上海麦克林生化科技股份有限公司

       表面活性剂在科学和工业中的应用不计其数，涵盖了从初级过程如矿业和石油工业中原材料的回收和净化，到提高涂料、化妆品、药品和食品等制成品质量，最后帮助实现基于更精细控制界面相互作用的新技术和旧技术的新用途。

 

图1 重要和高影响力的表面活性剂的应用^[1]

 

       麦克林提供各类表面活性剂试剂及其衍生产品，具有纯度等级高、生产工艺先进、接受研发定制等特点，能被广泛适用于各类科研项目、研究实验中，欢迎选购。

       本文通过以下几点介绍麦克林表面活性剂的产品特性及相关应用：

        1.表面活性剂的结构

        2.表面活性剂的类型

        3.表面活性剂的功能与应用

        4.麦克林表面活性剂产品介绍

 

 

 

表面活性剂的结构

       表面活性剂分子通常由性质完全不同的两部分组成：非极性的亲油基团(疏水基)和极性的亲水基团(疏油基)。例如:十二烷基硫酸钠(C12H25SO4Na)，其中C12H25-为亲油基(疏水基)， -SO4Na为亲水基(疏油基)，如图2(a) 所示^[2]。

图2 (a)十二烷基硫酸钠结构; (b)表面活性剂亲油基和亲水基不同排列的结构示意图^[2]

 

       表面活性剂在溶液中能够自发形成微小的胶束，这些胶束是由一群表面活性剂分子聚集而成的球形结构。胶束的形成降低了体系的自由能，是表面活性剂发挥作用的重要机理之一。

 

图3 浓度变化下，表面活性剂分子在水溶液中的吸附状态^[3]

 

图4 不同类型的表面活性剂的吸附过程^[3]

 

 

表面活性剂的类型

       表面活性剂的种类很多，可以从不同角度进行分类，按照离子类型分类，可分为离子型与非离子型两大类，这是大家所公认且最常用的分类方法。

       表面活性剂溶于水时，凡能离解成离子的叫离子型表面活性剂，凡不能离解成离子的叫非离子型表面活性剂。按表面活性剂溶于水时亲水基的电性特征，可分为如下四大类，每大类按亲水基结构不同又分为若干小类。

      阴离子型表面活性剂

       表面活性剂的亲水基为阴离子，其中阴离子型表面活性剂根据亲水基的不同又可分为羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型等类型。

 

图5 阴离子表面活性剂-十二烷基苯磺酸钠

 

       阳离子型表面活性剂

       表面活性剂的亲水基为阳离子，其中阳离子型表面活性剂根据亲水基的不同又可分为胺盐、季铵盐、杂环类、间接连接型、盐型以及聚合型等类型。

 

图6 阳离子表面活性剂-溴代十六烷基吡啶

 

       两性离子表面活性剂

       表面活性剂的亲水基既含有阴离子又含有阳离子，即溶于水时同时带正电和负电。其中两性表面活性剂根据亲水基的不同又可分为甜菜碱型、氨基酸型及咪唑啉型等类型。

 

图7 两性离子表面活性剂-十二烷基二甲基甜菜碱

 

       非离子型表面活性剂

       表面活性剂的亲水基为一些极性基团，如羟基或聚氧乙烯醚，即溶于水时不带电。

       非离子型表面活性剂主要包括聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型及烷基糖苷等类型。

 

图8 非离子型表面活性剂-二乙醇胺月桂酸

 

 

 

表面活性剂的功能与类型

       1.润湿和渗透性

       表面活性剂通过降低液体的表面张力，增强其润湿和渗透性能。这在纺织、农业和医药领域具有重要应用。例如，在农业中，表面活性剂可以帮助农药更均匀地覆盖在植物表面，提高其有效性。

       2.起泡和消泡性

       表面活性剂可以通过稳定气泡膜形成泡沫，或通过破坏气泡膜抑制泡沫的产生。起泡性和消泡性在食品加工、化妆品和石油开采中都有广泛应用。例如，在食品工业中，起泡表面活性剂用于制作发泡食品，而消泡表面活性剂则用于防止不必要的泡沫产生。

       3.乳化和破乳

       表面活性剂可以使两种互不相溶的液体（如油和水）形成稳定的乳液，并在需要时通过添加破乳剂使乳液分离。乳化和破乳技术在食品、医药和化工领域应用广泛。例如，在食品工业中，乳化剂用于制作乳状食品，如奶油和沙拉酱，而在石油工业中，破乳剂用于处理原油中的乳化水。

       4.分散

       表面活性剂能够稳定悬浮液中的固体颗粒，防止其聚集沉降，从而提高悬浮液的稳定性。这在涂料、油墨和农药中有重要应用。例如，在涂料工业中，分散剂用于防止颜料颗粒的沉降，保证涂料的均匀性和稳定性。

       5.增溶

       表面活性剂可以增加难溶物质在溶剂中的溶解度，这种现象称为增溶。增溶技术在制药和化妆品中用于提高活性成分的溶解度和生物利用度。例如，在药物制剂中，增溶剂可以提高药物的溶解度，从而提高其吸收效率。

       6.洗涤

       表面活性剂通过润湿、乳化和增溶作用，有效去除污垢和油脂，使其成为洗涤剂的主要成分。洗涤剂在家庭清洁、工业清洗和个人护理中都有广泛应用。例如，在家庭清洁中，洗涤剂用于清洗餐具、衣物和表面；在工业清洗中，洗涤剂用于清除机械零件上的油污。

 

 

麦克林表面活性剂产品介绍

       麦克林表面活性剂试剂产品优势：

        1.结构新颖、品种繁多

        2.纯度等级高

        3.生产工艺先进

        4.接受研发定制

 

阴离子表面活性剂

 

阳离子表面活性剂

 

两性离子表面活性剂

 

非离子表面活性剂

 

天然和生物降解表面活性剂

 

氟表面活性剂

 

特种表面活性剂

 

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参考文献
[1] Myers D. Surfactant science and technology[M]. John Wiley & Sons, 2020.
[2] 徐宝财、张桂菊、赵莉. 表面活性剂化学与工艺学[M]. 化学工业出版社, 2017.
[3] Wang, Xiaonan, Yuan, Shujie, Jiang, Bingyou, Wetting Process and Adsorption Mechanism of Surfactant Solutions on Coal Dust Surface, Journal of Chemistry, 2019, 9085310, 9 pages, 2019. https://doi.org/10.1155/2019/9085310
[4] 王世荣, 李祥高, 郭俊杰. 表面活性剂化学[M]. 化学工业出版社, 2022.