《表面活性剂》论文 表面活性剂的分类及应用 摘要： 表面活性剂的应用范围涵盖了人们生活和工作的各个方面，在20事迹90年代人们已经开始系统的研究表面活性剂。可以说没有表面活性剂就没有现在干净的我们，现在我们对表面活性剂的认识只是停留在表面没有更深入的研究，下面是对表面活性剂一些基础认识。 关键词： HLB值，分类，应用 一、 HLB 值 ----HLB值越大代表亲水性越强，HLB值越小代表亲油性越强，一般而言HLB值从1 ~ 40之间。亲水亲油转折点HLB为10。HLB小于10为亲油性,大于10为亲水性。 1~--3作消泡剂 3~--6作W/O型[乳化剂 司盘（脱水山梨醇脂肪酸酯）是w/o型乳化剂，具有很强的乳化、分散、润滑作用，可与各类表面活性剂混用，尤其适应与吐温－60， HLB值4.7。 7~--9作润湿剂； 8~--18作O/W型乳化剂，也叫吐温型乳化剂， 为司盘（Span，山梨醇脂肪酸酯）和环氧乙烷的缩合物，为聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯的一类非离子型去污剂；常作为水包油（O/W）型， 药用： （1）可作某些药物的增溶剂。 （2）有溶血作用，以吐温-80作用最弱。 （3）水溶液加热后可产生混浊，冷后澄明，不影响质量。 （4）在溶液中可干扰抑菌剂的作用 13~-18作增溶剂。 二、分类及常用 ： 1、阴离子表面活性剂 ：硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠 2、阳离子表面活性剂：季铵化物 3、两性离子表面活性剂：卵磷脂，氨基酸型，甜菜碱型 4、非离子表面活性剂： 脂肪酸甘油酯， 脂肪酸山梨坦（司盘）， 聚山梨酯（吐温） 阴离子表面活性剂： 1 、肥皂类 ：碱金属皂：O/W ，碱土金属皂：W/O 有机胺皂：三乙醇胺皂 2 、硫酸化物 ：硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油。 十二烷基硫酸钠（SDS、月桂醇硫酸钠） 3 、磺酸化物 ：二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT） 十二烷基苯磺酸钠 甘胆酸钠 阴离子表面活性剂 阳性皂。其分子结构主要部分是一个五价氮原子，所以也称为季铵化合物。其特点是水溶性大，在酸性与碱性溶液中较稳定，具有良好的表面活性作用和杀菌作用。 常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。 两性离子表面活性剂 同时具有正、负电荷基团，在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。 1 、卵磷脂 ：是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料 2 、氨基酸型和甜菜碱型 ： 氨基酸型 甜菜碱型： 在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质，具有很好的起泡、去污作用； 在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质，具有很强的杀菌能力。 非离子表面活性剂 1. 脂肪酸甘油酯 ：单硬脂酸甘油酯；HLB为3~4主用作W/O型乳剂辅助乳化剂。 2.多元醇 蔗糖酯：HLB（5~13）O/W乳化剂、分散剂 脂肪酸山梨坦（Span） ：W/O乳化剂 聚山梨酯（Tween） ： O/W乳化剂 3. 聚氧乙烯型 ：Myrij(卖泽类，长链脂肪酸酯）;Brij （脂肪醇酯） 4. 聚氧乙烯 - 聚氧丙烯共聚物 ： 能耐受热压灭菌和低温冰冻,静脉乳剂的乳化剂 应用 表面活性剂一般是低分子量分散剂。表面活性剂分子具有改性作用，特别是降低颜料和树脂溶液间表面张力。 