表面活性剂.

表面活性剂

第四章表面活性剂的应用第一节表面活性剂在洗涤剂配方中的应用第二节表面活性剂在制药中的应用第三节表面活性剂在食品中的应用
第四章表面活性剂的应用第一节表面活性剂在洗涤剂配方中的应用第二节表面活性剂在制药中的应用第三节表面活性剂在食品中的应用第四节表面活性剂在化妆品中的应用第五节表面活性剂在石油化工中的应用第六节表面活性剂在纺织工业中的应用第七节表面活性剂在水基涂料中的应用第八节表面活性剂在金属加工工业中的应用第九节表面活性剂在农药中的应用

第一节表面活性剂在洗涤剂中的应用常见的洗涤用表面活性剂类型如下：
第一节　表面活性剂在洗涤剂中的应用常见的洗涤用表面活性剂类型如下：（1）常见的阴离子表面活性剂有高级脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、硫酸酯盐、脂肪酸酰氯与蛋白质水解物缩合物、磷酸酯盐等；（2）常见的阳离子表面活性剂有胺盐型阳离子表面活性剂、季铵盐型阳离子表面活性剂；（3）常见的两性表面活性剂有氨基酸型两性表面活性剂、甜菜碱型两性表面活性剂、咪唑啉型峡谷性表面活性剂、氧化胺；（4）常见的非离子表面活性剂有聚乙二醇型和多元醇型非离子表面活性剂；（5）常见的高分子表面活性剂有天然高分子表面活性剂和半合成高分子表面活性剂；（6）常见的氨基酸型表面活性剂有蛋白质系表面活性剂；（7）常见的特殊类型表面活性剂有氟表面活性剂、硅表面活性剂、有机金属表面活性剂、硼表面活性剂、生物表面活性剂。

一、在家庭用洗涤剂中的应用 1、纺织品洗涤剂家用洗涤包括纺织品被服用洗涤剂、居家用洗涤剂、浴室用洗涤剂、厕所用洗涤剂，玻璃、塑料制品等硬表面活性剂。洗涤剂的配方根据用途不同而有所变化。此外，由于洗涤习惯不同，待洗物品原料随科学进展而趋向多样化，以及防止环境污染等，所使用的表面活性剂和助剂也都随之发生变化。家庭用纺织品、被服主要有内衣运动服、外衣、风雨衣、外套、床单等，所用的原料有棉、麻、丝、羊毛、人造棉、醋酸纤维、聚酯纤维、丙烯纤维。洗涤剂可分为用于洗涤内衣、衬衣罩衫、工作服、儿童服、袜子等与皮肤直接接触或污垢较多的重垢型洗涤剂，及用于洗涤毛衣、毛线衣和外衣等不直接与皮肤接触，污垢主要是灰尘等油污少的轻垢型洗涤剂。重垢型洗涤剂有用于手洗的和机洗的，按形状有粉状的、液体的。轻垢型洗涤剂主要用于羊毛、丝、细纺合成纤维制品，一般不含碱性助剂，又称为中性洗涤剂，有粉状的和液体的，洗涤方法主要是手洗、撞洗和推洗等。

(1)重垢洗涤剂祛除污垢较多的洗涤剂。

(2)轻垢洗涤剂轻后型洗涤剂用于洗涤软织物，如羊毛、尼龙、丝绸等织物。若以酸性或碱性洗涤液洗毛织品，织物有明显的收缩。羊毛制品和丝绸等以动物纤维的制品，洗涤除受PH值限制外，机械洗涤液会引起织物起毛、收缩，损伤原毛。因此，这类衣物的洗涤剂需在接近中性的温和条件下进行。轻垢型洗涤剂即属于这种中性的洗涤剂。洗衣用的中性洗涤剂有粉状和液体两类。轻垢型洗涤剂的主要成分为表面活性剂和助剂。常用的表面活性剂有：直链烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐等阴离子表面活性剂；脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚醚等非离子表面活性剂。有机螯合剂、抗再沉积剂和起泡剂等；此外还可以加入适量的色料、香精等；有漂白性能的需加入漂白剂。

由于厨房用洗涤剂洗涤的对象是食品和食器，除应具有良好的洗净能力外，还需满足卫生方面的要求： ①洗涤剂的各组分对人体安全无害;
2. 厨房用洗涤剂厨房用洗涤剂可分为餐具用洗涤剂、炊具用洗涤剂和蔬菜、瓜果鱼禽肉类洗涤剂。无论哪种都不同于衣用洗涤剂。用于餐具和炊具的洗涤剂主要是清除附着于硬表面上的污垢，如油脂、淀粉、蛋白质等污垢；用于蔬菜、瓜果和禽肉类洗涤剂主要能清除附着于其上的各种污垢、农药、微生物等。由于厨房用洗涤剂洗涤的对象是食品和食器，除应具有良好的洗净能力外，还需满足卫生方面的要求： ①洗涤剂的各组分对人体安全无害; ②能较好地洗净、除去动植物油污; ③不损伤餐具、炊具及其他厨房用材料; ④用于蔬菜、瓜果、鱼禽肉等洗涤，应无残留物，不影响外观和风味，不能发生化学反应、破坏营养成分; ⑤起泡良好。

(1)餐具用洗涤剂餐具可用手洗也可用机洗，由于洗涤方法不同，所用洗涤剂在组成上也有所差异。手洗餐具用洗涤剂要求溶解快，泡沫稳定，去污性能良好，分散性能高，对皮肤无刺激，无异味，餐具洗后无水纹。因此，手洗餐具用的高泡洗涤剂主要采用烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐等阴离子表面活性剂，与脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂复合配方，以烷酰胺、聚氧乙烯月桂酸单乙醇酰胺或聚氧乙烯椰子油酸单乙醇酰胺做泡沫稳定剂，此外洗涤剂还需加入助溶剂、溶剂、防腐剂和络合剂等。机洗餐具用洗涤剂应具有较低的泡沫，故多采用脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂为活性物，为增强去污能力，较多地添加碱性助剂。机洗餐具后还需要使用冲洗剂、消毒剂等。

(2)灶具和厨房设备洗涤剂

该配方洗涤剂适用于擦洗烤箱，对玻璃、陶瓷面无损伤。（该配方为联邦德国公开专利3908971介绍的。）
3. 居室用洗涤剂家用居室与公共场所用清洁剂。这主要是硬表面清洁剂，包括地面、墙面、玻璃、洁具的清洁剂以及地面的消毒剂。另外，还有用于家具、地面的上光及保养，空气的清洁与清新等的清洁剂。通用剂是相当广的洗涤剂产品类别，可用在很多清洁活动，这些活动多数涉及硬表面清洁。通用清洁剂及其浓缩物常常需要稀释，其稀释剂一般为水，也需要助剂软化硬水，这些助剂有柠檬酸盐，碳酸盐和磷酸盐。从技术上讲，通用清洗剂加入助剂后，可以考虑用作厨房清洁剂。助剂能改进肥皂或合成活性剂效率，提高洗净能力。在配方中加入的主要溶剂为二乙二醇正丁醚，但它有刺激性，可替代物为二丙二醇甲醚和二丙二醇正丁醚混合物。如此，可降低活性剂用量，也可避免溶剂的刺激性、减少清洁表面的残留污斑，同时保持同样的清洁性能。在配方中加入麿料，以提高机械去污力，为提高麿料体系的稳定性，可选用Carbopol ETD或Good-Rite树脂，分散悬浮，稳定配方。

二、在个人用洗涤剂中的应用 1. 洗手剂个人清洁用品是液体洗涤剂中第三大类清洁剂，包括头发清洁剂、皮肤清洁剂。这些产品与人体接触，卫生要求较高，在国外也将其列入化妆品范畴。液体洗手剂常分为三类，即普通洗手液、消毒洗手液、无水洗手剂。普通洗手液在去污力及泡沫基础上考虑对手的柔和与保护作用。消毒洗手液主要考虑到公共场所对手的灭菌、消毒作用。而无水洗手剂的作用则是去除油与脂，需要良好的去污能力，但同时对手也有一定的保护作用。无水洗手剂从手上去除尘埃、油脂和污渍，而不用水冲洗。它们可配成水包油或油包水的膏状、胶状、乳状、乳脂、乳剂和液体。

这种洗手产品一般含清洗剂、增稠剂、乳化剂和水。通常清洗剂为低黏度的溶剂，其选择依赖于要去除的污渍的类型。常使用的是无味煤油，因为它便宜，而且对多数污渍有效。其他常用的溶剂为矿物醇或矿物油。增稠剂常为纤维素衍生物。皂或非离子表面活性剂常用做乳化剂和清洗剂。表面活性剂常常是溶剂的有效增稠剂。润肤剂如十六醇、羊毛脂和石蜡，保湿剂如山梨醇溶液或甘油以及抗菌剂，可用于提高应用性能。

2. 发用洗涤剂洗发香波是液体洗涤剂中使用原料最为广泛的洗涤剂，其使用原料简述如下。
(1)表面活性剂　使用阴离子活性剂和两性离子活性剂。常用的阴离子表面活性剂为脂肪醇硫酸盐、脂肪醇醚硫酸盐、琥珀酸酯磺酸盐。为减少皮肤刺激和对头发的损伤，还使用柔性的阴离子活性剂－蛋白质与脂肪的缩聚物，如椰子蛋白质脂肪酸缩聚物、以及氨基酸型活性剂、水解动物蛋白质等。 (2)两性活性剂　其洗涤性能不及阴离子活性剂，但刺激性极低，常与脂肪醇硫酸盐、脂肪醇醚硫酸盐制成柔性洗发香波，如婴儿香波。这类活性剂有烷基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基磺化甜菜碱、烷基咪唑啉及两性乙酸盐、两性丙酸盐等。

(3)离子活性剂　起泡力和去污力都差，一般用作头发调理剂，易为头发吸收，具良好的柔性、抗静电性以及润滑、杀菌作用。在二合一香波中，主要使用高分子阳离子季铵盐，以利于与阴离子活性剂配伍。
(4)非离子活性剂　主要是烷醇酰胺和烷基氧化胺，用于体系的增泡和稳泡。同时，也对体系有增稠作用，并能减缓阴离子活性剂对皮肤的刺激性。 (5)添加剂　常用的添加剂有增溶剂、珠光剂、去头屑剂、防腐剂、螯合剂、紫外线吸收剂、缓冲剂及香精、色料等。常见的洗发香波配方如下：

一般而言，黏稠、豪华香波具有极好的清洗力，对头发有调理作用。

三、在工业用洗涤剂中的应用 1.金属清洗剂金属清洗剂的发展趋势是从溶剂型过渡到水基型，而水基型中常会用到两性表面活性剂。其他类型的工业洗涤剂如高压洗涤剂、交通污膜脱除剂、泡沫洗净剂等均可使用两性表面活性剂。两性表面活性剂对保证在强碱条件下液态产品中各组分的配伍性方面有特殊作用。表4-1所列的配方为稳定的透明液体，将这一配方与两种品牌液体洗涤剂及两种品牌粉体洗涤剂的性能进行了比较，结果列于表4-2。这一实验是采用EMPA 101推荐的方法。在30OC、20:1的浴比条件下进行15min洗涤，用Harrison色度仪测定实验前后的光反射率（△C1）。从表2结果可看出，在相同剂量下表1配方的性能超过所有3种品牌产品。事实上只用40%剂量便可达到与3种品牌产品中最低效的配方等效。

目前金属制造业中大部分金属清洗操作都采用水基配方，其中通常含有能除去金属表面油污的碱，如氢氧化钠、硅酸钠、正磷酸钠等，加入表面活性剂有助于提高去垢速度。由于两性表面活性剂在强碱性中稳定，且具有高的碱溶性，因此在碱性水基清洗剂中可以使用两性表面活性剂。当两性表面活性剂的分子中含有多个阴离子基团时，就更有利于在强碱中的应用。两性表面活性剂在这种场合下具有强亲水排斥作用，能够显示出水溶助长功能，满足配方在这方面的需要，此外，额外的阴离子基团能够增加在碱中的溶解度，可以使去污作用增强。表4-3给出含辛胺二丙酸钠的配方，具有高效，低泡、快速润湿等特点。

输送带的润滑/清洗在自动包装线上起着十分重要的作用，尤其在饮料、牛奶、食品加工业中应用广泛，在这种特殊制剂中常将两性表面活性剂与肥皂复配起来使用。表4-4是由脂肪酸钠皂和C8两性表面活性剂配制的低泡润滑剂配方。

2. 酸性清洗剂建议在含乙酸、柠檬酸、盐酸、氨基磺酸、磷酸、甲酸等酸性清洗剂中使用两性磺酸盐、甜菜碱和磺基甜菜碱等两性剂的使用量为5%。在许多酸性清洗剂中均需加入增稠剂以改变配方的流变性。表4-5列出了在各种酸中建议使用的两性表面活性剂。

第二节表面活性剂在制药中的应用一、在片剂和丸剂中的应用
第二节　表面活性剂在制药中的应用一、在片剂和丸剂中的应用从19世纪40年代到现在，片剂的研究、开发和生产发展得都很快。伴随着片剂辅料的发展和改进，新型表面活性剂的应用，又大大推动了剂型的改进和创新。对片剂变色、崩解度、硬度和含量等问题的研究改进，提高了片剂的疗效。 1. 表面活性剂作片剂的润湿剂和胶黏剂片剂要求所用的药物能顺利流动，有一定的黏着性，但又不黏贴冲头和冲模；遇体液又能迅速崩解，被吸收而产生疗效。实际上药物极少兼具这些性能，因此必须加入辅料或适当进行处理，使之达到以上要求。辅料必须要有较高化学稳定性，不与主药反应，不影响主药释放、吸收，对人体无害，来源要求广泛，成本低廉。

常见的辅料包括润湿剂、胶黏剂、崩解剂、滑润剂、稀释剂和吸收剂等。表面活性剂作为片剂辅料，可作胶黏剂和润湿剂。
对于一些疏水性强的药物，压成片剂后，由于其疏水性，服用后不被体液湿润，往往不能崩解而整粒排出。氯霉素棕榈酸酯即如此，如在制片时加入吐温 %，可使药片被体液润湿，促进崩解。胶黏剂可使药物细粉黏合制成颗粒以便压片，如药物本身没有黏性或黏性不足，容易粉碎，则必须加入适量的胶黏剂。胶黏剂往往也是润湿剂。

2. 表面活性剂作片剂崩解剂的辅料片剂中加入适量表面活性剂可增大药物的溶出速度，这主要是湿润和助溶作用。表面活性剂亦可改变机体吸附膜的性质，使药物更容易为机体所吸收。表面活性剂的存在，使水更易于透过孔隙，片剂加快崩解。表面活性剂加速崩解不是直接影响崩解度，而是减低崩解剂的表面张力，使其易于吸水膨胀崩解，缩短崩解时间。表面活性剂起了辅助崩解剂或促崩剂的作用。使用表面活性剂的方法有三种：(a)溶于黏合剂中，(b)与崩解剂淀粉混合加于干颗粒中，(c)制成醇溶液喷在干颗粒上。第三种方法效果最佳，只是生产多了一道工序。

为使压片前制成的干燥颗粒润滑，减少与冲模摩擦和黏连，使片剂光亮美观，剂量准确，一般须在加工时加入润滑剂。
3. 表面活性剂作片剂润滑剂为使压片前制成的干燥颗粒润滑，减少与冲模摩擦和黏连，使片剂光亮美观，剂量准确，一般须在加工时加入润滑剂。常见润滑剂可以是液体或流体的，常用者为液体石蜡(或与滑石粉配合使用)。润滑剂也可以是固体的界面润滑剂，具有抗静电和抗黏作用，在粉粒表面形成一薄层以达到润滑。常用的是硬脂酸盐、高级脂肪酸盐、表面活性剂十二烷基硫酸镁等。 4. 表面活性剂作包衣物料有的片剂表面包上一层保护衣，可使药物稳定，避免与空气中水分、二氧化碳、氧气接触。对胃有刺激作用的药和要求在肠道显效和延效的药都可包衣(糖衣、肠衣或薄膜包衣)，以达到治疗效果。包衣材料要求性质稳定、无毒、包衣后不引起体积较多加大，有弹性、不出现裂缝，不影响崩解等。

表面活性剂可用于片剂包衣物料的有：非离子表面活性剂聚乙二醇(PEG)、吐温、聚乙烯毗咯烷酮(PVP)、醋酸乙烯醇共聚物等；阴离子表面活性剂二辛基琥珀酰磺酸钠、月桂醇硫酸钠；天然表面活性剂阿拉伯胶、西黄蓍胶、明胶、虫胶等。 (1)糖衣物料加人30%～35%阿拉伯胶的胶浆，新鲜配制，明胶浆量10%～15%，均用着色隔离衣，可增加衣层牢固性。 (2)肠溶衣物料肠溶衣最早用的是虫胶，利用其在不同pH值溶液中的不同溶解性，在胃中不溶而在肠中溶解，抵抗胃液的酸性腐蚀，到肠中能迅速崩解或溶解。后由于药典规定的改变(pH值由7.3改为6.8)，故肠溶衣物料改用邻苯二甲酸醋酸纤维素和丙烯酸树脂(Ⅱ，Ⅲ号)，配方中加入少量吐温—8e。符合药典规定，工序简化，污染降低。 (3)薄膜包衣材料要求是合成高分子化合物。具有特殊理化性质，其分子结构、分子量、黏度、溶解度均适合作薄膜包衣材料。可胃溶、肠溶、渗透、缓释。

