第六章 表面活性剂

第六章表面活性剂

1、加溶的概念

当表面活性剂溶液的浓度增大时，表面活性剂会缔合形成聚集体，胶团（或胶束）。

正胶团:在水相中的胶团称为正胶团，通常指的胶团即为正胶团,能加溶不溶于水或微溶于水的油类；

反胶团:在油相中的胶团称为反胶团或逆胶团。由于油的种类很多，油相中的胶团又统称为非水胶团,能加溶水或极性溶剂。

在表面活性剂浓度小于cmc时，2-硝基二苯胺溶解度很小，而且不随表面活性剂浓度改变。在cmc以上，溶解度随表面活性剂浓度的增加而迅速上升。表面活性剂溶液浓度超过cmc 越多，微溶物就溶解得越多。

结论：微溶物溶解度的增加与溶液中胶团形

加溶作用与乳化作用的区别：

加溶后不存在两相，是热力学稳定体系；

乳化作用则是两种不相混溶的液体形成的液-液分散体系，有巨大的相界面和界面自由能，是热力学不稳定的多分散体系。

2、加溶的方式

被加溶物在胶团中的加溶方式有四种:（1）加溶于胶团内核（2）加溶于表面活性剂分子间的“栅栏”处（3）吸附于胶团表面（4）加溶于胶团的极性基层上述四种加溶方式，其加溶量的规律：d＞b＞a＞c。

虽然加溶方式主要取决于加溶物和加溶剂（表面活性剂）的化学结构，但胶团溶液处于动态平衡中，加溶物的位置随时间迅速改变

3、影响加溶能力的因素

表面活性剂的加溶能力可以用加溶物溶解度S与表面活性剂溶液浓度cs之比来表示。S/cs越大，表面活性剂的加溶能力越强。

影响体系加溶能力的因素：空间因素和能量因素。

空间因素：指胶团提供的容纳加溶物的可用空间大小；

能量因素：是加溶物进入胶团引起体系能量变化的影响。

表面活性剂结构、加溶物结构、有机添加剂、温度等会对空间和能量产生影响，进而影响加溶能力。

（1）表面活性剂结构①疏水基链长的影响：表面活性剂的链长对加溶量有明显的影响。在同系物中，碳氢链越长，cmc越小，越易形成胶团，且胶团大小随碳氢链增长而增加（聚集数增加）。②疏水基结构的影响：疏水基有分支的表面活性剂，其加溶能力较直链者小，带有不饱和结构的，加溶能力较差。这些都与cmc和胶团聚集数有关。

（2）表面活性剂的类型

具有同样疏水基的表面活性剂，其加溶量次序：

非离子型＞阳离子型＞阴离子型。

原因：非离子型表面活性剂的cmc比离子型的低，而阳离子型表面活性剂形成的胶团较疏松，使其加溶作用比阴离子型的强。

（3）加溶物结构

加溶物的大小、形状、极性以及分支状况都对加溶作用有影响。

①脂肪烃与烷基芳烃的加溶量随加溶物链长增加而减小，随其不饱和程度增加而增

加。②有分支的化合物与其直链异构体的加溶量相当。③多环化合物的加溶量

随分子大小增大而减小。④被加溶物的极性对加溶量有一定影响。

（4）电解质离子型表面活性剂溶液中加入无机电解质会抑制离子型表面活性剂的电离，

降低其水溶性，使cmc降低、胶团聚集数变大，胶团内核变大，有利于弱极性和非极性的有机物在胶团内核加溶，使加溶量增加。

另一方面，加无机电解质使胶团极性基间的排斥作用减弱，使极性基排列更为紧密，导致极性有机物可加溶的位置减少，极性有机物的加溶量降低。

加中性无机电解质于聚氧乙烯类非离子表面活性剂溶液中，会增加胶团聚集数，使烃加溶量增加。

（5）温度

对于离子型表面活性剂，升高温度使热运动加剧，胶团中能发生加溶作用的空间变大，使极性和非极性有机物加溶量均增大。

对于聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂，温度升高，聚氧乙烯基的水化作用减弱，cmc 降低，胶团更易形成，胶团聚集数增大。特别是温度升至表面活性剂浊点时，胶团聚集数会剧增，胶团变大，内核也变大，使非极性碳氢化合物和卤代烷类有机物的加溶量增加。

极性有机物加溶在胶团的表面活性剂分子之间，其加溶量随温度上升先增加后下降，在达到表面活性剂的浊点之前会出现一个最大值

六、分散作用

1、分散体系的分类

按分散相质子大小，分散体系可以分为三类：

①粗分散体系，质点大于0.5μm，质点不能通过滤纸；

②胶体分散体系，质点大小为1nm～0.5μm，质点可以通过滤纸，但不能透过半透膜；

③分子分散体系，质点小于1nm，可以通过滤纸和半透膜。

2、分散体系的稳定性

相互吸引力：小质点分散体系（胶体分散体系）中的质点，由于质点间存在范德华引力，以及分散的质点具有较高的自由能，所以有聚集的倾向，与泡沫、乳状液等一样，皆为热力学不稳定的体系。

静电斥力：由于质点本身的电离或吸附带电粒子等原因，质点表面都带有电荷，在分散介质中形成扩散双电层，使粒子在靠近到一定距离时，因双电层的重叠而产生排斥作用，降低了粒子间的范德华引力。

胶体的稳定性取决于质点间相互吸引力与静电斥力的相对大小。

分散体系中加入与分散质点所带电荷相同的离子表面活性剂，分散体系稳定性增加；若加入与分散质点所带电荷相反的离子表面活性剂，分散体系稳定性下降

分散体系中分散剂的重要作用就是防止分散质点接近到范德华力占优势的距离，使分散体系稳定，而不致絮凝、聚集。分散剂的加入能产生静电斥力，降低范德华力，有利于溶剂化（水化），并形成围绕质点的保护层。

3、表面活性剂的分散作用

（1）固体粒子的润湿

当铺展系数S＞0时，固体粒子就会被介质完全润湿，此时接触角为0°。

液体中加入表面活性剂，会在液-气界面（水为分散介质）形成定向吸附，使界面张力降低，有利于铺展系数增大，接触角变小，固体粒子被充分润湿。

（2）粒子团的分散或碎裂

（3）防止固体微粒重新聚集

①表面活性剂降低了固-液界面的界面张力，即增加了分散体系的热稳定性；

②表面活性剂吸附在固体微粒的表面上，从而增加了防止微粒再聚集的势垒。因此，加入表面活性剂会降低粒子再聚集的倾向。

4、分散体系的絮凝

絮凝作用主要是在体系中加入有机高分子絮凝剂（通常也是表面活性剂），在质点间进行桥联，形成体积庞大的絮状沉淀而与水溶液分离。带负电荷的质点与带正电荷的阳离子絮凝剂可以有桥连作用。

