表面活性劑應用技術概述

表面活性劑在制漿造紙工業(yè)中的使用越來越受到造紙科學工作者的重視。據報道在英國表面活性劑的消費為紙張總產量的0.05%左右。表面活性劑加入到液體中時，即使?jié)舛确浅Ｐ。矔园l(fā)地引起表面或界面間張力的強烈降低。表面活性劑結構上具有兩性特點，其一端具有親水性，另一端則具有疏水性。這種兩性分子會自身定向排列在溶液表面上，極性基團伸向水中，而疏水的烴基則伸向空氣或者油的界面，從而降低液體的表面張力。表面活性劑能起乳化、分散、增溶、潤濕、發(fā)泡、消泡、潤滑、洗滌、柔軟、抗靜電、防腐蝕等作用。制漿過程主要是從木材中將木素、半纖維素、樹脂、色素以及灰分等盡量地與纖維素分離開，表面活性劑的作用就在于分離雜質，提純纖維素。在生產人造纖維的過程中，人們往往在漿粕的堿浸漬時添加表面活性劑，這是借助表面活性劑的分散作用和洗滌作用來達到除去樹脂的效果。在漂白工序中添加滲透性好的陰離子和非離子表面活性劑（一般用量為0.03%-0.05%），能取得均一的漂白效果。

　　此外，在紙漿漂洗過程中加入洗滌活性物質烷基苯磺酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚，也能獲得良好的洗滌效果。另外在廢紙脫墨、造紙施膠、毛毯洗滌及造紙涂布涂料分散劑等，表面活性劑都有廣泛的應用。

　　一、表面活性劑的特點當一種物質加入到某液體中，若能使其表面張力降低，人們則稱這種物質具有表面活性。具有表面活性的物質叫作表面活性物質。從化學結構上看，所有的表面活性劑分子都是由極性的親水基和非極性的親油基兩部分組成的。親水基使分子伸向水相，而親油基則使分子離開水相而伸向油相，因此表面活性劑分子是兩親性分子。它們的親油基是由烴基構成的，而親水基卻是多種多樣的。由于表面活性劑具有很大的表面活性，故在工農業(yè)生產及日常生活中廣泛地用于乳化、分散、增溶、潤濕、發(fā)泡、洗滌、柔軟等各種用途。

　　二、表面活性劑的性質表面活性劑的基本性質有潤濕和滲透性、乳化和破乳性、分散性、增溶性、發(fā)泡和消泡性、洗滌性。表面活性劑的派生性質有：柔軟性、抗靜電性、殺菌性和防腐性。

　　1.表面活性劑的潤溫和滲透性廣義地說，潤濕作用是一種流體從基質表面把另一種流體取代的過程。潤濕過程大致可以分成三類：鋪展?jié)櫇瘛⒄掣綕櫇窈徒霛櫇瘛＿@三種潤濕可以分別在不同的實際過程中出現，也可以同時在一個過程中出現。應用表面活性劑能很好地改變潤濕狀況，表面活性劑能降低界面的能力，使水能較好地濕潤固體或液體表面。實際中可用潤濕速度（時間）來評價表面活性劑的潤濕性。

　　2.表面活性劑的起泡和消泡性)1表面活性劑的乳化和破乳作用表面活性劑的乳化作用是表面活性劑應用最為廣泛的性質之一。例如在化妝品、食品、紡織、造紙、金屬的切削液、油漆、農藥、醫(yī)藥等方面，乳化劑都起著重要的作用。各種類型的表面活性劑都可以作為乳化劑來使用，但非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑應用得比較多。乳化作用是指兩種互不相溶的液體形成乳狀液的過程。乳狀液是指一種不溶解或溶解度很小的液體，以一定大小的液滴分散存在于第二種液體中，形成具有明顯穩(wěn)定的懸濁液。對兩種互不相溶的液體，如果僅通過機械攪拌的方法總是不能形成穩(wěn)定的乳狀液的。要形成明顯穩(wěn)定的乳狀液，必須加入第三組分，這第三組分就是表面活性劑，一般稱其為乳化劑。