表面活性剂结构上含有两种溶解性或极性相反的基团，使表面活性增加。在水性体系中，极性基团是一些亲水基，非极性的则是憎水基或亲油基。在非水性体系中，极性基团是憎油基，非极性的为亲油基。表面活性剂按其化学结构分类，特别是极性基团包括：阴离子、阳离子、电中性粒子和非离子。 聚合物分散剂作用下效力由以下因素确定： 颜料表面极性基团的吸附作用。锚固基团可以是氨基、羧酸、磺酸、磷酸及其盐。 介质中围绕在微粒周围的非极性链段的行为。分子的一些部分(脂肪族或脂肪族-芳香族片断)必须与粘接剂体系高度的相容。 类似表面活性剂的分散剂的稳定机理是静电稳定：围绕颜料粒子的极性基团形成了双层带电的结构。由于布朗运动，液体介质中颜料粒子时常碰撞在一起，因此在其减速进程中具有强烈的重絮凝趋势。 根据其化学结构(如：低的分子量)和静电稳定理论，表面活性剂有以下缺陷： ·水敏感性：表面活性剂通常使最终涂层产生水敏感性，不适于室外应用。 ·易产生泡沫：许多表面改性剂会产生泡沫，在涂层上产生缺陷(如鱼眼、凹坑)。如果泡沫在研磨进程出现，则导致生产能力的下降。 ·干扰涂层间的粘接。 经过多年发展，特殊的表面活性剂得到改进，使涂层缺陷最大程度地降低，并且某些还能使涂层具有一些别的优点，如消泡/抗腐蚀能力或使基材难以润湿。 用于颜料分散作用的最常用表面活性剂有如下品种： 脂肪酸衍生物，磷酸酯，聚丙烯酸钠/聚丙烯酸，乙炔二醇和大豆卵磷脂。表面活性剂发展方向 1.烷基磷羧酸盐(AEC)工业化制造 随着科技飞速发展和现代文盟的不断进步，人们对表面活性剂使用要求也越来越高，即温和、易生物降解和多功能性，强调使用安全、生态保护和提高效率。烷基醇醚羧酸盐(AEC)是8O年代以来，发达国家积极研究开发的优质表面活性剂热点品种，它与烷基多苷和醇醚磷酸单酯同被称为“表面活性剂90年代的绿色品种”。 烷基醚羧酸盐的生产。一般采用以脂肪醇或烷基酚为原料，经乙氧基化和羧甲基化，制备AEC和APEC。烷基醚羧酸盐在化学结构上与皂类似，在疏水基和亲水基之间，嵌入一定加成数环氧乙烷，从而使其兼有阴离子和非离子表面活性剂中许多优良性能，成为多功能性品种。它在金属加工用方面，效果比相应的醇(酚)醚表面活性剂更好，它具有： (1)对皮肤和眼的刺激性很小。 (2)清洗性能，受pH值和温度影响较小。 (3)对酸、碱、氯较为稳定。 (4)生物降解性能优异。 图1 表面活性剂结构示意图 烷基醚羧酸盐国内的应用市场还远远落后于发达国家，随着环保意识的不断加强和人民物质文化水平的不断提高，这类集温和、易生物降解和多功能性于一身的表面活性剂，在金属加工领域内，将发挥更大作用。 2.新一代表面活性剂Gemini 目前已经合成的低聚表面活性剂有二聚体、三聚体和四聚体等，其中最引人注目的是二聚体，结构示意图见图1，二聚表面活性剂最早被合成于1971年[4-5]，后因其结构上的特点而被形象地命名为Gemini(英文是双子星之意)表面活性剂。 表面活性剂Gemini(或称dimeric)是由两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成，因而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力，极大地提高了表面活性。与当前为提高表面活性而进行的大量尝试，如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合相比较，Gemini表面活性剂是概念上的突破，因而被誉为新一代的表面括性剂。 在Gemini表面活性剂中，两个离子头基是靠联接基团通过化学键而连接的，由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接，致使其碳氢链间更容易产生强相互作用，即加强了碳氢链问的疏水结合力，而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱，这就是Gemlrd表面活性剂和单链单头基表面括性剂相比较，具有高表面括性的根本原因。