表面活性剂的功能与应用

chap5表面活性剂的功能与应用—增溶作用胶团催化微乳化4—1增溶作用（一）增溶作用的定义和特点所谓增溶作用是指由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶液中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。

例子：25℃苯在水中的溶解度为0.07g/100g水100℃的油酸钠水溶液苯溶解度为7 g/100g水增溶作用的基础是胶束的形成，表面活性剂浓度越大，形成的胶束越多，难溶物或不溶物溶解得越多，增溶量越大。

表面活性剂浓度达到cmc以后，溶质的溶解度显著提高，并随表面活性剂浓度的增大而增大。

特点：1.增溶作用可使被增溶物的化学势降低，使体系更加稳定，是自发进行的过程2.与普通的溶解过程不同的是，增溶后溶液的沸点、凝固点和渗透压等没有明显的改变3.溶质并非以分子或离子的形式存在，而是以分子团簇分散在表面活性剂的溶液中4.由于表面活性剂用量很少，没有改变溶剂的性质，增溶作用与使用混合溶剂提高溶解度不同5.与乳化作用不同，增溶后没有新增的两相界面的存在，是热力学稳定体系（二）增溶作用的方式①非极性分子在胶束内核的增溶如饱和脂肪烃、苯等不易极化的非极性有机化合物。

紫外光谱或核磁共振谱分析表明：被增溶的物质完全处于一个非极性环境中；χ射线衍射分析发现：增溶后胶束体积变大。

②在表面活性剂分子间的增溶对于分子结构与表面活性剂相似的极性化合物，如长链的醇、胺、脂肪酸和极性染料等两亲分子，则是增溶于胶束的“栅栏”之间。

被增溶物的非极性碳氢插入胶束内部，极性头插入表面活性剂极性基之间。

③在胶束表面吸附增溶对于既不溶于水，也不溶于油的小分子极性化合物在胶束表面的增溶。

这些化合物被吸附胶束表面区域，光谱（）表明：它们处于完全或接近完全极性的环境中。

一些高分子物质、甘油、蔗糖以及染料也采用此种增溶方式。

④聚氧乙烯醚间的增溶以聚氧乙烯基为亲水基团的非离子表面活性剂，通常将被增溶物包藏在胶束外层的聚氧乙烯链中，以这种方式被增溶的物质主要是较易极化的碳氢化合物，如苯、乙苯、苯酚等短链芳香烃类化合物。

第三章表面活性剂功能与应用一一润湿作用一、润湿功能例子：水润湿玻璃，加入表面活性剂润湿容易；水滴在石蜡上，石蜡几乎不被润湿，加入少量表面活性剂石蜡就容易被润湿了；较厚的毛毡或棉絮放入水中，很难渗透，加入一些表面活性剂就容易浸透了。

表面活性剂具有渗透作用或润湿作用所谓润湿是指一种流体被另一种流体从固体表面或固液界面所取代的过程。

润湿过程往往涉及三相，其中至少两相为流体。

1. 润湿过程润湿作用是一个过程。

润湿过程主要分为三类：沾湿、浸湿和铺展。

产生的条件不同。

其能否进行和进行的程度可根据此过程热力学函数变化判断。

在恒温恒压条件下可方便使用润湿过程体系自由能变化表征。

（1）沾湿主要指液-气界面和固-气界面上的气体被液体取代的过程，在此过程中消失的固-气界面的大小与其后形成的固-液界面的大小是相等的。

如喷洒农药，农药附着于植物的枝叶上。

沾湿附着发生条件：△ G= Y SL- Y SG丫LG V 0 W A= Y SG- Y SL+ Y LG> 0 （沾湿）式中：Y SG Y SL和Y LG分别为气-固、液-固和气-液界面的表面张力（2）浸湿浸湿是指固体浸入液体的过程，原有的固气界面空气被固液取代。

如洗衣时衣物泡在水中；织物染色前先用水浸泡过程浸湿发生条件：△ G = Y SL- Y SG< 0W i = Y SG- Y SL》0 （W:浸湿功）（3）铺展液体取代固体表面上的气体，固-气界面被固-液界面取代的同时液体表面能够扩展的现象。