有机高分子絮凝剂的特点是：用量少，，形成絮状体的速度快，絮凝效率高

5、分散剂与絮凝剂

（1）分散剂分散剂：能使固体质点迅速润湿，又能使质点间的势垒上升到一定高度的表面活性剂才称为分散剂。

离子型表面活性剂还可以使靠近的固体粒子产生电斥力而分散。

非离子表面活性剂可以通过长而柔顺的聚氧乙烯链形成水化膜，从而阻止固体粒子的絮凝，使其分散。

水中常用的分散剂有：亚甲基二磺酸钠（NaSO3CH2SO3Na ）、萘磺酸甲醛缩聚物钠盐、低分子量聚丙烯酸钠、烷基醚型非离子表面活性剂等。

有机介质中使用的分散剂有：月桂酸钠、硬脂酸钠、有机硅、十八胺等。

（2）絮凝剂

有机高分子絮凝剂需要具备几个条件：

①在介质中必须可溶；

②高分子的链节上具有能与固体粒子产生桥连的吸附基团；

③高分子应是线性的，并有适合于分子伸展的条件；

④分子链有一定的长度。

常用的有机高分子絮凝剂有：丙烯酰胺类共聚物、丙烯酸类共聚物、顺丁烯二酸酐类共聚物、聚乙烯醇、聚氧乙烯醚等。

七、洗涤作用

一种优良的洗涤剂应具有两种基本作用：一是降低污垢与固体表面的结合力，具有使污垢脱离固体表面的能力；二是具有防止污垢再沉积的能力。

（2）污垢的种类1）油性污垢2）固体污垢

（3）污垢的粘附1）机械粘附2）静电力粘附3）化学结合力4）分子间力粘附

2、污垢的去除

阴离子表面活性剂：一般固体或纤维在水中带负电荷，污垢质点在水中也多带负电荷，因此在一般情况下，加入阴离子表面活性剂，通常会提高质点与固体表面的界面电势，从而减弱了它们之间的粘附力，有利于污垢自固体表面除去；同时，分离了的污垢也不易再沉积于固体表面。

非离子表面活性剂：虽然不能改变界面电势，但被吸附的非离子表面活性剂往往可以在表面上形成空间阻碍，有利于防止污垢的再沉积。因此，非离子表面活性剂的洗涤效果并不差。

阳离子表面活性剂：一般不能用作洗涤剂。由于阳离子表面活性剂使界面电势降低或消除，不利于洗涤。甚至有“反洗涤”作用，即它的洗涤作用比纯水还差。

3、影响表面活性剂洗涤作用的因素

1）表面张力较低的表面张力有利于液体油污的清除，也有利于油污的乳化、分散，防止油污再沉积

2）吸附作用

对于液体油污，表面活性剂在油-水界面和固-水界面的吸附主要导致界面张力降低，从而有利于油污的去除

对于液体油污，表面活性剂在油-水界面和固-水界面的吸附主要导致界面张力降低，从而有

利于油污的去除

非离子表面活性剂自身不带电，因此在质点表面的吸附基本不受质点电性影响。质点吸附非离子表面活性剂后，体系的稳定性大大增加..非离子表面活性剂自身不带电，因此在质点表面的吸附基本不受质点电性影响。质点吸附非离子表面活性剂后，体系的稳定性大大增加////非离子表面活性剂不宜用于洗涤棉纤维。

3）表面活性剂疏水链长

一般情况下，碳氢链较长的，洗涤效果较好。

4）乳化与起泡

为了防止再沉积发生，最好的办法是将油污乳化，使其稳定地分散悬浮于洗涤液中。洗涤剂本身的乳化能力不够的，可适当添加乳化剂

5）加溶作用

小结：从表面活性剂类型来看，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的洗涤性能较好；而阳离子表面活性剂不宜用作洗涤剂；两性表面活性剂，由于它的耐硬水性，低刺激性，很好的生物降解性，抗静电性和杀菌性，已成为洗涤剂中的后起之秀。

4、表面活性剂

洗涤剂中的主要活性成分是表面活性剂。

阴离子表面活性剂作为洗涤剂的类型主要有：脂肪酸盐（肥皂）、烷基苯磺酸盐（ABS）、脂肪醇硫酸盐(AS)、脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐(AES)、脂肪醇聚氧乙烯羧酸盐(AEC)和脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)等。

非离子表面活性剂有较好的去污性能，耐硬水性、耐高浓度电解质的能力较强。常用的有：聚氧乙烯烷基醇醚、聚氧乙烯烷基酚醚、烷基糖苷等。

两性离子表面活性剂具有低毒性、低刺激性的优点，且有良好的生物降解性和配伍性。常用的有：N-酰基氨基酸型、甜菜碱型、咪唑啉型等。

阴离子表面活性剂

分类：按亲水基团分为：脂肪羧酸酯类R-COONa，脂肪醇硫酸酯类R-OSO3Na，磺酸盐类R-SO3Na，磷酸酯类R-OPO3Na

性能：阴离子表面活性剂一般具有良好的渗透、润湿、乳化、分散、

增溶、起泡等性能，用作洗涤剂有良好的去污能力。

6.2.2 硫酸酯盐型阴离子表面活性剂

1．脂肪醇硫酸酯盐（FAS）

性能：脂肪醇硫酸酯盐简称AS，与肥皂比较，脂肪醇硫酸酯盐溶解性大，水溶液呈中性，耐硬水，在碱性至弱酸性条件下不水解，性能稳定。

三、磺酸盐型阴离子表面活性剂

1．烷基苯磺酸盐

生产过程可分为三部分：烷基苯的制备，烷基苯的磺化和烷基苯磺酸的中和。

第六章 表面活性剂

第六章表面活性剂 1、加溶的概念 当表面活性剂溶液的浓度增大时，表面活性剂会缔合形成聚集体，胶团（或胶束）。 正胶团:在水相中的胶团称为正胶团，通常指的胶团即为正胶团,能加溶不溶于水或微溶于水的油类； 反胶团:在油相中的胶团称为反胶团或逆胶团。由于油的种类很多，油相中的胶团又统称为非水胶团,能加溶水或极性溶剂。 在表面活性剂浓度小于cmc时，2-硝基二苯胺溶解度很小，而且不随表面活性剂浓度改变。在cmc以上，溶解度随表面活性剂浓度的增加而迅速上升。表面活性剂溶液浓度超过cmc 越多，微溶物就溶解得越多。 结论：微溶物溶解度的增加与溶液中胶团形 加溶作用与乳化作用的区别： 加溶后不存在两相，是热力学稳定体系； 乳化作用则是两种不相混溶的液体形成的液-液分散体系，有巨大的相界面和界面自由能，是热力学不稳定的多分散体系。 2、加溶的方式 被加溶物在胶团中的加溶方式有四种:（1）加溶于胶团内核（2）加溶于表面活性剂分子间的“栅栏”处（3）吸附于胶团表面（4）加溶于胶团的极性基层上述四种加溶方式，其加溶量的规律：d＞b＞a＞c。 虽然加溶方式主要取决于加溶物和加溶剂（表面活性剂）的化学结构，但胶团溶液处于动态平衡中，加溶物的位置随时间迅速改变 3、影响加溶能力的因素 表面活性剂的加溶能力可以用加溶物溶解度S与表面活性剂溶液浓度cs之比来表示。S/cs越大，表面活性剂的加溶能力越强。 影响体系加溶能力的因素：空间因素和能量因素。 空间因素：指胶团提供的容纳加溶物的可用空间大小； 能量因素：是加溶物进入胶团引起体系能量变化的影响。 表面活性剂结构、加溶物结构、有机添加剂、温度等会对空间和能量产生影响，进而影响加溶能力。 （1）表面活性剂结构①疏水基链长的影响：表面活性剂的链长对加溶量有明显的影响。在同系物中，碳氢链越长，cmc越小，越易形成胶团，且胶团大小随碳氢链增长而增加（聚集数增加）。②疏水基结构的影响：疏水基有分支的表面活性剂，其加溶能力较直链者小，带有不饱和结构的，加溶能力较差。这些都与cmc和胶团聚集数有关。 （2）表面活性剂的类型 具有同样疏水基的表面活性剂，其加溶量次序： 非离子型＞阳离子型＞阴离子型。 原因：非离子型表面活性剂的cmc比离子型的低，而阳离子型表面活性剂形成的胶团较疏松，使其加溶作用比阴离子型的强。 （3）加溶物结构 加溶物的大小、形状、极性以及分支状况都对加溶作用有影响。 ①脂肪烃与烷基芳烃的加溶量随加溶物链长增加而减小，随其不饱和程度增加而增 加。②有分支的化合物与其直链异构体的加溶量相当。③多环化合物的加溶量 随分子大小增大而减小。④被加溶物的极性对加溶量有一定影响。 （4）电解质离子型表面活性剂溶液中加入无机电解质会抑制离子型表面活性剂的电离，