5. 表面活性剂作片剂缓释剂和控释剂药物在人体内缓慢释放，吸收后能达到长效作用。这需要加入大分子阻滞剂，以实现缓释。控释剂则可延长药效，控制其释放量及释放动力学过程。用于该方面的片剂物料表面活性剂一般是大分子共聚物，它可以分成两类。 a．亲水胶体，能大量吸收水分，而不溶解，一般都是经交联形成的聚合物，如PVP、聚乙烯醇(PVA)、聚羟乙基丙烯酸甲酯等它们都有良好的生物相容性。如PVP用于制作缓释剂时，常作为骨架的致孔剂兼黏合剂。它可用来制备不溶性骨架和溶蚀性骨架药物缓释片，可控制药物通过凝胶层缓缓向外扩散释放，调节释药速率。 b．疏水性聚合物。不吸收或极少吸收水分，有较大的机械强度，对亲脂性药物具有高渗透性。如硅胶，它是惰性的，安全，可长期置于人体中。另外，乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)具有良好生物相容性和机械性能，并有选择渗透性。

生物降解聚合物是控释体系中一种发展中的重要物料，用作药物载体制成植入剂或注射剂。药物分散在介质中能在体内扩散并随聚合物降解而释放。如纤维蛋白及胶原、聚乳酸、聚乙醇酸、聚宝基酸等。其毒性小，生物相容性好，无致敏性，降解产物亦无害。控释剂的优点是可以减少用药次数，血药浓度能维持稳定，减少药物的不良反应和用药总量，增加药物的吸收量。其他缓释剂还有巴西棕榈蜡、琼蜡、硅藻酸、羟基丙烷、甲基纤维素、PEG、司盘等。二、在滴丸剂中的应用丸剂是我国古老剂型之一，属中药制剂。近年来表面活性剂在滴丸中应用较多。所谓滴丸是指用滴制法制成的丸剂。固体或液体药物经溶解、乳化或混悬于适宜的熔融态基质，经滴管滴人另一不相混溶的冷却剂中，使液滴成球状冷却凝固成丸，取出，洗去冷却剂，干固即得。

滴丸中除主药外的其他赋形剂均称基质。用于冷却液滴，使之凝成固体药丸的液体为冷却剂。冷却剂有脂溶和水溶两类。
(1)脂溶性基质：硬脂酸、单硬脂酸甘油酯、虫胶等。相应冷却剂为水、乙醇或其混合液。 (2)水溶性基质：聚乙二醇(PEG4000，PEG6000)、硬脂酸钠、聚氧乙烯单硬脂酸酯(Myrj类)等。相应冷却剂是液体石蜡、植物油、煤油等。这些基质必须生理惰性、无毒、无副作用，低化学活性，熔点较低，在60～100℃可熔化，骤冷可凝固，使药物处于最佳分散状态。冷却剂则要求与药物不相混溶，不发生作用，并应具有适当的相对密度和黏度。表面活性剂在滴丸剂中的作用主要是改善难溶药物的吸收和溶出，提高其生物利用度。这里以聚乙二醇类(PEG)应用最多，这是由于其化学稳定性好，易溶于水，能释放水溶和油溶性药物。如氟哌酸的耳用滴丸，其中氟哌酸是主药，PEG 400、PEG 6000和吐温—80共同构成基质，二甲基硅油为冷却剂，所得滴丸成型好，颗粒均匀，硬度适中，临床发现用药时浓度高，速效，作用持久。

三、在胶囊药剂中的应用将药物装于胶囊中既便于服用，又不刺激口腔黏膜，还便于保存，患者很愿意接受。长效胶囊是以非活性物质做助剂，将药物与肠溶性高分子物质造粒，做芯料，外包乙基纤维素膜，所用肠溶性高分子物质的用量为15%～70%。通常采用的有：在pH值>5时水溶性好的多糖类乙酸酯、烷基化多糖类或羟烷基化多糖类、有机二元酸酯、羧基烷基多糖烷基醚、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯或聚乙烯醇缩乙醛的有机二元酸酯或丙烯酸、甲基丙烯酸或其酯二、三元共聚物。 1. 在空胶囊中的应用明胶胶囊发明于1934年，它可掩盖药物不良气味，外表光滑、美观，易服用，携带方便。溶解速度高于片剂，还可提高对光、湿、热敏感药物的稳定性。胶囊剂现已成为世界上使用最广泛的口服剂型之一，许多国家的产量、产值仅次于片剂和注射剂。在其中表面活性剂的主要应用为：

（1）作空胶囊(硬胶囊)辅助材料。明胶是制空胶囊主要材料，但因其易吸湿和脱水，常需要加入少量附加剂。硬胶囊可在空囊上印字，但要在食用油墨中加入8%～12%的聚乙二醇(PEG400)，以防止印字后磨损。
（3）用于肠溶胶囊剂。临床需要进入肠内溶解吸收发挥疗效的肠胶囊剂，一般用甲醛浸渍法处理。但也有将胶囊剂用包衣法处理的，包衣材料用CAP和PVP或羧甲基丙基纤维素、虫胶等，这样可得肠溶胶囊剂。

药物经微囊化之后，可延缓药物疗效，提高稳定性，掩盖不良气味，降低其在消化道中的副作用，减少复方配伍禁忌，将液态药物制成固体制剂。
2. 在微型胶囊剂中应用微型胶囊(Microcapsules)是近年来发展起来的新技术。系用高分子材料将固体或液体药物包裹成直经为91～5000μm的微小胶囊。通常将药物的微型胶囊根据临床需要制成散剂、胶囊剂、片剂、注射剂和软膏剂。药物经微囊化之后，可延缓药物疗效，提高稳定性，掩盖不良气味，降低其在消化道中的副作用，减少复方配伍禁忌，将液态药物制成固体制剂。表面活性剂既可作囊中心物中主药附加剂，也可作囊材。如硫酸亚铁微囊制备时，将硫酸亚铁与PEG4000加司盘-60混匀，搅拌使其分散于热的液体石蜡中，形成W／O乳液，冷却，加入石油醚引起相分离—凝聚作用，使PEG4000冻凝成微囊，空气干燥，即得成品。目前已有三十余种药物制成微胶囊制剂。国内在这方面的研究也取得了一些进展。

3. 在毫微微粒中应用毫微微粒(Nanoparticle)是一种近年来出现的固态胶体药物释放体系。胶体药物释放体系对全身治疗效果很好，这种体系基本上是亚微米体系，它和微粒和微囊制法相似，称为毫微微粒。该体系由一种载体物质及其负载药物组成。标准是要积聚或保留在其所需作用的部位，即药物的靶器官定向作用，有适当的释放速度，稳定，易于用药，作为注射药可灭菌，载体无毒易生物降解。

四、在软膏类药剂中的应用软膏类药剂是由有效药物组分和膏基组成。膏基有O—W型和W—O型的。制备膏基常用的表面活性剂有吐温、聚脂肪酸氧乙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚等非离子表面活剂剂、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐和十二烷基硫酸钠阴离子表面活性剂。当采用月桂醇聚氧乙烯醚做乳化剂制备膏基时，由于聚氧乙烯链长短的不同，产品可以是膏状、液状、凡士林状、，蜡状物等。如聚氧乙烯链聚合度4～7时，常温下是液体可分散于水和溶于水；若聚氧乙烯链聚合度为6也可溶于液体石蜡，具有两亲性，在常温下对水的表面活性最大。用阴离子乳化剂配制的膏基在酸性条件下可能不稳定，所以对于需要酸性条件的药物应选择阴离子或非离子乳化剂。季铵盐类对含有脂肪醇的乳状液体系有助稳定作用。

五、在膜剂、气雾剂中的应用膜剂、气雾剂都是新型制剂，表面活性剂在其中都起了重要的作用。 1．在膜剂中的应用膜剂于20世纪60年代开始研究，现在在国内外的研究和应用都有了较大进展，而且都已应用于临床。药物溶解或均匀分散在成膜材料的溶液中，涂抹或制成薄膜状药物制剂。一般膜厚0.1～0.2mm，面积不同用途不同，lcm2的供口服，0.5cm2的供眼用，5cm2的供阴道用。表面活性剂在膜剂中不但广泛用作辅料，而且有的本身就是膜剂的主药。

(1)作膜剂辅料一般膜剂的处方中除主药外，还有1%～3%的表面活性剂(如吐温—80、SLS、豆磷脂)。
在膜剂少量生产时，将成膜材料溶于水中，过滤，加入主药充分搅拌。如主药溶解性能不好，则先制成微晶或研成细粉，用研磨或搅拌方法，在表面活性剂作用下使之均匀分散在成膜材料的胶体溶液中，再倾倒在乎板玻璃上涂成涂层、烘干、制成成品。成膜材料，常用的是天然或合成高分子物质，如明胶、阿拉伯胶、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)等。经研究发现，以PVA的成膜性能、膜抗拉强度、柔软性、吸湿性为最佳。

(2)在口腔用膜剂中应用本类膜剂应用最多，它分为口服膜、口含膜和口腔外用膜三种。一般口腔黏膜吸收后可显全身疗效。
如舌下含膜的硝酸甘油膜剂，其成膜材料是聚乙烯醇，稳定性优于片剂，临床效果也较快，膜剂奏效时间是0.35min，而片剂是1.18min，该膜剂的水溶时间短、体外释药要比片剂快3～4倍。在此膜剂中，硝酸甘油以球粒形态均匀分布在胶液和干膜中，为PVA所包复，可防止其挥发。美国在1981年制成硝酸甘油贴片膜，它对粥样硬化性冠心病和冠状动脉痉挛均有较好的预防作用。

(3)在外用膜剂和涂膜剂中应用皮肤外用膜剂是用含高分子化合物(如聚氧乙烯醇缩甲乙醛)的有机溶剂溶解药物制成的外用液体涂剂。用时涂于患处，溶剂挥发后形成薄膜，对患处保护，同时释放所含药物起治疗作用，使用较为方便。如一种烫伤涂膜剂，含2%乳化剂，乳化液可直接涂在皮肤上，或先涂布于玻璃板或热圆筒上，加热除去水分即可用。另有一种硫磺涂膜剂，除主药外，还加入表面活性剂吐温-80、PVA-124，其中吐温-80用于将主药硫酸锌、樟脑酯和硫磺等制成混悬液，加入表面活性剂可使硫磺均匀分散，不结块，涂膜后药液充分接触皮肤、增强药效，可治疗疥疮、痤疮和各种湿疹。

(4)在眼用膜剂中应用在眼用膜剂中加入聚乙烯醇(PVA)等表面活性剂后，后者在泪液中溶蚀，在角膜表面形成黏性含药泪膜，直接接触眼膜上皮层向眼内渗透，可加强药效，延长药物作用时间。如噻吗心安眼用膜剂中加人PVAl7-88，后者用80%乙醇溶解，加入蒸馏水，水浴加热并加入其他药物，制成膜剂可治疗青光眼。 (5)在避孕和阴道用膜中应用膜剂在这个领域中应用亦较多。其优点是给药方便、不受分泌物冲击，不影响阴道内pH值和生理功能，局部药物浓度高，可维持较长时间，优于其他给药方法。 (6)在鼻腔用膜剂中应用膜剂应用于鼻腔时，由于呈半固体状，在鼻腔内滞留时间长，不流向口腔，无不良气味，释药缓慢持久。现主要有止血消炎膜、慢性过敏性鼻炎药膜、味麻药膜、复方酮替芬药膜等。最近研究表明，鼻腔用药显全身效果，加入吸收促进剂即可实现，是很有前途的给药途径，可避免过敏反应和胃肠道分解。

(7)在中药膜剂中应用近年来在这方面的研究发展较快，中医的口腔科、眼科、伤科、皮肤科、妇科均有膜剂。
表面活性剂聚乙二醇(PVA)类、白芨胶、明胶都可用作成膜材料，其中PVA成膜性、脱膜性、抗拉性、柔软性、吸湿性均优于其他材料，也是很好的药物载体。白芨胶是中药膜剂中常用的成膜材料，无毒、无刺激性、稳定、成膜性能好，有一定拉力，可延缓释放。有止血化瘀、消肿生肌等治疗作用。在制膜时先将药物与成膜材料进行预处理，在配制膜浆液之后加人附加剂，消泡、涂膜、干燥、脱膜制成产品。在制膜板上先涂少量液体石蜡或吐温—80，可使脱膜时完整。

2．在气雾剂中的应用气雾剂(Aeros01)是指药物和抛射剂一同封装在耐压容器中，使用时借抛射剂压力将药物喷出的制剂。由于其具有速效和定位作用等优点，故自20世纪50年代以来发展迅速。 (1)在混悬气雾剂中的应用混悬系统是药物微粉分散在抛射剂中形成的较稳定的混悬液。在溶剂中不溶解或溶解后不稳定的药物，宜制成此体系，加入表面活性剂使之稳定。表面活性剂是这种系统的助悬剂、润湿剂、分散剂。制备粉末气雾剂必须防止粉末的凝聚和重新结晶，其中在体系中的水分是导致重新结晶的重要因素。为防止以上现象发生，常借助于表面活性剂的屏障作用。例如治疗流感的牛蒡子苷不溶于抛射剂F12，用一般制备西药粉末喷雾剂的方法将牛蒡子苷压入F12后会凝聚成树脂状物质，黏附于器壁而影响使用。如改用司盘-80和油酸乙酯为分散剂，可使牛蒡子苷在胶体状态下充分研细，压人F12后可得性能较好的粉末气雾剂。

(2)在泡沫气雾剂中应用泡沫气雾剂喷出物不是雾粒而是泡沫可用于皮肤、阴道和直肠等局部表面。这类气雾剂在容器中成乳状液。当乳状液经阀喷出后，分散相中抛射剂立刻膨胀气化，使乳剂成泡沫状。
表面活性剂在泡沫气雾剂中作乳化剂，对系统质量好坏起重要作用。乳化剂使振摇时油和抛射剂完全乳化成细微粒，稠厚，至少在l～2min内不分离，并保证抛射剂和药液同时喷出。

六、在栓剂中的应用栓剂是常用的药剂。某些药物不能口服或口服效果不佳，可制成栓剂，经直肠吸收，以发挥其功效。制备栓剂的基剂主要是由油脂和表面活性剂组成。表面活性剂在栓剂中既起乳化分散作用，又能促进直肠对药物有效成分的吸收。常用的表面活性剂有甘油脂肪酸酯、蔗糖酯、吐温等非离子表面活性剂。及十二烷基硫酸钠等阴离子表面活性剂。七、在液体制剂中的应用所谓液体制剂是以液体形态用于治疗的制剂。按分散体系分类，可分为分子分散体系和微粒分散体系，前者包括低分子溶液、高分子溶液，后者包括胶体溶液，粗分散体系，粗分散体系又可分成乳剂和混悬剂。按其应用，液体制剂可分为内服、外用、注射三类。表面活性剂在液体制剂中主要用作分散剂、增溶剂和乳化剂。如在药剂学中常遇到一些难溶于水的药物要配成水溶液的问题，增加难溶物溶解度是一个重要的问题，目前解决该问题的措施之一是加入表面活性剂使难溶药物在胶束内增大溶解度。

(1)对维生素A、D、E、K的增溶脂溶性维生素A、D、E、K难溶于水，内服难吸收，常配成乳剂或通过增溶以供药用，现已制成VitA的黏稠水溶液和VitD2水溶液，即以吐温-80作增溶剂，所得制剂加10倍水稀释仍保持澄清。 (2)对甾体药物的增溶甾体类药物一般难溶于水，将其溶液或混悬液用于滴眼剂或注射剂，需要增溶。中川等用四种非离子表面活性剂对十余种甾体药物进行过增溶实验，发现这些药物在增溶下均可配成溶液。如丙酸睾丸酮(TP)增溶效果在低浓度时较好；浓度相同时氧乙烯基数小的增溶效果好。（3）对抗生素的增溶一般抗生素在水中的溶解度都很小，如氯霉素在水中的溶解度仅为0.25%，治疗时需2.5%的溶液供注射。过去用几种醇作混合溶剂提高起溶解度，但注射后有副作用。现用吐温-80的20%水溶液作溶剂，可得稳定注射液。另外，表面活性剂还可在乳液和混悬剂中作为乳化剂、助悬剂、絮凝剂和反絮凝剂起到分散、稳定等作用。

八、直接作药物的表面活性剂直接用作医疗和杀菌的表面活性剂，主要是阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和环氧乙烷衍生物非离子表面活性剂等，如烷基苄基二甲基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、Tego型两性表面活性剂(氨基羧酸型两性表面活性剂)等。