铺展发生条件为：△ G= Y SL+Y LG-Y SG< 0S= Y S（- Y SL- Y LG》0 （S：铺展功）一般，若液体能够在固体表面铺展，则沾湿和浸湿现象必然能够发生。

从润湿方程可以看出：固体自由能Y SG越大，液体表面张力Y LG越低，对润湿越有利。

2. 接触角和润湿方程（杨氏方程）接触角：固、液、气三相交界处自固-液界面经过液体内部到气液界面处的夹角。

表面活性剂作用原理及应用表面活性剂一词来自英语surfactant。

它实际上是短语surface active agent的缩合词。

它还有一个名字叫做tenside。

凡加入少量而能显著降低液体表面张力的物质，统称为表面活性剂。

它们的表面活性是对某特定的液体而言的，在通常情况下则指水。

表面活性剂一端是非极性的碳氢链（烃基），与水的亲和力极小，常称疏水基；另一端则是极性基团（如—OH、—COOH、—NH₂、—SO₃H等），与水有很大的亲和力，故称亲水基，总称“双亲分子”（亲油亲水分子）。

为了达到稳定,表面活性剂溶于水时，可以采取两种方式：1、在液面形成单分子膜将亲水基留在水中而将疏水基伸向空气，以减小排斥。

而疏水基与水分子间的斥力相当于使表面的水分子受到一个向外的推力，抵消表面水分子原来受到的向内的拉力，亦即使水的表面张力降低。

这就是表面活性剂的发泡、乳化和湿润作用的基本原理。

在油-水系统中，表面活性剂分子会被吸附在油-水两相的界面上，而将极性基团插入水中，非极性部分则进入油中，在界面定向排列。

这在油-水相之间产生拉力，使油-水的界面张力降低。

这一性质对表面活性剂的广泛应用有重要的影响。

2、形成“胶束”胶束可为球形，也可是层状结构，都尽可能地将疏水基藏于胶束内部而将亲水基外露。

如以球形表示极性基，以柱形表示疏水的非极性基，则单分子膜和胶束。

如溶液中有不溶于水的油类（不溶于水的有机液体的泛称），则可进入球形胶束中心和层状胶束的夹层内而溶解。

这称为表面活性剂的增溶作用。

表面活性剂在污垢和基底表面的吸附是去污洗涤的核心，吸附作用也是表面活性剂最基本的性质之一。

在洗涤过程中，表面活性剂的疏水基会尽可能地减少与水的接触，在表/界面上发生定向吸附，达到一定浓度后在体相形成聚集体，因此表面活性剂表现出一系列优良的性能，如润湿、乳化、增溶等。

