王 曼，强新新，王 平，刘美娜，梅晓丹



新型表面活性剂的研究进展

王 曼，强新新，王 平*，刘美娜，梅晓丹

（大连百奥泰科技有限公司，辽宁 大连 116025）

本文从结构和性能等方面介绍了几种新型表面活性剂，论述其应用领域以及在工业上的应用现状，并针对目前新型表面活性剂存在的问题，对其发展趋势进行展望。

新型表面活性剂；应用；展望

表面活性剂是一类重要的精细化学品，具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等作用，因此在工业和生活的各领域都有着广泛的应用。

近年来，传统类型的表面活性剂存在表面活性不高，增溶、协同作用差，及不易形成胶束等缺点，不能满足目前工业应用上更高的需求[1]，因而一些具有特殊结构和功能的新型表面活性剂被相继开发出来。本文将从结构特点及性能介绍几种新型表面活性剂，并对其应用领域和发展趋势两方面展开论述。

1 新型表面活性剂的研究热点

根据结构和功能特点的不同，新型表面活性剂主要分为以下七种类型。

1.1 Gemini型表面活性剂

Gemini型表面活性剂是指由两个亲水基团和两个亲油基团在其亲水头基处或靠近亲水头基处由一连接基团通过化学键连接而成的新型表面活性剂，如图1。

Gemini型表面活性剂其独特的结构可以有效地阻止离子头基同名电荷的排斥作用，使极性基排列更加紧密，并不改变离子头基的亲水特性，从而大幅度降低表面能，是一种表面性能优越的新型表面活性剂[2]。与传统的表面活性剂相比，其具有较高的表面活性，较低的临界胶束浓度，更好的润湿能力、起泡能力和独特的流变性能[3,4]，这些特性已引起人们的关注。张光华等[5]通过甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，环氧氯丙烷，十二烷基叔胺，十四烷基叔胺和十六烷基叔胺合成了3种反应型阳离子Gemini表面活性剂，并验证了合成的这3种表面活性剂具有较高的表面活性和较好的乳化性能。

图1 Gemini表面活性剂的结构示意图

1.2 Bola型表面活性剂

Bola型表面活性剂由一个疏水基连接两个亲水部分构成的两亲化合物，其结构如图2。1951年，Fuoss将具有这种特殊结构两亲化合物称为bolaform electrolyte，从此，Bola成为该类表面活性剂的简称。

Bola型表面活性剂在降低水表面张力的能力方面较差，同时在溶液表面的面积是同等条件下相应的经典表面活性剂所占面积的两倍或更大，这可能是由于Bola分子具有两个亲水基，表面吸附分子在界面采取倒U型构象造成的。Bola型表面活性剂cmc较高，Krafft点较低，常温下具有较好的溶解性。

图2 Bola型表面活性剂的结构示意图

1.3 生物表面活性剂

生物表面活性剂是微生物或植物在生长过程中，分泌出具有两亲结构的化合物。其可以吸附于界面、改变界面的性质。按照其亲水基的类别，分为以下几种：糖脂系生物表面活剂，酰基缩氨酸系生物表面活性剂，磷脂系生物表面活性剂和其他生物表面活性剂。

生物表面活性剂的特性是：微生物的代谢产物；较低的临界胶束浓度；低毒甚至无毒；生物相容性好；具有较高的起泡性[6,7]。利用生物表面活性剂进行原油污染修复，提高石油回收率以及应用到食品、医药和生物工程等方面都成为研究的热点[8]。

1.4 反应型表面活性剂

反应型表面活性剂是指包含亲水基、亲油基和反应基团的化合物，它能与所吸附的基体发生化学反应，从而成为基体的一部分。反应型表面活性剂能参与化学反应，而且反应后也不损失其表面活性[9]。

反应型表面活性剂已经被广泛的应用于乳液、溶液、分散、无皂聚合以及功能性高分子材料的制备等各方面，不但可以显着提高产品的性能，而且还可以研制出新型产品[10]。

1.5 螯合型表面活性剂

螯合型表面活性剂是一类具有螯合金属离子功能的表面活性剂，由一个长链烷基或酰基和几个相邻的离子亲水基构成，如N-酰基ED3A。螯合型表面活性剂同时兼具了表面活性和螯合性的特性，并且生物易降解，具有良好的环境兼容性[11]。

1.6 可解离型表面活性剂

可解离型表面活性剂是可以在完成其应用功能之后，通过酸、碱、盐、热或光的作用，被分解成不具有表面活性的物质或转变成具有表面活性的新化合物的一类表面活性剂。

目前，已经被人们所熟知的该类表面活性剂的特点主要有：易于被分解和生物降解；分解后易于去除；可能产生具有新功能的解离产物。

1.7 冠醚类表面活性剂

冠醚类表面活性剂是一类具有特殊结构的大环多醚化合物，以冠醚作为亲水基团，以冠醚环上连接的长链烷基、苯基等作为憎水基团。