另一方面。在两个离子头基问的化学键联接不破坏其亲水性，从而为高表面活性的C~mini表面活性剂的广泛应用提供了基础。通过化学键联接方法提高表面活性和以往通常应用的物理方法不同，在概念上是一个突破。 图2 炔醇类Gemini表面活性剂 Genfini表面活性剂的优良性质： 实验表明，在保持每个亲水基团联接的碳原子数相等条件下，与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比，离子型Gemini表面活性剂具有如下特征性质： (1)更易吸附在气／液表面，从而更有效地降低水溶液表面张力。 (2)更易聚集生成胶团。 (3)Gemini降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向，降低水溶液表面张力的效率是相当突出的。 (4)具有很低的Krat~相转移点。 (5)对水溶液表面张力的降低能力和降低效率而言，Gemini和普通表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应。 (6)具有良好的钙皂分散性质。 (7)在很多场台，是优良的润湿剂。 从理论上讲，在极性头基区的化学键台阻抑了原先单链单头基表面活性荆彼此头基之间的分离力，因而必定增强碳链之间的结台。实验证明这是提高表面活性的一个重要突破，而且为实际应用开辟了新的途径 另一方面，由于键台产生的新分子几何形状的改变，带来了若干新形态的分子聚集体，这大大丰富了两亲分子自组织现象，通过揭示新分子结构和自组织行为间的联系有助于深刻认识两亲分子自组织机理。为此Gemini表面活性剂正在成为世界胶体和界面科学领域各主要小组的研究方向。 3.AB型嵌段高分子表面活性剂 涂料中颜填料的分散先后使用过聚磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等无机分散剂，传统小分子表面活性剂和聚羧酸盐、聚丙酸酸盐等高分子化合物。高分子化合物主要利用空间位阻使颜填料颗粒稳定，效果好于小分子表面活性剂的静电排斥作用。研究表明，在众多类型的高分子分散剂中，效果最好、效率最高的是AB型嵌段高分子表面活性剂。从分子结构上看，AB型嵌段高分子就是超大号的表面活性剂，A嵌段和B嵌段分别类似于表面活性剂的亲水头基和疏水尾链。AB嵌段高分子表面活性剂在颜填料表面采取尾型吸附形态，A嵌段是亲颜料的锚固基团，B嵌段是亲溶剂的溶剂化尾链。A嵌段可以是酸、胺、醇、酚等官能团，通过离子键、共价键、配位键、氢键及范德华力等相互作用吸附在颗粒表面，由于含有多个吸附点，可以有效地防止分散剂分子脱附，使吸附紧密且持久。B嵌段可以是聚醚、聚酯、聚烯烃、聚丙烯酸酯等基团，分别适用于极性和非极性溶剂。典型的AB嵌段型高分子表面活性剂结构如图3所示。稳定颗粒主要依靠B嵌段形成的吸附层产生的空间位阻作用，所以对作为溶剂化尾链的B嵌段的长度和均一性有极高的要求，希望可以形成厚度适中且均一的吸附层，如果B段过长，可能会起架桥作用，引起分散体系黏度增加，甚至絮凝沉淀。通常认为位阻层的厚度为20nm时，可以达到最好的稳定效果。 图3 AB嵌段型高分子表面活性剂 合成分子结构明确和相对分子质量可控的AB型嵌段高分子表面活性剂是涂料分散助剂的发展方向，这需要用到受控聚合技术。基团转移聚合(GTP)、原子转移游离基聚合(ATRP)、硝酰基聚合(NMP)和可逆加成分裂链段转移聚合(RAFT)是当今最常用的受控聚合技术，利用这些技术，选用合适的方法和设备可得到想要的聚合物结构，可以选择不同的单体，按设计的次序进行排列，最终合成特定结构、相对分子质量分布窄、近单分散的聚合物，如果采用常规的方法，即使花大量的时间、精力、材料也无法做到这样。目前仅有BYK、Ciba、Rhodia等少数几个公司拥有受控聚合技术。深圳海川公司正在开发的新型分散剂也是AB型嵌段高分子表面活性剂。