表面活性剂可起洗涤、乳化、发泡、湿润、浸透和分散等多种作用，且表面活性剂用量少（一般为百分之几到千分之几），操作方便、无毒无腐蚀，是较理想的化学用品。

表面活性剂的功能表面活性剂是一种化学物质，广泛应用于各个领域。

它具有许多重要的功能，下面将介绍其中几个主要的功能。

第一，表面活性剂具有降低液体表面张力的功能。

液体的表面张力是指液体表面上分子间的相互牵引力。

表面活性剂能够吸附在液体表面，并与液体分子相互作用，破坏液体表面分子间的牵引力，从而降低液体的表面张力。

这使得液体更容易湿润固体表面，并能够提高液体的流动性。

第二，表面活性剂具有增强溶解度的功能。

由于表面活性剂的结构具有亲水和疏水基团，它们能够在水和油之间形成一种结构称为胶束。

胶束是一种由表面活性剂分子组成的小颗粒，其疏水基团朝向胶束的内部，亲水基团朝向胶束的外部，从而将疏水物质包围在内部。

这种结构能够增强疏水物质在水中的溶解度，使其更易被水所接受。

第三，表面活性剂具有分散、乳化和稳定液体混合物的功能。

由于表面活性剂的两性性质，它们能够将不相溶的液体分散在一起，并形成稳定的乳状液体。

这在制药、食品和化妆品等领域中得到了广泛应用。

例如，在药物制剂中，表面活性剂能够将水溶性药物和油溶性药物结合在一起，提高药物的稳定性和溶解度。

第四，表面活性剂具有减少液滴的表面张力的功能。

在农业领域中，表面活性剂被用作农药的助剂。

它们能够降低液滴的表面张力，使液滴更好地附着在作物上，并提高农药的吸收效率。

此外，表面活性剂还能够改善土壤的渗透性，促进植物根系的生长和发育。

除了上述功能外，表面活性剂还具有抗静电、抗沉积、防锈、抗腐蚀等多种功能。

总的来说，表面活性剂的功能非常广泛，不仅可以改变液体的性质，提高液体的使用性能，还可以在各个领域中发挥重要的作用。

然而，由于表面活性剂会对环境产生一定的影响，因此在应用过程中需要合理使用，并加强对其环境和健康风险的研究。

表面活性剂的主要功能（一）润湿作用当固体与液体接触时，原来的固/气、液/气界面消失而形成了新的固/液界面，这一过程称为润湿。

如纺织纤维是一种多孔性物质，有着巨大的表面，当溶液沿着纤维铺展时，会进入纤维间的空隙，并将空气驱赶出去，把原来的空气/纤维界面变成液体/纤维界面，就是一个典型的润湿过程；而溶液同时会进入纤维内部，这一过程则称为渗透。

帮助润湿和渗透作用发生的表面活性剂称为润湿剂和渗透剂。

把不同液体滴在同一固体表面，可以看到两种不同的现象。

一种是液滴很快在固体表面铺展开形成液∕固新界面，这种情况叫润湿，如图（a）和图（b）所示。

把气∕液界面通过液体与固∕液界面之间的夹角称为接触角，可以看出在润湿的情况下接触角小于90°。

另一种情况是液体不在固体表面上铺展，而是在固体表面缩成一液珠，如把水滴加到固体石蜡表面所形成的现象，这种情况叫不润湿，如图（c）和图（d）所示，此时的接触角大于90°。

通常可通过液体在固体表面受力达到平衡时所形成的接触角的大小来判断润湿或不润湿。

当在水滴中加入表面活性剂时，由于表面活性剂具有降低气∕液界面张力和液/固界面张力的作用，会改变上述受力关系，导致水滴可以在石蜡表面铺展，由不润湿变为润湿。

（二）乳化作用乳化作用是指两种互不相溶液的液体（如油和水），其中一种液体以极小的粒子（粒径为10-8~10-5m）均匀地分散到另一种液体中形成乳状液的作用。

把油滴分散到水中称为水包油型乳状液（O/W），水滴分散到油中则称为油包水型乳状液体（W/O）。

把能帮助乳化作用的表面活性剂称为乳化剂。

作乳化剂使用的表面活性剂有稳定和保护两种作用。

（1）稳定作用乳化剂有降低两种液体间界面张力而使混合体系达到稳定的作用。

因为当油（或水）在水（或油）中分散成许多微小粒子时，扩大了它们之间的接触面积，导致体系能位增加而处于不稳定状态。

当加入乳化剂时，乳化剂分子的亲油基吸附在油滴微粒表面而亲水基伸入水中，并在油滴表面定向排列形成一层亲水性分子膜，使油∕水界面张力降低，降低了体系的能位并且减少了油滴间吸引力，防止油滴聚集后重新分为两层。

表面活性剂的功能
凡是能吸附在溶液的表面上，较低浓度就能极高的降低表面张力的能力和效率的物质称为表面活性剂。

表面活性剂的分子结构可分为两部分，一部分是亲水基团，另一部分是疏水基团。

表面活性剂的性质主要由亲水基团决定，而亲水基团的结构变化多端，所以总体上可分为两大类：离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。

表面活性剂的功能主要有五类：润湿作用、乳化作用、悬浮分散作用、增溶作用、发泡作用。

1.润湿作用。

所谓润湿就是当固体与液体接触时，原来的固-气和液-气表面消失而形成新的固-液界面的现象。

表面活性剂以极性基团朝向固体，非极性基团朝向气、液体吸附于固体表面，形成定向排列的吸附层，使自由能较高的固体表面被碳氢链覆盖而转化为低能表面，达到改变润湿性能的目的。

