表面活性剂的作用与应用简介

表面活性剂是两亲分子，使它在水溶液中具有两种界面（表面）吸附功能。其一，通过正吸附可迅速降低水的表面张力，体现了表面活性剂的润湿、渗透作用；其二，通过胶束化可在水中形成大量胶束，并有效降低两相间的界面张力，使液体、固体、气体能在水中稳定存在，体现了表面活性剂的乳化、分散、发泡、增溶等作用。而洗涤作用则是表面活性剂发挥润湿、渗透、乳化、分散、发泡、增溶等各种功能的综合过程。

1.润湿和渗透作用

剪一块坯布样品轻放于水面，这块坯布会在水面上停留一段时间再慢慢沉入水底。若在水中加入少许表面活性剂JFC，我们发现放于水面的布样会马上润湿并沉入水底，这是测试表面活性剂润湿能力的一个常见方法。能使润湿过程迅速发生的表面活性剂，被称作润湿剂或渗透剂，表面活性剂在这个过程所起的作用称作润湿作用或渗透作用。

2.乳化作用

两种互不相溶的液体，其中一相以微滴状分散于另一相中，这种作用称为乳化作用。如果在油和水中加入一定量的表面活性剂，再给以搅拌，由于表面活性剂在油—水界面上有定向吸附的能力，亲水基伸向水，疏水基伸向油，从而降低了油—水间的界面张力，使体系的界面能下降。在降低界面张力的同时，表面活性剂分子紧密地吸附在油滴周围，形成具有一定机械强度的吸附膜，当油滴相互接触、碰撞时，吸附膜能阻止油滴的聚集，从而使乳液稳定存在。这种能使乳化作用顺利发生的表面活性剂叫作乳化剂。

染整加工过程中要经常使用一些乳化工作液，以油/水型乳状液居多。常使用的乳化剂有平平加O系列、EL系列、斯盘—吐温系列、异构醇醚系列等。

3.分散作用

将不溶性固体物质以微小的颗粒均匀地分散在液体中所形成的体系，称为分散体或悬浮体，这种作用称为分散作用，能使分散作用顺利发生的表面活性剂称为分散剂。被分散的固体颗粒称为分散相（内相），分散的液体称为分散介质（外相）。乳化与分散这两种作用十分相似，其主要区别是乳状液的内相是液体，而分散液的内相是固体。

常用的分散剂有扩散剂NNO、马丙共聚系列、分散剂WA、分散剂IW等，其中阴离子型表面活性剂较多。

4.发泡作用

气体分散在液体中的状态称为气泡，大量气泡聚集在一起形成的分散体系称为泡沫，能促使泡沫形成的能力称为发泡作用。被分散的气体叫分散相（内相），分散的液体叫分散介质（外相）。泡沫类似于乳状液和悬浮液，所不同的是内相为气体，而不是液体和固体。泡沫在表面活性剂的作用下更容易产生和稳定存在，能促进泡沫生成的表面活性剂称为发泡剂或起泡剂；能促使泡沫稳定存在的表面活性剂称为稳泡剂。

在染整加工过程中，发泡多用于泡沫染整工艺，更多的场合则要求低泡或无泡，因而如何抑泡和消泡更受人们的关注。

5.增溶作用(www.xing528.com)

在溶剂中完全不溶或微溶的物质进入表面活性剂形成的胶束中得到溶解，并成为热力学稳定的溶液，这种现象称为增溶作用，所形成的透明溶液称为增溶溶液或胶束溶液，被增溶的物质称为增溶溶质，起增溶作用的表面活性剂称为增溶剂。

增溶作用与乳化作用和分散作用既有区别又有联系。其区别在于：

（1）乳化作用仅限于液体—液体之间形成的分散体系，分散作用仅限于固体—液体之间形成的分散体系，而增溶作用所溶解的物质，既可以是液体，也可以是固体；

（2）乳化作用和分散作用形成的是热力学不稳定的多相分散体系，而增溶作用形成的是热力学稳定的均相体系；

（3）外观上明显不同，乳状液和分散液多为乳白状和悬浊状，而增溶溶液为透明状。

其联系在于：增溶作用可以看作是乳化作用或分散作用的极限阶段、理想状态，它们之间有可以相互转化的途径。例如：乳状液也可以成为微乳状液——外观由乳白状转为透明状，接近增溶溶液；向增溶溶液中继续加入增溶溶质达到一定数量时，增溶溶液即转变为乳状液——外观由透明状转为乳白色。

增溶作用对于染整加工也有许多特殊作用，例如：分散染料经合适的增溶剂增溶处理，其在水中的溶解度会明显提高，有利于工作液稳定并提高染色效果；在去除织物上重型污垢的过程中，增溶也发挥重要的去污作用。

6.洗涤作用

从浸在某种介质（多为水）中的固体表面除去异物或污垢的过程称为洗涤，能发挥洗涤作用的化学品称为洗涤剂，洗涤剂多以表面活性剂作为主要成分。

洗涤作用较复杂，是表面活性剂的润湿、乳化、分散、增溶等综合作用以及搅拌、揉搓、水流等机械作用的共同结果。织物洗涤过程见图1-8。

作为洗涤剂而使用的表面活性剂，通常分子结构为直链型，亲水基处于末端的表面活性剂洗涤作用更强。由于纤维在水中多带负电荷，因此，阴离子型表面活性剂对织物具有优良的洗涤效果。这是因为阴离子型洗涤剂在污垢周围形成的界面层同样带有负电荷，这就使织物与污垢之间产生一定的排斥力，有利于污垢从织物表面脱离，并稳定地悬浮在水溶液中。适合于染整加工用的洗涤剂品种很多，如LAS、AS、AES、LS、105等净洗剂产品。现在多采用阴离子与非离子复配的净洗剂。采用有机溶剂作为清洗介质的洗涤过程称为干洗。

图1-8　织物洗涤过程