第三节表面活性剂在食品工业中的应用一、食品乳化剂
第三节　表面活性剂在食品工业中的应用一、食品乳化剂食品乳化剂能使食品各成分混合均匀，以改善食品的组织结构、口感，提高食品的质量和贮存性。主要品种为非离子型表面活性剂，少数是阴离子型。其中，天然乳化剂如大豆磷脂及脂肪酸多元醇酯与其衍生物的应用最为广泛。 ①甘油脂肪酸单酯。它是食品乳化剂中用量最多的一种，工业产品为单酯与双酯的混合物。单酯含量仅40%～50%，如产品经过分子蒸馏可获得单酯含量高于90%的产品。单酯的HLB为3～5，属亲油性的乳化剂，常用于人造奶油、起酥油等W/O型乳化食品中。不饱和脂肪酸单甘酯的乳化能力比饱和脂肪酸单甘酯更强，但存放性较差。单甘酯可以单独使用，也常和其它乳化剂如蔗糖酯、失水山梨醇酯并用作为起泡剂，使糕点体积膨大。油酸甘单酯单独作为制作炼乳和豆腐的消泡剂。单甘酯能和淀粉形成复合体，防止面包老化，并使面包疏松、柔软、可口。

低碳酸如己酸、辛酸、酸的单甘酯具有防菌作用，可提高食品的保藏性。加入太妃糖、口香糖中可防止黏牙。
单甘酯也可与其他有机酸如乳酸、柠檬酸等反应生成甘油酯的衍生物，以改善甘油酯的亲水性以及与淀粉的复合性。 ②脂肪酸丙二醇酯的HLB为2～3，可与其他乳化剂并用。 ③失水山梨醇酯（Span）。单酯的HLB为4～8，可代替蔗糖酯使用，具有W/O型乳化和增塑性能。常用单棕榈酸酯和单硬脂酸酯制成人造奶油或糕点起泡的W/O型乳化剂。未经蒸馏的产品略有气味。吐温（Tween）类乳化剂的亲水性较强（HLB=16～18），略有不适气味，用量多时会使口感发苦。

④脂肪酸蔗糖酯。这类产品的HLB=1～16，单酯的水溶性很大。O/W型乳化剂使用HLB=1～15的糖酯，W/O型乳化使用的HLB=2～5的糖酯。糖酯能仰制砂糖从糖液中结晶析出。又如巧克力可可脂，晶型以β型（熔点34℃）最稳定，其它三种晶型均不稳定，将浮于表面起霜。加入糖酯，有利于β晶体的生成，防止起霜。脂肪酸蔗糖酯由于HLB范围广，且应用愈来愈广。 ⑤烷、基多糖苷（APG）。亦称糖醚，是脂肪醇与糖的缩合产品。由于它的结构是醚键，化学稳定性较强，近年来继Henkel公司开发成功后，应用日益扩大。 ⑥大豆磷脂(卵磷脂)。大豆磷脂属两性离子型，PH为6.6，呈微酸性，等电点PH=3.5。在酸性条件下容易生成W/O型乳液，在碱性附近则生成O/W型乳液。卵磷脂对油脂有抗氧化作用，尤其与维生素E共用时，效果更加明显。油炸时易因高温引起卵磷脂中含氮化合物的羰基反应，使颜色变褐。因此，油炸用油宜用精制脱磷脂的食用油。卵磷脂还可以和淀粉或蛋白质结合形成复合体。

通常，非离子活性剂较难和蛋白质形成复合体，而磷脂与蛋白质则较易结合。食用磷脂还有降低胆固醇的效能。
天然蛋白质同样是一种良好的O/W型乳化剂。蛋黄中含有磷脂与胆固醇，前者适用于O/W型乳化，后者适用于W/O型乳化。应当指出，食品是由油脂、蛋白质、淀粉及其它成分组成的混合体。因此，乳化剂的选择及复配必需准确掌握它对食品中各种成分的影响，并根据乳化对象选用。例如，乳化剂对油脂的α晶型到β晶型有调节作用，从而影响食品的感官。乳化剂不能与蛋白质的肽键作用，但可与氨基酸侧链起作用。乳化剂可进入直链淀粉的α-螺旋结构并形成复合物等，这可使面包、糕点、蛋糕等食品达到松软、可口、延缓老化的目的。各种表面活性剂与淀粉、蛋白质相互作用的程度也是不同的。例如，90%的饱和C16～C18脂肪酸单甘脂很容易与淀粉复合，而大豆磷脂则差。但前者与蛋白质的相互作用较差，而以甘油单二乙酰基酒石酸酯较好。

二、食品消泡剂食品消泡剂主要使用单油脂、失水山梨醇的单油酸酯。不饱和性的植物油如豆油、麻籽油、可菜籽油可用于发酵过程中的消泡。硅油、硅酮、聚乙二醇、聚丙二醇或其油酸脂、长链醇如辛醇、十二醇、十八醇亦可用作消泡剂。它们中的消泡效果以二甲基聚硅氧烷（DMPS）和乳化剂复合的O/W型乳液为最强，硅氧烷耐高温性和耐低温性都好，而且比较稳定，使用量大都在mg﹒kg级范围内。聚丙二醇与聚乙二醇的嵌段共聚物特别是聚丙二醇聚合度为40%（相对分子质量2000）的共聚物有很好的消泡能力。有些食品的制作需发泡,可加入发泡剂,但要求泡沫稳定,对人体无害.常用蛋白质类如大豆蛋白、卵蛋、乳清蛋白、明胶等天然蛋白质的稳泡性很强.此外,CMC等纤维素衍生物、阿拉伯树胶、蔗糖脂肪酸酯、单硬脂酸失水山梨醇酯等都具有优良的稳泡性能。

三、质量改进剂单饱和脂肪酸甘油酯可防止面包饼干的老化，改进通心粉的黏度。单饱和脂肪酸甘油酯和脂肪酸丙二醇酯的混合物可改进糕点的容积和纹层，卵磷脂可降低淀粉凝胶化温度，蔗糖酯、Span60等可用作油脂晶形的结晶调整剂，使油脂的α晶形比较稳定（熔点低），从而延缓晶形变化，以利于食品的味感。

四、增稠剂、保鲜剂增稠剂可增加食品的稠度，使食品润滑可口。除增稠外还有胶凝作用、稳定作用和保水作用。增稠剂的分子结构中有许多亲水基如羟基、羧基、氨基等能与水发生水化作用并高度分散于水中，形成高黏度的分散体系。增稠剂种类很多，大多是多糖类、动物蛋白或人工合成物。常用的有明胶、果胶、藻朊酸钠、变性淀粉、羧甲基纤维素、淀粉、阿拉伯胶、黄原胶、海藻酸丙二醇酯、羧甲基淀粉、羟丙基淀粉等。食品保鲜剂是用来保持食品的色、香、味和营养成分的添加剂，其种类很多。与表面活性剂有关的如乙酰化单甘酯可涂覆肉类形成薄膜，保持肉类自然色泽与鲜度。蔗糖酯可用作鸡蛋表面涂剂，使鸡蛋的呼吸作用减弱，保鲜抗菌效果好，在常温下可保鲜6个月。

五、水果、蔬菜、鱼类清洗剂这类洗涤剂应有一定卫生要求，无毒，泡沫少，能除去果蔬上的残留农药、微生物而具有防腐或保鲜性能。所用表面活性剂有烷基苯磺酸铵、蔗糖酯、失水山梨醇脂肪酸酯及其他如六偏磷酸钠、乙醇、丙二醇等助剂复配而成。

第四节表面活性剂在化妆品中的应用一、皮肤用化妆品
第四节表面活性剂在化妆品中的应用一、皮肤用化妆品皮肤用化妆品直接涂敷于皮肤上，配制的关键是使其成分与皮肤接近，既能对外界的各种刺激起保护作用，又不妨碍皮肤正常的生理功能。皮肤用化妆品包括膏、霜、蜜、液、乳类化妆品。 1.雪花膏雪花膏是O/W型乳化体，主要成分是水、硬脂酸酯、保湿剂、香料等。雪花膏主要用于面部皮肤，搽在皮肤上，水分挥发后留下一层薄膜，能防止表皮水分过分蒸发，减小外界的刺激，使皮肤滋润而不干燥。配方举例如下。

制备方法：分别把A、B加热到80℃，B加入A中，用搅拌器乳化，然后冷却至50℃加入C。35℃下加入D。调节pH约5.6。

2.冷霜冷霜多为W/O型乳化体，涂于皮肤上水分蒸发，吸热而产生凉爽感。冷霜的典型配方是蜂蜡和硼砂作用形成W/O型乳化体。配方举例如下。

3.奶液（蜜）近年来，由于滋润物质、保湿剂等新原料不断出现，开发了各种高稳定性乳化体，其中流体称为奶液（蜜）（半固体称为膏霜）。奶液比膏霜类化妆品使用方便，能均匀地铺展成薄层，无油腻感，皮肤易适应，可使皮肤光滑柔软。奶液有亲油性奶液和亲水性奶液，虽然成分多类似于膏霜，但油分少得多，使其保持稳定乳化态比霜膏要困难得多，因此表面活性剂在奶液化妆品中起决定作用。配方举例如下（保湿液）。

制备方法：在77℃，搅拌下，分别融化A、B。融化后，将A加入到B中，搅拌均匀。冷却到49℃时包装产品。

4.润肤霜润肤霜中含有的水分介于雪花膏和冷霜之间。润肤霜油水含量平衡，霜体稳定，有润肤剂、营养剂和保湿剂等功能性物质。它既给皮肤适当油分，又能保持水分的调节功能，使皮肤滋润娇嫩，光滑柔软而富有弹性。配方举例如下。

二、发用化妆品发用化妆品包括洗发、护发、美发类化妆品。 1.洗发用品洗发香波是专为洗发用的化妆品，它的主要成分是表面活性剂。使用它洗发时，能从头发和头皮中清除污垢、皮脂和汗水，还能除去油性头发中过量的油分，补充干性头发所需要的油分。好的香波必须具备如下性质：（1）在使用性能方面，应具有良好的洗净能力，有良好的起泡性，使用方便，容易漂洗，对毛发和头皮安全、刺激性小。（2）在调理性能方面，洗后头发爽快松散，有润湿感，易于梳理，防静电，光亮且富有弹性。由于各种功能添加剂的使用，形成了目前种类繁多、琳琅满目的发用香波。配方举例如下。

制备方法：混合A，加热到65℃，缓慢加入B，搅拌至完全溶解，冷却至40℃，加入预混合的C和D，最后加入E。

2.护发用品护发用品是使头发保持天然、健康和美观而使用的化妆品。护发用品的安全性要好。常用的护发用品有：发油、发乳、头发调理剂、护发素等。表面活性剂在护发用品中起乳化、润湿、渗透、抗静电等作用。配方举例如下（护发素）。

3.美发用品专供卷发、染发等用的化妆品为美发用品。卷发剂由卷发和中和两部分组成，表面活性剂在其中起乳化、润湿和渗透作用。染发剂中的表面活性剂起乳化、渗透等作用。配方举例如下（染发剂）。

三、美容化妆品美容化妆品主要涂敷于面部皮肤和嘴唇，利用色彩变化达到美化效果，也可用于遮盖雀斑、伤痕等皮肤缺陷，具有美化、保护皮肤和满足人心理要求的功能。美容化妆品是将颜料分散在各种基质中制成的。使用的颜料包括滑石、高岭土、云母、二氧化硅、碳酸钙、氧化铁等。基质包括液态石蜡、凡士林、合成酯等油分；甘油、丙二醇等保湿剂以及表面活性剂、防腐剂、抗氧化剂等助剂。美容化妆品有香水类、香粉类、唇膏类、眼用类等化妆品。 1.香水类化妆品香水类化妆品有香水、爽身水和收敛水等。为保持身体清洁和皮肤健康涂敷于皮肤表面，使皮肤洁净、湿润适度，并给以良好的刺激，促进皮肤生理功能。在此类化妆品中，表面活性剂起加溶作用。配方举例如下。

2.香粉类化妆品香粉涂于面颊，可改变脸部颜色，遮掩褐斑、雀斑，防止皮肤油分分泌，使皮肤光滑。香粉中常添加有覆盖剂、润滑剂、吸附剂等，其中使用了大量的无机亲水性粉末，为使这些亲水性物质能很好地分散，并牢固地附着于皮肤表面，必须使这些亲水性表面改性。表面活性剂如脂肪酸皂，可吸附于亲水性粉末表面，使其变为亲油性表面，从而提高香粉稳定性和对皮肤附着力。配方举例如下。

3.唇膏类化妆品唇膏是女性美容化妆品的核心。唇膏对人体必须无害，对皮肤无刺激，不能有异味，在嘴唇上易溶解、易涂敷、易保留，饮食时不易黏在容器上，在通常的温度和湿度下不变形、不出油、不干裂、不变色。唇膏的原料有油脂、蜡、色料和表面活性剂。油脂和蜡是构成唇膏的基体物料；色料起染色作用；表面活性剂在唇膏中起分散、润湿和渗透作用，能促进色料均匀分散，降低嘴唇皮肤的表面张力，使唇膏易于在嘴唇上均匀铺展，提高色料渗透力，使膏体稳定，并能滋润皮肤。唇膏常用的是非离子表面活性剂，有卵磷脂、甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯等。配方举例如下。

4.眼用类化妆品眼用类化妆品涂于眼部、睫毛、眉毛，用以突出眼部立体感和神秘感，增加个人魅力。眼用类化妆品包括眉墨、眼影、睫毛油等。表面活性剂在其中起分散、渗透、乳化等作用。配方举例如下（眼影）。

四、口腔卫生用化妆品口腔卫生用化妆品包括牙膏和漱口水。他们能净化口腔，预防龋齿、牙周炎，使口腔清爽舒适。 1.牙膏牙膏由摩擦剂、润湿剂、黏合剂、起泡剂、增稠剂、甜味剂、稳定剂、药物、香料和水等组成。牙膏中的表面活性剂起着重要的作用。表面活性剂的起泡作用使牙膏中各种有效物扩散到口腔各个角落和牙齿缝隙，并渗入黏附于牙齿表面的沉积物中，减少污垢与牙齿的黏附力而被清除；表面活性剂的吸附和润湿作用能增大污垢在牙齿表面上的接触角和水溶性，使污垢易于脱落；表面活性剂的分散乳化作用使牙膏中功能性物质均匀扩散。因此，要求牙膏中使用的表面活性剂除垢性强、泡沫丰富、易于漱净。配方举例如下。

2.漱口水漱口水的主要功能是清洁口腔，除去腐败发酵的食物残渣，抑制产生恶臭的微生物。漱口水由醇、润湿剂、香料和表面活性剂组成。表面活性剂用来加溶香精油，除去口腔内食物残渣，杀菌。配方举例如下。

第五节表面活性剂在石油化工中的应用一、钻井液用表面活性剂
钻井液是以黏土泥浆为主要成分配制成的，因此又称钻井泥浆。在钻井过程中，它经高压泵驱动，通过钻杆、钻头、返水孔、井壁与钻杆的环形空间，回到地面，经过净化再继续循环。它要完成携带钻屑、润滑钻头、平衡地层压力和保护井壁等多项任务。钻井液的性能对钻井效率、防止事故起关键的作用，而泥浆的好坏又与表面活性剂的使用有着密切的关系。表面活性剂在钻井液中主要用作稀释分散剂、乳化剂、降滤失剂(降失水剂)、润滑剂、消泡剂、发泡剂、杀菌剂、防腐蚀剂等。因此，在钻井液中添加表面活性剂(多为复配活性剂)，可以提高泥浆的润滑性、润湿性、乳化稳定性、分散性、渗透性，并能保护设备和加快钻速以及防止钻井中卡钻和塌井现象的发生。

1．分散剂和稀释剂在钻井作业中，为了获得各类泥浆的最佳性能，必须精心控制泥浆的化学性能和物理性能。泥浆的黏度静切力和失水特别重要。钻井液中的黏土和钻屑，以及水中的盐类尤其是高价阳离子盐达到一定浓度时会使钻井液的流动性变差。分散稀释剂能改善泥浆流动性能，使泥浆黏度降低，常用的分散剂，稀释剂有：木质素磺酸盐，以及它与铁，铬离子形成的络合物，单宁和栲胶的苛化物或磺甲基化物，腐殖酸盐及磺甲基化物或硝化物等。这些表面活性剂及化学品是非常成熟的和比较经济的，也具有较长的使用历史了。

2．降失水剂和堵漏剂降失水剂主要作用是减少钻井液向地层中滤失水量，防止因滤失水进入岩层孔隙中形成水锁而污染油层，可在渗透性地层的壁上形成泥饼，防止井壁坍塌，保证井身安全。常用的有：预凝淀粉或改性淀粉，羧甲基淀粉钠，羧乙基淀粉钠，羧甲基淀粉钾，2-羟基-3磺酸基丙基淀粉，羟乙基淀粉，羟丙基淀粉，阳离子淀粉，钠-羧甲基纤维素，聚阴离子纤维素聚合物，磺化妥尔油沥青，钠-聚丙烯腈，树胶(胍胶，印度胶，设拉子胶)等。堵漏剂主要作用是封堵漏失地层的，通常使用的堵漏剂有沥青分散液和石蜡分散液。在制备这些产品时需使用分散性能良好的表面活性剂(阳离子淀粉和壬基酚聚氧乙烯醚等)。