表面活性剂在化妆品中的应用
摘要：论述了表面活性剂的功能，如润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡和洗涤去污等功能，以及在化
妆品中的作用。介绍了表面活性剂和化妆品的分类情况，化妆品的原料以及化妆品对表面活性剂的要求。
详细介绍了化妆品中常用的几种表面活性剂。对化妆品中用的表面活性剂的发展趋势进行了阐述。
关键词：表面活性剂；化妆品；功能；应用
表面活性剂在化妆品中的主要功能包括乳化、分
散、增溶、起泡、清洗、润滑和柔软等。表面活性剂
在化妆品中具有广泛的用途，起着重要的作用。化妆
品中所利用的表面活性剂的性能不仅仅是其单一的
性能，而是利用其多种性能，因此，表面活性剂是
化妆品生产中不可缺少的原料，广泛应用于化妆品
中。
化妆品是指以涂抹、喷、洒或者其他类似方法，
施于人体（皮肤、毛发、指趾甲和口唇齿等），以达
到清洁、保养、美化、修饰和改变外观，或者修正人
体气味，保持良好状态为目的的产品。目前，化妆品
的发展趋势是向疗效性、功能性和天然性方向发展。
1表面活性剂的分类
表面活性剂的分类方法有很多种，根据表面活性
剂的来源进行分类，通常把表面活性剂分为合成表面
活性剂、天然表面活性剂和生物表面活性剂三大类。
1.1合成表面活性剂
合成表面活性剂是指以石油、天然气为原料，通
过化学方法合成制备的表面活性剂。表面活性剂在性
质上的差异，除与烃基的大小和形状有关外，主要与
亲水基团类型有关。一般以亲水基团的结构为依据来
分类，按亲水基团是否带电可将表面活性剂分为离子
型和非离子型两大类，其中离子型表面活性剂又分为
阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表
面活性剂。
1.2天然表面活性剂
20世纪70年代的石油危机对以石油为基本原料
的表面活性剂工业产生了巨大的冲击，引起人们对能
源消耗、工艺生产过程、生态学和石油制品安全性等
一系列问题的思考，从而引发了以天然油脂为原料生
产表面活性剂的重大变革。由于生物新技术的应用，
油脂分离精制技术的发展，植物油脂品种的改良及增
产，使得大量获得价格较低的高纯度的天然油脂成为
可能，新的抗氧化剂的开发成功，解决了天然油脂腐
败变质的问题，再加上人们对安全及环保意识的提
高，以油脂为原料的天然表面活性剂的开发引起人们
的高度重视。目前在天然油脂中最受重视的要数棕榈
油和棕榈仁油。
1.3生物表面活性剂
生物表面活性剂是指由细菌、酵母和真菌等多种
微生物产生的具有表面活性剂特征的化合物。用微生
物生产表面活性剂是20世纪70年代后期国际生物工
程领域中研究的新课题。用微生物制取生物表面活性
剂可以得到许多难以用化学方法合成的产物，在结构
中引进了新的化学基团，而制得的产物易于被生物完
全降解，无毒性，在生态学上是安全的。生物表面活
性剂根据其亲水基的不同可分为糖脂系、酰基缩氨酸
系、磷脂系、脂肪酸系和高分子表面活性剂五类。
2表面活性剂的功能
表面活性剂是一类具有多种功能的精细化学品，表面活性剂具有润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消
泡和洗涤去污等多种功能。
当液体与固体表面接触时，气体被排斥，原来的
固-气界面消失，代之以固-液界面，这种现象称
为润湿。从普遍意义而言，润湿是一种流体被另一种
流体自表面取代的过程。
通常把一种物质的颗粒或液滴以及微小的形态分
散到另一介质中的过程叫分散。所得到的均匀、稳定
的体系叫分散体。
乳化是一种液体以微小液滴或液晶形式均匀分散
到另一种不相混溶的液体介质中形成的具有相当稳定
性的多相分散体系的过程。
表面活性剂在水溶液中形成胶束后，具有能使不
溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大的能