2.乳化作用。

乳化作用是指两种不相混溶的液体中的一种以极小的粒子（粒径1-10微米）均匀地分散到另一种液体中形成乳状液的作用。

乳化过程中，表面活性剂可起两种主要作用，一是降低两种液体间界面张力的稳定作用；二是保护作用。

3.悬浮分散作用。

把固体微粒均匀、稳定地分散到液体介质中，形成悬浮体的作用叫做分散作用。

表面活性剂在固体颗粒表面的吸附，能够增加固体微粒重新聚积的能障，降低粒子聚积的倾向，提高分散体系的稳定性。

4.增溶作用。

增溶作用指表面活性剂有增加难溶性或不溶性物质在水中的溶解度的作用。

5.发泡作用。

气体分散在液体中的状态称为气泡。

向含有表面活性剂的水溶液中充气或施以搅拌，可形成被溶液包围的气泡。

化妆品中的表面活性剂种类与功能解析化妆品是现代人日常生活中不可或缺的一部分，而其中的表面活性剂作为化妆品中的重要成分之一，具有着重要的作用。

本文将对化妆品中常见的表面活性剂种类与功能进行解析，帮助读者更好地了解和选择化妆品。

一、洗涤剂类表面活性剂洗涤剂类表面活性剂主要用于清洁和去除污垢，广泛应用于洗面奶、洗发水、沐浴露等产品中。

常见的洗涤剂类表面活性剂包括：硫酸盐类表面活性剂、月桂酸盐类表面活性剂和醚硫酸盐类表面活性剂。

1. 硫酸盐类表面活性剂硫酸盐类表面活性剂是一种强降解性表面活性剂，能有效去除皮肤表面油脂和污垢，却可能对皮肤产生刺激和干燥的副作用。

因此，对于干燥或敏感肌肤的人群而言，选择含有硫酸盐类表面活性剂较少的化妆品是更加温和和安全的选择。

2. 月桂酸盐类表面活性剂月桂酸盐类表面活性剂是一种温和的清洁成分，能有效清除污垢的同时不会破坏皮肤的天然保护层。

它具有良好的起泡性能，且容易被皮肤吸附，能够在皮肤表面形成保护膜，使得皮肤保持滋润和柔软。

3. 醚硫酸盐类表面活性剂醚硫酸盐类表面活性剂在洗涤剂中被广泛使用，它不仅具有良好的清洁性能，还能起到调节粘度、增稠和乳化的作用，使得洗涤剂的使用感更加舒适。

二、乳化剂类表面活性剂乳化剂类表面活性剂主要用于化妆品中的乳化和分散效果。

乳化剂可以将脂质和水相结合在一起，形成乳液的稳定状态。

乳液型化妆品具有良好的质感，容易涂抹和吸收。

常见的乳化剂类表面活性剂有：甘油酯类表面活性剂和聚氧乙烯脂肪醇醚类表面活性剂。

1. 甘油酯类表面活性剂甘油酯类表面活性剂是一种天然提取的表面活性剂，具有较强的保湿性能和润滑性能。

它能够调节皮肤的水油平衡，减少皮肤水分流失，并对皮肤具有柔软的触感。

2. 聚氧乙烯脂肪醇醚类表面活性剂聚氧乙烯脂肪醇醚类表面活性剂具有良好的乳化和分散性能，能够稳定化妆品中的油水相，使其更易于涂抹和吸收。

它还能够增强化妆品的稠度和粘稠度，提高产品的质感。

表面活性剂的成分和应用表面活性剂是一种广泛应用于各个领域的化学物质，其作用是改善各种液体的表面性质，使得液体能够更好地与其他物质相互作用。

表面活性剂的应用非常广泛，包括制造洗涤剂、化妆品、医药产品和食品等。

因此，对表面活性剂的理解和应用具有重要的意义。

本文将介绍表面活性剂的成分、结构和应用。

一、表面活性剂的成分表面活性剂是一类化学物质，其主要成分由两部分组成：亲水性基团和疏水性基团。

亲水性基团是一种带有极性的基团，可以与水分子相互作用，而疏水性基团是一种不带极性的基团，与水分子的相互作用力较小。

表面活性剂的亲水性基团包括羟基、羧基、胺基、醇基等，疏水性基团包括烷基、芳香基、偶氮基等。

这些基团的不同组合形成了不同类型的表面活性剂。

二、表面活性剂的结构表面活性剂的分子结构一般由亲水基团和疏水基团组成，其亲疏性不均匀分布，形成亲水头和疏水尾。

亲水头和疏水尾之间形成的结构被称为胶束。

胶束结构使得表面活性剂具有独特的性质。

比如，在液体中，表面活性剂的分子朝向表面形成一个紧密联系的薄膜，这称为表面膜。

表面膜可以使水变得更加稳定，并防止各种物质的扩散和溶解。