3．润滑剂润滑剂的作用是对钻头轴承和钻柱充分的润滑，并具有降低钻杆扭矩，防止卡钻和提高钻速。钻井泥浆中适当加入润滑剂处理，使钻头轴承得以润滑并使其磨损速度降低使钻头寿命延长。过去为了实现这个目的把膨润土、石墨、沥青、柴油和原油、细的云母、磨碎的坚果壳、亚麻子油、海狸油、脂肪酸、沥青-柴油、煤油、柴油的硫化的脂肪酸等加到泥浆中。目前主要使用的润滑剂有烷基芳基磺酸铵、煤油烃基磺酸和十二烷基苯磺酸的二异丙胺、丁胺、三乙胺、戊胺盐等。

4．乳化剂为了提高钻井液的润滑性、耐温性和防塌性，有时需要使用乳化钻井液，包括混油(即水包油，O-W)型乳化泥浆和油包水(W-O))型乳化泥浆。对于钻斜井、超深井及在不稳定地层钻井，这类乳化泥浆非常重要。混油泥浆(()-W型乳化泥浆)就是向正常泥浆中加入一定量的原油或柴油并施以常规的O-W型乳化剂即成。油包水(W—O)型乳化泥浆则比较复杂，它采用油(原油或柴油)和矿物化度很高的水按比例混合，配以乳化稳定剂、悬浮剂和降失水剂等。常用的乳化剂有脂肪酸皂类(油酸皂、松香酸皂)、酰胺类、C112～15烷基苯磺酸、烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠、磺化琥珀酸盐、磺化油酸钠、十二烷基硫酸钠、癸醇磷酸酯、N-(1，2-二羧乙基)-N-十八烷基磺化琥珀酸酯四钠盐、二甲基萘磺酸钠盐、C12～15烷基磷酸酯异丙胺盐、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、十八烷基苯磺酸异丙胺盐等。一般是多种表面活性剂复配使用。上述表面活性剂同有机钛酸盐混合使用，则效果更佳。

二、固井液用表面活性剂所谓固井液就是井口地层与套管环隙间用于密封与固结的液体。它能保护套管防止腐蚀，承受地层流体的压力，以及不需要套管时能回收套管。在制备固井液时，长期的稳定性是一个重点考虑的问题。 1．流动调节剂固井液一般需要长时期在井内存留，所以不能因温度等因素影响引起固化、黏度和静切力的变化，在配制固井液时主要应考虑的问题之一即流动特性，流变性应适当进行调整。用于调节水泥浆流动性和引发紊流的流动调节剂主要有：三羧酸膦基丁烷、木质素硫酸盐、烷基芳基磺酸盐、β-萘磺酸甲醛缩合物及马来酸酐和聚胺基磺酸化合物。

2．缓凝剂它是用来延迟凝固时间的用剂，主要作用是：延长凝固时间以利于施工。在这里常用的表面活性剂有：烷基芳基磺酸盐、单宁酸钠、单宁与腐殖酸、木质素磺酸钙与柠檬酸或酒石酸盐的混合物、磺化的栲胶，木质素磺酸钙及改性木质素磺酸钙也有缓凝作用。 3．稳泡剂为了形成含有细小气泡和稳定泡沫的水泥浆，可添加十二～十四碳的烷醇聚氧乙烯醚硫酸脂盐、OP-7。 4．密封剂为了使井筒与套管间的密封性更好，可在水泥浆中加入表面活性剂如：烷基苯磺酸盐、壬基酚聚氧乙烯醚。

三、原油破乳脱水用表面活性剂绝大多数原油都含有水，水中溶有盐分和其他杂质。原油含水量高会加大输送管线及设备的负荷，对管线和油罐及设备也会引起腐蚀及结垢；含水原油黏度和体积的增加；需耗费更多的能量；如果原油中的水分不脱除，污水中带油就很多，这种污水不能回注，而且还会造成环境污染和海洋污染。因此，在原油发运前必须将大部分盐水脱除，进入输油管线的原油含水量一般限制在1%以下。原油乳状液是一种油包水(W—O)型乳状液。形成稳定乳状液的主要因素是原油中含有沥青质、胶质等天然表面活性物质，它们吸附在油—水界面上，形成具有一定强度的界面膜。因此，原油的脱水总是与破乳联系在一起。原油脱水是在油田进行的，工艺方法较多，以化学脱水法和电场脱水法为主。化学脱水最有效的是用油溶性或水溶性表面活性剂作为原油破乳剂，于升温条件下加入原油乳状液，破乳剂吸附于油—水界面膜上，使界面膜的强度大大降低，形成薄弱点，而达到破乳脱水的目的。

一种高效原油破乳剂必须具备较强的表面活性、优良的润湿性能和足够的絮凝与聚结能力。随着石油工业的迅速发展，原油破乳剂也不断发展。20年代初，应用脂肪酸钠(肥皂)、环烷酸钠等表面活性剂作为原油破乳剂，其破乳效率不高，且在应用上也有局限性，因为碱土盐类起着稳定作用。随后又用磺酸盐型表面活性剂。50年代以来，主要使用聚氧乙烯型非离子表面活性剂，如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物(聚醚)以及复配表面活性剂和聚磷酸酯作为原油破乳剂。利用表面活性剂的协同作用或协同效应，将两种或两种以上表面活性剂复配使用，可明显提高破乳脱水效率，改善解离水的水色。随着合成技术的发展，相继又研制出特种表面活性剂及各种均聚物作为高效原油破乳剂。从使用效果来看，以环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物为主体的聚醚型非离子表面活性剂为最好，因而被广泛应用于原油破乳脱水。

四、石油产品添加剂石油产品种类繁多，用途广泛。要改善和提高石油产品的使用性能，必须使用添加剂，特别是燃料油和润滑油。现在，一些发达国家的油品添加剂已有数百种之多，几乎所有重要油品中都有添加剂。石油产品添加剂按其应用范围可分为润滑油添加剂、燃料油添加剂、复合添加剂等。润滑油添加剂按其作用可分为清洁剂和分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、油性剂和摩擦改进剂、抗氧剂和金属减活剂、黏度指数改进剂、防锈剂、降凝剂、抗泡沫剂等。燃料油添加剂按其功能可分为抗爆剂、金属钝化剂、防冰剂、抗氧防胶剂、抗静电剂、抗烧蚀剂、流动改进剂、抗磨剂、防腐蚀剂、抗菌剂、消烟剂、辛烷值(十六烷值)改进剂、清净分散剂、抗低温添加剂、热安定剂、乳化剂等。复合添加剂按油品分为汽油机油复合剂、柴油机油复合剂、通用汽车发动机油复合剂、二冲程汽油机复合剂、铁路机车油复合剂、船用发动机油复合剂、工业齿轮油复合剂、车辆齿轮油复合剂、通用齿轮油复合剂、工业润滑油复合剂、防锈油复合剂等。我国应用的主要石油产品添加剂列于表5-1。

1．抗氧化剂石油产品氧化后能产生酸性，使油品黏度增加，容易产生泡沫以及产生油泥、沉淀和漆膜，这不仅影响其使用性能，而且会发生机械效率上的损失，设备的损坏，使运转不能继续。因此，人们非常重视油品的抗氧化能力，油品抗氧化剂的主要类型有：酚型、胺型、硫磷酸盐型以及硼酸酯和嗪型(见表1-2)。

2．抗磨剂抗磨剂可以分为三种类型：即油性剂(减磨剂)、抗磨剂和极压剂，广泛应用于切削油、齿轮油、内燃机油、透平油、液压油和变压器油等各种润滑油中。各种天然动、植物油脂、硫化油脂、氯化油脂以及脂肪胺、醇胺、酰胺均是优良的油性剂。长链烯烃也有明显的减摩作用。在没有烧结的条件下能明显降低磨损的物质叫抗磨剂，而极压剂则是一种能够使发生烧结的负荷大大提高的物质。实际上，这两类添加剂很难明确区分开，常常是一种物质具有两性能，只是其侧重点不同，因此，一般称为极压抗磨剂或叫抗磨极压剂。很多含硫，含磷和含氯的油溶性化合物都可作为极压抗磨剂（见表5-3）。

磷系极压抗磨剂按其活性元素的不同可分为磷型、硫磷氮型和磷氮型。使用较早的是磷型极压抗磨剂，其代表是磷酸三甲酚酯和亚磷酸二烷基酯，性能较好的硫磷氮型极压抗磨剂有硫代磷酸复酯胺盐、羟基取代硫代磷酸的衍生物和硫代酰胺等。磷氮型极压抗磨剂一般是磷酸酯胺或磷酰胺。近年来又不断开发出油溶性好、配伍性好和多效性新型磷氮型极压抗磨剂。磷氮型和硫磷型极压抗磨剂与磷型极压剂相比具有较高的承载能力、较好的防锈和抗氧化性能。磷氮型极压抗磨剂比硫磷型极压剂生产工艺简单，工业三废少，是一类有发展前途的添加剂。此外，还有含氮化合物、含碘化合物、含铅化合物和含钼化合物等。但目前用的最多的是硫、磷、氯这几种类型。

3．清净剂、分散剂和高碱性添加剂清净剂和分散剂主要是一些特殊结构的表面活性剂，广泛应用于燃料油和润滑油中，既可起清洗去污作用，又能起缓蚀作用。清净剂的作用是赋予燃料和润滑油优良的清净性能，将发动机的燃烧室和活塞表面上形成的漆膜和积炭清除掉。主要的清净剂有：石油磺酸盐和烷基苯磺酸盐(钙盐、钡盐和镁盐)、烷基酚盐和烷基水杨酸盐(钙和镁盐)以及烷基硫代磷酸盐(钡盐)、烷基萘磺酸钡。分散剂能够把油箱或曲轴箱中的油泥分散开来，使之成为胶体溶液的状态存在于油中，这样油泥就不会堵塞机油滤清器和输送机油的管道，从而赋予油品良好的分散性能。除具备二定分散性能的硫磷酸盐和磺酸盐外，作用强大的分散剂主要有：甲基丙烯酸的高级醇酯与胺醇酯的共聚物、富马酸的高级醇酯与胺醇酯的共聚物，这些分散剂同时兼有增黏效果；丁二酰亚胺类型的分散剂，燃烧后没有灰分，故称它为无灰添加剂；油酸聚氧乙烯(20)酯、C16伯胺环氧乙烷加成物、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯等亦可作为清净分散剂，用于燃料油和润滑油。

五、燃料添加剂应用实例 1．通用保护性添加剂通常将燃料添加剂分为保护性添加剂和使用性能添加剂。保护性添加剂是指为解决燃料运输贮藏过程中出现的问题所采用的添加剂，包括抗氧化剂、分散剂、金属钝化剂以及抗腐蚀剂等。使用性添加剂主要是为了解决燃料燃烧或使用过程中出现的问题而采用的添加剂，包括改善燃烧性能及处理燃烧生成物特性的各类添加剂。（1）抗氧化剂目前常用的抗氧化剂有各种屏蔽酚类和芳胺类化合物。一般用量为10g/1000L。实验研究表明，当烯烃含量较高时，芳胺比屏蔽酚更为有效；而当烯烃含量不太高(如10g／L～20g／L)时，屏蔽酚的功效不亚于芳胺。由于屏蔽酚价廉易得，已成为当今应用的主流。（2）金属钝化剂金属钝化剂也称金属去活剂。典型的化合物有N，N-二亚水杨基-1，2-丙二胺和N-亚水杨基己胺。其添加量约为10g／1000L。

（3）抗腐蚀剂由于车用汽油通常溶有微量水分和空气而在管道、贮罐以及发动机燃料箱中对金属可引起腐蚀或锈蚀。影响设备、机件的使用寿命，甚至生成的锈粒还会阻塞燃油滤网、汽化器、喷嘴以及沉积在阀座上，使发动机不能正常运转。因此需在燃油中加入抗腐蚀剂以防止这些现象发生。常用的抗腐蚀剂有C12烯基丁二酸、双烷基磷酸等。其作用机理是借助强极性基团吸附于金属表面，使亲油基的非极性长链形成防护膜，从而阻止水分与金属表面接触，达到阻止腐蚀、锈蚀的目的。一般用量为30g／1000L。（4）抗乳化剂抗乳化剂的使用目的是使混入油品中的水分不致乳化成雾状燃料油品，将水从油品中分离出来。因为油品在贮运过程中难免会混入少量水分，而许多燃料添加剂都可将混入的水分分散于燃油中，形成浑浊的雾状燃油。加入抗乳化剂可阻止水油乳化、避免浑浊雾状微粒形成。常用的抗乳化剂有烷基酚类、环氧乙烷或环氧丙烷聚合物的缩合产物。使用量约为10～20g／1000L。

2．车用汽油专用添加剂（1）抗爆剂车用汽油抗爆剂有两类：一类是非金属有机化合物，如醇、醚、芳香胺和羧酸酯等；另一类是金属有机化合物，如四甲基铅、四乙基铅、二茂铁、五羰基铁和甲基环戊二烯三羰基锰等。从全面使用性能及经济性分析，目前还未发现与烷基铅相媲美的抗爆剂。为了实现汽油的低铅化以至无铅化，较为可行的措施是在充分利用催化重整、烷基化等加工工艺的同时，采用甲基叔丁基醚作为提高汽油辛烷值组分的办法。（2）抗表面引燃剂在汽油发动机气缸内被压缩的可燃混合气可能会发生早燃现象，称为表面点火。其原因是由于燃烧室内某些局部表面可能存在少量积炭，在较高压缩比的工况下，因压缩作功可能使燃烧室内温度升高，高至使这些积炭达到灼热的程度，导致由于这些局部表面的提前点火，而影响发动机的正常运转，且可造成功率损失，影响机件寿命。为减少上述表面点火现象，可在燃料油中加入有机磷化合物，如甲苯二苯基磷酸酯和甲基二苯基磷酸酯。其作用机理是这些添加剂可将具有较低灼热点的沉积物转变为含有磷酸酯的、灼热点较高的沉积物，防止了表面提前点火。

（3）汽化器清净剂汽油发动机在空转期间，空气中的污染杂质进行汽化器，造成在节流阀体生成沉积物。为防止这些沉积物的形成，可在汽油中加入适量的汽化器清净剂。常用的有单丁二酰亚胺类、二乙三胺等。加入量为30g／L～430g／1000L。（4）吸入系统抗沉积剂吸气孔及吸气阀上的沉积物除来自润滑油外，还来自汽油中所含的少量高分子极性物质。这些沉积物可造成阀门难于密闭，阀门漏气，甚至烧蚀，严重地降低功率和节能效果。为此可在汽油中加入0.03%～0.1%(质量分数)的中等黏度聚合物或0.1%～0.3%(质量分数)的气缸油，即可显著减少沉积物的形成。但后来发现这些抗沉积剂对无铅汽油不适用，因为当无铅汽油加有这些抗沉积剂叶，将使汽油的辛烷值随着汽车行程延长而需提高的数值增高。

（5）防冰剂可分为两类，一类为冰点降低剂，包括低分子醇类，如甲醇、乙醇、异丙醇以及己烃二醇等。另一类是表面活性剂，包括C17烷基二乙醇酰胺，α-C17烷基-1-羟乙基咪唑啉等。此外，也广泛应用乙二醇单甲醚，例如90%乙二醇单甲醚与l0%丙三醇的复配物，具有非常好的防冰效果。多元醇氧化烯加成物与表氯醇-胺缩合物的混合物，也是一种优良的防冰剂。试验表明，不加防冰剂，结晶水几分钟就能将滤清器堵塞，而添加0.1%(质量分数)防冰剂以后，就不再发生堵塞现象。

3．柴油专用添加剂柴油分为两种类型：一种是精制较好的轻柴油；另一种是精制较差或者基本上不加精制的农用柴油和重柴油。这两种柴油都是按照它们的凝固点来划分其牌号的。生产低凝固点的柴油，要采用尿素脱蜡工艺。但实践证明，在柴油中加入降凝剂的办法是获得低凝固点柴油更为经济有效的方法。（1）分散剂在柴油中，裂化产物组分占相当的份额，尽管加入抗氧化剂，但在长期贮存中也难免氧化生成不溶性胶质、残渣和漆状沉积物。这些杂质很容易堵塞过滤器及喷嘴处，并使排气中烟灰增多，损失功率。因此，可加入与润滑油分散剂类同的柴油分散剂，如丁二酰亚胺、硫代磷酸钡盐以及磺酸盐等，使上述不溶物在柴油中保持分散悬浮状况，避免在发动机的关键部位形成漆状沉积物，使发动机正常工作，保持良好的燃烧状况，减少排烟，节省能耗。

常用的引燃改进剂为硝酸戊酯、硝酸己酯等。一般加入量约为0.1%(质量分数)。
（2）低温流动改进剂在寒冷的气候条件下，为了改善柴油的低温流动性，使柴油在低于浊点的温度下也能较好地通过油管与过滤器，具有良好的低温泵送性能和过滤性能，可在柴油中加入低温流动改进剂。作为低温流动改进剂的物质主要有乙烯—醋酸乙烯酯共聚物，乙烯—丙烯酸酯共聚物等。其加入量约为0.03%(质量分数)。由于我国柴油含蜡较多，添加0.1%(质量分数)以下即可。 (3)引燃改进剂(十六烷值改进剂) 在柴油中加入引燃改进剂可改善柴油的引燃性能或提高其十六烷值，以解决柴油在使用中的引燃滞后导致爆震，提高其功率等问题。由于近年来重油深加工技术的发展，裂化柴油产量大幅度增长，柴油的十六烷值已有下降的趋势。因此，十六烷值改进剂的应用逐渐受到人们的重视。常用的引燃改进剂为硝酸戊酯、硝酸己酯等。一般加入量约为0.1%(质量分数)。

