表麵活（huó）性劑的組成和分類

1.表麵活性劑的基本組成（chéng）

任何一種表麵活性劑都是由非極性的親油（疏水）的碳氫鏈基團（tuán）和極性（xìng）的親水（疏油）基團所組成的。而且兩部（bù）分分處兩端，形成不對稱結（jié）構見圖3-14。

圖3-14表麵活性劑分子模型示意

圖3-15表麵活性劑分子的乳化作用

圖（tú）片P121頁

表麵活性劑（jì）分子是一種兩親分子，具有（yǒu）既親油又親水的兩親性質。親油基團是容易在油脂中溶化或被油脂濕潤的原子團（tuán），和（hé）油一樣有排斥水（shuǐ）的性質。但是，疏水（shuǐ）基不一（yī）定（dìng）都是親油基，親油基隻是疏水基中的一部分。親水基是由容易溶於水或被水濕潤的原子團所組成（chéng）的。許多表麵（miàn）活性劑的親水基團都是無機性（xìng）質的，但也有有機物，例如非離子表麵活性劑的親水基。這種分子就會在水溶液體係中，相對於水介質而采取獨特（tè）的定向排列，並形（xíng）成一定的結構，如圖3-15所示。它表現（xiàn）出兩種重要的基本性質：溶液表麵的吸附與（yǔ）在溶液內部形成膠團。

2.表麵活性劑的非極性親油基團

親油基團是具有易於在油中溶解的性質的原子集合體。親油基和油一樣具有排斥水的性質，因此又（yòu）稱為疏水（shuǐ）基。常見的親油基主要有下麵幾種：

①C₈-C₂₀直（zhí）鏈烷基；

②C₈—C₂₀帶支鏈烷基；

③烷基碳原（yuán）子數8-16的（de）烷基苯基；

④烷基（jī）蔡（cài）基，烷基碳原子數＞3，—般為雙烷基；

⑤鬆（sōng）香衍生物；

⑥高分子（zǐ）量的聚氧丙烯基；

⑦長鏈（liàn）全氟或高氟代烷基；

⑧低分子量的全（quán）氟聚氧丙烯基；

⑨聚矽（guī）氧（yǎng）烷基。

3.表麵活性劑的極性親水基（jī）團

它是由（yóu）易溶解於水的或易被水濕潤的原（yuán）子團（tuán）所組成的，有（yǒu）的（de）是無機（jī）物（wù），有的是（shì）有機物；它們（men）都具有（yǒu）無機（jī）性質。在工業上常用（yòng）的表麵活性劑的極性親水（shuǐ）基團很多，主要包括（kuò）以下幾（jǐ）類。

①陰離子表麵活性劑中（zhōng）的極性親水基團

羧酸基一COO-；磺酸根一SO₃-；

硫（liú）酸根一OSO₃-；磷酸根一OPCV₃²-等（děng）。

②陽（yáng）離子表麵活性劑中的（de）極（jí）性親水基團

伯氨（ān）基（jī）一NH₃・H+；叔氨基一（CH₃）₂・NH+；

仲氨基一（yī）CH₃NH・H+；季銨基一（CH₃）₃N+等。

③兩性表（biǎo）麵活性劑中的極性親水基（jī）團

氨基竣基—N+H（CH₂）₂COO-；

內氨基竣基一N+（CH₃）₂CH₂COO-等。

④非（fēi）離子型表（biǎo）麵活性（xìng）劑中的極性親水基團

聚乙二醇型中的醚基一O—和徑基一OH；

多元醇型（xíng）中的羥（qiǎng）基（jī）一OH等。

由親水基和親油基組（zǔ）成多種多樣的表麵活性劑。表麵活性劑（jì）的親水性、水溶性除了受親水基的種類的影響以外，還受各種條件的影響。

對親水基的親水性（xìng）影響最大的是溫（wēn）度。離子型表麵活（huó）性劑的水溶性隨溫度升高而升高。例如，作為肥皂之一的棕旃酸鈉，在冷水中幾乎不溶解，在溫熱的水中溶解度也很小，到70°C左右溶解度明（míng）顯增加。

鈉（nà）皂的水溶性與溫度的關係（xì）見（jiàn）圖3-16。由圖可見在（zài）一定溫度以上（shàng），鈉皂的溶解（jiě）度迅速增（zēng）大，該溫度稱（chēng）為所對應的（de）離子型表麵活性劑的克拉夫特點（KrafftPoint）。克（kè）拉夫特點是離子型表麵活性劑的溶（róng）解度明（míng）顯上升的溫度（是一個窄的溫度範（fàn）圍），也是水中離子型表麵活性（xìng）劑的濃（nóng）度達到臨界膠束濃度的溫度，在此溫度，其溶解度等於臨界膠束濃度。磺酸鹽型和硫酸酯型的陰離子表麵活性（xìng）劑、胺鹽型陽離子表麵活性劑（jì）等離子型的表麵活性劑，大多能看到克拉夫特（tè）點的現（xiàn）象。

與離子型表麵活性劑相反，溫（wēn）度越高，聚乙二醇型非離子表麵活性劑反而越難溶於水。例（lì）如，室溫下壬酚10mol環氧乙（yǐ）烷加成（chéng）物溶解於水呈透明狀（zhuàng），加熱到大約65°C，壬酚10mol環氧乙烷加成物溶解度下降，隨溫（wēn）度再升（shēng）高，變（biàn）成不溶於水（shuǐ），呈細小的“油滴”析出，溶液（yè）變混濁；稍加（jiā）冷卻，溶液又變（biàn）清澈透明，因為壬酚10mol環氧（yǎng）乙烷（wán）加成物又可溶（róng）於水。聚乙二醇型等非離子表麵活性劑一般都具有這種特性，在某一溫度以上很快變成不溶解於水，該溫度稱為表（biǎo）麵（miàn）活性劑的濁點。

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圖（tú）3-16鈉皂的水溶性與溫度的關係

4.表麵活性劑（jì）的分類

表麵活性劑種類很多，性能千差萬別。其性能取決於親油基的大小和結構，以及（jí）親水基團的種類和性能。

親水基團對表麵活性劑性質的影響遠比親油基團的影響大。因此，一般是按照親水基的（de）電離狀況及（jí）其離子的帶電性（xìng）質對表麵活性劑進行分類。表麵活性劑分為離子型和非離子型，前者在水溶液中以電離；後者在水溶液中不電離。

離子型表麵活性（xìng）劑（又包括陰離子型、陽離子型及兩性離子型表麵活性劑）和非離子型表（biǎo）麵活性劑等。有些新（xīn）型的表麵活性劑，則是按照其所含親油基的特殊性能分類的。

按表麵活性劑的（de）組成和結（jié）構其主要分類法如圖3-17所（suǒ）示。

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圖3-17表麵活性劑的分類

除圖3-17中所不的各種表麵活性劑以外，還（hái）有（yǒu）一些特殊的表（biǎo）麵（miàn）活性劑：如含氟表麵活性劑，含矽表麵活（huó）性劑，冠醯（xī）類大環化合（hé）物表麵活性劑等。