表面活性剂发展方向

表面活性剂发展方向 1.新一代表面活性剂Gemini 目前已经合成的低聚表面活性剂有二聚体、三聚体和四聚体等，其中最引人注目的是二聚体，结构示意图见图1，二聚表面活性剂最早被合成于1971年[4-5]，后因其结构上的特点而被形象地命名为Gemini （英文是双子星之意）表面活性剂。 表面活性剂Gemini（或称dimeric）是由两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成，因而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力，极大地提高了表面活性。与当前为提高表面活性而进行的大量尝试，如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合相比较，Gemini表面活性剂是概念上 的突破，因而被誉为新一代的表面括性剂。 在Gemini表面活性剂中，两个离子头基是靠联接基团通过化学键而 连接的，由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接，致使其碳氢链间更容易产生强相互作用，即加强了碳氢链问的疏水结合力，而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱，这就是Gemlrd表面活性剂和单链单头基表面括性剂相比较，具有高表面括 性的根本原因。另一方面。在两个离子头基问的化学键联接不破坏其亲水性，从而为高表面活性的C~mini表面活性剂的广泛应用提供了 基础。通过化学键联接方法提高表面活性和以往通常应用的物理方法不同，在概念上是一个突破。 图2 炔醇类Gemini表面活性剂

Genfini表面活性剂的优良性质： 实验表明，在保持每个亲水基团联接的碳原子数相等条件下，与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比，离子型Gemini表面活性剂具有如下特征性质： （1）更易吸附在气/液表面，从而更有效地降低水溶液表面张力。（2）更易聚集生成胶团。 （3）Gemini降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向，降低水溶液表面张力的效率是相当突出的。 （4）具有很低的Krat~相转移点。 （5）对水溶液表面张力的降低能力和降低效率而言，Gemini和普通表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应。 （6）具有良好的钙皂分散性质。 （7）在很多场合，是优良的润湿剂。 从理论上讲，在极性头基区的化学键合阻抑了原先单链单头基表面活性荆彼此头基之间的分离力，因而必定增强碳链之间的结合。实验证明这是提高表面活性的一个重要突破，而且为实际应用开辟了新的途径。另一方面，由于键合产生的新分子几何形状的改变，带来了若干新形态的分子聚集体，这大大丰富了两亲分子自组织现象，通过揭示新分子结构和自组织行为间的联系有助于深刻认识两亲分子自组织 机理。为此Gemini表面活性剂正在成为世界胶体和界面科学领域各主要小组的研究方向。

表面活性剂的综述

表 面 活 性 剂 的 文 献 综 述 学院：化学化工学院 专业：应用化学 姓名：XX 2016年1月1日

表面活性剂的文献综述 摘要：本文介绍了表面活性剂的基本概念和应用以及表面活性剂中胶束的形成，阐述了表面活性剂溶液的多种性质，并简要分析了胶束催化的原理。对阳离子表面活性剂的分类进行了归纳，并说明阳离子表面活性剂的用途和实例应用。 关键词：表面活性剂、溶液、胶束、阳离子表面活性剂 Abstract: this paper introduces the basic concept and application of the surfactant and surfactant micelle formation, this paper expounds the various properties of surfactant solution, and briefly analyzes the principle of micellar catalysis.Has carried on the induction, the categorization of cationic surfactant and explains the use and application of cationic surfactant. Keywords: surfactant, solvent, micelle, cationic surfactant 一、前言 近年来，随着化学相关领域的不断发展，使得我们在表面活性剂的研究和应用发展方面有了很大的进步。表面活性剂主要是改变相应溶液的各种性质来达到预期的效果，以完成其作用。阳离子表面活性剂中，大部分是含氮的有机化合物，即有机胺的衍生物。简单的胺的盐酸（或者它的无机酸）盐及醋酸盐等（碳8～18），可在酸性水溶液中用作乳化、分散、润湿剂，也常用作矿物浮选剂，以及用作颜料粉末表面的疏水剂。 二、表面活性剂基本概论 2.1表面活性剂的概念 表面活性剂是有两种基团的分子：亲水基和亲油基。表面活性剂分子作用于水溶液与气相或油层形成的界面，亲水性基团插入水溶液，亲油基团则朝向空气或油层形成一定形式的排列。当表面活性剂到达一定的浓度后，可以形成紧密的单分子层，具有降低表面张力的作用。 2.2表面活性剂分类及举例 当表面活性剂溶解于水后，根据是否生成离子，分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂，离子型表面活性剂还可以根据电性，更具体地分为阴离子型（如硬脂酸、肥皂、十二烷基苯磺酸钠等）、阳离子型（如带有季铵离子的长链

Gemini表面活性剂的结构、性质及应用

Gemini表面活性剂的结构、性质及应用 摘要 表面活性剂由于具有良好的表面性能及应用性能而被广泛应用于食品、医药、化工、油田化学品等众多领域。Gemini表面活性剂是一类新型表面活性剂，它是由联结基团通过化学键将两个或多个单体表面活性剂连接在一起而形成。本文综述了Gemini表面活性剂结构特征与性能，对其应用开发进行了详细的介绍，并指出了今后发展的方向。 关键词：表面活性剂；Gemini表面活性剂；结构特征；性能；应用表面活性剂是一类具有两性结构的有机化合物，具有不对称的两亲基团，易在界面或表面产生自聚集行为并大幅度地降低水溶液表面张力，从而成为一类重要的精细化学品，被广泛应用于日化、轻工、纺织建筑与石油等工业生产领域。它用量虽小，对改进技术，提高产品质量，增产节约却收效显著，有“工业味精”之称。探索具有高表面活性的新型表面活性剂一直是热门课题，但真正从概念意义上突破的探索并不多，Gemini表面活性剂[1]是其中突出一例。Gemini表面活性剂是一类具有特殊分子结构的表面活性剂，它是通过一个联结(spacer)基团将两个单烷基链单头基普通表面活性剂在离子头基处以化学键连接在一起的二聚体。由于Gemini表面活性剂所具有的特殊结构，从而具有某些特殊的性质，特别是具有更高的表面活性及其他物理化学特性。由于近年来国内外对Gemini表面活性剂合成和性能研究的快速发展，为高表面活性的Gemini表面活性剂的广泛应用提供了基础。 1Gemini表面活性剂的研究现状 双子表面活性剂的研究开始于1971年，Buton等[2]首次合成了一类阳离子型Gemini表面活性剂：烷基-α，ω-双二烷基双甲基烷基溴化铵[C m H2m+1N* (CH3)2Br-]2(CH2)s，并对它们的表面活性和临界胶束浓度进行了研究。1990年，伴随阴离子型Gemini的合成，拉开了Gemini系统研究工作的序幕。1991年美国Emory大学的Menger等合成了以刚性间隔基联接离子头基的双烷烃链表面活性剂，并命名为Gemini型表面活性剂。到1994年，Q．Huo等对联接基团连接的离子头基和烷基链不同的双子表面活性剂进行研究，并考察了它们的应用价值[3,4]。Reilkoodao等又对联接基团连接碳氟疏水链的双子表面活性剂展开了研究。对双子表面活性剂的表面活性、界面性质、聚集数、增溶性质等方面的报道已相

