非离子表面活性剂的应用及展望

1、非离子表面活性剂的应用与展望【摘要】 非离子表面活性剂具有润湿、乳化等特性，其特性与结构类型有关。不同类型的非离子表面活性剂具有不同的性质特点。非离子表面活性剂的类型较 多，应用很广，涉及到人类活动的各个领域。【关键词】非离子表面活性剂类别 性质 应用 展望 引言非离子表面活性剂的亲水基为一定数量的含氧基团（常为醚基和羟基）。在水溶液中不电离，不易受酸、碱、盐等电解质存在的影响。非离子表面活性剂 的耐硬水性好，碳链相同的非离子表面活性剂比对应的离子型表面活性剂的 CMC低，在水中容易形成胶束。分子中亲水基比例不同，非离子表面活性剂的 溶解、乳化、润湿、分散、渗透等性能变化大。可与阴、阳离子和两

2、性表面活性 剂良好配伍。非离子表面活性剂可分为四类：聚氧乙烯型非离子表面活性剂、多元醇系非 离子表面活性剂、聚醚型-环氧乙烷和环氧丙烷共聚物、烷醇酰胺系非离子表面 活性剂。1非离子表面活性剂的类别1.1聚氧乙烯型非离子表面活性剂聚氧乙烯型非离子表面活性剂是由含有亲油基及活性氢（如一OH、一NH2、 -COOH中的H）的化合物与一定量的环氧乙烷加成制得。1.1.1脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）AEO具有低起泡性，高分散能力，对悬浮液及乳状液的分散，乳化稳定有特 效。其溶解范围可以从完全油溶性到完全溶水性，溶解特性取决于环氧乙烷的加 成的摩尔数。溶解性随EO含量的增加明显提高，比重和粘度随环氧乙烷含量

3、的 增加而增大，随温度的提高而减少。1.1.2脂肪酸聚氧乙烯脂脂肪酸聚氧乙烯化合物在强酸和强碱溶液中均可发生水解，在硬水中形成钙 皂，影响其应用。聚氧乙烯脂肪酸与聚氧乙烯的脂肪醇醚和烷基酚醚相比润湿。 去污和发泡能力均比较差，但它成本低，泡沫少，与各种助剂复合可以配制多种 家用和工业用清洗剂，在金属加工中作油脱脂和冷却润滑的添加剂。1.1.3烷基苯酚聚氧乙烯醚类由于苯酚为弱酸，其酸度大于脂肪醇，所以生成的加成物速度快，产物中不 含游离苯酚。烷基酚聚氧乙烯的酚羟基对位的烷基碳原子数通常在89，低碳 支链的烷提高了水溶性和洗涤效能，对酸、碱及氧化剂都比较稳定，成本也较低。1.1.4聚氧乙烯脂肪胺化

4、合物通过脂肪胺的聚氧乙烯化，可以制备多种商业化产品。聚氧乙烯脂肪胺基胺 表面活性剂有阳离子表面活性剂的性质，但随着环氧乙烯链长的增加逐渐达到非 离子表面活性剂的性质。1.1.5聚氧乙烯烷基醇酰胺聚氧乙烯烷基醇酰胺是烷基醇酰胺与环氧乙烷的加成物，具有较强的发泡和 稳定性，耐水性比脂肪酸聚氧乙烯脂好，特别是在碱性溶液中。1.2多元醇类非离子表面活性剂这是多元醇与脂肪酸反应生成的酯作疏水基，其余未反应的羟基作亲水基的 一类表面活性剂。1.2.1乙二醇酯根据其酯化度和PEG聚合度的不同，表面活性和亲水性大小HLB有所变化, 可用于印染用增粘剂,各种乳化剂或香波用的珠光剂等。PG酯多用作食品添加剂 和糕

5、点起泡剂。1.2.2甘油酯有单酯、双酯、三酯。单甘油酯HLB低，在水中不会溶解，可形成W/ O型乳 液。高纯度单甘油酯可作食品添加剂和食品乳化剂。C8C12的三甘油酯具有耐 氧化、溶解力好、粘度低特点，被用作食品香料的溶剂和香料保香、增香剂，化妆 品用油剂。1.2.3新戊基型多元醇脂由于新戊基多元醇的立体障碍大的结构，提高了耐热性和润溶性，同时还有 低温流动性,常用于机械油、引擎油、工业用的各种润滑剂。1.2.4糖酯葡萄糖、蔗糖等均具有多外羟基，可与月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸等酯 化而得到糖酯。由于糖类具有较多的羟基，因此，可以酯化成水溶性产品。糖酯大 都无味、无臭。糖酯有较低的临界胶束浓度

