表面活性劑（surface active agent、surfactant），是指加入少量能使其溶液體系的界面狀態(tài)發(fā)生明顯變化的物質(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)，另一端為疏水基團(tuán)。親水基團(tuán)常為極性基團(tuán)，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基及其鹽，羥基、胺基、醚鍵等也可作為極性親水基團(tuán)；而疏水基團(tuán)常為非極性烴鏈，如8個(gè)碳原子以上烴鏈。如肥皂、香皂等是最常見的表面活性劑。
表面活性劑品種已多達(dá)數(shù)萬種，功能和作用多種多樣，分類方法也多種多樣，根據(jù)親水基團(tuán)分類，可分為陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑、兩性型表面活性劑和非離子型表面活性劑；按疏水基分類，可分為碳?xì)滏湣⒕垩醣⒈砻婊钚詣⒐璞砻婊钚詣⒑鸨砻婊钚詣ｋS著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也研制了一些新型表面活性劑，如雙子型表面活性劑、Bola型表面活性劑、生物表面活性劑等。表面活性劑具有增溶、潤濕、乳化、起泡、消泡、助磨、助懸、洗滌等作用，其活性受溫度、酸度、無機(jī)鹽、氧化劑的影響。
由于表面活性劑在界面上的定向吸附使界面張力降低以及在溶液中形成膠團(tuán)等獨(dú)特的性質(zhì)使其在藥物制劑、化妝品、醫(yī)學(xué)、輕工、工業(yè)、食品等方面具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在制藥領(lǐng)域，表面活性劑多用于難溶性藥物的增溶，油類的乳化，混懸劑中藥物的潤濕等，以增加藥物的溶解度和穩(wěn)定性，促進(jìn)藥物的吸收；在化妝品領(lǐng)域，大多數(shù)化妝品的生產(chǎn)都要利用表面活性劑的乳化、潤濕、增溶、分散、起泡、清洗、殺菌及柔軟等作用；在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中，由于表面活性劑同時(shí)具有親水性、親油性的特性，常被用來降低液體表面張力，從而發(fā)揮其在滲透、濕潤、乳化、分散、增溶、發(fā)泡、消泡、洗滌、殺菌等方面的功能；在工業(yè)領(lǐng)域，可用作阻垢劑；在食品領(lǐng)域，主要作為食品乳化劑、增稠劑、消泡劑、保鮮劑、分散劑、脫膜劑、防粘劑、助濾劑、澄清劑等；在日常生活中，洗滌劑是使用最為廣泛的表面活性劑，它們存在于肥皂、洗潔精、洗衣液等生活用品中；同時(shí)也作為纖維的抗靜電劑被廣泛的應(yīng)用于日用品里。
表面活性劑中陽離子表面活性劑的毒性較大，陰離子表面活性劑的毒性次之，非離子表面活性劑的毒性最小，在工業(yè)及日常生活中，相當(dāng)一部分表面活性劑主要用作洗滌劑和表面處理劑。洗滌或表面處理之后，這些表面活性劑連同污水一起流入下水道，最終被排放到河流或湖泊中去，造成環(huán)境污染，這對水中魚類繁殖、生長和發(fā)育構(gòu)成很大威脅，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使大量魚類死亡。
組成與結(jié)構(gòu)
基本組成
表面活性劑分子為兩親性分子，其分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有兩種不同性質(zhì)的基團(tuán)，即親水基團(tuán)與親油基團(tuán)，如下圖所示。親水基團(tuán)一般極性較強(qiáng)，可以是離子基團(tuán)，如羧酸、磺酸、硫酸酯及其可溶性鹽、磷酸酯基、氨基或胺基及其鹽等，也可以是非離子基團(tuán)，如羥基、酰胺基、醚鍵、羧酸酯基等。親油基團(tuán)又稱疏水基團(tuán)，一般是長度為8～20個(gè)碳原子的烴鏈，或者是含有雜環(huán)化合物或芳香族基團(tuán)的碳鏈等。
親油基團(tuán)是容易在油脂中溶化或被油脂濕潤的原子團(tuán)，和油一樣有排斥水的性質(zhì)。但是，疏水基不一定都是親油基，親油基只是疏水基中的一部分。親水基是由容易溶于水或被水濕潤的原子團(tuán)所組成的。許多表面活性劑的親水基團(tuán)都是無機(jī)化合物性質(zhì)的，但也有有機(jī)化合物，例如非離子表面活性劑的親水基。這種分子就會(huì)在水溶液體系中，相對于水介質(zhì)而采取獨(dú)特的定向排列，其親水基團(tuán)插入水相中，親油基團(tuán)朝向空氣或油相中，并在表面（界面）上定向排列，改變了液體表面的組成，如下圖所示。它表現(xiàn)出兩種重要的基本性質(zhì)：溶液表面的吸附與在溶液內(nèi)部形成膠團(tuán)。
表面活性劑的非極性親油基團(tuán)
親油基團(tuán)是具有易于在油中溶解的性質(zhì)的原子集合體。親油基和油一樣具有排斥水的性質(zhì)，因此又稱為疏水基。常見的親油基主要有下面幾種：
①C8-C20直鏈烷基；
②C8-C20帶支鏈基；
③烷基碳原子數(shù)8-16的十二烷基苯基；
④烷基基，烷基碳原子數(shù)>3，一般為雙烷基；
⑤脂松香衍生物；
⑥有機(jī)高分子化合物量的聚氧丙烯基；
⑦長鏈全氟或高氟代烷基；
⑧低分子量的全氟聚氧丙烯基；
⑨聚硅土烷基。
表面活性劑的極性親水基團(tuán)
它是由易溶解于水的或易被水濕潤的原子團(tuán)所組成的，有的是無機(jī)化合物物，有的是有機(jī)化合物；它們都具有無機(jī)性質(zhì)。在工業(yè)上常用的表面活性劑的極性親水基團(tuán)很多，主要包括以下幾類。
①陰離子表面活性劑中的極性親水基團(tuán):羧酸基、磺酸根、硫酸根、磷酸鹽等。
②陽離子表面活性劑中的極性親水基團(tuán)：伯氨基、叔氨基、仲氨基、季基等。
③兩性表面活性劑中的極性親水基團(tuán)：氨基羧基、內(nèi)氨基羧基等。
④非離子型表面活性劑中的極性親水基團(tuán)：聚乙二醇型中的醚基和羥基、多元醇型中的羥基等。
分類
表面活性劑品種已多達(dá)數(shù)萬種，功能和作用多種多樣，在工業(yè)領(lǐng)域素有“工業(yè)味精”之美譽(yù)。表面活性劑的分類方法也多種多樣，其基本原則是依據(jù)親水基種類、分子量大小、來源和元素組成以及功能、作用等進(jìn)行分類。
按來源不同分類
表面活性劑可以分為從天然物質(zhì)中提取的、化學(xué)合成的和天然提取物經(jīng)化學(xué)處理制成的半合成品三類。
天然表面活性劑
天然表面活性劑亦稱生物表面活性劑，通常是指來自動(dòng)植物體內(nèi)的具有表面活性的物質(zhì)，即各種樹膠、明膠、皂苷、卵磷脂、瓊脂、海藻酸鈉、膽笛醇、羊毛脂等。這類表面活性劑都是復(fù)雜有機(jī)高分子化合物有機(jī)化合物，親水性強(qiáng)，能形成O/W型乳液。同時(shí)其粘度較大，有利于增加乳液的穩(wěn)定性。但是該類表面活性劑降低表面張力的能力較小，乳化能力大小不等。天然表面活性劑容易被霉菌或細(xì)菌污染而變質(zhì)，故不宜久置，需新鮮配制或添加防腐劑。常見的天然表面活性劑有以下幾種。
阿拉伯膠：是阿拉伯酸的鈣、鎂、鉀鹽混合物。可乳化植物油和芳香油，形成O/W型乳液，能用作口服乳劑的乳化劑。天然阿拉伯膠內(nèi)含酶，容易腐敗，與一些藥物也有配伍禁忌。作為乳化劑在pH為4～10最穩(wěn)定。其作乳化劑單獨(dú)使用容易分層，故常與果膠、瓊脂配合使用。