(4)消烟剂柴油在使用过程中，一旦燃烧不完全，就会产生黑烟，这样既浪费油料又污染环境。为保护环境，人们在努力探求解决柴油机排气中的烟粒(黑烟)问题。除技术改进柴油机燃烧室结构，采用废气循环，控制喷油时间，安装尾气净化过滤器或烟粒捕集器等措施以外，加入消烟剂也是主要的措施之一。 4．喷气燃料专用添加剂喷气燃料的品种主要有两个类型：一个是煤油型的，其馏程较重，结晶点要求虽然不很高，但也是较高的，如我国的1、2、3号喷气燃料；另一类是宽馏分型的，其馏程相当于汽油、煤油的混合物，结晶点一般比前者低，如我国的4号喷气燃料。许多喷气燃料都加有防静电剂、抗菌剂、抗冰剂和抗烧蚀剂等，这对喷气燃料的使用性能有重要的作用。

（1）抗静电剂这是喷气燃料所特别需用的一类保护性添加剂。正确的名称应叫导电性改进剂，但习惯上仍可称抗静电剂。常用的物质有烷基水杨酸铬，Cl12烯基丁二酸锰以及多元酸的胺盐等。我国目前使用的抗静电剂为烷基水杨酸铬与甲基丙烯酸酯含氮共聚物等复配而成的产品。（2）抗菌剂喷气燃料在贮存运输过程中往往会生成一种不溶性固性悬浮物。这些悬浮物具有腐蚀性或导电性，能够堵塞发动机的滤清器和喷嘴，尤其在炎热潮湿的夏季，这些固体悬浮物生成速度很快。实际上这是一种以油品为食物的细菌代谢的生成物。为此，需要加入抗菌剂来抑制其生成。常用的抗菌剂有环状亚胺和含硼的化合物等。下面介绍的抗冻剂也兼有抗菌作用。

（3）抗冻剂喷气燃料在高空使用过程中可能因飞机飞经低温区而冷却析出所含的少量水分并结成冰粒，以致造成堵塞滤网和油路的危险，而导致空难事故。为了防止这种现象发生，可加入抗冻剂。常用的抗冻剂有乙二醇单甲醚等。（4）抗烧蚀剂为了防止喷气机火焰筒在使用某些喷气燃料时可能产生烧蚀现象，通常往喷气燃料中加入一些抗烧蚀剂，这是一种特殊使用的添加剂，常用的有二硫化碳(CS2)等。

5．燃料油专用添加剂燃料油这里指重油和灯用煤油。而以重油为主介绍某些添加剂的应用。（1）油渣抑制剂和分散剂燃料油在贮存运输过程中未免掺入水分，油水容易分离，造成燃烧过程中熄火现象，发生燃烧事故。为了解决上述问题，可加入环烷酸盐或芳香类物质促使沥青状沉积物溶于油中，抑制油渣和水分的析出。同时还可加入适量醇类使水在油中分散良好。（2）低温流动改进剂现代许多燃料油由于含蜡较多，倾点可达30℃～40℃，高出油品规模要求的10℃～20℃。在寒冷气候条件下使用，流动性差，容易造成冷凝堵塞现象。为解决这种问题，可根据原料油特性选用前述的柴油流动改进剂，如乙烯—醋酸乙烯酯共聚物，乙烯—丙烯酸酯共聚物等。加入量为0.1%(质量份数)以下即可。

(3)灰分改性剂作为锅炉用的燃料油，其中所含的少量硫、钒和钠等化合物，在燃烧过程中对炉管表面可造成腐蚀。其中钒、钠化合物在620℃以下的高温下可在炉管表面形成熔渣腐蚀层。而硫化合物燃烧生成二氧化硫，在五氧化二钒的催化作用下，进一步生成三氧化硫，遇水生成硫酸，在较低的温度下即可造成严重的腐蚀。为防止腐蚀，在燃料油中加入油溶性的环烷酸镁作为灰分改性剂。当燃烧时，环烷酸镁转化为氧化镁，与五氧化二钒作用生成非腐蚀性的钒酸镁，阻止其熔渣腐蚀层的形成，并可防止对二氧化硫转化成三氧化硫的催化作用。避免了强腐蚀性酸的生成。

6.燃油节能添加剂（1）节油剂 ①汽油专用节油剂。国产科力牌汽油节能添加剂由5%(质量分数)的科力原液加63%(质量分数)的甲醇和3l%(质量分数)的乙醇及少量助剂调配制成。它是亮绿色液体，密度0.78g／cm，pH＝7～8，完全溶于汽油中，无毒、低气味，稳定性大于2a。在汽油中加入0.15%(质量分数)节油剂后，其表面张力降低2土0.2mN／cm。这是一种采用表面活性剂来降低汽油表面张力的品种。 ②柴油专用节油剂。柴油增效剂主要含有助燃剂、催化剂、清净剂和表面活性剂。该剂的主要成分是以高级酸和高级醇为主。它是浅黄色固体，熔点≥38℃，酸值≤3KOHmg／g，灰分≤0.05%，能溶于柴油中成为澄清溶液。添加量为柴油用量的0.05%～0.1%。

（2）乳化剂分为汽油乳化剂、柴油乳化剂和重油乳化剂三类。
③汽油、柴油通用节油剂。汽油节油剂，同时也可用于柴油。是汽油、柴油通用节油剂的一个品种。一种新型的汽油、柴油通用节油剂，其主要成分为助燃增爆剂、表面活性剂、清污剂、稳定剂等。它是微黄色透明油状液体。密度(25℃)0.79g／cm3～0.80g／cm3，闪点12℃～18℃，凝固点–40℃，在低温条件下仍保持原有特性。经车辆使用，易点火启动，加速感应快，爬坡有劲，驾驶轻松，同时还可清除气缸积炭，净化燃烧系统，消除尾气黑烟，节省油耗等。（2）乳化剂分为汽油乳化剂、柴油乳化剂和重油乳化剂三类。 ①汽油乳化剂。日本由非离子表面活性剂组成汽油中，同时加水25%制成乳化汽油，性能稳定，燃烧效果良好。国产复合型汽油乳化剂，由非离子型表面活性剂，离子型表面活性剂和防锈剂组成，按1%量加入汽油中，同时加水10%，在超声波作用下制得乳化汽油。经显微镜观测确定为油包水型乳化液，稳定性可保持4d左右不分层，长期不分出水。

②柴油乳化剂。美国西南研究所研制的柴油乳化剂，由表面活性剂，防雾剂等组成。按柴油用量的5%～6%加入柴油中，同时加水5%～10%，制成乳化柴油。性能稳定，燃烧效果好。已在工业上实际应用。国产801柴油乳化剂，主要成分如上所述，按柴油用量0.1%添加，同时加水l0%制成乳化柴油，经行车运营和内河船航行试用，有节油效果，并能减少积炭，降低尾气烟度。 ③重油乳化剂。重油乳化剂是由复合型表面活性剂、助燃剂、清净剂、防冻剂组成。它博采众长，配方独特，性能稳定，经济实用，安全可靠，使用方便。更具有特点的是这种乳化剂与重油掺水混合所制成的乳化重油体系，随着掺水量的增加，体系的黏度降低。这样减少重油对输送管道内壁的黏附力，改善系统中流体的流动性，降低输送系统的动力消耗，节约了能耗。

第六节表面活性剂在纺织工业中的应用一、表面活性剂在棉纺织工业中的应用
第六节表面活性剂在纺织工业中的应用一、表面活性剂在棉纺织工业中的应用表面活性剂在棉纺织工业中应用十分广泛，在上浆、退浆、煮炼、漂白、染色、印花、整理等工序中都要使用，主要用作平滑剂、抗静电剂、乳化剂、消泡剂、柔软剂、净洗剂、分散剂、渗透剂、匀染剂、缓染剂、促染剂等。 1.上浆棉纤维在织造过程中往往要经过数千次的折、摩、拉等复合机械作用，结果使纱结构松散，表面毛羽突出，以致断裂。为改善纱的可织性，减少经纱断头率，通常要对经纱进行上浆处理。上浆后的经纱，由于部分浆液进入纤维之间，经烘干黏结会使强度提高。同时部分浆液覆在纱条表面，烘干后形成薄膜而使毛羽伏帖，表面光滑，可减轻摩擦，增加弹性。

上浆用的浆料由各种黏着剂、助剂复配而成。常用的黏着剂有淀粉、褐藻酸钠、羧甲基纤维素等天然黏着剂，也有聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺等合成黏着剂。浆料助剂多为表面活性剂，用作柔软剂、乳化剂、渗透剂、抗静电剂、消泡剂等，以提高上浆效果。要求表面活性剂相容性好，高温（100℃）时不挥发，不损伤纤维，对机器无腐蚀作用，容易退浆，不影响印染后整理。另外还要求价低易得，使用方便。（1）柔软剂经纱上浆烘干后，形成的浆膜粗糙、弹性差，经不起织造中的反复拉伸、摩擦，为改善这种状况，采取了在浆料中加入柔软剂的方法。常用的柔软剂除动植物油脂、矿物油、蜡类等天然油脂及合成油脂的乳状液外，主要是脂肪醇聚环氧乙烷等非离子表面活性剂。

（2）乳化剂乳化剂的主要作用是使油脂在浆液中稳定乳化，从而提高浆液质量，有利于上浆，同时还可以提高浆液对纤维的润湿能力。要求乳化剂的水溶性好，化学性质稳定，耐酸、碱、硬水，对各种纤维无亲和性。常用的乳化剂为非离子表面活性剂，如脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯（40）蓖麻油、聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段共聚物等。（3）渗透剂（润湿剂）由于经纱本身张力大，捻度较高，回潮小，尤其是疏水性的合成纤维含油较多，再加上浆液本身呈胶体状态，表面张力较大，使得浆液渗透困难。因此必须加入渗透性和分散乳化性好的表面活性剂，促进浆液向经纱的渗透和扩散。常用的渗透剂和润湿剂有阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，如烷基硫酸酯钠、快速渗透剂T（琥珀酸二辛酯磺酸钠）、渗透剂M（12～15%二丁基萘磺酸钠加5%烷基磺酸钠、磷酸氢二钠、松节油等的均匀混合物）、渗透剂TX（琥珀酸二辛酯磺酸钠与特种溶剂的混合物）等阴离子表面活性剂，渗透剂JFC（脂肪醇聚氧乙烯醚）、平平加O-20（月桂醇聚氧乙烯（20）醚）等非离子表面活性剂。

（4）抗静电剂疏水性强的合成纤维经纱在织造中容易产生静电，使织机开口区毛绒耸立，形成扭结，影响织造顺利进行，在浆料中加入少量抗静电的表面活性剂，可以消除以上弊端。离子表面活性剂具有良好的抗静电效果，由于浆液一般呈碱性，而阳离子表面活性剂溶液呈酸性，尽管它具有良好的抗静电性，也不宜加入浆液中，但是若将它用于浆纱的表面，可发挥良好的作用。非离子表面活性剂吸湿性强，多用于低湿（20℃，RH40%以下）状况。甜菜碱型两性表面活性剂除具有良好的抗静电性外，还有润滑、乳化、分散作用。浆料中常用的抗静电剂有：抗静电剂P（脂肪醇磷酸酯）、抗静电剂SN（N,N-二甲基羟乙基十八酰胺及季铵硝酸盐）、抗静电剂NX（壬基酚聚氧乙烯（7-10）醚）等。

（5）消泡剂黏着剂的浆料在上浆过程中易产生泡沫，妨碍浆液渗透，经常采用的办法是加入消泡剂抑制泡沫产生。消泡剂分为无机和有机两大类，无机消泡剂主要是碱，有机消泡剂主要是有机硅油与表面活性剂的混合物以及有机溶剂（醇、醚、松节油）等。有机溶剂型消泡剂虽有良好的消泡能力，但易挥发，无持久抑泡能力，故不常用。有机硅油消泡剂只需极少量就可起到良好的消泡、抑泡作用，是当前应用最广的一种消泡剂。常用的有机硅油消泡剂有：302乳化硅油（由高纯度甲基硅油加适量乳化剂和水经乳化而成）、304乳化硅油（由多官能团的硅油加适量乳化剂和水经乳化而成）、消泡剂FZ-880（由硅油与非离子乳化剂、阴离子乳化剂发生乳化作用而成）等。

2.退浆经纱上浆解决了织布的问题，但坯布上残留的浆料给织物的印染加工带来了困难，影响印染质量，因此必须除去浆料，这个过程叫做退浆。在退浆剂中加入少量的表面活性剂，能促进退浆顺利进行，并且改善退浆效果。这些表面活性剂主要起渗透作用，同时也起乳化、分散、净洗作用。退浆用表面活性剂一般为非离子型，如壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚以及碳链较短的脂肪醇聚氧乙烯醚，他们适用于中性至酸性退浆液；少数阴离子表面活性剂，如磺基琥珀酸、辛酯钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基萘磺酸钠、油酸丁酯的硫化物等，他们适用于中性至碱性退浆液；以及非离子和阴离子表面活性剂的混合物。目前棉纺织生产中常用酶退浆、碱退浆、氧化剂退浆三种退浆工艺。

（1）酶退浆以淀粉为主要黏着剂的浆料上浆的棉及棉纤混纺织物，大多采用淀粉酶作为退浆剂。酶退浆操作方便，分解淀粉能力强，退浆率高，对纤维无损害。酶退浆一般用聚乙二醇醚型非离子表面活性剂作为助剂。
（2）碱退浆碱退浆适用于化学合成黏着剂（如聚乙烯醇）或淀粉黏着剂为浆料、上浆率较低的织物退浆。碱退浆中加入适量阴离子表面活性剂可提高退浆效率。（3）氧化剂退浆目前采用较多的是氧化剂退浆，利用亚溴酸钠、双氧水、过硫酸盐、亚硫酸钠、过硼酸钠、过氧化钠等退浆剂，使织物上的化学合成浆料黏着剂和淀粉氧化分解，形成易溶物而被水洗去。氧化剂退浆适用于含涤比例大的低棉织物，优点是效率高，能耗低，有部分漂白作用，但容易损伤纤维。当前使用的氧化退浆剂为氧化剂与阴离子、非离子表面活性剂的混合物。

3.煮炼煮炼就是将已退浆的棉织物在煮炼液中煮沸，以除去棉纤维上的蜡质、果胶质、含氮物、棉籽壳等天然杂质和残余浆料及化纤纺丝油剂中的油脂等。煮炼可以改善织物的渗透性能和白度，提高印染加工质量。煮炼液是以烧碱为主炼剂、表面活性剂和其他物质（如杂质吸收剂、防脆损剂、软水剂等）为助剂的混合物。表面活性剂能促进碱液对纤维的渗透，使杂质乳化、分散，有助于提高精炼效果。所用的表面活性剂应具有良好的渗透、乳化、分散、悬浮、净洗等作用，还应具有耐碱、耐高温、耐硬水的性能。常用的表面活性剂有：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂；脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐、琥珀酸双辛酯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、蓖麻油硫酸钠等阴离子表面活性剂。

4.漂白为进一步除去煮炼没有排除的杂质和纤维上残存的色素，使织物达到所要求的白度，就需要对织物进行漂白。棉和棉混纺织物用的漂白剂主要是次氯酸盐、双氧水、亚氯酸钠等氧化剂，国内以使用双氧水最为普遍。双氧水漂白效力高，但易被重金属离子催化分解，造成漂白失效并损伤纤维，因此必须加入稳定剂以控制这种分解。使用的稳定剂有水玻璃、磷酸盐、硼酸盐、柠檬酸盐等无机物；乙二胺四乙酸、聚乙烯醇、草酸等有机物。近年来，开始使用表面活性剂作为双氧水的稳定剂，如脂肪醇的硫酸盐和磺酸盐、蛋白质分解物和脂肪酸的缩合物等阴离子表面活性剂；烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酰胺与环氧乙烷缩合物等。这些表面活性剂既能防止双氧水分解，又能使水玻璃在溶液中均匀分散，避免了“硅垢”的形成，还能使织物手感柔软，并能起渗透作用，保证漂白液均匀快速地渗透到纤维中去。

5.染色织物的退浆、煮炼、漂白加工过程统称为织物的前处理。前处理基本除去了纤维上所有妨碍染色、印花加工的杂质，为染色、印花提供了精炼提纯的纤维材料。染色就是纤维与染料发生物理化学或化学结合，从而染上颜色的加工过程（印花可视为局部染色）。为了把织物染匀、染透，获得牢固的色泽，除合理控制染色工艺条件外，染色助剂起着十分重要的作用。表面活性剂是品种最多，使用最广的一类染色助剂。它在染色中主要用作渗透剂、分散剂、匀染剂（缓染剂）、固色剂、皂洗剂等。（1）渗透剂渗透剂在染料中的作用是促进某些染料的润湿和充分溶解，使染液快速润湿纤维表面，并向其内部渗透，使颜色牢固丰满。常用的表面活性剂有：太古油、开拉粉BX等。（2）分散剂（扩散剂）分散剂可以均匀分散染料，防止染料聚集。常用的分散剂有：木质素磺酸盐、亚甲基萘磺酸盐等阴离子表面活性剂；含硅烷结构的脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂。