三、表面活性剂的应用表面活性剂具有广泛的应用价值，其中一个主要应用是制造洗涤剂。

洗涤剂是一种兼有清洁和去污功能的化学制剂，其中的表面活性剂起到了至关重要的作用。

桑椹角黄素、白藜芦醇、蒲公英总黄酮等表面活性剂制剂均能够有效地清洗衣物和家居用品。

另外，表面活性剂也被广泛应用于化妆品、医药产品、农药和食品等领域。

比如，表面活性剂被用于制造肥皂、沐浴露、洗发水等沐浴清洁用品。

表面活性剂还被用于制造药物、注射液和眼药水等医药产品。

此外，表面活性剂还有抗菌、防腐、增强乳化和疏水等多种功能。

总之，表面活性剂是一种重要的化学物质，其成分包括亲水基团和疏水基团。

表面活性剂的分子结构由亲水头和疏水尾组成，形成了胶束结构。

表面活性剂被广泛应用于各个领域，包括制造洗涤剂、化妆品、医药产品和食品等。

表面活性剂的作用原理和应用
表面活性：因溶质在表面发生吸附（正吸附）而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性。

表面活性剂的用途极广，主要有5个方面。

1、润湿作用
表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，从而达到所需的目的。

2、起泡作用
“泡”就是由液体薄膜包围着的气体。

有表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫，用于浮游选矿，泡沫灭火和洗涤去污等，这种活性剂称为起泡剂。

也有时要使用消泡剂，在制糖、制中药过程中泡沫太多，要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故。

3、增溶作用
非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大增加，这称为增溶作用。

增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的胶束中。

经X射线衍射证实，增容后各种胶束都有不同程度的增大，而整个溶液的依赖性变化不大。

4、乳化作用
一种或者几种液体以大于10-7m直径的液体分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗分散体系称为乳状液。

要使它稳定存在，必须加乳化剂。

根据乳化剂结构的不同可以形成以水为连续相的水包油乳状液（o/w），或以为连续相的油包水乳状液（w/o）。

有时为了破坏乳状液需加入另一种表面活性剂，称为破乳剂。

将乳状液中的分散相和分散介质分开。

例如原油中需要加入破乳剂将油和水分开。

5、洗涤作用
洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡，增白，占领清洁表面不被再次污染等功能。

表面活性剂在洗涤方面的研究与应用前景摘要：简述了日常生活中如个人清洁、宾馆/酒店厨房、餐具保洁中应用的表面活性剂的主要类型，表面活性剂是具有表面活性的物质，能改变物质的表面张力。

表面活性剂的分子都是由亲水基和疏水基构成，大部分能溶于水，能产生润湿、乳化、渗透、发泡、去污等作用。

随着洗涤剂越来越专用化，表面活性剂的品种数量也在飞速发展。

因此，利用不同类型的表面活性剂在洗涤剂中的不同功能及作用，使其不断满足对不同洗涤环境的要求，提高人们日常卫生质量水平。

关键字：表面活性剂；性能；个人卫生；宾馆；酒店；厨房；餐具；清洁剂，应用表面活性剂是一种功能性精细化工产品，当它溶解或分散于液体时，加入很少量就能使溶液的表面张力或液－液界面张力大大降低，改变体系的界面状态；当达到一定浓度时，在溶液中缔合成胶团，因而产生润湿、乳化或破乳、起泡或消泡、增溶、洗涤、杀菌、柔软、抗静电等许多有实用意义的物化性能和化学性能，大大改善这些界面的能量关系，以达到实际应用的要求。