杏樹膠：乳化能力大于阿拉伯膠、粘度較大，制成乳劑其油滴分散度和成品穩(wěn)定性均優(yōu)于阿拉伯膠。
、皂苷：有顯著降低表面張力的能力，可制O/W型乳劑。本品對粘膜有刺激性，亦有溶血性貧血作用，故制品不能內(nèi)服。
瓊脂：本身乳化能力和制品穩(wěn)定性均不佳，常與阿拉伯膠合用以提高乳劑粘度，本品膠料帶陰電荷，不能與帶陽電荷的明膠
配用、多用于乳化魚肝油、液體石蠟。
海藻酸鈉：由藻膠質(zhì)的稀堿液提取物中所得的一種糖類、主要是海藻酸的鈉鹽。分子量48000～185000，為無色到黃白色無味粉末，溶于水成粘稠狀膠液，不溶于有機(jī)溶劑。該品主要用于增加乳劑粘度，可用作混懸劑、乳化劑和粘稠劑。該品有吸水性，可作輕瀉劑和制牙模的材料。
卵磷脂、豆磷脂：是一種兩性表面活性劑，其閉合板狀膠束可作人造膜，作為生物膜模型。
明膠：明膠為組成復(fù)雜的兩性物質(zhì)，常用作乳化劑和穩(wěn)定劑，但易腐敗，使用時(shí)需加防腐劑。
多糖類：多糖（polysaccharids）表面活性劑包括植物、動(dòng)物和微生物多糖三大類來源，它是由單糖聚合而成的高聚物。有的多糖由疏水基和親水基構(gòu)成，有時(shí)有顯著的表面活性，是一大類天然表面活性劑，如聚葡萄糖、聚鼠李糖，聚呋喃糖等。
化學(xué)合成表面活性劑
日常生活中對肥皂的需求量很大，生產(chǎn)肥皂要消耗大量的天然油脂。為了降低資源的壓力和提高乳化的效率，根據(jù)肥皂的洗滌原理，國內(nèi)外研制了許多具有表面活性作用的物質(zhì)，日常使用的表面活性劑一般都是人工合成的。合成表面活性劑種類很多，按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑。常見的合成表面活性劑如下表所示。
半合成表面活性劑
半合成表面活性劑主要有纖維素衍生物、淀粉衍生物。
纖維衍生物：羧甲基纖維素納（簡稱CMCNa）是葡萄糖聚合度為100～2000的纖維素衍生物，為白色或淺黃色纖維狀或顆粒狀粉末，無臭，無味，易分散于水中成為溶膠。羧甲基纖維素納水溶液的粘度隨聚合度和溶液的pH值不同而各異。pH值大于3時(shí)，粘度隨pH值增大而減小；pH值為5~9時(shí)，粘度變化較小；pH值在3以下時(shí)，羧甲基纖維素鈉成為游離酸，生成沉淀。羧甲基纖維素鈉的粘度隨葡萄糖的聚合度增大而增高。羧甲基纖維素鈉由纖維素與氫氧化鈉反應(yīng)生成堿性纖維素，然后用氯乙酸鈉進(jìn)行羧甲基化而制得。羧甲基纖維素鈉具有良好的增稠、穩(wěn)定、保護(hù)膠體、薄膜形成等性能，主要用作粘度調(diào)節(jié)劑、食品添加劑和紡織用漿料。
淀粉衍生物：淀粉經(jīng)一定種類的化學(xué)品處理后，其物理性能發(fā)生了改變，轉(zhuǎn)變?yōu)榈矸垩苌铮喾Q為改性淀粉。改性淀粉一般為白色或近白色顆粒或粉末狀體，無臭，無味，不溶于乙醇、乙醚和三氯甲烷，溶于冷水。淀粉衍生物種類較多，主要品種有羧甲基淀粉、羥丙基淀粉、磷酸淀粉鈉。羧甲基淀粉亦稱羧甲基淀粉鈉和淀粉乙醇酸鈉（簡稱CMS），其基本骨架由葡萄糖聚合而得，葡萄糖的長鏈中以α-1，4-苷鍵相結(jié)合，葡萄糖的羥基與羧甲基形成醚鏈。羧駿甲基淀粉具有良好的增稠、穩(wěn)定性能，在食品生產(chǎn)中用作增稠劑、乳化穩(wěn)定劑和防老化劑，也用作紡織用漿料。
按親水基分類
根據(jù)表面活性劑分子溶于水后親水基團(tuán)是否解離、解離成何種離子的情況，通常分為陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑、兩性型表面活性劑和非離子型表面活性劑。
陰離子型表面活性劑
該類表面活性劑在水中解離后，起親水性作用的是陰離子基團(tuán)。其中，陰離子基團(tuán)又可分為兩種類型。鹽類型和酯鹽類型。陰離子型表面活性劑是應(yīng)用最廣的一類，它可用作洗滌劑、起泡劑、潤濕劑、乳化劑、分散劑和增溶劑等。如高級脂肪酸、硫酸酯鹽、磺酸鹽等。
高級脂肪酸鹽：屬于肥皂類，通式為（RCOO-）nMn+。脂肪酸烴鏈R一般為C11~C17，且以硬脂酸（C18）、油酸（C18）、軟脂酸（C16)、月桂酸（C12）等較為常用。根據(jù)金屬離子M的不同，又可分為堿金屬皂（一價(jià)皂如鈉皂、鉀皂）、堿土金屬皂（二價(jià)皂如鈣皂、鎂皂）和有機(jī)胺皂（如三乙醇胺皂）等。肥皂類表面活性劑具有良好的乳化能力，其中堿金屬皂、有機(jī)胺皂常用作O/W型乳劑的乳化劑，堿土金屬皂為W/O型乳劑的乳化劑。堿金屬皂為可溶性皂，在pH大于9時(shí)穩(wěn)定，pH小于9時(shí)易析出脂肪酸而失去表面活性，多價(jià)離子如鈣離子、鎂離子等也可以與其結(jié)合成不溶金屬皂而破壞制劑的穩(wěn)定性。本品有一定的刺激性，一般只用于外用制劑。
硫酸酯鹽：主要為硫酸化油和高級脂肪醇硫酸酯類，通式為ROSO3-M+，其中高級脂肪醇烴鏈R為C12～C18。硫酸化油的代表是硫酸化麻油，俗稱土耳其紅油，為黃色或橘黃色黏稠液，有微臭，無刺激性，可用作去污劑或潤濕劑，可代替肥皂洗滌皮膚，也可用于芳香油或水不溶性殺菌劑的增溶。高級脂肪醇硫酸酯類中常用k12（月桂醇硫酸鈉，常用作O/W型乳劑的乳化劑）、十六烷基硫酸鈉（1-十六烷醇硫酸鈉）、十八烷基硫酸鈉（1-十八烷醇硫酸鈉）等。本品的乳化性能很強(qiáng)，且較肥皂類表面活性劑穩(wěn)定，但對黏膜有一定的刺激性，主要在外用軟膏劑中用作乳化劑。
磺酸鹽：結(jié)構(gòu)通式為RSO3-M+，主要包括脂肪族磺酸化物，烷基芳基磺酸化物，烷基萘基磺酸化物等，如二辛基琥珀酸磺酸鈉（阿洛索-OT）、二己基琥珀酸磺酸鈉（阿洛索-18）、十二烷基苯磺酸鈉。因?yàn)榛撬猁}不是酯，在酸性條件下不水解，所以在酸性水溶液中及遇熱時(shí)均較穩(wěn)定。其滲透力強(qiáng)、易起泡、去污力好，為優(yōu)良的洗滌劑。牛磺膽酸鈉等膽鹽亦屬于此類表面活性劑，膽鹽在消化道中大量分泌，可以作為胃腸道中脂類物質(zhì)的乳化劑和增溶劑，膽鹽能促進(jìn)某些藥物的口服吸收。
陽離子型表面活性劑
此類表面活性劑在水中解離后，起親水作用的是陽離子，常見的陽離子型表面活性劑有胺鹽型、第七代季銨鹽型、吡啶鹽型、胺氧化物。陽離子型表面活性劑大多用于殺菌、防腐或作為織物的柔軟劑和抗靜電劑。常用的陽離子型表面活性劑有苯扎氯銨（又稱苯扎氯胺）、苯扎溴銨（又稱新潔爾滅）、度米芬（又稱消毒寧）及消毒凈等。
胺鹽型陽離子表面活性劑：按氮上的有機(jī)取代基的個(gè)數(shù)，胺鹽可分為伯胺鹽、仲胺鹽和叔胺鹽三種，它們在性質(zhì)上比較接近，且往往混合在一起，所以統(tǒng)稱胺鹽型陽離子表面活性劑。按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為以下幾種：
（1）烷基胺鹽型陽離子表面活性劑。伯胺、仲胺、叔胺分別與鹽酸中和形成相應(yīng)的伯胺半胱胺、仲胺鹽酸鹽和叔胺鹽酸鹽。其中胺類有十二萃取變更劑和N,N-二甲基十八胺，這類表面活性劑可用作纖維柔軟劑、勻染劑、乳化劑等。
（2）氨基醇脂肪酸衍生物型陽離子表面活性劑。硬脂酸與三乙醇胺加熱縮合成三乙醇胺硬脂酸酯，再以甲酸或醋酸中和制得氨基醇脂肪酸衍生物型陽離子表面活性劑，分子中含酯鍵。如沙羅明A。此類表面活性劑由于原料便宜、制造簡單和性能良好，所以是陽離子表面活性劑中用途較廣的產(chǎn)品。主要用作纖維柔軟劑和勻染劑。