（3）匀染剂（缓染剂）匀染剂是指染色中能延缓染料上染纤维速度（缓染），并能使染料在纤维上从深色处移至浅色处（移染），从而不出现深浅不一和色斑现象的一类助剂。常用的匀染剂有：烷基磺酸钠、高级脂肪醇硫酸钠、苄基萘磺酸钠等阴离子表面活性剂；高级脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂；季铵盐型阳离子表面活性剂。（4）固色剂有些染料虽然可以染得色泽鲜艳，但由于湿处理牢度不佳，褪色、沾色现象严重。为了提高染色织物的湿牢度，通常在染色后使用助剂进行固色处理，这类助剂称为固色剂。在多数情况下，阳离子表面活性剂能起到较好的固色作用。常用的有：烷基吡啶盐、季铵盐等。

6.后整理后整理是指织物染色、印花以后的改善和提高织物品质的加工过程。后整理的目的是使织物具有良好的手感、光泽和平滑性，并赋予其防缩、防皱、阻燃、防静电等功能。后整理中常用的表面活性剂有：烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基氯化铵等。

二、表面活性剂在毛纺织工业中的应用表面活性剂在毛纺织工业中应用非常广泛，在洗毛、加油、上浆、定型、退浆、染色等工序都要用到表面活性剂。 1.洗毛原毛中含有25～50%羊毛脂、羊毛汗、矿物质、砂土等杂质，因此原毛不能直接用于纺织。通过洗毛去除这些杂质，获得洁白、松散、柔软的毛纤维，才能进行纺织。洗毛过程中必须使用表面活性剂作为洗毛剂，常用的有阴离子和非离子表面活性剂。（1）阴离子表面活性剂肥皂、烷基磺酸钠（洗涤剂601）、烷基苯磺酸钠（ABS）、脂肪醇硫酸钠、烷基酰胺磺酸钠、对甲氧基脂肪酰胺苯磺酸钠等。（2）非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚等。

2.加油洗净羊毛的残存油脂一般为0.4～1.2%，由于纤维表面残存的油脂分布不均匀，因此在精梳毛纺和粗梳毛纺中用的毛均需加油。加油工序需要使用和毛油，以减少纤维的摩擦系数和变动率，提高纤维间的抱合力，减少纤维损伤，保证工艺正常进行。另外，加油还能防止静电的产生，使纤维柔软，保持弹性。（1）乳化剂加油工序使用的和毛油都是乳状液。配制和毛油常用的乳化剂有：肥皂、油酸三乙醇胺、太古油、蓖麻油酸聚氧乙烯酯、十二烷基苯磺酸钠、丁基萘磺酸钠（拉开粉BX）、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚（平平加）等。（2）抗静电剂为减少纤维与纤维之间以及纤维与金属之间因摩擦而产生的静电，必须采取防静电措施，即在油剂中加入抗静电剂，用量一般为纤维的0.5～1%。常用的抗静电剂有：烷基聚氧乙烯醚的硫酸酯钠盐、脂肪醇磷酸酯、脂肪醇硫酸盐、季铵盐、聚乙二醇脂肪酸酯等。

经纱或织物经过烘焙定型，可使纤维在洗涤过程中不再收缩和伸长。为了使定型液迅速渗透纤维，防止污垢固结，可添加烷芳基聚乙二醇醚作为助剂。
3.上浆、定型、退浆和复洗经纱通过上浆获得较大的强度和平滑性，从而提高纱线的制造性能，以较低的费用织成优质的织物。浆料中常用的表面活性剂有：淀粉、纤维素衍生物、聚乙烯醇、变性聚乙烯醇等。经纱或织物经过烘焙定型，可使纤维在洗涤过程中不再收缩和伸长。为了使定型液迅速渗透纤维，防止污垢固结，可添加烷芳基聚乙二醇醚作为助剂。退浆用洗液可添加烷芳基聚乙二醇醚作为润湿剂，能加速退浆过程，且对退浆用的酶制剂无不良影响。加油毛条在漂白和染色前，必须复洗，目的是对毛条进行一次定型和热湿处理，消除纤维的疲劳和静电。复洗还可以洗去油污，对染色后的毛条或化纤条有清洗浮色的作用。复洗工序常用的表面活性剂有：烷基酚聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠等。

4.染色羊毛和羊毛混纺织物在染色时，无论使用哪种染料，都要用表面活性剂作为助剂。常用的表面活性剂有：苄基萘磺酸钠、聚氧乙烯脂肪胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚等。

三、表面活性剂在化学纤维工业中的应用 1.黏胶纤维黏胶纤维是用天然的纤维素（如木材、棉短绒等制成的浆粕）作原料，经过一系列化学加工而制得的一种再生纤维素纤维。为了获得高质量的黏胶，改善黏胶纤维的可纺性，使纺丝顺利进行，常加入各种类型的表面活性剂。黏胶又称原液或纺丝液，其生产流程为：碱液浸渍→压榨、粉碎和老成→黄化→溶解→过滤、脱泡和熟成（1）碱液浸渍在该过程中加入少量表面活性剂，可以使碱液表面张力降低，碱能迅速而均匀地渗透到浆粕内部，并被纤维素吸收，同时也有利于纤维素的溶解。碱液中添加的表面活性剂有：烷基胺聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚等。

（2）压榨、粉碎和老成浆粕浸碱后，要将过量的碱及溶于其中的半纤维素压榨出来，使碱纤维素具有一定的组成，这样既可减少黄化时二硫化碳与碱的副反应，又能防止黄化不均匀和黄酸酯结块。压榨后的碱纤维素再经过粉碎，使其呈松散状态，表面积增大，以保证老成和黄化顺利进行。碱纤维素的老成是在一定条件下的氧化降解反应，老成后的纤维素平均聚合度降低，聚合度分布曲线变得狭窄集中，由此可避免因黏胶黏度过高而造成的纺丝困难。粉碎中常用的表面活性剂有：聚氧乙烯脂肪胺、脂肪醇聚氧乙烯醚等。（3）黄化碱纤维素与二硫化碳的黄化反应为气固相反应，它包括二硫化碳蒸气按扩散机理从纤维素表面向内渗透和二硫化碳在渗透部位与碱纤维素上的羟基进行反应两个过程。表面活性剂的加入有利于二硫化碳向碱纤维素中扩散，使其达到反应区域，从而使黄化均匀。黄化中常用的表面活性剂有：高磺化度蓖麻油、聚乙二醇蓖麻油等。

（4）溶解纤维素黄酸酯溶于稀烧碱中，形成一种外观类似蜂蜜的橘色黏稠液体，称为黏胶。在此溶解过程中加入表面活性剂如聚氧乙烯脂肪胺衍生物，可以减少未溶解的凝胶粒子数，改善黏胶过滤性能。在黏胶中加入以聚氧乙烯缩合物为基础的表面活性剂，可使粒子呈分散状态，有利于提高黏胶的透明度。（5）过滤、脱泡和熟成溶解后均匀混合的黏胶含杂质和气泡太多，黏胶太“嫩”，不宜于纺丝，因此要将黏胶过滤和脱泡，并在12～24℃下存放一段时间，以提高黏胶熟成度和均匀性。在这一阶段应尽量选用聚醚型等泡沫较少的表面活性剂，并加入消泡剂，如矿物油和硅油等，以除去或减少泡沫。

2.合成纤维合成纤维是以石油、天然气、煤等为原料，经过一系列化学合成及机械加工制成的纤维。生产合成纤维，首先要合成各种低分子单体，再将单体加聚或缩聚成高分子聚合物，然后将合成高聚物制成纺丝溶液。纺丝制得的纤维因强度不高且脆硬而不能使用，必须经过集束、拉伸（加捻）、水洗、干燥、热定型、卷曲（加弹）、切断等后工序，才能使纤维具有可纺性。合成纤维都不含蜡质和脂质，因此加工时摩擦力大，易产生静电，而且会造成静电积累。此外，合成纤维染色比较困难，且缺乏抱合力，集束性差，所以在纺丝和后加工中需加入各种表面活性剂作为抗静电剂、润滑剂、乳化剂、净洗剂，以改善加工性能，提高适用性。常用的表面活性剂有：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、烷基磷酸酯、聚醚、聚氧乙烯蓖麻油、季铵盐、甜菜碱、聚氧乙烯脂肪胺等。

第七节表面活性剂在涂料中的应用一、润湿分散剂
第七节表面活性剂在涂料中的应用一、润湿分散剂颜料的研磨与分散过程是制造涂料的主要工序，大约80%的电能和工时消耗在该工序上。选择合适的颜料润湿分散剂，可以缩短工时，得到颜料分散程度均匀一致的色浆，提高涂料的贮存稳定性，改善涂膜状态，提高紫外线的吸收和反射能力，增加颜料的耐候性和耐化学药品性。 1.润湿分散剂的作用原理颜料有三种存在状态：①原始颗粒，即单个颜料晶体或一组晶体，粒径相当小；②凝聚体，以面相接的原始颗粒团，表面积小，再分散困难；③附聚体，以点、角相接的原始颗粒团，总表面积比聚集体大，再分散较容易。

颜料分散在基料里的过程可划分为三个阶段，即：
①润湿颜料颗粒表面吸附的空气、水等被基料所置换，进而润湿颜料颗粒表面。这里存在一个从固-气界面到固-液界面的转换过程。 ②分散（又叫研磨）颜料聚集成的较大颗粒被机械打开，分离成原始颗粒或接近原始颗粒，常用的设备有高速分散机、砂磨机、球磨机。 ③稳定已润湿的颜料颗粒移至基料中，使颗粒永久分离。这三个阶段没有截然分开，而是相互重叠进行的

为了获得良好的涂料分散体系，可以使用某些表面活性剂来增强颜料的润湿和稳定作用。表面活性剂能吸附在颜料表面，从而改变颜料的表面性能，使颜料的润湿和分散过程容易进行。润湿是改变颜料表面性能的过程，除掉表面吸附的水和空气，改变其极性，降低液-固之间界面张力和接触角，增加颜料和漆料的亲合力，缩短颜料在漆料中的研磨分散时间，通过粉碎形成颜料细小颗粒的悬浮体。在无外力作用下，要保持颗粒稳定的分散状态，就必须加入一定量的分散剂，分散剂吸附在颜料微粒的表面，通过形成双电层、物理屏蔽作用、氢键作用、偶极作用，防止分散了的颜料粒子再度聚集，使其在分散体系中处于稳定的悬浮状态。润湿剂和分散剂的作用有时很难区分，同一种产品常兼具润湿和分散双重作用。

2.润湿分散剂的种类不同类型的涂料，所用的润湿分散剂分子结构也不相同，其中水性涂料和溶剂型涂料所用润湿分散剂最具代表性。（1）水性涂料用润湿分散剂水性涂料是以水为溶剂或分散介质的涂料。在制备这类涂料的过程中，若采用多种颜料，常因其物理性质差别较大，制得的浆料靠强烈搅拌也只能暂时分散均匀，在贮存和使用过程中常发生颜料沉淀和浮色等现象，为解决这些问题，就需要在涂料制备过程中加入表面活性剂，以提高体系分散稳定性。在水性涂料中使用的润湿剂包括阴离子型、阳离子型、非离子型表面活性剂。阴离子型表面活性剂有：二烷基（辛基、丁基、己基）磺基琥珀酸盐、蓖麻油硫酸化合物、十二烷基磺酸钠、烷基萘磺酸钠、硫酸月桂脂、油酸丁基酯硫酸化合物等；阳离子型表面活性剂有：烷基吡啶盐氯化物等；非离子型表面活性剂有：烷基苯酚聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚、聚氧乙烯乙二醇烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基芳基醚等。

分散剂包括阴离子型、阳离子型、非离子型表面活性剂。阴离子型表面活性剂有：烷基磺基琥珀酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、脂肪酸胺衍生物硫酸酯、蓖麻油硫酸化合物等；阳离子表面活性剂有：烷基吡啶鎓氯化物、三甲基硬脂酸酰胺氯化物等；非离子表面活性剂有：烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇烷基化合物等。另外，还有聚羧酸盐、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物等高分子表面活性剂。（2）溶剂型涂料用润湿分散剂溶剂型涂料使用的润湿分散剂大部分属于高分子聚合物类表面活性剂。包括天然高分子类（如卵磷脂）、合成高分子类（如长链聚酯的酸和多氨基盐、聚丙烯酸衍生物、聚醚衍生物等）。

3.润湿分散剂的选择在选择润湿分散剂时，应注意以下原则：（1）涂料体系涂料按介质不同分为水性、溶剂型、粉末等几大类。一般情况下，所用的润湿分散剂是不通用的。如果用错，不仅起不到润湿分散作用，还会造成意想不到的麻烦。（2）颜料不同颜料，其电荷性质不同。首先要分清是无机颜料还是有机颜料，有机颜料中还要看是酞菁系列的还是炭黑。（3）基料（即树脂）不同的树脂体系对颜料的润湿性不同，因此对润湿分散剂的选择也不同。（4）体系相容性在一个涂料体系中，所用的助剂除润湿分散剂外，还有流平剂、消泡剂等，这样相容性就极为重要。注意相容性，有利于配方平衡，使产品综合性能得以兼顾。另外，还要考虑施工要求，考虑价格性能比，以求选择最合适的润湿分散剂。

二、消泡剂 1.泡沫产生的原因（1）表面活性剂的使用。在涂料制造中，需加入各种助剂，其中润湿剂、分散剂、流平剂、乳化剂、防沉淀剂等，都是表面活性剂，这些物质本身能产生稳定的泡沫，就使得泡沫的产生具备了客观条件。（2）在涂料制造过程和涂装过程中，大量采用高速、省力、自动化程度高的设备和施工技术，使涂料体系内部发生紊流、飞溅、冲击、气窝的概率增大，有助于泡沫的产生。（3）化学反应产生气泡，如聚氨脂涂料中若混入微量水，水与异菁酸酯发生反应会生成二氧化碳气体，在漆膜中出现小泡和针孔。（4）在有孔隙的底材上涂装，孔隙内的空气自涂膜内部上溢，若气泡上升不到表面，就会留在涂膜中形成鱼眼，若上升到表面，就会形成缩孔和针眼。

溶剂型涂料用的消泡剂有：低级醇、高级脂肪金属皂、低级烷基磷酸酯、有机硅树脂、改性有机硅树脂等。
2.消泡剂的种类消泡剂既有抑制泡沫产生的作用，又有消除泡沫的作用。一种合格的消泡剂本身具有较低的表面张力，而且表面张力越小，消泡效果越好；同时消泡剂还应具有一定的亲水性，使其不溶于发泡介质之中，又能很好地进行分散；此外，消泡剂不能影响乳液的稳定性。因此，大部分消泡剂是表面活性低，HLB值低，不溶于发泡介质的表面活性剂。在涂料工业中，消泡剂的用量不大，但专用性很强。水性涂料中用的消泡剂有：矿物油、脂肪酸低级醇酯、高级醇、高级脂肪酸、高级脂肪酸金属皂、高级脂肪酸甘油脂、高级脂肪酸酰胺、高级脂肪酸和多乙烯多胺的衍生物、丙二醇与环氧乙烷的加聚物、有机磷酸酯、有机硅树脂等。溶剂型涂料用的消泡剂有：低级醇、高级脂肪金属皂、低级烷基磷酸酯、有机硅树脂、改性有机硅树脂等。

3.消泡剂的选择（1）涂料体系水性涂料与溶剂型涂料所要求的消泡剂是不同的，水性涂料使用乳化剂、增稠剂，更具起泡和稳泡性，因此其消泡问题更突出。（2）颜料颜料粒子的粗细、极性大小会影响到泡沫，例如炭黑、超细填料会增加消泡的难度。（3）助剂应考虑润湿分散剂、乳化剂、流平剂等助剂的匹配性、相容性。（4）涂料的黏度高黏度的涂料消泡更困难，如弹性涂料、防腐蚀涂料中的厚浆型涂料，更需要专用的消泡剂。（5）涂料的干性干燥快的涂料，表面固定得快，要求消泡剂能迅速完成其作用，否则会留下针孔。

三、流平剂 1.条痕效应和流平性涂料施工后，都有一个流动及干燥成膜的过程，这一过程也叫流平过程。用刷涂、刮涂、滚涂等方法施工的时候，涂料被迫在底材和朝后倾斜的涂布器表面间展开，产生不稳定的流动，因此都会留下明显的条痕。一般涂层越厚，条痕越宽，涂布器向后倾斜外伸程度越大，条痕越明显，这种现象称为条痕效应。流平性较好的涂料，施工后很快流平，形成光滑平整的涂层。而流平性不好的涂料，成膜后会留下明显的刷痕、橘皮等缺陷，影响外观。要使用流平剂改善涂料的流平性，可以考虑两个方面的因素：①选用可以降低涂料表面张力的活性剂，以提高涂料的流平性；②选用挥发速度慢又能降低涂料施工黏度的溶剂，改善涂料流动性，延长流平时间，达到最终流平。

