非离子表面活性剂的历史发展过程

非离子表面活性剂

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正文

其分子溶于水后，不发生电离的一类重要表面活性剂，其显示表面活性的部分不是离子。 这类表面活性剂分子中的亲油基常是碳原子数为8～18的烃链（可以是脂肪族或芳香族）， 亲水基常是在水中不电离的羟基或聚氧乙烯基。这些亲水基的亲水性较弱， 因此，须有足够数量的亲水基才能使整个分子具有水溶性，否则就属于油溶性， 在水中呈乳化或分散状态。非离子表面活性剂溶于水或有机溶剂中， 呈中性的分子或胶束状态。它在酸性、碱性及电解质的溶液中均较稳定， 并可与任何种类的表面活性剂配合使用，而不生成沉淀。 它通常为100％的活性物，不含盐及水分。 产品多呈液体或浆状，少数是固体。

按亲水基类别，非离子表面活性剂主要分为聚氧乙烯型和多元醇型两大类， 前者自德国法本公司1930年生产以来，发展很快。

聚氧乙烯型

　用含有活泼氢原子的亲油基原料和环氧乙烷进行加成反应而制成。 凡含有-OH、-COOH、-NH2、-CONH2等基团的亲油基原料， 由于其中的氢原子是化学活泼的，容易与环氧乙烷发生加成反应， 生成聚氧乙烯型表面活性剂。如：

加成环氧乙烷的反应常需少量氢氧化钠作为催化剂。目前， 工业上常用的含活泼氢原子的亲油基原料有：脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、 脂肪胺及脂肪酰胺、油脂、山梨醇和蔗糖等。加成的环氧乙烷分子数越多， 则加成物的水溶性越强。原因是聚氧乙烯型表面活性剂分子中醚键的氧原子与 水分子中的氢原子易形成氢键，增强了表面活性剂分子的水溶性。 这样形成的氢键较弱，当升高温度或有盐类存在时，结合的水分子逐渐脱落， 表面活性剂的水溶性随之减弱，原先透明的表面活性剂水溶液甚至会 变成白色混浊的乳状液。溶液开始呈现混浊时的温度，称为浊点。 浊点是专门用于表示聚氧乙烯型表面活性剂的亲水亲油平衡值（即HLB） 的技术特性指标。当温度下降到浊点以下时，乳状液又恢复透明。 对于亲油基相同的表面活性剂,凡是环氧乙烷加成分子数越多,亲水性就越强， 浊点随之上升。对于亲水基中环氧乙烷加成分子数相同的表面活性剂， 凡是亲油基中碳原子数越多，亲油性就越强，浊点随之下降。

市场销售的聚氧乙烯型表面活性剂中，以高级脂肪醇和烷基酚的环氧乙烷加成物为最重要。 所用的高级醇有椰子油还原醇、十六醇、油醇和鲸蜡醇等；所用的烷基酚有： 壬基酚、辛基酚、辛基甲酚等。由这些原料可以制得由弱(浊点在室温左右)到强 （浊点大于100℃）亲水性加成物。环氧乙烷加成分子数， 可有几个到几十个不等,如商品名为“平平加O”的聚氧乙烯型表面活性剂， 常用作纺织染整过程的匀染剂和乳化剂，是由C12～C16的高级脂肪醇加成 15～22个环氧乙烷分子而成的。

聚氧乙烯型表面活性剂大多溶于水，主要用作洗涤剂、匀染剂、乳化剂、 消泡剂等。因性能优良，用途广泛,原料丰富(来自石油)，成本低,重要性日益增大。 如聚醚型高分子表面活性剂，所用的原料主要是环氧丙烷和环氧乙烷。 聚醚的亲油基是聚氧丙烯，分子量在1000～2500；亲水基是聚氧乙烯基。 聚醚作为消泡剂、破乳剂和乳化剂，广泛应用于制药、采油及食品等工业。

多元醇型

　由含有多个羟基的多元醇、烷基醇胺或糖类与高级脂肪酸生成的 酯类或酰胺类化合物：　 其中凡亲油基和亲水基是由酯键相连接的，容易发生水解反应；如将酯键代以酰胺, 则不易水解,较稳定。工业上常用的含多羟基的化合物有：甘油、季戊四醇、 山梨醇、乙醇胺、异丙醇胺、蔗糖等。高级脂肪酸（C12～C18的酸）如月桂酸、 椰子油脂肪酸、十四酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸等。 例如商品名为斯盘的多元醇型表面活性剂，就是由山梨醇与脂肪酸， 经酯化生成的各种失水山梨醇酯。斯盘的水溶性很小， 如在其分子中的羟基上再加环氧乙烷，则水溶性明显提高。 斯盘的环氧乙烷加成物商品名为吐温。

多元醇型表面活性剂主要用作食品、化妆品的乳化剂、稳泡剂、纤维油剂和柔软剂。

参考书目　M.J.Schick,Non-ionicSurfactants.MarcelDekker,NewYork,1967.