（3）多胺脂肪酸衍生物型陽離子表面活性劑。這類表面活性劑以色派明A為代表，由硬脂酸與N,N-二乙基乙二胺加熱縮合，再與乙酸作用制得，分子中含酰胺鍵。主要用作纖維柔軟劑。
（4）咪唑啉型陽離子表面活性劑。N-乙基乙二胺或多亞乙基多胺類與脂肪酸在200～250℃下進(jìn)行反應(yīng)，即可制得咪唑啉衍生物，再以鹽酸中和得咪唑嘛型陽離子表面活性劑，可用作纖維柔軟劑。
季銨鹽型陽離子表面活性劑：季銨鹽型陽離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)通式如下：
其中：R為C2～C18長鏈烷基；R1，R2，R3為甲基、乙基苯基等；X為氯、溴或其他陰離子基團(tuán)。通常用叔胺與烷化劑反應(yīng)制得。所用的烷基化劑有氯甲烷、氯苯等鹵代烷，硫酸二甲酯等硫酸二烷酯，環(huán)氧乙烷等環(huán)氧化物，對甲苯磺酸甲酯等磺酸酯。季銨鹽陽離子表面活性劑性質(zhì)穩(wěn)定，既耐酸又耐堿。可用作纖維的抗靜電劑、柔軟劑、緩染劑和固色劑等，也可用作殺菌消毒劑和護(hù)發(fā)劑等。第七代季銨鹽型陽離子表面活性劑主要有烷基三甲基銨鹽型、二烷基二甲基銨鹽型、烷基二甲基芐基銨鹽型、吡啶季銨鹽型等。
吡鹽型陽離子表面活性劑：吡啶與鹵代烷在加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)即可制得烷基吡啶鹽，如十六烷基氯化吡啶、十六烷基溴化吡啶、十二烷基氯化吡啶等。由吡啶與十八酰替氨甲基氯反應(yīng)，生成的十八酰替氨甲基氯化吡啶也屬于該類型陽離子表面活性劑。吡啶鹽型陽離子表面活性劑主要用作纖維的防水劑，也用作染色助劑和殺菌劑，但用量較少。
胺氧化物：氧化叔胺也稱為胺氧化物，它是烷基二甲基叔胺或烷基二乙基叔胺的氧化物，烷基為C16～C18的烴基。氧化叔胺的胺氧基是極性的，易于結(jié)合H+，形成羥基銨根，因此它在酸性溶液中是陽離子，在中性與堿性溶液中是非離子，在酸液中與陰離子表面活性劑相遇，會(huì)產(chǎn)生沉淀物。在中性與堿性溶液中能與陰離子表面活性劑混合使用。胺氧化物采用脂肪叔胺為原料，用過氧化氫進(jìn)行氧化而成。胺氧化物復(fù)配成洗滌劑后是穩(wěn)定的。雖然它屬于有機(jī)氮氧化物，但它本身不會(huì)起氧化劑的作用。胺氧化物的發(fā)泡能力強(qiáng)，不刺激皮膚。它最主要的用途是用來代替脂肪醇酰胺配制家用餐具洗滌劑。還可用于棉紡織物凈洗，適用于高電解質(zhì)濃度下的潤濕和乳化。此外，也常用于配制洗發(fā)香波。
兩性型表面活性劑
兩性離子型表面活性劑有天然和人工合成之分，天然的兩性離子型表面活性劑常用的為卵磷脂，合成的兩性離子型表面活性劑陽離子部分是胺鹽或季銨鹽，陰離子部分主要是羧酸鹽、硫酸鹽、磺酸鹽和磷酸鹽等。該類表面活性劑分子中帶有兩個(gè)親水基團(tuán)，一個(gè)帶正電，一個(gè)帶負(fù)電。氨基丙酸、咪唑啉、甜菜堿和牛磺酸是最主要的兩性型表面活性劑。
天然的兩性離子型表面活性劑：常用的為卵磷脂，它是制備靜脈注射用乳劑的常用乳化劑，也是制備脂質(zhì)體的主要輔料。卵磷酸甘油酯主要來源于大豆和蛋黃，成分復(fù)雜，包含各種丙三醇磷脂，如腦磷脂、磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、絲氨酸磷脂、肌醇磷脂、磷脂酸等。磷脂酰膽堿由磷酸酯鹽型的陰離子部分和第七代季銨鹽型的陽離子部分組成。由于磷脂酰膽堿有兩個(gè)疏水基團(tuán)，故不溶于水，易溶于三氯甲烷、乙醇、石油醚等多數(shù)非極性有機(jī)溶劑，對油脂的乳化能力很強(qiáng)。
合成的兩性離子型表面活性劑：陽離子部分是胺鹽或季銨鹽，陰離子部分主要是羧酸鹽、硫酸鹽、磺酸鹽和磷酸鹽等。陰離子部分為羧酸鹽的兩性離子表面活性劑又可分為由胺鹽構(gòu)成的氨基酸型和由季銨鹽構(gòu)成的甜菜堿型。氨基酸型在等電點(diǎn)時(shí)親水性減弱，可能產(chǎn)生沉淀，而甜菜堿型最大的優(yōu)點(diǎn)是在酸性、中性及堿性溶液中均易溶，在等電點(diǎn)時(shí)也不會(huì)沉淀，適用于任何pH條件。人工合成的十二烷基雙（氨乙基)甘氨酸鹽酸鹽，屬于氨基酸型兩性離子型表面活性劑。本品的殺菌力很強(qiáng)，毒性低于陽離子型表面活性劑，其1%水溶液可作消毒噴霧用。
非離子型表面活性劑
此類表面活性劑溶于水后不發(fā)生解離，因而不顯電性，其極性基大多為氧乙烯基、多元醇基和酰胺基。常見的有酯型、醚型、胺型、酰胺型、糖酯和糖醚型。該類表面活性劑被稱為“綠色”表面活性劑，源于天然，無毒，對皮膚無刺激，具有易生物降解等特點(diǎn)。非離子型表面活性劑的原料來源廣，性質(zhì)穩(wěn)定，不受鹽類、pH值的影響，可與離子型表面活性劑復(fù)配使用，應(yīng)用廣泛。多元醇型、聚乙二醇型是常見的非離子型表面活性劑，非離子型表面活性劑還有脂肪酸甘油酯、脂肪酸蔗糖酯、脂肪酸蔗糖醚、聚氧乙烯烷基酚醚等。
多元醇型：有以下幾種類型。
（1）脂肪酸山梨坦即脫水山梨醇脂肪酸酯，商品名為失水山梨醇脂肪酸酯，是由山梨醇與脂肪酸反應(yīng)縮合而成的酯類化合物。脫水山梨醇實(shí)際上是一次與二次脫水物的混合物，故所生成的酯也是一種混合酯。因結(jié)合的脂肪酸種類與數(shù)量的不同而有不同的產(chǎn)品，例如：司盤20（脂肪酸山梨坦20）是脫水山梨醇單月桂酸酯；司盤60（脂肪酸山梨坦60）是脫水山梨醇單硬脂酸酯：司盤80（脂肪酸山梨坦80是脫水山梨醇單油酸酯。該類產(chǎn)品由于親油性強(qiáng)，故一般用作W/O型乳劑的乳化劑，或O/W型乳劑的輔助乳化劑。多用于搽劑和軟膏劑，也可作注射（非靜脈注射）用乳劑的輔助乳化劑。
（2）聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯又稱聚山梨酯，商品名為吐溫，是失水山梨醇脂肪酸酯類的分子結(jié)構(gòu)中剩余的羥基結(jié)合聚氧乙烯基而得到的化合物，和司盤一樣也是一種混合酯，同司盤一樣，因結(jié)合的脂肪酸種類與數(shù)量不同而產(chǎn)品不同，例如：吐溫20（聚山梨酯20）是聚氧乙烯脫水山梨醇單月桂酸酯；吐溫60（聚山梨酯60）是聚氧乙烯脫水山梨醇單硬脂酸酯；吐溫80（聚山梨酯80）是聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯；吐溫85（聚山梨酯85）是聚氧乙烯脫水山梨醇三油酸甘油酯。該類產(chǎn)品由于分子結(jié)構(gòu)中含有聚氧乙烯基，因此親水性顯著增加，為水溶性表面活性劑，常用作增溶劑和O/W型乳劑的乳化劑。
聚乙二醇型：有以下幾種類型。
（1）脂肪醇聚氧乙烯醚由聚乙二醇與脂肪醇縮合而成的醚類化合物。因聚氧乙烯基聚合度和脂肪醇的不同而有不同的品種。主要包括澤類、西土馬哥、平平加O、乳百靈A等。該類產(chǎn)品常用作增溶劑和O/W型乳劑的乳化劑。
（2）聚氧乙烯脂肪酸甲酯是由聚乙二醇與長鏈脂肪酸縮合而成的酯類化合物，通過酸酸酯基將疏水基和親水基連接，也稱為聚乙二醇酯型表面活性劑。該品也因聚氧乙烯基聚合度和脂肪酸的種類不同而品種不同。主要包括賣澤類、聚乙二醇-12-羥基硬脂酸酯和聚乙二醇1000維生素E琥珀酸酯等。該類產(chǎn)品的水溶性很強(qiáng)，乳化能力很強(qiáng)，常用作O/W型乳劑的乳化劑。