2.流平剂的种类根据流平剂的作用方式及化学结构，将流平剂分为以下四类：（1）高沸点溶剂类选择沸点在160℃以上的溶剂，用以调整涂料的溶剂组成，使涂料在干燥过程中具有梯度的挥发速度及溶解力，达到干燥与流平的统一。（2）有机硅类聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、聚甲基硅氧烷-聚醚嵌段共聚物、聚二甲基硅氧烷-聚酯嵌段共聚物等，在流平剂中用量很大。（3）聚丙烯酸酯类这是一类用特殊方法合成的丙烯酸酯共聚物，具有比树脂、漆料低得多的表面张力，能够改善涂料的流平性。（4）醋丁纤维素类（CAB） CAB与多种树脂、溶剂的混溶性较好。作为流平剂，可降低涂料的表面张力。施工后，由于溶剂释放性好，能大大缩短涂料的表干时间，并迅速迁移到涂料表面，形成单分子膜，从而得到光滑的涂膜。一般CAB丁酰基含量越高，流平性越好。

四、乳化剂以水为分散介质的乳液涂料（又称乳胶漆），是以聚合乳液为基础，颜料、填料、助剂分散其中而组成的水性分散体系。由于乳液涂料具有可用水稀释、施工方便、快干、不燃、低毒、节能、涂膜性能优异等特点，被广泛用于建筑内外涂料、工业用漆、纤维处理、造纸等多种应用领域，是当前涂料工业发展的重要方向之一。聚合物乳液是乳液涂料的重要成分，它在很大程度上决定着漆膜的物理、化学及机械性质。乳液聚合过程一般需要单体、水、引发剂、乳化剂四种主要物质。乳化剂在乳液聚合的整个过程中，从胶团形成，自由基引发反应开始，直到分散稳定的聚合物乳液形成为止，都起着不可替代的作用。

1.乳化剂的种类乳化剂是典型的表面活性剂，阴离子型、阳离子型、两性、非离子型表面活性剂都可用作乳化剂。用作乳化剂的阴离子表面活性剂有：烷基醚硫酸盐、脂肪酸硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基胺磺酸盐、烷基硫酸盐等；阳离子表面活性剂有：烷基胺盐、烷基季铵盐、烷基吡啶盐等；两性表面活性剂有：磺酸酯、硫酸酯、磷酸酯；非离子表面活性剂有：聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯芳基醚、山梨糖醇、山梨糖醇酐及其脂肪酸酯、甘露醇和脱水甘露醇及其脂肪酸酯等。

2.乳化剂的选择（1）优选离子型乳化剂，因为它赋予分散粒子以静电荷，通过静电斥力作用使乳液获得分散稳定性。（2）采用阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂混用，可取得更好的乳化和乳液稳定效果。（3）选择与乳化物质结构类似的乳化剂，以增强乳化效果。（4）使用对单体有更大加溶能力的乳化剂。（5）所用乳化剂不应干扰乳液聚合反应，并有良好的聚合稳定性和贮藏性。

五、抗静电剂抗静电涂料是具有排除积累静电荷能力的涂料。它的主要作用是：保证装饰涂层不吸灰尘、耐污染；保证仪器、仪表不受静电干扰，确保其精确度和灵敏度；消除高空设施上的静电，防止雷电的损害；有利于静电的泄漏，防止火灾发生。涂料中加入抗静电剂，可制备抗静电涂料。抗静电剂是表面活性剂，可通过不同的渠道泄漏静电荷或降低摩擦因数，以抑制静电荷的产生。一般要求其具有以下特点：防止静电效果好；防止静电效果持久；与成膜物质有良好的混溶性；不影响涂料的其他性能。可以作为抗静电剂的表面活性剂有：季铵盐类阳离子表面活性剂，磷酸酯类阴离子表面活性剂，聚氧乙烯非离子表面活性剂。

第八节表面活性剂在金属加工工业中的应用一、防锈剂
第八节　表面活性剂在金属加工工业中的应用一、防锈剂金属，包括钢铁和有色金属在大气中、水中、土壤中都会发生腐蚀。据国外统计材料报道每年金属材料设备因腐蚀而报废量占年产量的20%-4%。电镀、油漆、衬里可使金属避免腐蚀，但有些金属表面无法进行这类处理，这就需要应用腐蚀抑制剂。它包括缓蚀剂和防锈添加剂两类。这些抑制分子在金属表面形成吸附膜，将它与水或其它腐蚀性介质隔开，极性基吸附于金属表面而将亲油基朝向介质，从而达到防锈的目的。缓蚀剂分有机和无机两种。它是用来加入水中或腐蚀性介质中达到控制速度的添加剂。无机缓蚀剂是一些有氧化性的化学剂如铬酸盐、硝酸盐，及非氧化性物质如硅酸钠、磷酸钠等。它们能够阻止金属离子进入溶液或在金属表面形成表面膜。而使用的有机缓冲剂主要指表面活性剂，同样在金属表面形成吸附薄膜。大都是胺类化合物：单胺、二胺、酰胺、季胺盐，或胺、酰胺、与环氧乙烷的加成化合物等。但极性基和金属之间的相互作用并不强。

咪唑啉衍生物、酰基肌氨酸盐或氨基酸衍生物、硫脲衍生物、磷酸脂、多元醇亦可用作缓蚀剂。
防锈添加剂是防锈油的添加剂，能够暂时防止因大气腐蚀而引起的生锈，在润滑或石油制品中为防止水分混入引起生锈也添加此类添加剂。它们大都是油溶性表面活性剂。例如，脂肪酸或环烷酸的碱土金属皂或铝、锌金属盐，烷基萘磺酸盐或烷基苯磺酸的钙、钡、那盐也可使用。其它还有二油酸牛脂二胺盐及Span-80、氯化石蜡等。酸性溶液中胺的吸附是以极性基的物理吸附进行的，起先胺和水中的请离子生成烷基铵阳离子，再和金属表面的引进部分发生物理吸附： RNH2+H+→[RNH3]+

局部电池的电化学腐蚀，会产生棕红色铁锈。 Fe+++2OH¯ Fe(OH)2 Fe(OOH)2
从而抑制了金属如下的阴极反应（局部电池）。阳极：Fe→Fe+++2e(酸性时) 阴极：2H++2e→H2 局部电池的电化学腐蚀，会产生棕红色铁锈。 Fe+++2OH¯ Fe(OH) Fe(OOH)2 生锈的中心成为阳极,周围为阴极,继续产生电化学腐蚀。在中性介质中带有不成键的孤立电子的物质，如含N、S、O、P等的物质与金属因共价键而发生化学吸附。烷基胺的烷基链愈长，烷基间的引力作用增大，对防腐蚀有利。而支链增加，则因位阻效应，阻碍吸附，使防腐蚀性能减低。防锈添加剂是加在石油馏分中调制成防锈油使用。除添加剂的种类和用量之外，还需应考虑油膜的黏度及其凝胶作用。

二、润滑油添加剂润滑油的主要应用性能，如降低摩擦因素、防锈等都要借助于表面活性剂。以HLB值底，碳链较长的油溶性表面活性剂为宜。润滑油使用的活性剂有分散剂、防蚀剂、油性剂、增稠剂、乳化剂、清洁剂等。清洁剂是用来防止或抑制机油在发电机中因受高温氧化、分解而生成淤渣、炭黑导致油路堵塞，常用的有超碱性的磺酸盐和苯酚的钙盐和镁盐；例如二烷基苯磺酸盐、二烷基酚盐、瞵酸盐、水扬酸盐等。烷基苯生产中的高沸物，其磺酸盐常用作清洁剂。分散剂如果加入有丁二酸酯的丁二酰亚胺（相对分子量为1000）、苄胺、琥珀酸亚胺是发动机油常用的添加剂，但其结构中不含金属，具有良好的分散低温淤渣的效果。

润滑油中也需添加防锈剂,这类防锈剂油溶性高,并能生成坚固的混合皮膜,其亲油基大多为长支链
润滑油中也需添加防锈剂,这类防锈剂油溶性高,并能生成坚固的混合皮膜,其亲油基大多为长支链.例如,烯基丁二酸脂、油酰基肌氨酸酯或胺盐，它们能促使油中的水、酸被增溶而钝化，并抑制金属物体吸附导致腐蚀的氧和水。油性剂是用来降低金属与金属间的摩擦因素的添加剂，常用的有硬脂酸、牛脂、蓖麻油等。它们在金属表面定向形成固体状的吸附膜。增绸剂是用来使油胶化的添加剂，大都用熔点较高的脂肪酸皂，如羟基硬脂酸锂皂、硬脂酸锂皂、钙皂、铝皂等。多数金属皂在润滑脂中具有纤维结构，成为网状结构的胶束相。

三、金属切削液金属切削、磨削加工时会产生热量，需在加工时注入润滑冷却液以增加润滑性降低切削力，并带走热量，从而延长刀具的使用寿命，提高工件光洁度。金属切削液应有良好的润滑、冷却、防锈及耐硬水等的综合性能，且稳定、无毒无公害。虽然非水溶性金属切削液也可应用，但常用水溶性切削液。乳化型切削液的成分有矿物油（锭子油、轻质矿物油、机油），乳化剂如脂肪酸皂、石油磺酸盐或非离子表面活性剂中的烷基酚聚氧乙烯醚、三氧醇胺等，高碳醇和脂肪酸（作为稳定剂），极压添加剂（氯化石腊、磷酸三甲苯酯，在极压下防止金属互相接触）及防锈剂（二乙醇胺、油酸三乙醇胺、重铬酸钾）等，应用时用水稀释20～50倍。

四、电镀电镀主要有三个方面的特性。①防护性镀层：用于钢铁件在大气和其他环境中的防腐防锈；②防护装饰性镀层：这类电镀层除要求有较高防腐蚀性外，对表面的装饰性也有较高的要求，同时最终一层镀层必须带有装饰性，并且其本身要在大气中稳定和有一定耐磨性；⑧功能性镀层：这类镀层除有一定的防腐性和装饰性之外，主要用其特殊的性质和功能，因此称之为功能性镀层。可用于电镀的金属有十多种，如金、银、铜、铁、锡、镍、铅、铬、钴等。由这些金属或其他金属组成的二元、三元和多元合金可达上百种，构成了庞大的电镀体系。每一种金属或合金往往还涉及数种电镀工艺，所用添加剂也各异。电镀添加剂大部分为有机化合物，按其在电镀液中的主要作用大致可分为络合剂、表面活性剂、光亮剂及辅助光亮剂三类。

表面活性剂在电镀液中按其特性可分光亮剂、分散剂、润湿剂(点蚀防止剂或去针孔剂)、烟雾抑制剂等。各种电镀液中添加表面活性剂，可使结晶细致，镀层光亮、平整、均匀、无针孔、无麻点，与基体结合力好，延展性好，能改变镀层物理性质，抑制酸雾逸出，从而大大提高了镀件的质量，并可降低能耗。根据金属种类的不同，工业。上使用的电镀液有各种组成，电极沉积条件也各不相同。因此所选用的表面活性剂必须适应于不同的条件，在使用介质中应具有良好的稳定性和最佳作用效果，且价格适宜。电镀中常用的表面活性剂有平平加、OP乳化剂、十二烷基硫酸钠、亚甲基双萘磺酸钠、氟表面活性剂、脂肪酸聚环氧乙烷酯、聚环氧乙烷蓖麻油等。

电镀金时，也常加入表面活性剂，以使镀面光亮。表面活性剂在金属抛光、焊接、冷轧、压延、拉伸等等加工时也得到了广泛的应用。
电镀液中添加表面活性剂可使电极上沉积的结晶微粉化和使结晶发生定向性的变化，防止出现凹痕、烟雾，并起到分散、增光和平整的作用。根据电镀对象的不同，所使用的表面活性剂也不同。例如，在酸性电镀镉、锡中，所以烷基或芳基的长链聚醚可以得到良好的光亮电镀。这是因为胶束在阴极表面生成吸附皮膜，阻止镉或锡离子向电极表面扩散，从而获得微细均匀的电极沉积和光亮的电镀层。镀铬时由于阳极是不溶性铅电极，阴极的电流效率进为10～15%，在两极上激烈产生氢和氧，产生有害的铬酸烟雾，加入含氟表面活性剂（F51）可将镀铬液的表面张力降低到25mN.m使铬酸烟雾大为减少。电镀金时，也常加入表面活性剂，以使镀面光亮。表面活性剂在金属抛光、焊接、冷轧、压延、拉伸等等加工时也得到了广泛的应用。

五、清洗剂 1.碱性清洗剂对金属的清洗最广泛使用的是碱性清洗剂，主要是因为它便宜而有效。在电镀、油漆、搪瓷或其他防护处理之前，有些金属常在碱性溶液中进行清洗，以排除油垢和其他污垢物。碱性金属清洗的主要方法是浸泡、喷雾和电解或几种方法兼用。碱性金属清洗剂的主要成分是氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠以及磷酸钠等。这些物质能与那些可皂化的油脂如植物油、动物油发生皂化反应，达到清除目的。但对非皂化油脂，如矿物油则无能为力。

随着表面活性剂技术的发展，在碱性金属清洗剂中加入少量表面活性剂，利用其乳化作用可将矿物油乳化使其离开金属表面进入洗液之中。在表面活性剂中，非离子表面活性剂具有很好的去污效果和低发泡特性，特别适用于喷射法，操作浓度为3～15g／L即可。对浸泡法则需要将浓度提高到10～30g／L。表面活性剂技术的应用更为重要的是可以将清洗时的操作温度降低。以前要求操作温度必需>45℃，加入表面活性剂后可以在25～40℃时操作。这对节省能源和简化工艺有着十分重要的意义。

2. 酸性清洗剂金属材料加工前的除锈、除氧化层和除污垢，一般也经常采用化学酸洗法。锈是金属表面十分普遍的腐蚀产物，垢是高温下铁和钢的氧化所形成的，它们都易溶于酸。常用的酸有盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、柠檬酸、酒石酸等，其中以盐酸、硫酸应用最多。在酸洗过程中，酸不仅能溶解锈，而且能对基体金属反应放出氢。大量逸出的氢气会形成酸雾，不仅影响工人的健康和腐蚀设备，并且还消耗大量的酸。为了消除、减轻这些不良影响，提高酸洗效果和防止金属过腐蚀，一般采取在酸洗液中加入少量表面活性剂。

（1）酸缓蚀剂　常用的缓蚀剂一般是含O、N、S的无机或有机化合物，如硫脲、若丁(含磷二甲基硫脲、食盐、糊精、皂角粉)、乌洛托品(六亚甲基四胺)等。
盐酸中常用的缓蚀剂为乌洛托品，硫酸中常用若丁或硫脲，而硫脲与甲醛的缩合物在磷酸介质中的缓蚀效果较高。近年来还合成一些新的高效缓蚀剂。如由5％～50％二丁硫脲、5％～95％聚氧乙烯(20～80)蓖麻和0～95％乙醇或硫酸钠组成的混合物等。（2）抑雾剂使用表面活性剂作为抑雾剂控制酸雾，简便易行，效果明显。一般由多种表面活性剂的复配物构成，如我国研制生产的“841”净洗抑雾剂，具有优良的乳化、分散、润湿、渗透和净洗作用，与无机酸配合使用，不仅抑雾效果明显，而且还具有提高酸洗除锈、除氧化皮、除油的效果，并对金属材料还有一定的缓蚀作用。

3. 水基金属清洗剂　对金属的清洗传统上是以汽油或煤油的油洗法和碱洗液的浸渍法为主，油洗法耗油每年达60万t。20世纪70年代大力推广水基金属清洗剂，至目前已发展了数百个商品水基金属清洗剂，约取代40％～50％的油洗法用油量。水基金属清洗剂不仅能清除金属表面的油性污物，也能同时清洗手汗、无机盐等水溶性污垢。还具有缓蚀防锈能力，且无毒不易燃，使用安全，是大有发展前途的一种金属清洗剂。　水基金属清洗剂是以水为溶剂，表面活性剂为溶质，金属硬表面为清洗对象的液体清洗剂。为满足各种需要可在清洗液中添加多种助剂，以充分发挥各组分的协同效应，使金属清洗效果更好。

水基金属清洗剂的清洗机理是集表面活性剂的润湿、乳化、分散、增溶和形成胶束等几大性质综合作用的结果。首先是表面活性剂在金属表面发生润湿、渗透，使污垢在金属表面的附着力降低，然后再施以机械搅拌、刷洗、加热、超声波等物理方法，使污垢离开金属表面，进入洗液中被乳化分散开。水基金属清洗剂中所用的表面活性剂一般有脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基二乙醇酰胺、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、N，N—油酰甲基牛磺酸钠、甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠等，多属于非离子型和阴离子型表面活性剂。在应用中往往将聚氧乙烯型非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂进行复配，产生的协同效应可以使浊点大大提高，增溶和去污力也大为改善。

