表面活性劑在科學和工業(yè)中的應用不計其數(shù)，涵蓋了從初級過程如礦業(yè)和石油工業(yè)中原材料的回收和凈化，到提高涂料、化妝品、藥品和食品等制成品質量，最后幫助實現(xiàn)基于更精細控制界面相互作用的新技術和舊技術的新用途。
圖1 重要和高影響力的表面活性劑的應用[1]
麥克林提供各類表面活性劑試劑及其衍生產(chǎn)品，具有純度等級高、生產(chǎn)工藝先進、接受研發(fā)定制等特點，能被廣泛適用于各類科研項目、研究實驗中，歡迎選購。
本文通過以下幾點介紹麥克林表面活性劑的產(chǎn)品特性及相關應用：
1.表面活性劑的結構
2.表面活性劑的類型
3.表面活性劑的功能與應用
4.麥克林表面活性劑產(chǎn)品介紹
表面活性劑的結構
表面活性劑分子通常由性質完全不同的兩部分組成：非極性的親油基團(疏水基)和極性的親水基團(疏油基)。例如:十二烷基硫酸鈉(C12H25SO4Na)，其中C12H25-為親油基(疏水基)， -SO4Na為親水基(疏油基)，如圖2(a) 所示[2]。
圖2 (a)十二烷基硫酸鈉結構; (b)表面活性劑親油基和親水基不同排列的結構示意圖[2]
表面活性劑在溶液中能夠自發(fā)形成微小的膠束，這些膠束是由一群表面活性劑分子聚集而成的球形結構。膠束的形成降低了體系的自由能，是表面活性劑發(fā)揮作用的重要機理之一。
圖3 濃度變化下，表面活性劑分子在水溶液中的吸附狀態(tài)[3]
圖4 不同類型的表面活性劑的吸附過程[3]
表面活性劑的類型
表面活性劑的種類很多，可以從不同角度進行分類，按照離子類型分類，可分為離子型與非離子型兩大類，這是大家所公認且最常用的分類方法。
表面活性劑溶于水時，凡能離解成離子的叫離子型表面活性劑，凡不能離解成離子的叫非離子型表面活性劑。按表面活性劑溶于水時親水基的電性特征，可分為如下四大類，每大類按親水基結構不同又分為若干小類。
陰離子型表面活性劑
表面活性劑的親水基為陰離子，其中陰離子型表面活性劑根據(jù)親水基的不同又可分為羧酸鹽型、磺酸鹽型、硫酸酯鹽型和磷酸酯鹽型等類型。
圖5 陰離子表面活性劑-十二烷基苯磺酸鈉
陽離子型表面活性劑
表面活性劑的親水基為陽離子，其中陽離子型表面活性劑根據(jù)親水基的不同又可分為胺鹽、季銨鹽、雜環(huán)類、間接連接型、鹽型以及聚合型等類型。
圖6 陽離子表面活性劑-溴代十六烷基吡啶
兩性離子表面活性劑
表面活性劑的親水基既含有陰離子又含有陽離子，即溶于水時同時帶正電和負電。其中兩性表面活性劑根據(jù)親水基的不同又可分為甜菜堿型、氨基酸型及咪唑啉型等類型。
圖7 兩性離子表面活性劑-十二烷基二甲基甜菜堿
非離子型表面活性劑
表面活性劑的親水基為一些極性基團，如羥基或聚氧乙烯醚，即溶于水時不帶電。
非離子型表面活性劑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類型。
圖8 非離子型表面活性劑-二乙醇胺月桂酸
表面活性劑的功能與類型
1.潤濕和滲透性
表面活性劑通過降低液體的表面張力，增強其潤濕和滲透性能。這在紡織、農業(yè)和醫(yī)藥領域具有重要應用。例如，在農業(yè)中，表面活性劑可以幫助農藥更均勻地覆蓋在植物表面，提高其有效性。
2.起泡和消泡性
表面活性劑可以通過穩(wěn)定氣泡膜形成泡沫，或通過破壞氣泡膜抑制泡沫的產(chǎn)生。起泡性和消泡性在食品加工、化妝品和石油開采中都有廣泛應用。例如，在食品工業(yè)中，起泡表面活性劑用于制作發(fā)泡食品，而消泡表面活性劑則用于防止不必要的泡沫產(chǎn)生。
3.乳化和破乳
表面活性劑可以使兩種互不相溶的液體（如油和水）形成穩(wěn)定的乳液，并在需要時通過添加破乳劑使乳液分離。乳化和破乳技術在食品、醫(yī)藥和化工領域應用廣泛。例如，在食品工業(yè)中，乳化劑用于制作乳狀食品，如奶油和沙拉醬，而在石油工業(yè)中，破乳劑用于處理原油中的乳化水。
4.分散
表面活性劑能夠穩(wěn)定懸浮液中的固體顆粒，防止其聚集沉降，從而提高懸浮液的穩(wěn)定性。這在涂料、油墨和農藥中有重要應用。例如，在涂料工業(yè)中，分散劑用于防止顏料顆粒的沉降，保證涂料的均勻性和穩(wěn)定性。
5.增溶
表面活性劑可以增加難溶物質在溶劑中的溶解度，這種現(xiàn)象稱為增溶。增溶技術在制藥和化妝品中用于提高活性成分的溶解度和生物利用度。例如，在藥物制劑中，增溶劑可以提高藥物的溶解度，從而提高其吸收效率。
6.洗滌
表面活性劑通過潤濕、乳化和增溶作用，有效去除污垢和油脂，使其成為洗滌劑的主要成分。洗滌劑在家庭清潔、工業(yè)清洗和個人護理中都有廣泛應用。例如，在家庭清潔中，洗滌劑用于清洗餐具、衣物和表面；在工業(yè)清洗中，洗滌劑用于清除機械零件上的油污。
麥克林表面活性劑產(chǎn)品介紹
麥克林表面活性劑試劑產(chǎn)品優(yōu)勢：
1.結構新穎、品種繁多
2.純度等級高
3.生產(chǎn)工藝先進
4.接受研發(fā)定制
陰離子表面活性劑
陽離子表面活性劑
聚二烯二甲基氯化銨溶液
Mw 200,000-350,000 ,20 wt. % 水溶液,250-500 cP(25 °C)
聚二烯二甲基氯化銨溶液
Mw 100,000-200,000 ,20 wt. % 水溶液,400-1000 cP(25 °C)
兩性離子表面活性劑
N,N-二甲基-N-(3-磺丙基)-1-十八烷銨內鹽
>97.0%(N)
3-[(3-膽固醇氨丙基)二甲基氨基]-1-丙磺酸
98%
非離子表面活性劑
天然和生物降解表面活性劑
卵磷脂
from soybean,>98%,powder
木質素磺酸鈉
average Mw ~52,000, average Mn ~7,000
氟表面活性劑
特種表面活性劑
1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)環(huán)三硅氧烷
≥97%
聚氧乙烯壬基酚磷酸酯
型號:TXP-10, 99%
聚氧乙烯壬基酚磷酸酯
型號:APE-4P, ≥95%
聚氧乙烯壬基酚磷酸酯
型號:APE-10P, 99%
【麥克林表面活性劑專題頁】
參考文獻
[1] Myers D. Surfactant science and technology[M]. John Wiley & Sons, 2020.
[2] 徐寶財、張桂菊、趙莉. 表面活性劑化學與工藝學[M]. 化學工業(yè)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] 王世榮, 李祥高, 郭俊杰. 表面活性劑化學[M]. 化學工業(yè)出版社, 2022.