　　３.表面活性劑的分散作用表面活性劑的增溶作用表面活性劑在水溶液中形成膠束后具有使不溶于水的有機物的溶解度顯著增大的能力，且此時溶液呈透明狀，膠束的這種作用稱為增溶。能產生增溶作用的表面活性劑叫做增溶劑，被增溶的有機物稱為被增溶物。如果在已增溶的液體中繼續(xù)加入被增溶物，達到一定量后，溶液透明狀變?yōu)槿闈釥睿@種乳液即為乳狀液，在此乳狀液中再加入表面活性劑，溶液又變得透明無色。雖然這種變化是連續(xù)的，但乳化和增溶本質上是不同的。增溶作用可使被增溶物的化學勢顯著降低，使體系變得更穩(wěn)定，即增溶在熱力學上是穩(wěn)定的，只要外界條件不變，體系不隨時間變化。而乳化在熱力學上是不穩(wěn)定的。

　　４.表面活性劑的洗滌作用洗滌作用可定義為，從浸在某種介質（一般為水）中的固體表面除去污垢的過程。在此過程中，借助于洗滌劑以減弱污垢與固體表面之粘附作用，并施以外力（包括機械攪拌或人工洗），使污垢與固體表面分離而懸浮于介質中，最后將污垢洗凈、沖走。洗滌劑在洗滌過程中的作用，一是除去物品表面的油污，二是將油污分散、懸浮，使之不易在物品表面上再沉積。洗滌作用首先是洗滌液潤濕被洗物表面，否則，發(fā)揮不了洗滌液的洗滌作用。水在天然纖維（棉、毛等）上的潤濕性較好，在人造纖維上較差，表面活性劑能夠降低水的表面張力，使其接觸角減小，因而，纖維的潤濕在洗滌劑作用下比較容易實現。其次是，洗滌液把污垢潤濕后，再把污垢頂替下來。

　　液體油污原來是以鋪展開的油膜存在于物體表面，在洗滌液濕潤的條件下，逐漸卷縮成油珠，最后被沖洗以至離開表面。固體油污靠的是洗滌劑，特別是優(yōu)質的洗滌劑，具有較低的表面張力與界面張力，對固體表面有較好的潤濕能力，能頂替油污，使油污卷縮成油珠而乳化，分散在洗液中，有利于洗滌。另外，油污可加溶于表面活性劑的膠束中，從而油污不可能再沉積，大大提高了洗滌效果。然而，這種加溶去污的機理，只有在洗滌劑集中于某一局部（衣物上撒上洗衣粉搓洗）的情況下，才能實現。其次，表面活性劑吸附在污垢與洗滌物的界面上，使界面各種性質均發(fā)生變化，如表面張力降低，利于分散形成乳狀液，同時，界面吸附形成具有較大強度的界面膜使乳狀液更穩(wěn)定，不易沉積于洗滌物表面。

　　非離子表面活性劑吸附后，成為質點表面的水化保護層，穩(wěn)定性增高，非離子表面活性劑除油污能力比陰離子表面活性劑強，而陽離子表面活性劑總是以其疏水基朝向水中的方式被吸附，故其洗滌作用最差。在同系物中，表面活性劑碳氫鏈越長，洗滌性越好，表面活性劑的乳化與起泡作用對于洗滌也是有利的，表面活性劑的乳化作用，形成穩(wěn)定的乳狀液，油污質點被懸浮起來不易沉淀在衣物表面。表面活性劑形成泡沫有助于帶走塵土污垢，很多經驗發(fā)現泡沫與洗滌有直接關系。

　　總之，洗滌劑的洗滌作用是綜合發(fā)揮了表面活性劑的潤濕、吸附、乳化、分散、懸浮、起泡、加溶、降低表面張力等功能，才顯示出洗滌的良好效果。如果洗滌劑使污垢與被污染物品表面分離能力差，而且分散、懸浮污垢的能力也不佳，則洗滌過程客不能很好的完成。