化妆品中常用的表面活性剂综述

化妆品中常用的表面活 性剂综述 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

题目：综述化妆品中常用的表面活性剂 阴离子AAS

N-酰胺基及其盐 由α-氨基酸的氨基酰化后制得。氨基酸属于两性，但酰化后变成阴离子AAS。 用途： 香波：增泡和稳泡，头发亲合性强，改善梳理性，减少静电； 皮肤清洁剂：治疗面部粉刺，可与水杨酸和过氧化苯甲酰等匹配而不影响其活性； 口腔制品：口腔清洗剂，抑制己糖激酶的生长，防止牙齿腐烂； 含药化妆品：去屑香波、治疗粉刺膏霜等。 香皂和添加剂等… 安全性： 已在化妆品和洗涤用品应用几十年，非常温和，对皮肤不会产生过敏和刺激，安全性非常高。 羧酸（酯）盐 一般指单价羧酸（酯）盐型。 用途：很广泛，用于制备O/W型膏霜或乳液。主要用作皂基、各种乳液和膏霜基体。安全性：呈碱性，稍微有刺激的感觉。 硫酸（酯）盐 用途：O/W型乳化剂、润湿剂和悬浮剂，是香波和皮肤清洁使用较广泛的AAS之一。一般与其它AAS复配来增加泡沫的稳定性和粘度，并降低对皮肤的脱脂能力。 安全性：高浓度时有刺激性。但在化妆品的使用条件下是安全的。 用途：香波的主要表面活性剂，也用于皮肤清洁和沐浴制品，较少用作乳化剂。一般与其它AAS（阴、两性、非离子）复配。

安全性：与AS相近，但刺激性略低于AS。 磺酸盐 用途：去污力太强，因此在化妆品中应用不广泛，主要用于洗衣粉。 安全性：对皮肤中等刺激，容易脱脂而变得干燥粗糙，用三乙醇胺盐复配可降低刺激性。 用途：成本低，稳定性好，刺激性地，去污能力好，很有前途的AAS。 安全性：对皮肤无致敏作用。 阳离子AAS 烷基咪唑啉盐 用途：用于香波、护发素和一些护肤品中，用作调理剂、乳化剂、抗静电剂和抗菌剂等。 安全性：pH值较高，对皮肤和眼睛有较大刺激性。制成盐后刺激性大大降低。 乙氧基化胺类 氨基上的氢被乙氧基取代。 用途：乳化剂和调理剂 安全性：浓液对眼睛和皮肤有刺激，但作为调理剂加入到化妆品中是安全的。 季铵盐 是应用最广的阳离子AAS。取代基可以是亲水基或亲油基，因此其润湿、发泡、乳化作用差别很大。季铵盐碱性较强，在酸碱中都稳定，热稳定性也好。 突出特性：对有负电荷的固体表面的吸附和杀菌消毒作用。 复配时禁配阴离子AAS、氧化物、柠檬酸钠蛋白质或一些高分子化合物等。

表面活性剂

表面活性剂及其洗涤原理 表面活性剂是这样一种物质，加入少量就能显著改变界面状态。习惯上减低溶剂的表面张力或界面张力，称之为表面活性剂。可产生润湿，乳化，增溶，发泡，洗涤等一系列作用。 所有的表面活性剂在结构上具有相同点，分子中有基本结构——有一个对溶剂（主要是水）不亲和的基团，称为疏水基团，另一个是对溶剂亲和的基团，称为亲水基团。因而表面活性剂是一种两亲分子，这样的结构使之一部分溶于水，另一部分易从水中逃离而具有双重性质。 一、洗涤的基本过程： 在表面活性剂溶液中，自固体表面去除污垢的洗涤过程涉及到润湿、分散、起泡、增溶及乳化等各种作用。最早作为洗涤剂的肥皂，是由动植物油脂和苛性碱皂化而成的。由于它在酸性溶液中生成不溶性的脂肪酸，所以在硬水中与Ca：+、M92+等离子生成不溶的脂肪酸盐，这一方面影响了它的使用效果，另一方面，不溶物也会污染被洗涤的表面。自合成洗涤剂出现之后，因为它具有良好的去污能力，并且对污垢具有分散及悬浮作用，使之不能再次沉积于被洗涤物的固体表面，故它在很大程度上代替了肥皂的使用。 去除污垢的洗涤作用涉及到固体表面、洗涤剂、溶剂和污垢表面的性质杂。 但从宏观上看，我们可以把洗涤作用视为固体表面、污垢，、洗涤剂、介质相互作用的结果。因此，可用下面的关系式表示洗涤过程。 基物·污垢+洗涤剂—一基物·洗涤剂+污垢·洗涤剂通常洗涤过程分成两个阶段，首先在洗涤溶液作用下，污物自被洗物上除去；其次将脱离被洗物的污垢稳定在介质中，防止再沉积到已清洗的被洗物上。对于第一个阶段起直接作用的主要是表面活性剂和络合物，无机电解质等对表面活性剂性能发挥起辅助作用。第二个阶段中起主要作用的除表面活性剂外，尚有抗再沉积的添加剂。在洗涤溶液作用下，污垢与基物之间的附着力被减弱或消除，使污垢与基物分离并进入介质。这样洗涤过程中表面活性剂在各个界面上的吸附就成为去除污垢的重要条件。将污垢在洗涤液中稳定悬浮，不再沉积到已清洗的基物上。也是基于表面活性剂和其他助剂在污垢表面的吸附并形成一层保护膜，这也是界面吸附问题。 二、污垢的去除 1．液体污垢的去除 洗涤作用的第一步是洗涤液润湿表面，否则洗涤液的洗涤作用不易发挥。水在一般天然纤维上的润湿性较好（如棉、毛纤维），但在人造纤维（如聚丙烯、聚酯及聚丙烯腈等）上的润湿性则较差。 洗涤作用的第二步就是油污的去除，即润湿了表面的洗涤液如何把油污顶替下来。液体污垢的去除是通过卷缩机理而实现的，即洗涤液优先润湿固体表面，而使液体油污卷缩起来。油污原来是以一铺开的油膜粘在固体表面上，后来在洗涤液优先润湿的作用下，逐渐卷缩成为油珠，最后被冲洗而离开固体表面。 两种液体在固体表面上（在空气中）的粘附张力是油污被洗涤液从固体表面卷走这一过程的重要参数，而不是简单的两种液体在固体上的粘附功。若洗涤液对固体的粘附张力超过油对固体的粘附张力之量，大于（至少是等于）水溶液与油的界面张力，则油污将被彻底洗去。被液流的力冲走。

化妆品中常用的表面活性剂综述

题目：综述化妆品中常用的表面活性剂 阴离子AAS

名称简称用途安全性 N-酰胺基及其盐香波、皮肤清洁剂、口腔制 品、含药化妆品、香皂和添 加剂等…没有刺激性，非常安全 羧酸（酯）盐很广泛，用于制备O/W型膏 霜或乳液。主要用作皂基、 各种乳液和膏霜基体。呈碱性，稍微有刺激的感觉 硫酸（酯）盐 烷基硫酸酯盐AS很广泛，O/W型乳化剂、润 湿剂和悬浮剂，常在香波和 皮肤清洁制品使用。一般与 其它AAS复配来增加泡沫 的稳定性和粘度，并降低对 皮肤的脱脂能力。高浓度时有刺激性。但在化妆品的使用条件下是安全的

