表面活性剂的应用与发展

表面活性剂的应用与发展

摘要：表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。

关键词：表面活性剂、稠油乳中应用、两性油润型手感剂、烷基醇_酚醚磺酸盐类表面活性剂、烷醇酰胺表面活性剂

表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力，也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。

囊泡和胶束都是此类聚集体。表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。当胶束在水中形成，胶束的尾形成能够包裹油滴的核，而它们的（离子/极性）头能够形成一个外壳，保持与水接触。表面活性剂在油中聚集，聚集体指的是反胶束。在反胶束中，头在核，尾保持与油的充分接触。表面活性剂通常分为四大类：阴离子，阳离子，非离子和两性离子（双电子）。表面活性剂系统的热动力学很重要，不论是理论上还是实践上。因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。表面活性剂溶液可能含有有序相（胶束）和无序相（自由表面活性剂分子和/或离子）。胶束——表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部，避免与极性的水分子接触；分子的极性亲水头端则露于外部，与极性的水分子发生作用，并对胶束内部的憎水基团产生保护作用。形成胶束的化合物一般为两亲分子，因此一般胶束除可溶于水等极性溶剂以外，还能以反胶束的形式溶于非极性溶剂中。

比如，常用的洗涤剂能够提高水在土壤中的渗透能力，但是效果仅仅持续数日(许多标准洗衣粉含有一定量的化学品，比如钠和溴，由于它们会破坏植物，不适于土壤)。商业土壤润湿剂会持续起效果一段时间，最终还是会被微生物降解。然而，有一些会对水生物的生物循环产生影响，因此必须小心防止这些产品流入地表径流，过量产品不应该洗消。

表面活性剂的分类方法很多，根据疏水基结构进行分类，分直链、支链、芳香链、含氟长链等；根据亲水基进行分类，分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO 衍生物、内酯等；有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等，

还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。但是众多分类方法都有其局限性，很难将表面活性剂合适定位，并在概念内涵上不发生重叠。一．几种常用表面活性剂在稠油乳化降黏中的应用

1 阴离子表面活性剂在稠油乳

地层黏土通常带有负电荷。所以，降黏剂一般首选阴离子表面活性剂，其中以磺酸盐类阴离子表面活性剂在稠油乳化降黏中应用最多。石油磺酸盐的原料来源广，且产于油、用于油，与原油配伍性好，生产工艺简单。由于其原料易得，成本较低，竞争力强，目前是较理想的驱油用表面活性剂，已在胜利油田、克拉玛依油田得到大规模应用。石油磺酸盐不仅可用于驱油剂中，也可用于稠油乳化降黏。如王述银利用克拉玛依石油化工厂稠油减压二线馏分油，采用罐组式三氧化硫磺化工艺，再经碱中和后得到石油磺酸盐产品。实验证明，石油磺酸盐作为热采添加剂具有耐温性良好、低温降黏性好、驱油洗油效率高等特点。在稠油降黏中，以稠油为原料制取稠油石油磺盐，其亲油基与稠油结构相似，更易形成 O/W 型乳状液，因而更适合于乳化降黏。

2 非离子表面活性剂在稠油乳

非离子表面活性剂不同于离子型表面活性剂，它是一种在水中不电离的两亲结构化合物。非离子表面活性剂不易受电解质无机盐存在的影响，也不易受pH 值的影响，因而与其他类型的表面活性剂相容性较好。前苏联油田矿场多使用非离子表面活性剂作稠油乳化降黏剂，主要是烷基酚聚氧乙烯醚。

3 非离子/阴离子表面活性剂

根据协同作用的原理，乳化降黏剂多为非离子/阴离子复配型配方。非离子型降黏剂具有抗盐性能优异、发泡性低、易形成低黏度乳状液等优点，但不耐高温、稳定性差；阴离子型降黏剂具有比非离子更强的降低界面张力的能力，且价格便宜。二者复配，既可提高非离子型的浊点，又可提高阴离子型的抗盐性，还能减少形成稳定的 O/W 型乳状液所需降黏剂的总量。非离子/阴离子表面活性剂复配体系的增效机理为：非离子表面活性剂中聚氧乙烯链中的氧原子与水溶液中氢离子结合，使非离子表面活性剂带一定的正电性，非离子与离子表面活性剂相互作用增强，因而复配体系的表面活性要高于单一组份。

