对姜兆华教授表示深深的感谢，感谢您给我带来系统的表面活性剂知识。

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