N-酰胺基及其盐 由α-氨基酸的氨基酰化后制得。氨基酸属于两性，但酰化后变成阴离子AAS。

用途： 香波：增泡和稳泡，头发亲合性强，改善梳理性，减少静电； 皮肤清洁剂：治疗面部粉刺，可与水杨酸和过氧化苯甲酰等匹配而不影响其活性； 口腔制品：口腔清洗剂，抑制己糖激酶的生长，防止牙齿腐烂； 含药化妆品：去屑香波、治疗粉刺膏霜等。 香皂和添加剂等… 安全性： 已在化妆品和洗涤用品应用几十年，非常温和，对皮肤不会产生过敏和刺激，安全性非常高。 羧酸（酯）盐

一般指单价羧酸（酯）盐型。 用途：很广泛，用于制备O/W型膏霜或乳液。主要用作皂基、各种乳液和膏霜基体。 安全性：呈碱性，稍微有刺激的感觉。 硫酸（酯）盐 用途：O/W型乳化剂、润湿剂和悬浮剂，是香波和皮肤清洁使用较广泛的AAS之一。一般与其它AAS复配来增加泡沫的稳定性和粘度，并降低对皮肤的脱脂能力。 安全性：高浓度时有刺激性。但在化妆品的使用条件下是安全的。 用途：香波的主要表面活性剂，也用于皮肤清洁和沐浴制品，较少用

药物中使用的表面活性剂综述

表面活性剂应用 表面活性剂是一类能够改变溶液性质的表面活性物质。 表面活性剂能改变体系界面状态，从而产生润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶等一系列作用。 1. 口服制剂中作增溶剂 在难溶性药物的水溶液中加入非离子型表面活性剂可使药物增溶。 采用自乳化系统以改善脂溶性药物的生物利用度，在体内易形成良好的乳滴，可通过淋巴吸收，克服首过效应，适用于水溶性和脂溶性药物。 主要包括：聚乙二醇辛酸、葵酸甘油酯、聚乙二醇月桂酸甘油脂及聚乙二醇硬脂酸甘油酯。 2. 在混悬剂中做助悬剂 优点：载药量大、防止药物氧化水解、掩盖药物不良气味、易吞咽等。 例子：蜂蜡、卵磷脂、羟甲基纤维素 3. 乳剂、纳米乳中作乳化剂 烷基聚葡糖苷(APG)表面活性剂形成纳米乳 4. 在靶向制剂中的应用 在各种抗癌药剂中，表面活性剂的主要作用是乳化和增溶。 表面活性剂的双亲结构能显著降低药物与水相间的界面张力，利用其乳化作用增加药物在水中的溶解度，从而提高疗效。 许多药物仅利用表面活性剂的乳化作用，其浓度达不到治疗的要求，这时还需要利用表面活性剂的增溶作用。 抗癌制剂中表面活性剂：一般是非离子表面活性剂，如吐温、司盘。

一些非离子表面活性剂可单独使用或与其它脂质混和物形成非离子表面活性剂囊泡：单（双）烷基聚三醇醚类、司盘类、吐温类、苄泽类等。 5. 表面活性剂在经皮给药制剂中的应用 渗透促进剂 阴离子型的月桂酸钠、十二烷基硫酸钠； 阳离子型的苯扎溴胺； 非离子型的聚氧乙烯烷基醚、吐温、泊洛沙姆等。 表面活性剂在药物制剂中的应用 1. 在片剂中的应用 （1）片剂的润湿剂和粘合剂 片剂要求所用的药物能顺利流动，黏度不能太大，服用后在体液作用下又能迅速崩解、溶解和吸收。 粘合剂往往也是润湿剂 常用的表面活性剂润湿剂、粘合剂有羧甲基纤维素钠、聚乙二醇等 （2）崩解剂 片剂中加入适量的表面活性剂可提高片剂的润湿性能，加速水分的透入，增大药物的溶出速度，使片剂较快崩解 表面活性剂有月桂基硫酸钠、溴化十六烷基三甲胺、硬酯醇磺酸钠等 使用表面活性剂的方法：（a）溶于粘合剂中；（b）与崩解剂淀粉混合加于干颗粒中；（c）制成醇溶液喷在干颗粒上。 表面活性剂化学及其一般相行为 表面活性物质是有机分子当在溶剂中的浓度较低时它们易吸附于界面从而

表面活性剂驱在改善低渗油藏开发中的作用

表面活性剂驱在改善低渗油藏开发中的作用X 陈　勇 (长江大学工程技术学院) 摘　要:针对低渗透油藏在开发过程中所遇到的注水压力过高、注入水沿裂缝突进等问题,应用表面活性剂驱通过降低油水界面张力、增加毛管数,以达到提高驱油效率的目的。 关键词:低渗透油藏;表面活性剂驱;驱油效率 中图分类号:T E357.46 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)05—0118—01 低渗透油藏普遍存在着孔喉细小、渗流阻力大,只有较大的驱替压力液体才能流动。为提高注水开发效果而增加注入压力,但注水压力高,易造成微裂缝开启,注入水沿裂缝突进,造成驱油效率低,波及体积小,且套损严重。 之所以会产生上述的情况,是因为在低渗透油层中,低渗透油层渗流时表面分子力、毛管力等对渗流起到实质性的影响。低渗透油层的显著特征是低渗、低孔隙度、微观孔隙结构影响增强。这样,孔道细小,孔喉作用增强,微观孔隙结构影响增强,高比表面这些特点就直接对流体产生明显影响,而且渗透率较低,这种影响愈强,使得渗流过程出现了较达西渗流更复杂的、更强烈的一些作用力。由于高比表面,细孔道,表面分子力作用更为强烈,造成了“流动渗透率”的影响程度和影响速度域的加大,甚至微毛细孔道内液体的滞留、孔道结构复杂程度的增强使得孔喉控制作用加大,于是出现了渗透能力随压力梯度改变的非线性流动。低渗透油层液体非达西型渗流特征反映了渗流过程中强烈的固液表面分子力的影响。 1　表面活性剂驱应用于低渗透油藏开发的优势以及国内外研究趋势 通过上述分析,可以看出,由于表面活性剂溶液可降低油水界面张力,减小亲油油层的毛细管阻力、能增加毛管数及提高驱油效率性能。因此,表面活性剂降压增注技术研究可以有效地提高低渗透油藏的开发效率。 从国外文献看:有关表面活性剂降压增注技术研究方面国外已在一些油田开展了先导性研究及矿场试验,并取得了成功经验。《用于提高注入井吸水性、油层采收率的水溶性高洗油效率表面活性剂复合物》[1]一文主要选择了用于不同地质条件下表面活性剂复合物,这些复合物溶于水中可使油水界面张力降到10-2-10-3mN/m,具有很强的增溶性。在鞑靼石油公司进行了6口注入井的现场试验,试验温度20～40℃、90～100℃,注入水为矿化水(由淡水至170g/L)。化学剂用量28.8～54m3(分散剂在近井地带的波及半径为4～12m)。处理之后注入井的吸水性平均提高1.4倍。吸水指数在指示曲线上平均增加到2倍。在压降曲线上平均增加到1.5倍。有效期可达4～18个月(平均12个月)。在塔林石油管理局处理了5口井,砂岩层射开厚度为14.9～31.7m,注水井在加压注水时吸水量为200～700m3,而在试验初期为70～100m3。为了恢复其吸水性注了3.4～6.6t被稀释成95～150m3水溶液的表面活性剂复合物。处理后所有井吸水性平均提高到1.5倍,有效期平均为一年左右。《马格纳斯油田注水井表面活性剂驱油增产经验》[2]一文介绍了BP公司曾在马格纳斯油田实施了注水井表面活性剂增注先导性试验方案,其机理是通过注表面活性剂,降低残余油饱和度,改善井眼附近水相对渗透率,从而提高注入能力。BP公司最初在实验室内对多种表面活性剂体系进行了筛选,选出两种表面活性剂体系:一种是用于低温试验的聚链烷碳酸盐与烷基酚烷氧基甲醇和C4、C5脂肪族甲醇混合物;另一种是用于高温试验的烷基芳香族烷环基硫酸盐。这些表面活性剂浓度较低(1.4%)。在室内温度下用旋滴界面张力仪测量油水界面张力,其结果是从25左右降至约10-3m N/ m,这样低的界面张力值能使毛管力圈闭的残余油量大大降低。同时,高温岩心驱替试验结果表明,在注入表面活性剂溶液注入不到1个孔隙体积时,残余油饱和度就开始降低,直到注入2.5个孔隙体积停止。随着残余油的大幅度降低,渗透率有很大改善,几乎恢复到绝对渗透率值,渗透率提高了5～6倍。最后在室内研究基础上,BP公司在一口卫星井开展了先导性试验。从注表面活性剂期间的野外监测以及试验数据的解释结果显示:注水井注入表面活性剂后注入能力得到明显改善。 国内有关表面活性剂研究方面的大多是用于提高采收率方法研究。表面活性剂是提高采收率幅度较大、适用较广、具有发展潜力的一种化学驱油剂。室内岩心驱油效率试验结果表明:碱/表面活性剂驱不但能较大幅度地提高采收率,而且可以增大油藏中的渗滤速度,降低注入压力,从而减小渗透率较低油藏的高压注水难度,节省开采费用。在长庆油田表面活性剂降压增注试验中,通过研究找到了一种以石油磺酸盐和非离子表面活性剂按一定比例组成的表面活性剂复配体系,在长庆油田所提供的油水条 118内蒙古石油化工 2011年第5期