4 非离子-阴离子两性表面活

随着油田开采难度的提高高温高矿化度油藏的开采问题越来越突出。阴离子和非离子复配的稠油乳化降黏剂虽然能够兼顾耐高温和高抗盐性，但在地层运移过程中将无可避免地发生“色谱分离” 。为此，将非离子亲水基团和阴离子亲水基团设计到一个分子中的新型两性表面活性剂——非离子-阴离子两性表面活性剂应运而生。

二．两性油润型手感剂的制备及应用

我国是全世界皮革生产和消费大国，近几年随着制革业的发展及人民生活水平的提高，人们对于皮革的要求也越来越高，不仅仅是皮革的实用性，更重要的是其自然外观，这就要求我们在整饰时应用高档的皮革手感剂。手感剂的主要成分为蜡和有机硅，大多以水包油型 ( O/W ) 乳液为主，将其涂饰在皮革上具有柔软、光亮、滑爽的感觉。据文献记载，目前我国的大多数皮革手感剂都依赖进口，虽然现在国内已经研制出了多种手感剂，但是产品质量和国外仍有一定的差距，如稳定性差，涂饰效果不理想。有机硅手感剂能赋予皮革良好的弹性、透气性和柔软性，而且涂饰在皮革表面对水和化学药品具有良好的稳定性，干燥速度快，不容易变硬变脆，不易变形，受到了皮革工作者的普遍重视。氨基硅油可作为皮革的柔软剂和顶层涂饰的手感剂，使皮革具有优异、持久的柔软、丰满、滑爽等手感。且具有低表面张力、特殊的柔顺性、化学惰性等许多优异的性能。因此，本试验以氨基硅油为主要成分，利用多种表面活性剂和乳化助剂混合，制成了性能良好的稳定的皮革手感剂。

1试验步骤：在带有搅拌和回流冷凝装置的三口烧瓶中，分别加入7．0g十八醇、3.5g 硬脂酸、1．7g 三乙醇胺及一定量的氨基硅油、羊毛脂、表面活性剂A和B，加热至 80℃左右搅拌均匀，再继续加入表面活性剂C至完全溶解，在快速搅拌的前提下缓慢加入 120 ～150mL 的温水，加完后开始降温，直至成为白色泛蓝光或微黄色的乳液。

2应用效果：将制得的不同类型手感剂应用于皮革顶层涂饰，与市售手感剂相比较，经多人评估打分(满分为十分)，本试验所制得的不同类型手感剂均具有细腻，滑爽，柔软，舒适的手感，且具有一定的防水性能和光泽度，与同类产品比较，不仅达到了一般制革厂的手感剂性能，还具有较宽的 pH 适用范围，耐酸碱性强。湿量减小，溶剂吸收率增大。

三、烷基醇_酚醚磺酸盐类表面活性剂的应用研究进展

烷基醇/酚醚磺酸盐类表面活性剂是一种新型复合表面活性剂，其分子结构中含有的烷氧基链节（氧乙烯、氧丙烯等，兼有非离子型和阴离子型两类表面活性剂的特点，可用于开采高矿化度的油藏。而且可以通过改变其分子中烷氧基链节的种类与大小，调节该类表面活性剂的亲水亲油平衡值。因此，这类表面活性剂正在引起越来越多的国内外关注。

1. Krafft点

Krafft点是评价表面活性剂水溶性高低的尺度，Krafft 点越低，表明该表面活性剂的水溶性越好、耐盐能力越强。脂肪醇/烷基酚醚磺酸盐表面活性剂的Krafft点主要受烷氧基链节数和烷基链长度的影响。与常规的磺酸盐表面活性