（3）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物也稱泊洛沙姆，商品名為普朗尼克，由聚氧乙烯和聚氧丙烯聚合而成，分子量從1000到10000以上，隨分子量增加，由液態(tài)逐漸變?yōu)楣虘B(tài)，且隨聚氧丙烯比例增加親油性增強(qiáng)；反之，隨聚氧乙烯比例增加親水性增強(qiáng)。該品具有乳化、潤濕、分散、起泡、消泡等多種用途，但其增溶能力較弱。
混合型表面活性劑
指陰離子型與非離子型表面活性劑互相混合，或非離子型表面活性劑之間的混合。表面活性劑分子中含有兩種親水基團(tuán)，一種帶電，一種不帶電；主要有非離子－陰離子型和非離子-陽離子型，因?yàn)閱我活愋蜐M足不了HBL值的需要適應(yīng)性差。
非離子－陰離子型：有4鐘類型，（1）非離子-磷酸酯鹽型，通式可寫為：R-O-(CH2CH2O)nO3M2，通式中R是烷基或烷苯基，總碳數(shù)為8-18；n為氧乙烯聚合度，其值為1-20，M 為一價(jià)金屬陽離子或銨根；（2）非離子-硫酸酯鹽型，通式可寫為：R-O-(CH2CH2O)nSO3M，相關(guān)信息同非離子 -磷酸酯鹽；（3）非離子-羧酸酯鹽型，通式可寫為 ：R-O-(CH2CH2O)nCH2COOM ，相關(guān)信息同非離子-磷酸酯鹽；（4）非離 子一磺酸酯鹽型，通式可寫為：R-O-(CH2CH2O)nR'SO3M，通式中R的碳數(shù)一般在1-6范圍 。
非離子-陽離子型：以氫化苯基甲烷二異酸酯（H-MDI）、聚氧乙烯十二烷基胺（PAE）、聚乙二醇（PEG）為主要原料，合成了系列側(cè)鏈含十二烷基、主鏈嵌入大量聚環(huán)氧乙烷（EO）結(jié)構(gòu)的陽－非離子型聚氨酯表面活性劑（PUS）。
按疏水基分類
按表面活性劑疏水基分類主要有以下幾種：
碳?xì)?/a>鏈：通常使用的表面活性劑，其憎水基為碳?xì)錈N基，分子中還可以含有氧、氮、硫、氯、溴、碘等元素，這種常用的表面活性劑稱為碳?xì)浔砻婊钚詣┗蚱胀ū砻婊钚詣?/p> 聚氧丙烯：由環(huán)氧丙烷低聚而成，聚氧丙烯鏈段為疏水基團(tuán)。 氟表面活性劑：氟表面活性劑主要是指表面活性劑的碳?xì)?/a>鏈中的氫原子全部或部分被氟原子取代的表面活性劑，是有機(jī)氟化學(xué)發(fā)展進(jìn)程中出現(xiàn)的產(chǎn)物。氟表面活性劑具有三高兩憎的優(yōu)良性能：高表面活性；高化學(xué)穩(wěn)定性(磺酸鹽尤甚）——耐強(qiáng)酸、堿、氧化劑；高熱穩(wěn)定性——全氟烷基酸酸400℃無明顯分解，550℃分解；憎油性（疏油）——降低碳?xì)浠衔镆后w（有機(jī)溶劑）的表面張力；憎水性（疏水）一一降低水的表面張力。氟表面活性劑的碳原子數(shù)一般不超過10，否則在水中的溶度太小，不利應(yīng)用。 硅表面活性劑：以硅氧烷鏈為疏水基，一般是二甲基硅烷的聚合物，其表面活性僅次于氟表面活性劑。含2～5個(gè)二甲基硅烷單元的聚甲基硅氧烷與環(huán)氧乙烷的加成物可將水的表面張力降至20～21mN/m，其對苯乙烯塑料表面有良好的潤濕性，接觸角接近于零。主要用作泡沫穩(wěn)定劑、消泡劑、紡織物柔軟劑和整理劑等。聚硅氧烷化合物（如硅油、硅樹脂）的疏水性很突出，不長的硅烷鏈即可使化合物具有可觀的表面活性。硅表面活性劑的特性可概括為7點(diǎn)：①高表面活性——僅次于氟表面活性劑，②在水溶液和非水體系中都有表面活性；③對低能表面有優(yōu)異的潤濕性能；④有優(yōu)異的消泡能力（碳?xì)淙剂希切阅軆?yōu)異的消泡劑；⑤通常有很高的熱穩(wěn)定性；⑥無毒、不會(huì)刺激皮膚，可用于藥物和化妝品；⑦不同的制備方法可以產(chǎn)生不同類型的分子結(jié)構(gòu)，具有很高的分子量，屬有機(jī)高分子化合物表面活性劑。 含硼表面活性劑：含硼表面活性劑是由具有鄰近基的多元醇、低碳醇的磷酸三酯和某些脂肪酸所合成的。這類表面活性劑一般為非離子型，但在堿性介質(zhì)中可重排為陰離子型。含硼表面活性劑通常是一種半極性化合物，沸點(diǎn)較高不發(fā)高溫下穩(wěn)定，但能水解。含硼表面活性劑具有很好的抗菌性，其抗菌性的強(qiáng)弱不僅取決于硼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還與表面活性劑的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。半極性有機(jī)硼表面活性劑不但抗菌性好，而且毒性低。主要用作氣體干燥劑、潤滑劑和水溶性無水液體的穩(wěn)定劑、極壓劑、壓縮機(jī)工作介質(zhì)和防蝕劑，聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯的抗靜電劑，防滴霧劑以及各種物質(zhì)的分散劑和乳化劑等，如硼酸單甘油酯。 近年來，研制了一些新型表面活性劑，如雙子型表面活性劑、Bola型表面活性劑。雙子型表面活性劑（gemini或稱dimeric）是由兩個(gè)單鏈表面活性劑的親水基團(tuán)通過CH2連接而成的。 gemini型表面活性劑與構(gòu)成其結(jié)構(gòu)的相應(yīng)單體表面活性劑比較，表面活性高得多，其臨界膠束濃度比相應(yīng)單體表面活性劑低兩個(gè)數(shù)量級。 Bola型兩親分子是一個(gè)疏水鏈的兩端各鏈接一個(gè)親水基團(tuán)，其結(jié)構(gòu)式為X(CH2)16N+(CH3)3Br-。其中X為一COOH、一COOM或CHOHCHOH等。這類兩親分子有特殊的界面性質(zhì)和聚集行為，熱穩(wěn)定性好，常應(yīng)用于生物膜的模擬。 生物表面活性劑是近些年來發(fā)展起來的，如鼠李糖脂、海藻糖脂等是由酵母、細(xì)菌作培養(yǎng)液，生成的具有特殊分子結(jié)構(gòu)的表面活性劑。還有一些是存在于生物體內(nèi)、非微生物的表面活性劑，如膽汁、磷脂等。 膠束的形成：親水性較大的表面活性劑以較低的濃度分散在水中可形成真溶液，隨著濃度的增加，由于表面活性劑分子的疏水基與水的親和力小，疏水部分相互吸引，自發(fā)的聚集和定向排列，形成疏水基向內(nèi)、親水基向外、直徑在膠體范圍的球狀締合體，這種締合體稱為膠團(tuán)或膠束。膠束外部是親水基形成的柵狀層結(jié)構(gòu)，內(nèi)部是碳?xì)?/a>鏈形成的內(nèi)核。表面活性劑能形成膠束的最低濃度即為臨界膠束濃度（CMC）。臨界膠束濃度一般隨表面活性劑分子中碳鏈增長而降低，也因分散系統(tǒng)中加入其他藥物或鹽類而降低。膠束可為球形，也可是層狀結(jié)構(gòu)，都盡可能地將疏水基藏于膠束內(nèi)部而將親水基外露。膠束的結(jié)構(gòu)如下圖所示。 增溶作用：表面活性劑在水中達(dá)到CMC后，由真溶液變?yōu)槟z體溶液，并具有增溶作用。一些水不溶性或微溶性藥物會(huì)進(jìn)入膠束的不同位置而使其在水中的溶解度顯著增加，這個(gè)過程稱為增溶，而此表面活性劑則稱為增溶劑。對于離子型表面活性劑，溫度上升主要是增加增溶質(zhì)在膠束中的溶解度以及增加表面活性劑的溶解度。 HLB值的概念：表面活性劑分子中親水基團(tuán)和親油基團(tuán)對水或油的綜合親和力稱為親水親油平衡值（HLB）。HLB值越大，表明表面活性劑的親水性越強(qiáng)，反之亦然。 HLB值的范圍：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將表面活性劑的HLB值范圍限定在0～40，其中非離子表面活性劑的HLB值在0～20，疏水性最大的石蠟的HLB值定為0，親水性最大的聚氧乙烯的HLB值定為20，其他的非離子型表面活性劑的HLB值則介于0～20之間。