化妆品中常用的表面活性剂综述

题目：综述化妆品中常用的表面活性剂 AAS 类型 特点代表性产品应用 阴离 子 去污能力强，主要用于清洁 洗涤 脂肪酸皂（肥皂）、 十二烷基硫酸钠 清洁洗涤产品 阳离 子 较好的杀菌性与抗静电性， 应用于柔软去静电 高碳烷基的伯仲叔 季盐 洗发水、护发素 两性良好的洗涤作用，很温和，常与 阴或阳离子AAS搭配 椰油酰胺丙基甜菜 碱、咪唑啉 洗发水、洁面品 非离 子 安全温和，无刺激性，具有 良好的乳化、增溶等作用 失水山梨醇脂肪酸 酯（Span）和其环氧乙 烷加成物（Tween） 应用最广，常用于膏 霜、乳液中阴离子AAS 名称简 称 用途安全性 N-酰胺基及其盐香波、皮肤清洁剂、口腔制品、 含药化妆品、香皂和添加剂等… 没有刺激性，非常安全 羧酸（酯）盐很广泛，用于制备O/W型膏霜 或乳液。主要用作皂基、各种乳液 和膏霜基体。 呈碱性，稍微有刺激的 感觉 硫酸（酯）盐 烷基硫酸酯盐A S 很广泛，O/W型乳化剂、润湿剂 和悬浮剂，常在香波和皮肤清洁制 品使用。一般与其它AAS复配来增 加泡沫的稳定性和粘度，并降低对 皮肤的脱脂能力。 高浓度时有刺激性。但在化 妆品的使用条件下是安全 的 烷基聚氧乙烯醚硫酸 酯盐 A ES 香波的主要表面活性剂，也用 于皮肤清洁和沐浴制品，较少用作 乳化剂。一般与其它AAS（阴、两性、 非离子）复配 与AS相近，但刺激性 略低于AS 磺酸盐 烷基苯磺酸盐L AS-Na 去污力太强，因此在化妆品中 应用不广泛，主要用于洗衣粉 对皮肤中等刺激，容易 脱脂而变得干燥粗糙，用三 乙醇胺盐复配可降低刺激

性。 烷基磺酸盐S AS 低成本，稳定性好，刺激性低， 去污能力好，很有前途的AAS 对皮肤无致敏作用 N-酰胺基及其盐 由α-氨基酸的氨基酰化后制得。氨基酸属于两性，但酰化后变成阴离子AAS。 用途： 香波：增泡和稳泡，头发亲合性强，改善梳理性，减少静电； 皮肤清洁剂：治疗面部粉刺，可与水杨酸和过氧化苯甲酰等匹配而不影响其活性； 口腔制品：口腔清洗剂，抑制己糖激酶的生长，防止牙齿腐烂； 含药化妆品：去屑香波、治疗粉刺膏霜等。 香皂和添加剂等… 安全性： 已在化妆品和洗涤用品应用几十年，非常温和，对皮肤不会产生过敏和刺激，安全性非常高。 羧酸（酯）盐 一般指单价羧酸（酯）盐型。 用途：很广泛，用于制备O/W型膏霜或乳液。主要用作皂基、各种乳液和膏霜基体。 安全性：呈碱性，稍微有刺激的感觉。 硫酸（酯）盐 用途：O/W型乳化剂、润湿剂和悬浮剂，是香波和皮肤清洁使用较广泛的AAS之一。一般与其它AAS复配来增加泡沫的稳定性和粘度，并降低对皮肤的脱脂能力。 安全性：高浓度时有刺激性。但在化妆品的使用条件下是安全的。

表面活性剂习题与答案

第一章概述 1.表面活性剂的定义 在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力，改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的一类物质。 2.表面活性剂的分类（按离子类型和亲水基的结构） 离子类型：a.非离子型表面活性剂 b.离子型表面活性剂（阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性 表面活性剂） 亲水基：羧酸盐型、磺酸酯盐型、磷酸酯盐型、胺盐型、季铵盐、鎓盐型、多羧基型、聚氧乙烯型 第二章表面活性剂的作用原理 表面活性、表面活性物质、表面活性剂？ 因溶质在表面发生吸附（正吸附）而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性，这类物质被称为表面活性物质。 表面活性剂：是一类表面活性物质，其在浓度极低时能明显降低溶液表面 张力的物质。 表面活性如何表征？ 假如ψ。是水或溶剂的表面张力，ψ为加入表面活性剂后溶液的表面张力，则表面（界面）张力降低值π可表现为π5ψ。2ψ，在稀水溶液中可以用表面张力降低值与溶液浓度的比值π/c来衡量溶质的表面活性。当物质的浓度c很小时，ψ-c略成直线，每增加一个–CH2，π/c增加为原来的3倍。 表面活性剂的两大性质是什么？如何解释？ 两大性质：降低表面张力和胶束的形成 降低表面张力：是由亲水、亲油基团相互作用、共同决定的性质，表面活性剂分子吸附于液体表面，用表面自由能低的分子覆盖了表面自由能高的溶剂分子，因此溶液的表面张力降低 胶束的形成：达到吸附饱和，表面活性剂的浓度再增加，其分子会在溶液内部采取另一种排列方式，即形成胶束。 什么是临界胶束浓度及其测定方法？ 开始形成胶束的最低浓度被称为临界胶束浓度（critical micelle concentration,简写为cmc）。 测量依据：表面张力、电导率等性质随着表面活性剂浓度的变化，上述性质发生突变的浓度。

