表面活性剂具有吸附于物质表面

表面活性剂的分类和应用

表面活性剂具有吸附于物质表面，使其表面性质发生变化的特性，它的分子构造由亲水基和憎水基两部分组成，通常的表面活性剂几乎全是分子量为数百(300左右)的低分子量物质。高分子表面活性剂是指那些分子量在数千以上并具有表面活性功能的高分子化合物。

一.表面活性剂作用机理

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。

二．不同类型表面活性剂介绍

2.1.驱油用表面活性剂

目前我国国内油田基本上都在采用注水开发方式采油，大部分油田已进入注水开发后期，水驱后油藏中一般还有50％以上的残余油。这些残余油主要以膜状、柱状、簇状等形态滞留于油层中，单独水驱无法克服残余油所受的毛细管力、黏附力和内聚力，很难将油驱出。在注入水中加入合适的表面活性剂后可大大降低注入水与地层残余油之间的界面张力，将残余油驱替出来，提高采收率。由于地层岩石表面一般带负电荷，因此阳离子表面活性剂基本被排除在驱油用表面活性剂之外，目前驱油用表面活性剂主要是阴离子型、非离子型和两性型单独或复合使用。其中，阴离子型表面活性剂的耐温性好，但耐盐性差；非离子型表面活性剂耐盐性好，但在地层中的稳定性差、吸附损耗量大，且不耐高温；两性型表面活性剂活性高，但地层中吸附损耗大。驱油用表面活性剂从其原料分类主要有天然改性表面活性剂和人工合成表面活性剂两大类。

2.1.1.天然改性表面活性剂

天然改性表面活性剂主要以天然材料为原料，通过适当的改性来达到使用要求，目前研究较多的有鼠李糖脂、改性碱木质素、造纸废液、混合羧酸盐等。生物表面活性剂是20世纪70年代后期发展起来的生物工程技术产物。李华斌等用鼠李糖脂作为驱油用表面活性剂进行了研究，结果表明单独的鼠李糖脂与大庆原油的界面张力不能达到10q mN／m数量级的超低值；与用大庆馏分油磺化合成的石油磺酸盐PSp2进行复配，在表面活性剂总质量分数为O．4％、叫(NaOH)=1．o％时，该体系与大庆原油的界面张力达到了10-3 mN／m数量级的超低值，可使表面活性剂昏100的静态吸附量降低30％左右。鼠李糖脂体系的优选过程，在适当的条件下，油水界面张力可达超低，但同样需要加入碱。

2.1.2.合成表面活性剂

鉴于天然改性表面活性剂的不足，国内学者以矿物油改性和合成两方面进行研究。合成表面活性剂主要有：石油磺酸盐，烷基苯磺酸盐，脂肪醇系聚氧乙烯醚，烷基酚系聚氧乙烯醚，油酸聚氧乙烯醚等阴离子，非离子表面活性剂。以含芳烃约52％、平均相对分子质量约432的大庆炼油厂糠醛抽出油为原料油，通过马来酸酐酰基化反应和Na。SO。磺化反应，制得了驱油用表面活性剂对烷基苯甲酰基羧基乙磺酸钠盐(ABCES)。研究表明，随着ABCES质量分数的增加，界

面张力下降，在质量分数为O．15％和O．3％时，平衡界面张力保持在10_mN／m的数量级，达到了超低值；而在质量分数为O．05％时，界面张力只能降到10_2 mN／m数量级(体系中加碱)。

2.2农药用表面活性剂种类

农药用表面活性剂的发展过程大致可分为天然物表面活性剂和有机合成农面活性剂两个阶段。天然物表面活性剂如各种动植物油、动物胶、松脂皂、废糖蜜、淀粉糊、茶枯、皂角等，用以改善药剂的分散性、黏着性和润湿性等。随着纺织、印染、医药和食品T业的发展，表面活性剂的研究生产也迅速发展，使农药用表面活性剂的研究、利用口益趋向专业化。

2.2.1聚氧乙烯聚氧丙烯及其衍生物

烷基酚聚氧乙烯醚【21(NP、OP、磷辛10”、农乳100)、多芳基酚聚氧乙烯醚(农乳600、农乳600-2、农乳300、BP、BS)、酚醛树酯聚氧乙烯醚(农乳700、农乳400、宁乳364、宁乳378)、环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚制得的酚醚(农乳33、农乳34、农乳1061、农乳1062)、醇醚(AEO)、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯及磷酸酯盐、苯乙摹苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚磷酸睛(BL)、醇醚硫酸盐。

2.2.2植物油醚与酯类

蓖麻油聚氧乙烯醚(BY、EL)、米糠油聚氧乙烯醚(糠乳34，}i乳300”)、大可油聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯、油酸聚氧乙烯酯(AO)、改性茶枯等品种都可用作农药表面活性剂单体。其中蓖麻油聚氧乙烯醚足其代表性的表面活性剂，在农药用混合犁乳化荆中应用较多，产量也较大。丰乳300”2．3梳型表面活性剂近年来，在水基化新剂型农药用表面活性剂的开发中，小分子晕的烷摹硫酸箍、烷芳摹聚氧乙烯醚正逐步为分子量较人的聚电解质所取代。分子量大的表面活性剂任原药界面形成多点吸附，不易从原药界面脱附，表现出与原药问强的吸附力和良好的水稳定性，在水基化新剂犁农药的开发中正逐渐受到重视，这类新型的聚合物表面活性剂一般具有“梳子”型结构，在很长的疏水主链上连着许多聚氧乙烯醚支链，其结构如图1、图2所示。这类聚合物表面活性剂的相对分子质量一般为20 000～30 000，具有很长的疏水主链和很多亲水支链，亲水支链部分接入水相围绕在粒子周围起着屏障位阻作用，所以其在原药界面的吸附很牢固并且有很好的水稳定性，这类聚合表面活性剂比常用的表面活性剂吸附能力