HLB值不同的表面活性劑，其用途也不同。如HB值為3～8者，適合用作W/O型乳化劑；HLB值為8～18者，適合用作O/W型乳化劑；HLB值為7～9者，可用作潤濕劑；HLB值為13～18者，可作增溶劑等。表面活性劑的HLB值分布見下圖所示。 在水中加入少量表面活性劑則會(huì)顯著改善水對固體表面的鋪展或滲透效果，表面活性劑的這種作用稱為潤濕作用。具有潤濕作用的表面活性劑稱為潤濕劑。例如把水滴在石蠟上，水對石蠟幾乎不潤濕。若在水中加入表面活性劑，石蠟就被水所潤濕。潤濕劑的潤濕效果取決于它的HLB值，一般良好的潤濕劑其HLB值在7～11之間。 潤濕作用在藥物制劑方面有著重要的應(yīng)用。如改善藥膏在皮膚上的涂布性能或附著力；或改善液體農(nóng)藥對某些昆蟲體表的潤濕性能等。不僅外用藥需要有良好的潤濕才能更好地發(fā)揮藥效，內(nèi)服藥（如片劑，丸劑等）和混懸劑的制備同樣也要考慮潤濕問題。需要選用合適的表面活性劑作為潤濕劑進(jìn)行藥物制劑的制備。 兩種或兩種以上不互溶或部分互溶的液體形成的分散系統(tǒng)稱為乳狀液，形成乳狀液的過程叫做乳化。乳狀液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，為使其能相對穩(wěn)定的存在較長時(shí)間，需加入穩(wěn)定劑。這種穩(wěn)定劑又稱作乳化劑。乳化劑對乳狀液的穩(wěn)定作用稱為乳化作用。乳化劑分子定向吸附在液-液界面上，一方面降低系統(tǒng)界面張力，另一方面在液滴周圍形成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的保護(hù)膜或者形成具有靜電斥力的雙電層，使乳狀液穩(wěn)定。乳化劑的HLB值在8～18之間，或親水性較強(qiáng)的活性劑分子，如吐溫類、水溶性單價(jià)金屬皂、卵磷脂、植物膠等，可以形成O/W型乳劑；相反，乳化劑HLB值在3～8之間，或親油性較強(qiáng)的活性劑分子，如高級醇類、失水山梨醇脂肪酸酯類、二價(jià)金屬皂等，可以形成W/O型乳劑。 表面活性劑的乳化作用在藥物制劑尤其是乳劑以及軟膏劑中有著重要的應(yīng)用，且表面活性劑作為乳化劑在處方中含量一般較小。 起泡作用：氣相高度分散在液相中，形成各個(gè)氣泡彼此被液膜隔開的集合體，稱為泡沫。要得到穩(wěn)定的泡沫必須加入作為起泡劑的表面活性劑。一般起泡劑具有如下特性。 （2）具有適當(dāng)表面黏度以增強(qiáng)膜的機(jī)械強(qiáng)度，膜表面形成雙電層，使膜穩(wěn)定作為良好的起泡劑，它分子中的疏水基與親水基比例應(yīng)大致相當(dāng)。非離子型活性劑的HLB值一般在8～18。起泡劑的碳?xì)?/a>鏈宜長，有利形成堅(jiān)固泡膜。如皂素類、蛋白質(zhì)類和合成洗滌劑等。起泡可用于泡沫濃縮、泡沫分離純化、泡沫浮選、泡沫滅火、泡沫隔熱。X光透視胃腸時(shí)，用起泡劑使胃充氣擴(kuò)張，以便檢查。 消泡作用：在醫(yī)藥工業(yè)中，發(fā)酵、中草藥提取、蒸發(fā)等過程中產(chǎn)生的大量泡沫帶來很大危害，應(yīng)當(dāng)消除。常用于防泡或消泡的化學(xué)消泡劑應(yīng)滿足以下要求。 （1）消泡劑應(yīng)該具有較低的表面張力和較高的表面活性，碳鏈宜短。 （2）消泡劑分子間內(nèi)聚力要足夠小，在氣－液界面的鋪展系數(shù)要足夠大。常用于制藥工業(yè)的消泡劑有以下四類：①天然油脂類；②低碳醇、醚、酯類；③聚醚多元醇類，如聚氧乙烯；④硅類，如輕基二甲基硅氧烷。 在固體物料的粉碎過程中，當(dāng)磨細(xì)到粒徑幾十微米時(shí)，由于比表面較大，系統(tǒng)界面吉布斯自由能很大，處于熱力學(xué)高度不穩(wěn)定狀態(tài)；在無表面活性劑存在的條件下，過程會(huì)自發(fā)向著表面積減小的方向變化，即相互聚集顆粒變大，以降低系統(tǒng)的界面吉布斯自由能。因此，若想提高粉碎效率，得到更細(xì)的顆粒，必須加入適量的助磨劑。助磨劑是一些表面活性劑，助磨劑能快速定向排列在固體顆粒的表面，顯著降低固體顆粒的表面張力，而且還可自動(dòng)滲入微細(xì)裂縫中并向深處擴(kuò)展，如同在裂縫中打入一個(gè)“楔子”，起到劈裂作用，如下圖（a）所示，在外力的作用下加大裂縫或分裂成更小的顆粒。還有一些表面活性劑分子會(huì)很快地吸附在新產(chǎn)生的表面，以防止新裂縫的愈合或顆粒相互間的聚集。另外，由于表面活性劑在顆粒表面的定向排列，非極性的碳?xì)浠猓诡w粒不易接觸、表面光滑、易于滾動(dòng)，這些因素都有助于粉碎效率的提高，如下圖（b）所示。 不溶性的固體粒子（粒徑大于100nm）分散在液體中形成的系統(tǒng)稱為混懸液。混懸液和乳狀液一樣，由于界面吉布斯自由能高，屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，固體粒子有自動(dòng)聚結(jié)及因自身重力作用而迅速沉降的傾向，加入穩(wěn)定劑可得到較穩(wěn)定的混懸液，穩(wěn)定劑主要是表面活性劑和大分子化合物。表面活性劑主要是通過降低界面張力形成水化膜，使混懸液穩(wěn)定，例如，一般磺胺類藥物等疏水性物質(zhì)，接觸角θ>90°，不易被水潤濕，并且接觸角θ越大，疏水性越強(qiáng)，加入表面活性劑后，可使疏水性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性物質(zhì)，從而增加混懸液的穩(wěn)定性。大分子化合物，例如蛋白質(zhì)、淀粉、瓊脂等加入混懸液中后，大分子會(huì)吸附在懸浮粒子的周圍，形成穩(wěn)定的彈性水化膜而阻止它們相互聚結(jié)。 指在機(jī)械的攪動(dòng)下從浸在洗滌劑水溶液的固體表面清除污垢的過程。表面活性劑的洗滌作用是一個(gè)比較復(fù)雜的過程。 用作洗滌劑的表面活性劑的HLB值一般為13～16。污垢一般由油脂和灰塵等物組成。去污過程可以看作是帶有污垢的固體浸入含有洗滌劑的水中，洗滌劑的疏水基團(tuán)吸附在污垢和固體表面，降低了污垢與水以及固體表面與水的界面張力，使污垢與固體表面的黏附作用減弱，然后用機(jī)械攪拌等方法使污垢從固體表面脫落。洗滌劑分子在污垢周圍形成吸附膜而懸浮在溶液中，洗滌劑分子同時(shí)也在潔凈的固體表面形成吸附膜而防止污垢重新在固體表面的沉積。 表面活性劑的歷史悠久。公元前2500年左右，古埃及人發(fā)現(xiàn)使用羊油和碳灰洗手，可以將手洗的非常干凈，這就是羊油肥皂的雛形。中國早在周代（公元前800年左右），中華民族先人已經(jīng)知道用草木灰洗衣服。公元70年左右，羅馬帝國的學(xué)者普林尼，第一次用羊油和草木灰制作出了塊狀肥皂。中國的魏晉時(shí)期有了兩種獨(dú)特的洗滌劑：皂角和豬膜。世界范圍內(nèi)，直到1850年，肥皂、洗滌劑、清洗劑，一直是手工大量生產(chǎn)并使用的唯一的表面活性劑。 1917年，在德國第一次人工合成了表面活性劑二異丙基萘磺酸鈉。20世紀(jì)20年代末期又出現(xiàn)了烷基硫酸鈉和陽離子表面活性劑等，40年代初期人們成功地由山梨醇和脂肪酸合成了非離子型表面活性劑斯盤和吐溫。 自從1958年中國科學(xué)院植物保護(hù)研究所開發(fā)出中國第一個(gè)表面活性劑菌麻油聚氧乙烯醚以來，中國的表面活性劑工業(yè)經(jīng)過近60年的發(fā)展，規(guī)模達(dá)到30多種原料和中間體，已能夠生產(chǎn)陰離子、陽離子、非離子和兩性離子四大類表面活性劑。