它广泛地应用于日常生活洗涤中，以下便是它在不同洗涤环境的应用。

一、表面活性剂在个人卫生中的应用90年代后,随着液体洗涤剂的快速发展,洗涤行业对产品的生化降解性,皮肤刺激性和冷、热水中去污力提出更高要求, AOS较烷基苯磺酸盐的生物降解性好，对皮肤的刺激性低、毒性小，用作洗涤剂可使织物有良好的手感，此外还能防止粉状洗涤剂结块。

表面活性剂AOS由于具有良好性能，因而被广泛用作粉状合成洗涤剂、厨房用洗涤剂和香波等的原料，现在也用作工业用合成洗涤剂的原料。

近十几年来,作为阴离子表面活性剂的后起之秀迅速发展壮大。

在我国,随着洗涤剂液体化、浓缩化、无磷化比重上升,由于表面活性剂AOS与无磷助剂协同效应好,它的比重逐年上升。

表面活性剂AOS以其优良的性能,在卫生洗浴用品、个人清洁用品中独占鳌头。

表面活性剂AOS具有C-S键的磺酸盐结构特征, AOS分子结构中不含苯环,它区别于与以C-O-S键结合的硫酸盐及烷基苯磺酸盐(LSA) 类表面活性剂，结构决定性质，其优点包括: (1)可生物降解,无毒,低皮肤刺激性;(2)良好的润湿性能与乳化性能,即使在硬水中也能保持优越性能; (3)极佳的去污力和起泡性; (4)极好的增溶性,可降低制品的浊点和改善制品的耐寒性；（5)优异的钙皂分散力和耐硬水性;(6)极易溶于水、易冲洗干净。

表面活性剂的作用原理表面活性剂是一类具有特殊化学结构的化合物，它们在水和油之间起着极为重要的作用。

表面活性剂的分子结构中同时含有亲水性和疏水性基团，这使得它们能够在水和油的界面上降低表面张力，从而实现乳化、分散、润湿、起泡等作用。

下面我们就来详细了解一下表面活性剂的作用原理。

首先，表面活性剂在乳化过程中起到了关键作用。

当表面活性剂加入到水和油的混合物中时，它的分子会在水相和油相的界面上形成一个薄膜，这个薄膜能够有效地降低水和油之间的界面张力，使得两者能够均匀地混合在一起，形成乳状液。

这种乳化作用在食品加工、化妆品生产等领域都有着广泛的应用。

其次，表面活性剂还能够起到分散作用。

在液体中加入适量的表面活性剂后，它的分子会将固体颗粒包裹在其中，形成胶体颗粒。

这些胶体颗粒能够均匀地分散在液体中，避免固体颗粒的沉淀和团聚，从而保持液体的稳定性。

这种分散作用在油墨、涂料、颜料等行业中得到了广泛的应用。

此外，表面活性剂还能够起到润湿作用。

当液体接触到固体表面时，如果表面张力较大，液体会呈现出珠状，无法完全覆盖固体表面。

而加入适量的表面活性剂后，它能够降低液体与固体表面之间的界面张力，使得液体能够完全覆盖固体表面，实现润湿。

这种润湿作用在农业、油田开发等领域都有着重要的应用。

最后，表面活性剂还能够起泡。

表面活性剂的分子在水中形成的薄膜能够降低水的表面张力，使得水能够形成稳定的泡沫。

这种起泡作用在洗涤剂、洗发水、泡沫塑料等领域都有着重要的应用。

综上所述，表面活性剂在乳化、分散、润湿、起泡等方面都发挥着重要的作用。

它们的作用原理主要是通过降低界面张力，使得不同相的物质能够均匀地混合在一起，或者使得液体能够完全覆盖固体表面，从而实现各种特定的功能。

这些特性使得表面活性剂在化工、日化、食品等领域都有着广泛的应用前景。