6、（CMC）和较好降低表面张力的能力， 其起泡性较低。糖酯生物降解完全,对人体无毒、无刺激性,可用作食品和医药用 乳化剂。1.2.5山梨醇酯山梨醇酯经分子内失水生成失水山梨醇酯，具有优异的乳化性能和油剂性能。用作医药、化妆品或食品报导化剂，合成树脂用润滑剂、防蚀剂、消泡剂， 乳化聚合用稳定剂及亲油性报导化分散剂等。1.2.6烷基糖苷烷基糖苷是糖的半缩醛羟基与醇反应所生成的具有缩醛结构的衍生物。APG 有许多卓越的性能，不仅表面活性高，泡沫丰富而稳定，去污及配伍性好，而且无 毒、无刺激、生物降解快而彻底。被推为21世纪的“绿色”表面活性剂。APG 有很好的润湿和渗透性质，它是非离子表面活性剂对高浓

7、度电解质不敏感，并且 这与聚氧乙烯型非离子表面活性剂不同的是它没有浊点。1.3含氮的非离子表面活性剂1.3.1烷基醇酰胺烷基醇酰胺没有浊点，也与其它聚氧乙烯型非离子表面活性剂不同，其水溶 性依靠过量的1mol二乙醇胺。烷基醇酰胺的起泡性和泡沫稳定性好，常作增泡 剂和稳泡剂。月桂酸或椰子油脂肪酸的烷基醇酰胺有悬浮污垢的作用，具有防止 污垢再沉积的能力，与洗涤剂配方中的表面活性组分复配时具有良好的增效性。 烷基醇酰胺对动植物油脂和矿物油均有很强的脱脂力，浓度较高时,脱脂力尤强。 对纤维的吸附性强,洗涤后手感好，具有一定的抗静电作用。1.3.2氧化胺氧化胺是有极性的非离子表面活性剂，在水溶液中，依溶

8、液pH值不同，势头 化胺可显示非离子性质，也可以显示强离子性质。氧化胺具有优良的泡沫性能， 增稠作用，调理作用，无毒性，对皮肤的温和无刺激性，与阴离子表面活性剂复配 时，可抑制阴离子表面活性剂使蛋白变性的作用，从而降低阴离子表面活性剂对 皮肤的刺激等作用。1.4嵌段聚醚型非离子表面活性剂嵌段聚醚是以环氧乙烷、环氧丙烷或其它烯烃氧化物为主体，以某些含活泼 氢化合物为引发剂的嵌段共聚的非离子表面活性剂。按其聚合方式可分为整嵌、 杂嵌、全杂嵌三种类型。其中整嵌型聚醚在嵌段聚醚中最为重要。它的主要商品 有Pluronic和Tetronic。所有的Pluronic都是100%的活性物，相对来说是不吸 湿

9、的。Pluronic产品具有无刺激性、毒性小、不使头皮脱脂等特点，可用于洗发 剂，耳、鼻、眼各种药剂滴剂，口腔洗涤剂，牙膏等。也可用作乳化剂及乳液稳定 剂、增稠剂。在水中的溶解度随温度上升而下降。能溶于许多有机溶剂。可作消 泡剂、润湿剂。嵌段聚醚在塑料工业中是硬泡沫塑料的主要成分，但不作为表面 活性剂的要求。在纺织印染工业中，可用作纤维抽丝的润滑剂、抗静电剂、柔软 剂等,也可用于某些产品的促染及增深剂。在织物的氧漂过程中，某些产品可用作 过氧化氢溶液的稳定剂。2非离子表面活性剂的应用2.1在煤浮选中的应用浮选是指向煤浆中注入空气，通过添加一定量的药剂，可在煤粒表面上形成 一层疏水薄膜，这些颗粒

10、与气泡粘附一起上浮到煤浆表面，从而可从煤浆表面刮 出纯的精煤。浮选药剂的起泡剂大部分来自于各化工厂或酒精厂的副产品，现有生产复合 药剂有的对煤质变化不适应，有的起泡性强、泡沫虚、跑粗以及过滤处理负荷增 大,甚至有的复合药剂稳定性差,存在沉淀和阻管现象。在煤用浮选剂中加入烷基 酚聚氧乙烯醚、Span等HLB值低非离子表面活性剂与起泡剂和捕收剂进行复配, 能改善浮选指标，在流动性及稳定性方面均有明显的提高，可以提高浮选速度和 精煤收率，降低药剂的消耗，降低水分，提高固体物浓度。2.2在药剂中的应用非离子表面活性剂在溶液中呈不解离状态，决定其比离子型表面活性剂有更 好的稳定性和相溶性，且毒性和溶血作