中國不僅可生產(chǎn)量大面廣的普通表面活性劑，而且可以生產(chǎn)含氟、含硅等各種特種表面活性劑，應(yīng)用遍及國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，已成為國民經(jīng)濟(jì)不可缺少的新型工業(yè)。 離子型表面活性劑溶解度隨溫度的升高而增大，并存在一個(gè)升高突變點(diǎn)。對非離子型表面活性劑，特別是聚環(huán)氧乙烷類表面活性劑在溫度低時(shí)易溶于水，成為澄清的溶液；溫度升高時(shí)，溶解度降低；當(dāng)溫度升高至一定程度后，表面活性劑水溶液變渾濁，繼而表面活性劑會(huì)析出、分層。 陰離子表面活性劑在強(qiáng)酸中不穩(wěn)定，而在堿性溶液中較穩(wěn)定。在強(qiáng)酸作用下，酸鹽易成為游離酸而析出，硫酸酯鹽易于水解。而磺酸鹽在酸和堿中比較穩(wěn)定，磷酸酯鹽對酸、堿也有較好的穩(wěn)定性。以中間鍵相連的陰離子表面活性劑有一定的抗酸性。 陽離子型表面活性劑中，銨鹽類在堿中不穩(wěn)定，易析出游離氨，但較耐酸，而第七代季銨鹽在酸和堿中均較穩(wěn)定。除羧酸的聚乙二醇酯（或環(huán)氧乙烷加成物）外，一般的非離子表面活性劑能穩(wěn)定地存在于酸、堿溶液中。 兩性表面活性劑的穩(wěn)定性一般隨pH值的不同而不同。在一定的pH值（等電點(diǎn)）時(shí)，容易生成沉淀，但分子中有季銨根的，則不易出現(xiàn)沉淀。 在所有的表面活性劑分子中，凡含有酯鍵的，在強(qiáng)酸及強(qiáng)堿溶液中都易發(fā)生水解而不穩(wěn)定，而含醚鍵的最為穩(wěn)定。 無機(jī)化合物鹽易使離子型表面活性劑在溶液中鹽析而沉淀，特別是多價(jià)金屬離子對陰離子型表面活性劑的影響更大，它易與陰離子作用形成不溶或難溶的鹽。其中，尤以羧酸類表面活性劑最為明顯，它們遇Ca2+、Mg2+及Al3+等能形成不溶于水的金屬皂。無機(jī)鹽對非離子型及兩性表面活性劑的作用較小，不易沉淀析出，甚至某些非離子和兩性表面活性劑可溶于濃無機(jī)鹽溶液中，表現(xiàn)出良好的相溶性。 離子型表面活性劑中的磺酸鹽類和非離子型中的聚環(huán)氧乙烷類對氧化劑最為穩(wěn)定。其原因主要在于這些表面活性劑的C-S鍵和醚鍵比較穩(wěn)定。所以在含有氧化劑如過硼酸鈉或過碳酸鈉的洗滌劑中，上述兩種類型表面活性劑作為洗凈劑最為適宜。若從疏水基來看，全氟碳鏈的穩(wěn)定性最高，因此，碳氟鏈表面活性劑可作為鍍鉻中的鉻霧抑制劑。 由于表面活性劑在界面上的定向吸附使界面張力降低以及在溶液中形成膠團(tuán)等獨(dú)特的性質(zhì)使其在藥物制劑專業(yè)、化妝品、醫(yī)學(xué)、輕工、食品等方面具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 表面活性劑在藥劑中應(yīng)用廣泛，是常用的附加劑。多用于難溶性藥物的增溶，油類的乳化，混懸劑中藥物的潤濕等，以增加藥物的溶解度和穩(wěn)定性，促進(jìn)藥物的吸收。難溶的非極性藥物如苯、甲苯、維生素a棕櫚酸酯等可完全進(jìn)入表面活性劑膠束內(nèi)核的非極性疏水區(qū)而被增溶；同時(shí)帶有非極性基團(tuán)和極性基團(tuán)的藥物如甲酚、水楊酸、脂肪酸等，則以其非極性基團(tuán)（如苯環(huán)、烴鏈）插入膠束的內(nèi)部疏水區(qū)，極性基團(tuán)（如酚基、羧基等）則嵌入膠束外層的極性區(qū)如聚氧乙烯鏈中；極性藥物如對羥基苯甲酸，可完全被膠束外層的聚氧乙烯鏈所吸附而被增溶；在制備復(fù)方硫洗劑時(shí)加入吐溫80，可改善藥物的潤濕性，使硫磺顆粒均勻分散于分散介質(zhì)中，提高混懸劑的穩(wěn)定性。 化妝品種類繁多、作用各異。表面活性劑在化妝品中用途很廣，大多數(shù)化妝品的生產(chǎn)都要利用表面活性劑的乳化、潤濕、增溶、分散、起泡、清洗、殺菌及柔軟等作用。因?yàn)榛瘖y品直接與人體接觸，所以所用表面活性劑必須是無毒，無刺激，與其他組分無不利的互相作用，還應(yīng)使人感到舒適。如月桂醇聚氧乙烯醚、油酸單甘油酯以及聚氧乙烯羊毛脂經(jīng)常被添加在化妝品中，他們對皮膚溫和，沒有刺激性，還具有較好的乳化、增溶性，反應(yīng)過程當(dāng)中的穩(wěn)定性高。 在化妝品中應(yīng)用最多的表面活性劑是無毒或毒性較小的陰離子型或非離子型的表面活性劑，而兩性離子或陽離子型的較少使用。但是兩性離子表面活性劑具有安全性、穩(wěn)定性和配伍性好的特征，預(yù)計(jì)在化妝品中的應(yīng)用將越來越多。 醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中，由于表面活性劑同時(shí)具有親水性、親油性的特性，常被用來降低液體表面張力，從而發(fā)揮其在滲透、濕潤、乳化、分散、增溶、發(fā)泡、消泡、洗滌、殺菌等方面的功能。 某些表面活性劑的消毒或殺菌機(jī)制是由于它們能與細(xì)菌生物膜的蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用，使蛋白質(zhì)變性或破壞，而具有消毒、殺菌作用。許多陽離子型、兩性離子型表面活性劑均可以用作消毒劑。可配制成不同濃度，用于手術(shù)前的皮膚消毒、傷口或黏膜消毒、器械消毒和環(huán)境消毒等，如苯扎溴銨。 洗滌劑是使用最為廣泛的表面活性劑，它們存在于肥皂、洗潔精、洗衣液等生活用品中。洗滌去污過程是表面活性劑多種功能的綜合體現(xiàn)，包括對污垢的潤濕、分散、乳化、增溶、起泡等多種作用。在使用時(shí)，由于肥皂中含有表面活性劑，在經(jīng)過摩擦后它們會(huì)進(jìn)入油水混合液，其親水基與分散在水中的表面活性劑結(jié)合，使之能夠形成聚合物，然后用水沖洗，即可將表面活性劑與油脂一同清除。此外，為了使表面活性劑更好地發(fā)揮功效，時(shí)常添加輔助成分，例如在含磷洗衣粉中，有一定的磷酸鹽成分，磷酸根會(huì)與自來水中的鈣鎂離子結(jié)合，從而對環(huán)境造成污染，因此制造含磷洗衣粉時(shí)需要對其中的離子濃度進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算和控制，從而提高其清潔度，并防止雜質(zhì)干擾表面活性劑的作用。 表面活性劑可作為纖維的抗靜電劑，日常生活中的靜電多數(shù)來源于摩擦，物體間經(jīng)過摩擦可以產(chǎn)生不同的電荷，纖維帶靜電荷量大小除與材質(zhì)、摩擦對象和方式有關(guān)外，還和纖維的吸濕性大小有關(guān)。一般吸濕性能高的纖維不易帶電。 表面活性劑之所以能作為纖維的抗靜電劑，是因?yàn)樵诶w維上吸附時(shí)，疏水基朝向纖維，親水基朝向空氣，使纖維的導(dǎo)電性和吸濕性增加，纖維表面電阻降低，不易產(chǎn)生電荷積聚。離子型表面活性劑具有良好的抗靜電效果，非離子型相對弱一些。造成這種情況的原因是由于表面活性劑存在于纖維表面，并在其上形成容易吸收濕氣的膜。而離子型表面活性劑本身就是離子，又增加了吸濕表面層的導(dǎo)電性，因而易使生成的靜電散開，不致積累太多而發(fā)生放電。 