水基金属清洗剂配方中各种添加物的作用也不可忽视，它们是协同表面活性剂达到清洗去污效果的必不可少的组分。按成分可分为无机助剂和有机助剂；按用途可分为助洗剂、缓蚀剂、泡沫稳定剂、消泡剂、软化剂、增溶剂等。
助洗剂本身也是一种清洗剂，如常用的磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐、氨基三乙酸钠、乙二胺四乙酸钠等。这些碱性物质对植物油、动物油和脂肪酸类污垢清洗效果显著，和表面活性剂配合使用能降低溶液的表面张力及临界胶束浓度，减少表面活性剂的用量，提高去污力。磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等还具有软化硬水的功能。为提高金属清洗剂的综合能力，防止金属在清洗过程中生锈，配方中需加入少量缓蚀剂，也称防锈剂。针对不同的清洗对象选择适当的缓蚀剂。如黑色金属可选用油酸三乙醇酰胺、亚硝酸盐和苯甲酸钠等；对有色金属可选用硅酸钠(用于铝合金)，硅氟酸(用于镁合金)，苯并三氮唑(用于铜合金)。

为防止已被洗下来的污垢再次沉积于金属表面，配方中还要加人稳定剂，即抗污垢再沉淀剂。常用水溶性高分子胶体物质来充当，如羧甲基纤维素及其盐、羧甲基淀粉、树胶、三乙醇胺、烷基醇酰胺等。
为促进表面活性剂在水中溶解性和促进金属表面污垢在水中的分解效果，使清洗剂液态产品澄清透明，需加入增溶剂。最常用的增溶剂是尿素，也可用甲苯、二甲苯磺酸钠等。金属清洗剂的助剂除上述几种外，还有填充剂、香精、色料等。某些助剂在金属清洗剂中具有多种功能，如三乙醇胺既是表面活性剂(其乳化能力强)，又是软化剂、缓蚀剂、泡沫稳定剂，还可增加粘度。水基金属清洗剂的优点是除油效果好、原料易得价格便宜、使用过程安全可靠并有利于降低成本。对水基金属清洗剂的基本要求是：易溶于水清洗迅速、无再沉积现象、对金属表面无腐蚀无损伤、清洗后金属表面光洁并有一定缓蚀防锈作用、不污染环境且对人体无害。

第九节表面活性剂在农药中的应用一、农药中使用的表面活性剂
第九节表面活性剂在农药中的应用一、农药中使用的表面活性剂表面活性剂是农药助剂的主要成分，农药助剂中以表面活性剂为活性组分的有：分散剂、乳化剂、润湿剂、渗透剂、黏着剂、消泡剂、抗絮凝剂、增黏剂、触变剂、稳定剂等。其中重点是分散剂、乳化剂、润湿渗透剂。 1.农药乳化剂把液体农药分散到另一种不相溶的液体中形成农药乳油时，为得到稳定的分散体系，需要加入乳化剂。农药乳化剂应具备的基本性能是：①乳化性能好，适用品种多，用量少，能配制高含量制剂；②与原药、溶剂及其他组分有良好的互溶性，低温时不分层或析出结晶、沉淀；③对水质硬度、温度有广泛的适应能力，所配制剂在稀释时，自动或稍加搅拌便能形成适当粒径的、稳定性符合要求的乳状液；④黏度低、流动性好，闪点较高，生产和使用方便、安全；⑤所配乳油在规定温度下贮存两年后，制剂含量合格，性能稳定。

农药乳化剂有阴离子、非离子、阳离子、两性离子四类表面活性剂，使用最多的是前两类。
（1）非离子乳化剂非离子乳化剂是最早使用的农药乳化剂。它在水溶液中不电离，对酸、碱、金属盐都比较稳定，可与阴、阳离子表面活性剂复配使用而不产生沉淀，在低浓度下即产生良好的表面活性。由于在合成时聚氧乙烯亲水基组分在分子中所占比例可以根据需要进行调节，能够得到一系列不同HLB值的乳化剂，因此极大地扩展了它的应用范围。非离子乳化剂主要有醚类、酯类两大类。 ①醚类非离子乳化剂这是酚类和醇类化合物的环氧乙烷或环氧乙烷、环氧丙烷共聚加成物。如仲辛基酚聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚等。 ②酯类非离子乳化剂脂肪酸和多元醇脂肪酯的环氧乙烷加成物都归于这一类型非离子乳化剂中。其中最重要的是蓖麻油的环氧乙烷加成物，还有脂肪酸环氧乙烷加成物、松香酸环氧乙烷加成物等。

（2）阴离子乳化剂阴离子乳化剂的功能远不如非离子。在阴离子表面活性剂中，作为农药乳化剂使用的仍以烷基苯磺酸钙为主，如十二烷基苯磺酸钙，是一种具有优良乳化性能的油溶性阴离子乳化剂，与非离子乳化剂复配，适用于乳化绝大多数农药。（3）混合型乳化剂混合型乳化剂是由阴离子乳化剂（通常为钙盐）与一种或几种非离子乳化剂混合组成的乳化剂。它具有用量少，乳化稳定性高，对水温和，水的硬度适应范围宽的优点。近三十年来直接应用于农药的乳化剂一般都是混合乳化剂。在混合型乳化剂中，钙盐作为亲油性乳化剂组分，非离子乳化剂多作为亲水性乳化剂组分。两者以不同比例混合，互相补充配合，起到提高性能、降低用量，取得理想效果的作用。

2.农药分散剂（1）分散剂的分散过程把固体农药分散到液体中形成各类悬浮剂、可湿性粉剂、可溶性粉剂、水分散颗粒时，为得到稳定的分散体系，需要使用分散剂。分散剂的分散过程由三步构成：①润湿分散剂将固体的外表面润湿，并从内部表面取代空气；②团簇的固体和聚集体的分裂用机械能将他们破碎到所需要的尺寸，使固体的表面及内部润湿，随之分裂、分散，这时粒子的电荷和表面张力变成影响分散的重要因素；③分散体系的形成、稳定，与破坏同时发生。（2）分散剂应具备的基本性能是：①使产品有良好的流动性，不结块；②有一定润湿性和分散悬浮性，有利于农药颗粒润湿、分裂和分散；③贮存稳定性和化学稳定性；④制剂具有良好稀释性和与其他剂型相溶性。

（3）分散剂的类型作为农药分散剂使用的表面活性剂主要有阴离子和非离子表面活性剂两类。阴离子分散剂有：烷基萘磺酸盐、烷基萘磺酸盐甲醛缩合物、烷基磷酸酯、烷基苯磺酸钙等。非离子分散剂有：烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯氢化蓖麻油、环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚等。高分子型的表面活性剂分散剂，由于分子链节中含有较多亲油基和亲水基分枝，带有较多的电荷，有较强的分散能力，适合在多种情况下作分散剂。主要品种有：木质素磺酸盐、聚合羧酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物硫酸盐等。

3.农药润湿剂和渗透剂（1）农药润湿剂和渗透剂的作用农药润湿剂和渗透剂不仅是可湿性粉剂、粒剂、悬浮剂等农药制剂加工过程中不可缺少的助剂，而且不论采用哪种施药技术，都必须使处理对象与农药接触和吸收。药液在处理对象上顺利地附着、保持、润湿、铺展、渗透对提高药效起着关键的作用。许多害虫和杂草的表面都被疏水性的蜡质层覆盖，因此不易被水和药液润湿，只有当药液中加入适当的润湿剂后，药液才能在表面润湿铺展而发挥药效。（2）润湿剂和渗透剂的类型润湿剂和渗透剂是通过降低液体表面张力，改变液滴在表面上的接触角来发挥作用的，接触角越小，润湿铺展所需时间越短的润湿剂性能越好。研究表明，具有支链结构长链疏水基的表面活性剂分子能有效降低液体表面张力，而相对分子质量小，含有强亲水基的表面活性剂能迅速在水中扩散，亲水基在疏水链中央的表面活性剂往往有较好的润湿渗透力，因此从结构特点来看，带有支链的长链疏水基，而亲水基又位于疏水链中央的表面活性剂常是优良的润湿渗透剂。

农药润湿渗透剂有天然和合成两类，其中天然润湿渗透剂有：皂角苷、亚硫酸纸浆废液、动物蛋白水解液等。合成润湿渗透剂包括阴离子和非离子表面活性剂两类。阴离子润湿渗透剂有：脂肪酸硫酸酯盐、α-烯基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、二烷基丁二酸酯磺酸钠盐、脂肪酰胺N-甲基牛磺酸钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、单双烷基萘磺酸钠、木质素磺酸钠、聚合羧酸钠、磷酸酯盐等。非离子润湿渗透剂主要有烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚两类。其中烷基酚聚氧乙烯醚主要是壬基酚和辛基酚的环氧乙烷加成物，以加成5～10个环氧乙烷的产物润湿、渗透性较好；脂肪醇聚氧乙烯醚是目前用量最大的非离子润湿渗透剂，随着脂肪醇碳数和结构变化可得到不同性能的产品。

二、表面活性剂在农药基本剂型中的应用 1.在农药乳油中的应用工厂中生产的农药，未经加工成型之前称为原药。固态的原药称为原粉，液态的原药称为原油。绝大多数的农药是油溶性的，不能直接在农业上使用，为了使少量农药能够均匀地喷洒在大面积农作物上，最常用的方法之一就是把原药配制成乳油后使用。乳油是农药基本剂型之一，是由农药原药、乳化剂、溶剂、助溶剂配制成的透明油状体，加水能形成相对稳定的乳状液，稳定度要求在99.5%以上。乳油可分为O/W型和W/O型两种乳状液，O/W型一般选用亲水性较高的乳化剂，W/O型一般选用亲油性较高的乳化剂。绝大多数农药乳油属于O/W型乳油。

农药乳油的发展与表面活性剂的发展有着密切的关系。表面活性剂即乳油中的乳化剂，是农药乳油中的重要组成成分。早期的有机合成农药滴滴涕，用肥皂或硫酸化（或磺化）蓖麻油作为乳化剂，配成的乳油黏度很大，流动性能差，乳化分散性能不好，乳化剂的用量也很大。20世纪40年代中期，醚型非离子表面活性剂如烷基酚聚氧乙烯醚、苄基联苯酚聚氧乙烯醚等，在农药乳化剂中已占有主要地位，但也存在许多缺点。1955年发现了油溶性的十二烷基苯磺酸钙与非离子表面活性剂复配的混合型农药乳化剂。这种混合型乳化剂不仅用量明显减少，而且具有良好的自动乳化分散性能，适用范围广。只要选择不同种类、不同聚合度的非离子表面活性剂，即可用于配制各种农药乳油。

乳油的优点是：乳油加水稀释成乳剂后，原油被分散成很小的液珠，因此可均匀地大面积施用，由于乳油中含有乳化剂，使乳油较容易在农作物、病菌和虫体上润湿、黏附，并且药剂容易渗透到他们体内，可以获得良好的防治效果。由于乳剂受风雨的影响较小，所以药效期较长。乳油在加工制作和加水稀释使用时，原药不会像粉剂那样飞扬而对操作人员造成危害。乳油的使用也很方便，加水稀释成乳状液后即可用喷雾器或其他工具进行喷洒。

2.在可湿性粉剂中的应用可湿性粉剂是加入水中后能被水润湿的粉状制剂。可湿性粉剂由农药原药、填料、润湿剂、分散剂、稳定剂组成。填料要有很强的吸收性，将原药吸收后形成的固体易于被粉碎，通常用黏土、硅藻土、二氧化硅作填料。这些填料使农药原药在贮存过程中能保持一定的热稳定性，而且填料本身在水中有良好的悬浮性能，无絮凝现象。由于很多有机农药都是疏水性物质，不能被水润湿，因此在可湿性粉剂中要加入润湿剂，润湿剂要达到使可湿性粉剂在1～2min内即能被水润湿的标准。为使药粉能很快在水中分散，还要加入一定量的分散剂，使药粉加水稀释后有良好的、较长时间的悬浮性能，要求可湿性粉剂的悬浮率要达到70%以上。

可湿性粉剂的润湿好坏决定于选择合适的润湿剂及浓度。润湿剂应选择水溶性好的固体润湿剂，而不是液体润湿剂。这是因为：固体润湿剂可以减少填料的液体载荷；能使表面活性剂较好地分布，而不吸收在填料内部。常用的润湿剂是阴离子表面活性剂烷基苯磺酸钠和非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚。分散剂应选择分散能力强的表面活性剂，例如某些嵌段或接枝聚合物表面活性剂；高分子分散剂，特别是分子或链节上有较多分支的亲油基和亲水基，并带有足够电荷的高分子。

研究表明，使用同样的农药原药制成不同剂型会有不同使用效果，一般配成乳油比可湿性粉剂的药效好。这是因为可湿性粉剂颗粒较粗，使药剂的分散沉积和覆盖能力受到影响，而且药剂的溶解、扩散、渗透能力也不能很好发挥，所以可湿性粉剂加工的颗粒细度一般要求达到5μm,并配合使用分散剂使悬浮率达到70%左右才能取得良好的药效。与乳油相比，可湿性粉剂也有其优点。乳油在配制过程中要使用大量的有机溶剂，而配成可湿性粉剂不仅可节省大量有机溶剂，避免溶剂造成对环境的污染，而且可以节省乳化剂和包装。可湿性粉剂可使用软包装材料，用后的空包装容易处理，而乳油使用玻璃、金属、塑料等硬包装，用后的空包装处理难度要大得多，而且容易造成二次污染和中毒事故。从长远利益考虑，可湿性粉剂是重点发展的农药剂型。

3.在微乳液中的应用微乳农药是利用表面活性剂的作用，将液态油性农药以超微细状态（粒径0.1～0.01μm）均匀分散在水中，形成透明或半透明的均相体。微乳液是一个自发形成的热力学稳定分散体系，表面活性剂是制备微乳液的关键组分。目前，关于微乳液的乳化剂选择还没有一套完整的理论依据，许多配方工作都以混合膜理论和加溶作用理论为基础并参照表面活性剂的HLB值和临界胶团浓度(cmc)进行综合考虑和选择，应注意以下几个方面。

（1）对非离子表面活性剂而言，因其亲水亲油性对温度非常敏感，当体系温度靠近三相区浊点线略低时，形成O/W型微乳液，升高温度，亲水性下降，体系变浑浊；当温度接近而略高于三相区的浊点线时，形成W/O型微乳液。因此，单独使用非离子表面活性剂制成的微乳液，温度范围窄，缺乏实用价值。改变表面活性剂中环氧乙烷链节(EO)平均数来调节亲水亲油性，分子中EO链节数分布越窄，三相区越小，形成微乳的范围越大。增加分子中非极性基团和极性基团的大小，使cmc下降而保持HLB值不变，可提高微乳形成的范围。

（2）对离子型表面活性剂而言，其亲水亲油性对温度不敏感，可用加助表面活性剂的方法来调节，一般使用中长链的极性有机物，例如醇。C3～5醇易形成O/W型微乳液，C6～10醇易形成W/O型微乳液。
此外，水相中加入盐可调节离子型表面活性剂的亲水性，有利于微乳的形成。（3）非离子和离子型表面活性剂复配，可以扩大微乳的使用范围，目前在农药配制中常采用这种方法。有时以醇盐等作为调节剂，扩大微乳的使用范围。如苯乙烯酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钙的组合。农药微乳液由于不使用有机溶剂而具有生产贮运安全，对人畜、作物、环境危害少的优点，而且分散度高，渗透性好。

4.在水剂农药中的应用农药原药溶解在水中，添加适宜的助剂而形成均一稳定的真溶液，这种制剂称为水溶液又简称水剂。水剂剂型中的活性成分是分子或离子状态，直径小于0.001μm，此剂型易加工，具有低药害，毒性小，易于稀释，使用安全方便等特点，且具有良好的生物效应。但大多数农药一般不溶或难溶于水，能加工成水剂的原药品种并不是很多。为了改善水剂品质和提高药效，制备水剂农药需要添加适宜的助剂，但助剂不应与农药有效成分发生作用，也不能影响水剂的外观，即带来浑浊、分层、沉淀。选择水剂用表面活性剂一般应遵循以下原则：（1）水剂农药用表面活性剂应该是低起泡性的或泡沫产生后能迅速消失的。在水剂中使用消泡剂时，消泡剂的选用应合理，不能影响水剂的稳定性及外观澄清透明性，且各种助剂是低毒、易降解的。

（2）在水剂农药中使用的乳化剂可以是阳离子型、阴离子型、非离子型的表面活性剂，也可以是非离子型与另外两种类型中的一类复配，其HLB值一般要求大于10，即亲水性的。同时应根据农药有效成分的结构和性能选用不同的助剂。（3）水剂中助剂的用量必须在其表面活性剂的cmc以上，这样可形成稳定的胶团，有利于药液生物活性的发挥。一般加入助剂的量为喷雾液最终质量的0.1%～0.5%。助剂不仅能降低表面张力和接触角，增加药液对叶面的亲和能力，而且还能增强药液对植物体内的渗透能力。任何助剂的选择都应考虑农药原药的生物活性，不同的水剂农药需采用不同的助剂。只有对水剂匹配适宜的助剂才能保证药液不会流失，又不会造成药液在叶面上不能完全铺展。

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