双子表面活性剂研究进展和应用_张青山

收稿:2002年12月,收修改稿:2003年4月 *通讯联系人 e -mail:bi tzhangq s@https://www.docsj.com/doc/0f7544867.html, 双子表面活性剂研究进展和应用 张青山* 郭炳南 张辉淼 (北京理工大学化工与环境学院 北京100081) 摘 要 双子表面活性剂是一类新型的表面活性剂,它是由联结基团通过化学键将两个或多个单体表面活性剂连接在一起,由此产生优异的表面活性等一系列的性质,从而获得了广泛的应用。本文就它的合成进展及在生物技术、抗病毒、环境保护、新材料制备等方面的应用作一介绍。 关键词 双子表面活性剂 合成 新材料 抗HI V 水污染 基因转染 中图分类号:O647.2;R962 文献标识码:A 文章编号:1005-281X(2004)03-0343-06 Development and Application of Gemini Surfactants Zhang Qingshan * Guo Bingnan Zhang Huimiao (School of Che mical Engineering and Environment,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)Abstract Gemini surfactants are reputed as a new generation of surfactants.Two or more surfactants monomer are connected by spacer group through covalent bond.They have been widely used in industry because of a series of better properties.Introduction of its synthesis and applications in biological technology,ant-i HIV,environmental protection and new materials is given. Key words Gemini surfactants;synthesis;ne w materials;ant-i HI V;water pollution;gene transfection 一、引 言 对于表面活性剂人们并不生疏。按其分子结构特征可分为3类:传统型、Bola 型和Gemini 型,如下图所示: O O O Bolaphile conventional amphiphile O O Gemini amphiphile 图 表面活性剂的分子结构示意图Fi g. Schematic molecular s tructure of surfactants 传统的表面活性剂由一个亲水头基和一个疏水尾链组成。Bola 型表面活性剂是由两个极性头基用一根或多根疏水链连接键合起来的化合物,它形似南美土著人的一种武器Bola(一根绳的两端各连接一个球)而得名。Gemini 型称双子表面活性剂,是通过联结基团(spacer)将两个两亲体在头基处或紧靠头基处连接(键合)起来的化合物[1] 。这类表面活性 剂曾被称为双阳离子洗涤剂、双季铵盐表面活性剂 和二聚表面活性剂 [2] 。 二、双子表面活性剂合成进展 11合成概况 从合成角度考察。第一个双子表面活性剂早在20世纪70年代初就已面世,1971年Bunton 等人合成了C 16H 33Me 2N + (C H 2)n N + Me 2C 16H 33#2Br - (n =2,4,6)并用其作为氢氧根离子与2,4-二硝基氯(或氟)苯亲核取代反应的催化剂。随后1974年 ?o?′±等人,1979年Parreira 等人,1985年Devinsky 先后合成了一些不同联结基团和不同疏水链的新季铵盐双子表面活性剂。 20世纪90年代以后,Zana 小组 [2)4] 、Menger 小 组[5] 、Rosen 小组[6] 和其他许多化学家发表了大量论 文[8)17],申请了许多专利。 1993年,Zhu 和Okahara 报道了阴离子表面活性 第16卷第3期2004年5月 化 学 进 展 PROGRESS I N C HE MISTRY Vol.16No.3 May,2004

驱油用表面活性剂技术

HX系列驱油用表面活性剂 研发报告

前言 随着世界能源的紧缺，石油的充分采出和合理利用已成为各国极大重视的问题，由于常规的一次和二次采油(POR和SOR)总采油率不是很高,一般质量分数仅能达到20%～40%，最高达到50%，至少还有50%～80%的原油未能采出。因此在能源日趋紧张的情况下，提高采油率已成为石油开采研究的重大课题，三次采油则是一种特别有效的提高采油率的方法。 三次采油的方法很多，概括起来主要有四大类：一是热力驱，包括蒸气驱，火烧油层等；二是混相驱，包括CO2混相，烃混相及其他惰性气体混相驱；三是化学驱，包括聚合物驱，表面活性剂驱，碱水驱等；四是微生物采油，包括生物聚合物，微生物表面活性驱。目前，三次采油研究尤其以表面活性剂和微生物采油得到人们的普遍重视，而表面活性剂驱则显示出明显的优越性。 目前三次采油研究中所用表面活性剂的种类以阴离子型最多，其次是非离子型和两性离子型，应用最少的是阳离子型。 三次采油中阴离子表面活性剂，其分子结构中离子性亲水基为阴离子，这类阴离子亲水基组成的盐有磺酸盐、羧酸盐、硫酸(酯)盐和磷酸(酯)盐。阴离子表面活性剂可用于各种表面活性剂驱中,其中应用磺酸盐型最多,而在磺酸盐型阴离子表面活性剂中，以石油磺酸盐型最为普遍。石油磺酸盐成本较低，界面活性高，耐温性能好，但抗盐

能力差，临界胶束浓度(CMC)较高，在地层中的吸附、滞流和与多价离子的作用，导致了在驱油过程中的损耗。 非离子表面活性剂，其亲水基为非离子性基团。由于非离子性基团的亲水性要比离子性基团差得多,因此非离子性表面活性剂要保持较强的乳化作用,其分子结构中一般含有多个非离子性亲水基,形成含许多醚键、酯键、酰胺键或羟基或者它们相互两两组合或多种组合的结构。此类表面活性剂的优点是抗盐能力强，耐多价阳离子的性能好，CMC低。但在地层中稳定性差，吸附量比阴离子表面活性剂高，而且不耐高温，价格高。 两性表面活性剂，这类表面活性剂分子中既有阴离子亲水基又有阳离子亲水基而呈现两性。由于该种表面活性剂对金属离子有螯合作用，因而大多数都可用于高矿化度，较高温度的油层驱油，但同样有价格高的缺点。 因此，一种合适的表面活性剂体系，不仅能产生很好的协同效应而降低体系的界面张力，而且还能够降低表面活性剂的用量，甚至驱油液表面活性剂的总浓度也有可能降低，同时表面活性剂的其他性能如耐盐能力，耐温性能或吸附损耗减少等得到强化。 基于以上原因，为最大限度的满足驱油体系要求,提高采收率和降低采收成本，我公司根据油田三采科研专家攻关思路联合部分科研院校研制出了一种新型的表面活性剂驱油体系，即HX系列新型非离子-阴离子型表面活性剂体系。这类表面活性剂有两种不同的亲水基

