非离子型表面活性剂的研究*

姜 娈

（宝鸡文理学院 应用化学研究所，陕西 宝鸡 721013）

（Institute of Applied Chemistry,BaojiUniversity of Arts and Sciences,Baoji721013,China）

综 述

非离子型表面活性剂的研究*

姜 娈

（宝鸡文理学院 应用化学研究所，陕西 宝鸡 721013）

本文简单介绍非离子型表面活性剂的种类、性质特点，重点介绍非离子型表面活性剂的应用，并展望了非离子型表面活性剂的发展。

非离子型；表面活性剂；研究

（Institute of Applied Chemistry,BaojiUniversity of Arts and Sciences,Baoji721013,China）

Abstract:The types and the nature of features of the nonionic surfactant were introduced briefly.The applications and developments of nonionic surfactantwere prospected.

Keywords:non-ionic；surfactant；study

表面活性剂（surfactant），是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个C原子以上烃链[1-3]。表面活性剂分为离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和特种表面活性剂。其中非离子型表面活性剂具有独特的性质，应用非常广泛。本文简单介绍非离子型表面活性剂的种类、性质特点，重点介绍非离子型表面活性剂的应用。

1 非离子型表面活性剂简介

1.1 非离子型表面活性剂

非离子表面活性剂是以分子中含有在水溶液中不发生电离的羟基（-OH）或醚键（-O-）为亲水基的表面活性剂，由于羟基和醚键的亲水性弱，因此，分子中必须含有多个此类亲水基团，才表现出一定的亲水性，大多数非离子表面活性剂是由含有活泼氢的输水化合物和环氧乙烷加成聚合而成[4]。

1.2 性质

由于非离子表面活性剂具有在水中不电离的特点，决定它在某些方面较离子型表面活性剂优越，如在水中和有机溶剂中都有较好的溶解性，在溶液中稳定性高，不易受强电解质无机盐和酸、碱的影响。由于它与其他类型表面活性剂相容性好，所以常可以很好地混合复配使用[5]。

非离子表面活性剂具有很高的表面活性，期水溶液的表面张力低，临界胶束浓度低于离子型表面活性剂，有良好的耐硬水能力，具有分散、乳化、低起泡沫、润湿、增溶多种性能，因此，在很多领域中都有重要用途。

1.3 种类

非离子表面活性剂按照亲水基的不同可分为聚氧乙烯型、烷基酰胺型、多元醇酯型等类型。

2 非离子型表面活性剂应用

2.1 聚氧乙烯型

此类型的表面活性剂又称聚乙二醇型，是环氧乙烷与含有活泼氢的化合物进行加成反应的产物。如高碳脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）是一种用途广泛的非离子表面活性剂，但其生物降解性较差，目前应用趋势在逐步减小，替代品为生物降解性能好的碳脂肪醇聚氧乙烯醚[4]。

醇结构中碳原子数和加成的环氧乙烷分子数会影响高碳脂肪醇聚氧乙烯醚的水溶性，通常使用的脂肪醇含碳原子数在10～18之间，所以生产AEO可采用10～18个碳原子的伯醇和仲醇，如图1。此反应可采用苛性钠为催化剂，反应温度130～180℃，反应结构表明：伯醇反应速率大于仲醇，但仲醇与环氧乙烷反应生成加成物的速率近似于AEO链增长速率[4]。

图1 AEO生成反应Fig.1 Formation reaction

以脂肪醇烷基链链含12～14个碳原子加成10个左右环氧乙烷的产物洗涤去污能力最好，是常用的洗涤剂成分。AEO产品的最大特点是化学稳定性好，在热稀碱、酸及氧化剂中均稳定，在低于它浊点的温度下有良好的洗涤去污能力，所以用它配制的洗涤剂能满足低温低泡耐硬水的要求。工业上使用的这类产品商品名为：平平加 O（C18H35O（CH2CH20）1OH）、匀染剂 O（C12H250（CH2CH2O）22H）、渗透剂 JFC（C7～9H15～19O（CH2CH20）5H）等[5]。

烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）在非离子表面活性剂中仅次于AEO，主要产品包括辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚，商品牌号为乳化剂OP系列，壬基酚聚氧乙烯醚向加成环氧乙烷分子产物的HLB值，HLB值越大亲水性越好。作为洗涤剂，分子中加成的环氧乙烷数n＝9～12，其亲水基是由醚键和羟基构成的，且在分子的端基只存在一个羟基，亲水性很小，欲使此类分子有足够的亲水性，必须增加环氧乙烷加成的分子数n，即含的醚键越多，亲水性越好，因此可通过结合不同的环氧乙烷分子数目来调节此类活性剂的亲水性。可有环氧乙烷加成得到具有不同分子数（n）的混合物，通常n是一个平均值。

