表面活性剂在日常洗涤中的应用与研究

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摘要：表面活性剂因其功能性较强，在日常生活、化工生产以及食品加工等领域有着广泛的应用，而其在洗涤用品中的应用不仅推动着清洁效率和质量的提高，同时也更加的趋向安全、环保和绿色等方面。本文在简单介绍表面活性剂分类与作用的基础上，就其在日常洗涤中的具体应用现状进行了深入的分析，并对其未来的改进做了讨论。

关键词：表面活性剂 日常洗涤 研究

1、引言

表面活性剂的最初发现起源于上世纪五十年代美国的Wyandotte公司，在此之后的几十年时间表面活性剂从分子组成和性能改进等方面得到了长远的发展，其应用的领域也由最初的工业生产，扩展到人们生活的方方面面。由于表面活性剂可以明显转变物体的表面特性，为顽固性污渍的去除带来了希望，从而也推进了其在日常洗涤中的应用，下面就表面活性剂的作用的分类进行简单的介绍。

2、表面活性剂的分类与作用

2.1 表面活性剂的分类

表面活性剂的概念是根据其功能特性来确定的，属于专用的精细化工产品，其结构特点为在分子的两端分别具备亲油和亲水的非极性与极性基团，按照作用的不同可以分为渗透剂、消泡剂、润湿剂和乳化剂等，按照分子表面特性的不同可以分为阳离子、阴离子、两性离子和非离子表面活性剂等。目前洗涤剂中应用较多的脂肪醇硫酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸盐和仲烷基磺酸盐等均属于阴离子表面活性剂，而非离子表面活性剂包括生物、脂肽和糖基等多种。

2.2 表面活性剂的作用

虽然表面活性剂的种类繁多，但是根据实际使用中侧重点的不同其具体作用包括润湿、乳化、助悬、杀菌和去垢等几方面，其中润湿能力是指将物体表面吸附的空气分子替换为水分子，其能力的大小与分子团中亲水基接触角的大小直接相关，乳化能力则是将一种或几种不相混溶的液体按液珠直径的大小不同进行粗分散，其能力的大小则与表面活性分子的油水综合亲合力相关，杀菌作用的实现是通过生物蛋白质膜功能失去或变性而得到的。

3、表面活性剂在日常洗涤中的应用

3.1 应用现状

首先表面活性剂在个人卫生护理中的应用多针对于皮肤的亲和性和保护性，避免在使用的过程中出现过敏、刺激或中毒等现象，目前应用较为广泛的是烯基磺酸钠，其典型特点是毒性较低，增溶性和乳化性较强，在硬水中也能实现良好的润湿作用。此外由于其对皮肤的刺激性较小且具有良好的起泡性，可以大量的应用与洗手液、沐浴露、洗发水及洁面乳等个人护理用品中，而良好的生物降解性也是顺应我国环境保护政策的关键优势。其次表面活性剂在酒店及餐饮中的应用也较为广泛，按照用途的不同可以分为清洗和催干两种，其中清洗用的表面活性剂多为十四烷基二甲基氧化胺，而催干用的多为嵌段聚醚，前者的优点在于能够很好的适应硬水环境和具备较大的溶解度，合成的过程中也能够很容易的控制清洁剂的黏度和浓度。后者的典型特点是具有很好的泡沫抑制功能，对于高温、强碱或硬水等条件具有良好的适应性。

3.2 注意事项

首先表面活性剂作为同系的不同链长混合物，在制备的过程中主要原料是油脂或石油等多烃混合物，其典型特点为难以分离出特定的单一分子结构表面活性剂，而对于混合物中各组分比例的细微控制对整体活性剂性能的影响较大，厂家可以根据用户需求的不同进行相应的调整和控制，从而促进产品整体性能的提升。其次表面活性剂作为非极性的高分子化合物，很容易受到无机盐脂肪醇、有机物杂质或其他副产物的影响，在进行配置的过程中为了保持其润湿、发泡、乳化剂及表面张力等性能的稳定，需要添加一定的洗涤助剂，具体包括能够进行金属离子整合的三聚磷酸钠，保持碱性环境的碳酸钠和硅酸盐，增强吸附能力和避免污垢沉积的羧甲基纤维素等。