第六章 表面活性剂

第六章表面活性剂 6.1表面活性剂的结构与分类 一、表面活性剂（SAA）的定义 ?表面活性剂是一种能大大降低溶液(一般为水)表面张力(或液—液界面张力)、改变体系的表面状态从而产生润湿和反润湿、乳化和破乳、分散和凝聚、起泡和消泡以及增溶（这也是判别SAA的依据）等一系列作用的化学药品。根据对水的表面张力的影响，可大体把物质分为三类： 1.表面张力随浓度增加而略有上升，如无机盐、酸和碱等 2.随浓度的增加表面张力缓慢下降，如低级醇、羧酸等 3.随浓度增加，表面张力先是急剧下降，到一定浓度后基本不再 变化，如肥皂中的硬脂酸钠、洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。 我们把第三类物质称为SAA。第二类物质虽也能降低表面张力， 但没有乳化、起泡、增溶等作用，因而通常不称之为SAA。 二、表面活性剂的结构特点 ?表面活性别分子由亲油基 (也称憎水基，以 和亲水基(也称憎油基, 表示) 子(表示为。 ?亲油基必须具有一定的长度时才 是SAA。当碳原子数在8 20之间时 才具有明显的SAA特征，但当碳原 子数太大时，由于形成不溶于水的 化合物，又失去活性剂的作用。 三、 SAA的基本性质 SAA溶于水后，皆会形成亲水基插入水中，亲油基插入油或空气中的定向排列结构，使表面张力急剧降低，当浓度达一定值（表面排满一层）后，则会形成胶束，这种独特的结构和性质，使其具有极其广泛的用途。 四、表面活性剂的分类及性质 SAA可依据用途、作用、结构特点等分类，但因其种类繁多，应用也极其广泛，而且常见一剂兼备几种作用，所以按用途和作用分类十分困难，一般认为按结构来分类比较合适。此外，亲水部分的原子团种类繁多，故SAA的性质之差异，除与其碳氢基（及其它亲油基）外，主要还与亲水基团的不同有关，亲水基团的结构变化远较亲油基团为大，因而SAA按结构分类，一般以亲水基团为依据。此种分类的优点是从其类型便可推断其应用范围。下面主要介绍按亲水基的分类，也适当介绍一下按憎水基的分类。

表面活性剂

一、名词解释 1.表面与界面：界面是指物质的相与相之间的交界面（约几个分子厚的过渡区）。若其中一项为气体，这种界面通常称为表面。 2.表面活性剂：表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。 3.表面活性：这种因表面正吸附而使液体表面张力降低的性质称为表面活性。表面活性剂所具有的润湿和反润湿，渗透和防水，乳化和破乳，分散和凝聚，起泡和消泡，洗涤，抗静电，润滑以及增溶等一系列作用称为表面活性。 4.临界胶束浓度（cmc）：表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度（critical micelle concentration, cmc）。 5.Krafft点与浊点：对离子型表面活性剂，在温度较低时，表面活性剂的溶解度一般都较小，当达到某一温度时，表面活性剂的溶解度突然增大，这一温度被称为Krafft点。对非离子型表面活性剂则不同，它存在浊点（cloud point），即一定浓度的表面活性剂溶液在加热过程中，表面活性剂突然析出使溶液浑浊的温度点。 6.特劳贝（Traube）规则：在稀水溶液中，当c很小时，γ-c略成直线，每增加一个一CH2一基团时，其负斜率约为原来的三倍。 7.效率和有效值：表面活性剂的效率(efficiency)由测定表面活性剂使水的表面张力明显下降至一定值时的所需浓度来度量的。有效值(effectiveness) 是表面活性剂能使溶液的表面张力降低到可能达到的(一般在cmc附近)最小值（γcmc)。 8.酸值：是指中和1克脂肪中的游离脂肪酸所需的氢氧化钾的毫克数。 9.皂化值：是指水解1克油脂所需要氢氧化钾的克数。 10.冰山结构（iceberg sturcture）：表面活性剂溶于水后，使水中原来的氢键结构重新排列，亲油基周围也形成一“整齐结构”，即所谓“冰山结构”。但这一“整齐结构”随着亲油基相互靠拢/相互缔合过程的发展而破坏。比较有序→比较无序，ΔS增大，ΔH变化不大，ΔG减小的自发过程。 11.水数：将1.0 g非离子表面活性剂溶于30 mL二氧六环中，向得到的溶液中滴加水直到溶液混浊，这时所消耗的水的毫升数，即成为水数。水数也用来表示非离子表面活性剂的亲水性，即水数越大，亲水性越强。 12.增溶作用：由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。 13.乳状液：指一种或多种液体以液珠形式分散在与它不相混溶的液体中构成的分散体系，由于体系呈现乳白色而被称为乳状液，形成乳状液的过程称为乳化。 14.润湿：指一种流体被另一种流体从固体表面或固-液界面所取代的过程。 15.泡沫：气体分散于液体中的分散体系，气体是分散相（不连续相），液体是分散介质（连续相）。 16.表面活性剂的稳泡性：指表面活性剂水溶液产生泡沫之后，泡沫的持久性或泡沫“寿命”的长短。 17.洗涤：从浸在某种介质（一般为水）中的待洗物体表面去除污垢的过程称为洗涤。 20.分散：将固体以微小粒子形式分布于分散介质中，形成具有相对稳定性体系的过程。 分散剂：用于使固体微粒均匀、稳定地分散于液体介质中的低分子或高分子表面活性剂统称为分散剂（dispersing agent，dispersant）。

表面活性剂驱油机理

1. 表面活性剂驱油机理在驱替方程中如何表征 在注入水中添加表面活性物质可改善常规注水的采收率，其主要机理如下： （1）向水中加入表面活性剂可以明显地降低油水接触面上的表面张力，油滴更容易变形，结果降低了将其排出孔隙喉道必需的功，同时也增加了原油在地层中的流速。 （2）使选择性润湿接触角变小，使岩石颗粒表面水润湿性加强，即使岩石更加亲水。 （3）表面活性剂水溶液能够清洗掉以薄膜形式覆盖在岩石表面的原油，使得这些油膜破裂并被冲洗出来。表面活性剂可以吸附在油水界面上，取代原油在岩石上形成牢固吸附层的那部分活性原油组份，使原油不易束缚在岩石上。 （4）表面活性剂使地层孔隙毛管中的弯液面发生变形，加强毛管力作用，增强了水利用毛管渗吸进入饱和有原油的孔隙介质的深度以及渗吸的速度。 （5）在表面活性剂作用下原油在水中弥散作用加强，不但使油滴逐渐变小，而且增强了这种原油分散体的稳定性，从而使油滴重新合并以及在岩石表面上粘附机率大大减少，导致相渗曲线右移现象，即向水润湿方面移动，表明残余油饱和度下降。 （6）表面活性剂能吸附到结构性原油的某些组份上，并减弱它们之间相互作用，使原油粘度下降。 综上所述，表面活性剂主要作用在油水界面处及岩石表面处，即在油水界面处降低界面张力，改变岩石表面的润湿性。二者的共同作用提高采收率。以一单元体表征表面活性剂水溶液的流动过程。 考虑一单元体，如图所示，宽为b ，高为H ，表面活性剂水溶液流速为v w ，含水饱和度为S w ，表面活性剂浓度为C 。则 d t 时间内流入单元体中的表面活性剂量为：w v bHCdt d t 时间内流出单元体的表面活性剂量为：()d d d w w v C v bHC t bH x t x ?+? d t 时间内单元体水中表面活性剂增量为：()d d w S C bH x t x φ?? d t 时间内单元体中表面活性剂吸附量为：d d A bH x t x ?? 其中，A 为单元体中表面活性剂量。 根据物质平衡条件：流入量?流出量=水中表面活性剂增量+吸附量。其中，水中表面活性剂增量为单元体中水中的表面活性剂的量，作用在油水界面处；吸附量为吸附在岩石表面及结构性原油的某些组分上。二者共同构成了表面活性剂在单元体中的滞留量。根据此物质平衡条件，可得方程： ()()d [d d d ]d d d d w w w w v C S C A v bHC t v bHC t bH x t bH x t bH x t x x x φ???-+=+??? 化简得： d w v bHC t d x t