表面活性劑可用作油田燃煤注汽鍋爐的阻垢劑，中國正在運(yùn)行中的油田一般使用燃煤注汽鍋爐，鍋爐內(nèi)壁結(jié)垢，污垢附著在內(nèi)壁上，會(huì)造成堵塞并爆管。 阻垢劑能夠抑制無機(jī)鹽結(jié)垢和沉淀，能夠保護(hù)設(shè)備的傳熱效果，并防止爆管。其中表面活性劑型阻垢劑是應(yīng)用廣泛、效果較好的一種，最常見的是有機(jī)磷系列阻垢劑，它能夠與油田污水中的Ca、Mg等離子結(jié)合形成合離子并分散，阻止它們聚合，合離子還能形成鏈條，被碳酸根晶體吸附且代替碳酸根的位置，利用置換反應(yīng)防止碳酸鹽晶體擴(kuò)大。同時(shí)它能夠使碳酸鹽失去晶核作用，改變其晶體結(jié)構(gòu)使之轉(zhuǎn)化為不易契合的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而抑制碳酸鹽晶體的生長并將其轉(zhuǎn)化為疏松分散的物質(zhì)。 表面活性劑作為食品添加劑和食品加工助劑在食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。例如食品乳化劑就是表面活性劑在食品工業(yè)中的主要添加劑之一，具有乳化或破乳、潤濕或反潤濕、起泡或消泡、分散、增溶、潤滑等一系列作用，并能與脂類、蛋白質(zhì)、糖類等食品成分發(fā)生特殊的相互作用而具有多種功效，還能起到提高食品質(zhì)量、延長食品儲(chǔ)藏保鮮期、防止食品變質(zhì)、改善食品風(fēng)味，增加花色品種等作用，因而廣泛用于面包、糕點(diǎn)、特種油脂、餅干、冰淇淋、巧克力、糖果、飲料、肉制品、豆制品、乳制品、仿乳制品以及罐頭食品中，在食品涂膜保鮮和制糖工業(yè)中也有應(yīng)用。 再如增稠穩(wěn)定劑也是一類用途廣泛的食品添加劑，它們大多是親水性高分子物質(zhì)，屬高分子表面活性劑范疇。因具有膠凝、穩(wěn)定、增稠、保水等作用而廣泛用于制造果醬、果凍、布丁、蜜餞、軟糖、果酒、飲料等食品中，起到凝膠賦型、增加食品粘稠度，使食品有柔滑、稠厚的口感，防止淀粉食品回生老化和冰淇淋食品冰晶生長等作用。此外表面活性劑還有其他用途，如發(fā)泡劑、消泡劑、脫膜劑、防粘劑、助留劑、澄清劑等。 在研究表面活性劑的生物活性時(shí)，現(xiàn)在一般采用受試動(dòng)物的半致死量（LD50）作為衡量其毒性大小的標(biāo)準(zhǔn)。研究表明，第七代季銨鹽類陽離子表面活性劑的毒性較大，其半致死量為0.00022～0.0004 kg/kg體重；陰離子表面活性劑的毒性次之，其半致死量為0.001～0.004kg/kg體重；非離子表面活性劑的毒性最小，其半致死量可達(dá)0.05kg/kg體重以上。 陽離子表面活性劑有較高毒性，陰離子居中，非離子和兩性離子表面活性劑毒性普遍較低，甚至比乙醇的LD50還低，因而是安全的。 陰離子型表面活性劑：陰離子型表面活性劑的經(jīng)口急性毒性都是相當(dāng)?shù)偷摹?a href="/hebeideji/7219162809035702305.html">脂肪酸新型表面活性劑
生物表面活性劑
作用原理
形成膠束與增溶作用
親水親油平衡值
潤濕作用
乳化作用
起泡作用和消泡作用
助磨作用
助懸作用
洗滌作用
發(fā)現(xiàn)歷史
影響因素
溫度
酸度
無機(jī)鹽
氧化劑
應(yīng)用領(lǐng)域
制藥領(lǐng)域
化妝品領(lǐng)域
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
日常洗滌
在輕工領(lǐng)域
在工業(yè)領(lǐng)域
在食品領(lǐng)域
毒性
毒性閾值
急性毒性
非離子型表面活性劑：絕大多數(shù)非離子型表面活性劑的毒性比陰離子型表面活性劑低。非離子型表面活性劑中毒性最低的是聚乙二醇類，較次的是糖脂、AEO和Span、Tween類，烷基酚聚醚多元醇類毒性偏高。一般來說，在聚氧乙烯型非離子表面活性劑中，酯型比醚型毒性低。在每一類同系物中，毒性大小與親油基碳數(shù)和環(huán)氧乙烷加成數(shù)有關(guān)。多元醇型非離子表面活性劑，如甘油酯、燕糖酯、失水山梨醇酯等基本是無毒的。值得注意的是，對水生動(dòng)物而言，非離子型表面活性劑的毒性總體上高于陰離子表面活性劑的毒性。
陽離子型表面活性劑：陽離子型表面活性劑的毒性比陰離子型和非離子型表面活性劑要高得多，特別是那些用做消毒殺菌劑的季銨鹽類陽離子表面活性劑毒性較高。
亞急性毒性和慢性毒性
相當(dāng)大量的表面活性劑是應(yīng)用于日用化學(xué)品中。它與人體經(jīng)常接觸，因此，了解其慢性毒性有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。一般認(rèn)為非離子型表面活性劑的亞急性和慢性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果均為無毒類，因此非離子型表面活性劑可作為安全性物質(zhì)使用。陽離子型表面活性劑在慢性試驗(yàn)中，在做試驗(yàn)動(dòng)物的飲用水中含烷基二甲基芐基氯化銨時(shí)，幾乎無影響。但濃度高時(shí)會(huì)抑制被試動(dòng)物的發(fā)育，原因可能是陽離子型表面活性劑使飲用水變味，被試動(dòng)物減少了對水的攝取量，從而影響其健康發(fā)育。第七代季銨鹽刺激消化道，妨礙正常的營養(yǎng)攝取而呈現(xiàn)毒性。
溶血性
溶血性是指由于某種原因而使紅細(xì)胞代謝障礙，膜缺陷或血色素異常致使紅細(xì)胞膜破裂、溶解。非離子表面活性劑常作為增溶劑、乳化劑或懸浮劑用于藥物注射液或營養(yǎng)注射液中，對于一次注射量較大的場合，特別是靜脈注射，必須考慮表面活性劑的溶血性。
一般來講，非離子型的溶血性最小，陽離子型的次之，陰離子型表面活性劑的溶血性最大，一般不在注射液中使用。在非離子型表面活性劑中，又以氫化蓖麻油酸聚乙二醇酯的溶血性作用為低，最適于靜脈注射，但若PEG聚合度加大，溶血性會(huì)超過Tween類。一些非離子型表面活性劑溶血性的次序?yàn)椋篢ween 表面活性劑都可以用于外用制劑，但長期應(yīng)用或高濃度使用可能出現(xiàn)皮膚或黏膜損害。例如，第七代季銨鹽類化合物濃度高于1%，k12濃度高于20%即可對皮膚產(chǎn)生損害，聚山梨酯類對皮膚和黏膜的刺激性很低，但一些聚氧乙烯醚類表面活性劑濃度高于5%即產(chǎn)生損害作用。 蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中的氨基酸的羥基在堿性條件下發(fā)生解離而帶有負(fù)電荷，在酸性條件下結(jié)構(gòu)中的氨基或胺基發(fā)生解離而帶有正電荷。因此在兩種不同帶電情況下，分別與陽離子表面活性劑或陰離子表面活性劑發(fā)生電性結(jié)合。此外，表面活性劑還可能破壞蛋白質(zhì)二維結(jié)構(gòu)中的肽鍵、氫鍵和疏水鍵，從而使蛋白質(zhì)各殘基之間交聯(lián)變?nèi)酰菪Y(jié)構(gòu)無序，最終使蛋白質(zhì)變性。 在工業(yè)及日常生活中,相當(dāng)一部分表面活性劑主要用作洗滌劑和表面處理劑。洗滌或表面處理之后，這些表面活性劑連同污水一起流人下水道，最終被排放到河流或湖泊中去，造成環(huán)境污染，這對水中魚類繁殖、生長和發(fā)育構(gòu)成很大威脅，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使大量魚類死亡。 