表面活性剂
语源
“表面活性剂”一词的英文surfactant/surfactants由surface active agents(表面+活性+剂)组成的合成词。表面活性剂通常是两亲的有机化合物,就是说它们含有疏水基团(“尾”)和亲水基团(“头”)。因此,它们在有机溶剂和水中均可溶。“表面活性剂”一词于1950年由安德拉的产品首先使用。
性质
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。
表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力,或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)。
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。
应用
表面活性剂可以有许多用途:
金属行业的前处理
粘合剂乳化
纺织行业
皮革行业
清洁
浸润
脱墨水
发泡
量子点上包覆材料(coating)
也是许多日常用品的原料:
去垢剂
柔顺剂
乳化剂
涂料
胶粘剂
墨水
发泡剂
泻药
除草剂和杀虫剂
护发素
参见
防雾
可降解洗涤剂
泡囊
乳液
肺泡表面活性剂
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