姜 孌

（寶雞文理學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)研究所，陜西 寶雞 721013）

（Institute of Applied Chemistry,BaojiUniversity of Arts and Sciences,Baoji721013,China）

綜 述

非離子型表面活性劑的研究*

姜 孌

（寶雞文理學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)研究所，陜西 寶雞 721013）

本文簡單介紹非離子型表面活性劑的種類、性質(zhì)特點，重點介紹非離子型表面活性劑的應(yīng)用，并展望了非離子型表面活性劑的發(fā)展。

非離子型；表面活性劑；研究

（Institute of Applied Chemistry,BaojiUniversity of Arts and Sciences,Baoji721013,China）

Abstract:The types and the nature of features of the nonionic surfactant were introduced briefly.The applications and developments of nonionic surfactantwere prospected.

Keywords:non-ionic；surfactant；study

表面活性劑（surfactant），是指具有固定的親水親油基團(tuán)，在溶液的表面能定向排列，并能使表面張力顯著下降的物質(zhì)。表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)具有兩親性：一端為親水基團(tuán)，另一端為憎水基團(tuán)；親水基團(tuán)常為極性的基團(tuán)，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽，也可是羥基、酰胺基、醚鍵等；而憎水基團(tuán)常為非極性烴鏈，如8個C原子以上烴鏈[1-3]。表面活性劑分為離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和特種表面活性劑。其中非離子型表面活性劑具有獨特的性質(zhì)，應(yīng)用非常廣泛。本文簡單介紹非離子型表面活性劑的種類、性質(zhì)特點，重點介紹非離子型表面活性劑的應(yīng)用。

1 非離子型表面活性劑簡介

1.1 非離子型表面活性劑

非離子表面活性劑是以分子中含有在水溶液中不發(fā)生電離的羥基（-OH）或醚鍵（-O-）為親水基的表面活性劑，由于羥基和醚鍵的親水性弱，因此，分子中必須含有多個此類親水基團(tuán)，才表現(xiàn)出一定的親水性，大多數(shù)非離子表面活性劑是由含有活潑氫的輸水化合物和環(huán)氧乙烷加成聚合而成[4]。

1.2 性質(zhì)

由于非離子表面活性劑具有在水中不電離的特點，決定它在某些方面較離子型表面活性劑優(yōu)越，如在水中和有機(jī)溶劑中都有較好的溶解性，在溶液中穩(wěn)定性高，不易受強電解質(zhì)無機(jī)鹽和酸、堿的影響。由于它與其他類型表面活性劑相容性好，所以常可以很好地混合復(fù)配使用[5]。

非離子表面活性劑具有很高的表面活性，期水溶液的表面張力低，臨界膠束濃度低于離子型表面活性劑，有良好的耐硬水能力，具有分散、乳化、低起泡沫、潤濕、增溶多種性能，因此，在很多領(lǐng)域中都有重要用途。

1.3 種類

非離子表面活性劑按照親水基的不同可分為聚氧乙烯型、烷基酰胺型、多元醇酯型等類型。

2 非離子型表面活性劑應(yīng)用

2.1 聚氧乙烯型

此類型的表面活性劑又稱聚乙二醇型，是環(huán)氧乙烷與含有活潑氫的化合物進(jìn)行加成反應(yīng)的產(chǎn)物。如高碳脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）是一種用途廣泛的非離子表面活性劑，但其生物降解性較差，目前應(yīng)用趨勢在逐步減小，替代品為生物降解性能好的碳脂肪醇聚氧乙烯醚[4]。

醇結(jié)構(gòu)中碳原子數(shù)和加成的環(huán)氧乙烷分子數(shù)會影響高碳脂肪醇聚氧乙烯醚的水溶性，通常使用的脂肪醇含碳原子數(shù)在10～18之間，所以生產(chǎn)AEO可采用10～18個碳原子的伯醇和仲醇，如圖1。此反應(yīng)可采用苛性鈉為催化劑，反應(yīng)溫度130～180℃，反應(yīng)結(jié)構(gòu)表明：伯醇反應(yīng)速率大于仲醇，但仲醇與環(huán)氧乙烷反應(yīng)生成加成物的速率近似于AEO鏈增長速率[4]。

圖1 AEO生成反應(yīng)Fig.1 Formation reaction

以脂肪醇烷基鏈鏈含12～14個碳原子加成10個左右環(huán)氧乙烷的產(chǎn)物洗滌去污能力最好，是常用的洗滌劑成分。AEO產(chǎn)品的最大特點是化學(xué)穩(wěn)定性好，在熱稀堿、酸及氧化劑中均穩(wěn)定，在低于它濁點的溫度下有良好的洗滌去污能力，所以用它配制的洗滌劑能滿足低溫低泡耐硬水的要求。工業(yè)上使用的這類產(chǎn)品商品名為：平平加 O（C18H35O（CH2CH20）1OH）、勻染劑 O（C12H250（CH2CH2O）22H）、滲透劑 JFC（C7～9H15～19O（CH2CH20）5H）等[5]。

烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）在非離子表面活性劑中僅次于AEO，主要產(chǎn)品包括辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚，商品牌號為乳化劑OP系列，壬基酚聚氧乙烯醚向加成環(huán)氧乙烷分子產(chǎn)物的HLB值，HLB值越大親水性越好。作為洗滌劑，分子中加成的環(huán)氧乙烷數(shù)n＝9～12，其親水基是由醚鍵和羥基構(gòu)成的，且在分子的端基只存在一個羥基，親水性很小，欲使此類分子有足夠的親水性，必須增加環(huán)氧乙烷加成的分子數(shù)n，即含的醚鍵越多，親水性越好，因此可通過結(jié)合不同的環(huán)氧乙烷分子數(shù)目來調(diào)節(jié)此類活性劑的親水性?？捎协h(huán)氧乙烷加成得到具有不同分子數(shù)（n）的混合物，通常n是一個平均值。

脂肪酸聚氧乙烯酯（AE）脂肪酸在催化劑的作用下可以與環(huán)氧乙烷加成，形成親水基與疏水基由酯鍵連接的聚氧乙烯型非離子表面活性劑。但與上述兩類以醚鍵結(jié)合的非離子表面活性劑不同，醚鍵易于水解，所以這類化合物在強堿溶液中使用時會水解變成肥皂。這類化合物與高級醇或烷基酚的環(huán)氧乙烷加成物相比，一般滲透力、去污力都差些，因此，不適合做洗滌劑，主要做乳化劑、分散劑、染色助劑等。聚氧乙烯酰胺是在堿性條件下脂肪酰胺與環(huán)氧乙烷加成得到的產(chǎn)物，酰胺基上可有一個或二個活潑氫與環(huán)氧乙烷加成，所以可以得到幾種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。聚氧乙烯胺由高級脂肪胺與環(huán)氧乙烷加成的反應(yīng)產(chǎn)物，所用高級脂肪胺可能是伯胺、仲胺或叔胺。

2.2 多元醇酯型

多元醇型非離子表面活性劑是乙二醇、甘油季戊四醇、失水山梨醇和蔗糖等含有多個羥基的有機(jī)物與高級脂肪酸形成的酯[6]。其分子中的親水基是-OH，由于-OH親水性弱所以多做乳化劑使用。這類產(chǎn)物來源于天然產(chǎn)品，具有易生物降解、低毒性的特點，因此，多用于禽磁涸醫(yī)藥等部門，其中應(yīng)用較多的是失水山梨醇酯。

山梨醇是由葡萄糖加氫制得的多元醇，分子中有6個羥基。山梨醇在適當(dāng)條件下可脫水生成失水山梨醇和二失水山梨醇，失水山梨醇分子中剩余的羥基與高級脂肪酸發(fā)生酯化反應(yīng)得到失水山梨醇酯是多元酬測表面活性劑。產(chǎn)物實際上是單酯，雙酯和三酷的混合物；脂肪酸可采用月桂酸，棕櫥酸封酬脂酸和油酸。其單酯的商品代號分別叫Span（司盤）-20、40、60、80，而硬脂酸和油酸的警捌脂代號分別叫Span-65和Span-85。

2.3 烷基醇酰胺型

烷基醇酰胺是脂肪酸與乙醇胺的縮合產(chǎn)物。脂肪酸通常為椰子油酸、脂肪酸或月桂酸，乙醇胺為單乙醇胺或二乙醇胺，當(dāng)氨與環(huán)氧乙烷反應(yīng)時，氨分子中的三個活潑氫會被羥乙基取代而形成單乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺[7]：其中比較重要的是月桂酸、椰子油酸、油酸和硬脂酸與α-醇胺反應(yīng)的產(chǎn)物。有脂肪酸與二乙醇胺分子比為1∶1及1∶2的兩種產(chǎn)物，當(dāng)lmol脂肪酸與2mol二乙醇胺反應(yīng)時得到一種水溶性烷基醇酰胺產(chǎn)物，商品名為尼納樂（Nin01），6501，2∶1型烷醇酰胺。

3 展望

隨著科技進(jìn)步和表面活性劑工業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)保意識的不斷加強和人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，各類非離子型表面活性劑已逐漸進(jìn)入國民經(jīng)濟(jì)的各相關(guān)領(lǐng)域之中，易生物降解性和多功能性于一身，順應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品必將會進(jìn)入國民經(jīng)濟(jì)的各相關(guān)領(lǐng)域，并創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。

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［4］程侶柏.精細(xì)化工產(chǎn)品的合成及應(yīng)用［M］.大連出版社，2002.

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Study of non-ionic surfactants*

JIANG Luan

TQ423.2

A

1002-1124（2011）03-0026-03

2010-12-09

陜西省教育廳自然科學(xué)基金資助課題(04JK147)

姜 孌(1984-)，女，陜西咸陽人，講師，陜西科技大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)士，主要從事儀器分析。