11、用小。不易受电解质和溶液的影响，能与大 多数药物配伍等。目前在药剂中已作增溶剂、乳化剂、助悬剂、抗氧剂、渗透剂、 清洁去污剂、消毒防腐剂等使用。2.3在洗毛中的应用非离子表面活性剂的结构决定其在洗涤方面的优越性,相比离子型表面活性 剂有较好的润湿、乳化、增溶等性能。因其在水中不电离，一方面能耐硬水，在溶 液中有较高的稳定性；另一方面，不带电荷，在羊毛表面不易产生吸附现象,cmc 又较低，所以在较低浓度下也有较强的去污力。非离子表面活性剂与其它活性剂 相溶性好，可以混合使用，使洗涤效果能进一步提高，而且它的生物降解度较高， 容易生物降解，有利于废水处理。2.4在颜料表面处理中的应用酞菁绿是有机颜

12、料中重要的高档颜料。但是，目前我国酞菁颜料的性能与工 业发达国家相比，还存在一定的差距。主要表现在颜料粒子较大且分布不均匀及 分散稳定性差。这在很大程度上影响了颜料的使用性能。颜料的表面处理技术是 提高颜料使用性能的重要手段之一。2.5在废水处理中的应用水处理的方法很多，有絮凝沉淀法、生化法、吸附法，但应用最广的是成本最 低的絮凝沉淀法。烷基多苷的功能特性，表面活性高、泡沫细腻稳定、去污力较 强、生物降解性能好、刺激性低，对人和环境无害，在洗面奶中可以应用。它是一 种絮凝能力非常强的絮凝剂，它的絮凝速度比阴离子型PAM快。在纺织染整，纳米 氧化铅粉体合成等许多方面都有应用。3非离子表面活性剂的

13、展望目前，我国生产的表面活性剂（SAA）已达1400多种，产量约70万吨，生 产厂家650多个，其中非离子表面活性剂约600种，生产厂家70多家，生产能 力约40万吨。脂肪醇聚氧乙烯醚（AE，简称醇醚）AE是非离子型聚氧乙烯表 面活性剂最重要的品种，广泛应用于洗衣粉、液洗剂、印染的匀染剂、石油开采 中的乳化剂或破乳剂、棉纺、金属加工清洗剂、去污剂等。1999年，国内醇醚 的需求量约为16万吨，其中国内实际生产量仅为10万吨左右，进口约6万吨， 南风化工集团公司是国内该类表面活性剂需求量最大的企业，年需求AEO3、AEO9 约为9000吨。烷基酚聚氧乙烯醚（APE）常用的APE可分为辛基酚聚氧乙

14、烯醚 （OP系列）和壬基酚聚氧乙烯醚（NP系列）。此类产品成本较低，通常用于洗 衣粉中，产量和用量都很大。但近年来发现其生物降解性差，用量已大大减少。目前，该类表面活性剂大量应用于工业领域，如配制油溶性洗涤剂与乳化剂、 水溶性纺织品洗涤剂、湿润剂、农药与除草剂的乳化剂、皮革工业助剂及油田钻 井的乳化剂。目前全国需求量3万-4万吨。脂肪醇聚氧乙烯酯该产品为温和的 非离子表面活性剂，具有优良的乳化性、润滑性，因而在纺织、农药、日用化工 方面有广泛应用，可作为合成纤维加工的柔软剂、抗静电剂、润滑剂及增稠剂等。 据调查，国内目前的需求量达2.5万吨。聚氧乙烯、聚氧丙烯二醇醚主要作为 石油开采的破乳剂，

15、有40多种产品，同时还可以作为消泡剂、淬火剂、低泡洗 涤剂、化纤油剂等。该产品有较大的市场发展前景，目前国内需求量为1.5-2 万吨。随着21世纪的到来，表面活性剂将朝着安全、温和和易生物降解的方向发 展，浓缩化、多功能复配产品和功能性表面活性剂将更流行。近年来，国外研制 成功并投入生产的AOS（ a-烯基磺酸盐）将以其高效率、无污染、低成本的优 势，取代目前产量最大的AE而成为表面活性剂的主要品种。化纤油剂和油田破乳 剂作为非离子表面活性剂在工业领域中应用最广泛的两大类产品，是今后重点开 发的产品。参考文献【1】徐燕莉.非离子表面活性剂在颜料表面处理中的应用.北京化工大学学报.1998,3:77【2】胡 博.表面活性剂对沥青性能的影响及其在电极生产中的应用.炭素技 术.1998,（1） :3536.【3】梁 红，叶代启.非离子型表面活性剂与ACS复配在无磷洗涤剂中的应用.广东化 工,1999,3:2526.【4】李晶晶，徐宝财.高分子表面活性剂在废水处理中的应用.精细化工,2002,（增刊）:111 【5】徐世美，经淑芬等.表面活性剂在纺织染整中的应用.日用化学品科学.2002,6.【6】刘晓轩，袁朗白，等非离子表面活性剂Tween80对钢