脂肪酸聚氧乙烯酯（AE）脂肪酸在催化剂的作用下可以与环氧乙烷加成，形成亲水基与疏水基由酯键连接的聚氧乙烯型非离子表面活性剂。但与上述两类以醚键结合的非离子表面活性剂不同，醚键易于水解，所以这类化合物在强碱溶液中使用时会水解变成肥皂。这类化合物与高级醇或烷基酚的环氧乙烷加成物相比，一般渗透力、去污力都差些，因此，不适合做洗涤剂，主要做乳化剂、分散剂、染色助剂等。聚氧乙烯酰胺是在碱性条件下脂肪酰胺与环氧乙烷加成得到的产物，酰胺基上可有一个或二个活泼氢与环氧乙烷加成，所以可以得到几种不同结构的产物。聚氧乙烯胺由高级脂肪胺与环氧乙烷加成的反应产物，所用高级脂肪胺可能是伯胺、仲胺或叔胺。

2.2 多元醇酯型

多元醇型非离子表面活性剂是乙二醇、甘油季戊四醇、失水山梨醇和蔗糖等含有多个羟基的有机物与高级脂肪酸形成的酯[6]。其分子中的亲水基是-OH，由于-OH亲水性弱所以多做乳化剂使用。这类产物来源于天然产品，具有易生物降解、低毒性的特点，因此，多用于禽磁涸医药等部门，其中应用较多的是失水山梨醇酯。

山梨醇是由葡萄糖加氢制得的多元醇，分子中有6个羟基。山梨醇在适当条件下可脱水生成失水山梨醇和二失水山梨醇，失水山梨醇分子中剩余的羟基与高级脂肪酸发生酯化反应得到失水山梨醇酯是多元酬测表面活性剂。产物实际上是单酯，双酯和三酷的混合物；脂肪酸可采用月桂酸，棕橱酸封酬脂酸和油酸。其单酯的商品代号分别叫Span（司盘）-20、40、60、80，而硬脂酸和油酸的警捌脂代号分别叫Span-65和Span-85。

2.3 烷基醇酰胺型

烷基醇酰胺是脂肪酸与乙醇胺的缩合产物。脂肪酸通常为椰子油酸、脂肪酸或月桂酸，乙醇胺为单乙醇胺或二乙醇胺，当氨与环氧乙烷反应时，氨分子中的三个活泼氢会被羟乙基取代而形成单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺[7]：其中比较重要的是月桂酸、椰子油酸、油酸和硬脂酸与α-醇胺反应的产物。有脂肪酸与二乙醇胺分子比为1∶1及1∶2的两种产物，当lmol脂肪酸与2mol二乙醇胺反应时得到一种水溶性烷基醇酰胺产物，商品名为尼纳乐（Nin01），6501，2∶1型烷醇酰胺。

3 展望

随着科技进步和表面活性剂工业的迅速发展，环保意识的不断加强和人民物质文化生活水平的不断提高，各类非离子型表面活性剂已逐渐进入国民经济的各相关领域之中，易生物降解性和多功能性于一身，顺应行业发展趋势的优质产品必将会进入国民经济的各相关领域，并创造出巨大的经济效益、社会效益和环境效益。

［1］BeneventiD,Carre B,GandiniA.Role of surfactantstructure on surface and foaming properties［J］.Colloids Surfaces，A,2001,189:65-73.

［2］张彪,金勇,苗青,曹志峰,马春彦.反应型聚氨酯非离子表面活性剂的合成及其性能［J］.中国皮革,2010,39（1）:37-40..

［3］樊国栋,刘香云.非离子双子表面活性剂的合成研究进展［J］.科技导报,2010,28（4）:118-123.

［4］程侣柏.精细化工产品的合成及应用［M］.大连出版社，2002.

［5］胡应模.可聚合非离子型表面活性剂的合成及其性能［J］.应用化学，2010，27（4）:409-412.

［6］ Wang Xianguang.Synthesis and surface properties of several nonionic-anionic surfactants with straight chain alkyl-benzyl hydrophobic group［J］.Colloid Surface A:Physicochem Engng Aspects,2007,302（1-3）:532-539.

［7］王显光,王琳,任立伟,等.新型阴-非离子型表面活性剂的泡沫性能［J］.油田化学，2009,26（4）:357-361.

Study of non-ionic surfactants*

JIANG Luan

TQ423.2

A

1002-1124（2011）03-0026-03

2010-12-09

陕西省教育厅自然科学基金资助课题(04JK147)

姜 娈(1984-)，女，陕西咸阳人，讲师，陕西科技大学应用化学专业学士，主要从事仪器分析。