表面活性劑的生物降解是一個(gè)非常復(fù)雜的問題。雖然對此已經(jīng)做了大量的研究工作，但至今仍然了解得很不全面和深入，只是得出一些定性的規(guī)律：①直鏈烴基比支鏈烴基易于生物降解；②非離子表面活性劑中聚氧乙烯鏈越長，降解性越差。例如，對陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鹽降解性的研究表明，烴基結(jié)構(gòu)、苯基位置在一定程度上都會(huì)影響它的生物降解速度。含有直鏈烷基比含有支鏈烷基時(shí)易于降解，經(jīng)鏈末端含有季碳原子時(shí)由于沒有發(fā)生脫氫的氫原子，其降解速度緩慢，苯環(huán)在端基時(shí)降解速度較快離末端越遠(yuǎn)，其降解速度越慢。 其他陰離子表面活性劑，例如家用洗滌劑中常用的直鏈烷基硫酸鹽，其生物降解非常迅速，它能被普通的硫酸酯酶水解成無機(jī)化合物硫酸鹽和相應(yīng)的脂肪醇。然而，如果烷基帶有支鏈，則與十二烷基苯磺酸鹽類似，其生物降解速度會(huì)變得相當(dāng)慢。 關(guān)于非離子表面活性劑，研究表明烷基鏈的生物降解比乙氧基鏈的生物降解要快而乙氧基鏈的生物降解又比丙氧基鏈快。非離子表面活性劑烷基鏈的生物降解規(guī)律與陰離子表面活性劑基本相同,也是直鏈烷基比支鏈烷基易于降解，只是乙氧基鏈的生物降解速度還受聚合度的影響。 陽離子表面活性劑的使用量比較少，因而對環(huán)境污染造成的危害不是很大。但是陽離子表面活性劑具有強(qiáng)殺菌性，因此，在討論陽離子表面活性劑的生物降解時(shí)要考慮這一因素的影響。研究表明，陽離子表面活性劑烷基三甲基氯化銨和十二烷基苯基二氯化銨基本上是易于降解的，二烷基二甲基氯化銨、烷基啶氯化物降解性稍差。 過氧化氫、紫外照射以及臭氧都可以加速表面活性劑的降解。例如在被測溶液中加少量過氧化氫，導(dǎo)入空氣，同時(shí)以紫外線照射,對陰離子、非離子、陽離子表面活性劑都有非常明顯的降解效果，用臭氧降解含烷基苯磺酸200PPm的溶液，結(jié)果有富馬酸氫鈉的活性劑被降解。 合成表面活性劑都是由疏水基和親水基構(gòu)成的雙親分子，這兩種化學(xué)結(jié)構(gòu)及其物理化學(xué)性能完全不同的基團(tuán)如何鍵合在一起是合成者的任務(wù)。表面活性劑盡管類型和品種繁多，但合成方法可以歸納為兩類：其一是將具疏水特性的化合物與親水特性的化合物直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來合成表面活性劑，即所謂親水基直接引入法（簡稱直接法）；其二是親水基經(jīng)一活性中間物連接的間接引入法（簡稱間接法），該方法通常是利用一種具有雙重的不同反應(yīng)活性的化合物，將其先后分別與具疏水特性或親水性能的化合物反應(yīng)，使其形成具兩親特性的表面活性劑。 親水基直接引入法大多采用具疏水性能的有機(jī)化合物與無機(jī)化合物直接反應(yīng)。例如，油脂用氫氧化鈉皂化制備肥皂；烷烴與SO2、氧進(jìn)行烴磺氧化反應(yīng)或SO2、氯和烴進(jìn)行磺氯化反應(yīng)。烷基用SO2，進(jìn)行磺化反應(yīng)；烯烴與硫酸、亞硫酸鹽或亞磷酸二酯的加成反應(yīng)；脂肪醇用氯磺酸、硫酸、磷酸或膦酸的酯化反應(yīng)等合成陰離子表面活性劑；陽離子表面活性劑是鹵代烴與胺、膦進(jìn)行季胺化，季磷化反應(yīng)；非離子表面活性劑則多用具活潑氫的疏水化合物（如醇、酸、胺等）與環(huán)氧乙烷加成聚合制備；兩性表面甜菜堿由叔胺進(jìn)行羧烷基化反應(yīng)合成等。 通常是具有疏水性的化合物與親水性的化合物通過活性中間物（連接劑)反應(yīng)。連接劑除起連接疏水基與親水基作用外，還可將主親水基以外的其他親水極性基團(tuán)引在表面活性劑分子中的恰當(dāng)位置，構(gòu)成多元的復(fù)合親水基，導(dǎo)致構(gòu)成疏水基或親水基的累積結(jié)構(gòu)，這樣可使表面活性劑應(yīng)用或生物降解性等性能得到優(yōu)化。合成中常用的活性連接劑一定是含有兩個(gè)以上具不同反應(yīng)特性的化合物，比如R-環(huán)氧氯丙烷，化合物中既具有被環(huán)氧基活化能進(jìn)行取代反應(yīng)的氯原子團(tuán)，又含有可進(jìn)行加成開環(huán)反應(yīng)的環(huán)氧基。此外，還有一種可作為連接劑用的化合物，它們具有潛在的反應(yīng)基團(tuán)，這種化合物表面上只具有一種反應(yīng)基團(tuán)，但當(dāng)它反應(yīng)之后，可產(chǎn)生出另具反應(yīng)活性的基團(tuán)，比如，環(huán)氧基與含活潑氫化合物反應(yīng)之后，又產(chǎn)生有很好反應(yīng)性的基可進(jìn)一步與疏水或親水化合物反應(yīng)。 間接法合成表面活性劑生產(chǎn)有三種不同的工藝過程，采用哪一過程，則決定于反應(yīng)中間物的反應(yīng)特性以及最終所得到產(chǎn)物的收率、純度等。 （1）具疏水性能的化合物與活性中間物反應(yīng)，先生成疏水中間物后，再引人親水基。 （2）具親水性的化合物先與連接劑反應(yīng)，再與疏水性的化合物反應(yīng)生成表面活性劑。 （3）疏水化合物、親水化合物與連接劑同時(shí)投入反應(yīng)鑒中進(jìn)行反應(yīng)。該方法要求各步反應(yīng)一定有序進(jìn)行，各步反應(yīng)很少或不相互干擾，能得到高產(chǎn)率的有效成分。該法除以甲醛為連接劑外，R-環(huán)氧氯丙烷為連接劑也常用。 微生物發(fā)酵法又稱細(xì)胞生長生產(chǎn)法，是指底物消耗、細(xì)胞生長與表面活性劑的生成同步進(jìn)行。微生物發(fā)酵生產(chǎn)生物表面活性劑的工藝簡單，成本低廉，安全經(jīng)濟(jì)，具有良好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。發(fā)酵液對生物體無毒，對環(huán)境和人類危害很小。但該法也存在生產(chǎn)能力低，分離純化困難等缺點(diǎn)。微生物發(fā)酵法生產(chǎn)生物表面活性劑的關(guān)鍵步驟包括菌種選育、培養(yǎng)基優(yōu)化和產(chǎn)品的分離純化等。 以動(dòng)植物為原料可以提取大量的生物表面活性劑。例如，皂苷類、膽甾醇、植物固醇及蛋白類生物表面活性劑。古人用皂角樹提取液洗滌衣物，這是對生物表面活性劑的早期利用。從植物中分離提取的皂苷類化合物主要有遠(yuǎn)志皂苷、七葉皂苷、皂樹酸和山茶皂苷。膽甾醇又稱膽固醇，存在于動(dòng)物大腦、神經(jīng)組織及羊毛脂與卵黃中。植物甾醇由谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、維生素e等構(gòu)成，可由黃豆中提取。蛋白質(zhì)類生物表面活性劑主要有黏蛋白、卵黃高磷蛋白和脂蛋白等，這些成分均可由動(dòng)植物中提取。以天然生物原料為來源的生物表面活性劑的生產(chǎn)常受到原料來源的限制，因此難以大規(guī)模生產(chǎn)。 參考資料 > 表面活性劑.術(shù)語在線.2024-01-02刺激性
與的相互作用
環(huán)境污染
環(huán)境污染
生物降解
合成過程
化學(xué)合成法
直接法合成表面活性劑
間接法合成表面活性劑
微生物發(fā)酵法
從動(dòng)植物材料中分離提取