4、日常洗涤用表面活性剂的发展

4.1 高分子表面活性剂

按照制取方式的不同高分子表面活性剂可以分为合成和天然两种，其中合成高分子表面活性剂根据单体种类选取、反应条件和方法的不同具有较强的可控性和多样性，如乙烯基醚共聚物、氧化乙烯硅氧烷共聚物、丙烯酚胺和烷基酚甲醛缩合物等均为近几年研制的典型合成类高分子表面活性剂，突破了分子量越大粘度和表面活性越低的限制。而对于从动植物中直接分离得到的天然高分子表面活性剂本身便具有较好的水溶性、稳定性、易降解、无毒性和增粘性等，具体如动物油脂中分离的白朊和酪朊，植物树脂和海藻中分离的黄原胶、愈疮胶和藻朊酸等，而淀粉和纤维素衍生物等半合成的高分子表面活性剂在日常的应用研究也越来越广泛。

4.2 生物表面活性剂

生物表面活性剂不同与上文所说的天然高分子表面活性剂，其制取的方法是通过微生物的降解，根据微生物来源的不同可以简单的分为真菌、细菌和酵母等三种，而根据微生物降解原料的不同可以分为烷烃碳源、水溶性底物碳源和混合碳源微生物等三种，其中典型的代表分别为棒状杆菌Corynebacterium sp、杆菌Bacillus sp和假单孢菌Pseudomonas sp等。生物表面活性剂分子结构的典型特点是属于在两相界面定向排列的一类中性两极分子，也就是亲水和疏水基团的组成非常多样，其中前者包括肽链、单糖、羧基、多糖和二糖等，后者则包括不饱和、饱和及带羟基脂肪酸等。此外生物表面活性剂的优越性还表现在对物体表面张力也就是界面能量的控制性较强，一般可以减少至30mN/m，而新型功能基团的引入和反应产物的均一性也是其他表面活性剂不可比拟的。微生物在常温条件下便可以发生反应的经济性，生产工艺的简便也为其工业和规模化生产打下了良好的基础。

4.3 糖基表面活性剂

糖基表面活性剂的发展与生物医学和制药技术的发展密切相关，而由于糖类物质本身就具备亲水性结构和极佳的可降解性越来越受到新型糖基开发研究人员的关注。目前的研究重点主要集中在糖类原料的扩展及合成方法的创新等两方面，其中前者的重点是更加充分与全面的利用糖类资源，而后者的重点是引入酶技术进行合成。具体如戊糖基两性和壳聚糖基表面活性剂等，通过控制戊糖及其衍生物中包含自由茎基数目的多少，烷基链的长短，醛醇的构型，以及戊糖的非环形或环形结构等便可以得到临界胶束浓度和表面活性不同的表面活性剂。而壳聚糖是多糖甲壳素的N-脱乙酚基产物，典型特点是双向的-H和-NH2均可以进行特殊衍化。

酶法合成技术在糖基表面活性剂开发中的引入，不仅可以有效的减少不必要的操作和生产流程，同时还可以避免出现只得到单一低聚物和异构体的现象。通过酶法合成可以得到果糖醋类和糖醛酸内酯表面活性剂，其中前者的典型特点是不同碳链长度的脂肪酸在酶的醋化反应下同果糖进行结合，最终得到的果糖二酯或果糖酯连脂肪酸相比蔗糖酯具有更好的表面活性。而后者糖醛酸内酯的合成相比较化学方法不仅可以有效缩短反应时间，在经济性和反应程度控制等方面也具有突出的优势，值得注意的是通过酶法合成得到的糖醛酸内酯很容易发生聚合反应。

5、结语

通过上文对表面活性剂作用和基本分类的介绍，不仅加深了对于其日常应用重要性的了解，同时也更加深刻的认识到想要充分发挥表面活性剂的清洁性能，就必须从合理配比和结构改进两方面入手。随着我国环保及生态保护意识的不断提升，对于表面活性剂的研究与改进也向着生物化、高分子化及新型化的角度发展。

参考文献：

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