力，且溶液呈透明状，这种作用称为增溶作用。
由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为
泡沫，可分为液体泡沫和固体泡沫。在液体泡沫中，
液体和气体的界面起主要作用。一般地说，当表面张
力低，膜的强度高时，不论是稳定泡沫还是不稳定泡
沫，起泡力都较好。溶液的黏度对泡沫稳定在两方面
起作用：一方面是增强泡沫液膜的强度；另外，表面
黏度大，膜液体不易流动排出，延缓了液膜破裂，而
增强了泡沫的稳定性。
消泡作用分为破泡和抑泡两种。具有破泡能力的
物质称为破泡剂。有效的消泡剂既要能迅速破泡，又
要能在相当长的时间内防止泡沫生成。
洗涤去污作用是表面活性剂应用最广泛、最具有
实用意义的基本特性。洗涤去污过程是极为复杂的，
与污垢种类、基本性能、表面活性剂和助剂的种类和
结构密切相关，而其过程又是多种表面现象，如吸
附、润湿、渗透、乳化、分散、泡沫和增溶等在不同
情况下的综合效应。
3化妆品的分类
化妆品能对人体面部、皮肤表面、毛发和口腔起
清洁保护和美化作用。化妆品的品种多种多样，分类
方式也各不相同。按使用部位可分为：皮肤用化妆
品、毛发用化妆品、指甲用化妆品和口腔用化妆品。
按使用目的可分为：洁净用化妆品、基础保护化妆
品、美容化妆品和芳香制品，还可根据化妆品本身的
剂型分类。
4化妆品的原料
制造化妆品所用的原料有很多种，据统计大概有
3 000多种。根据化妆品原料在化妆品中所含比例的
大小，可分为基质原料和配合原料。基质原料是调配
各种化妆品的主体，也成为基础原料。膏霜类的油
脂，香粉类的滑石粉等均属基质原料；配合原料是用
来改善化妆品的某些性质和赋予色、香等的辅助原
料，如膏霜中的乳化剂、抗氧化剂和防腐剂等均属配
合原料。配合原料在化妆品中的比例虽小，但对化妆
品的质量影响却很大。它们之间没有绝对的界限，某
一种原料在化妆品中起着基质原料的作用，而在另一
化妆品中可能仅起着辅助原料的作用。
4.1基质原料
1）油脂类
油脂是组成膏霜类化妆品的基本原料，主要起护
肤、柔滑和滋润等作用。脂肪酸甘油酯是组成动植物
油脂的主要成分，在常温下呈液态的称为油，呈固态
的称为脂。根据来源又可分为植物性油脂和动物性油
脂。植物性油脂包括椰子油、橄榄油、蓖麻籽油、杏
仁油、花生油、大豆油和棕榈油等。动物油脂包括牛
油、猪油、貂油和海龟油等。这些动植物油脂加氢后
的产物称为硬化油。在化妆品中常用的硬化油有：硬
化椰子油、硬化牛脂、硬化蓖麻油和硬化大豆油等。
2）蜡类
蜡是高碳脂肪酸和高碳脂肪醇所组成的酯。在化
妆品中主要作为固定剂，增加化妆品的稳定性，调节
其黏度，提高液体油的熔点，使用时对皮肤产生柔软
的效果。依据来源的不同，蜡类也可分为植物性蜡和
动物性蜡。植物性蜡包括巴西棕榈蜡、霍霍巴蜡和小
烛树蜡等。动物蜡类包括蜂蜡、羊毛脂蜡、鲸油和虫
蜡等。
3）高碳烃类
用于化妆品原料中的烃类主要包括烷烃和烯烃，
它们在化妆品中的主要作用是其溶解作用，净化皮肤
表面，还能在皮肤表面形成憎水性油膜，来抑制皮肤
表面水分的蒸发，提高化妆品的功效。在化妆品中用
的主要包括角鲨烷、凡士林、液体石蜡和固体石蜡等。
4）粉类
粉类是组成香粉、爽身粉、胭脂、牙粉和牙膏等
粉类化妆品的基质原料。一般是不溶于水的固体，经
表 面 活 性 剂 在 农 药 中 的 应 用 研 究 进 展
摘要 ： 介绍了表面活性剂在农药领域的应用研究进展。表面活性剂通过界面膜发生作用， 改善农药加工和使 用性能。表面活性剂可以在各种类型的界面上发生吸附， 改变界面状态 ， 从而实现或改善界面物理化学特性 ， 增强产品的功能。在农药加工过程中， 表面活性剂吸附于农药微粒表面形成不同的分散体系， 起到乳化 、 润 湿 、 增溶 、 消泡 、 起泡 、 稳定等作用 ； 在农药使用过程 中， 表面活性剂可以改善药液在植物叶面或防治象
表面上的分布、 附着、 渗透等， 提高农药剂量的有效转移， 直接或间接地提高农药的有效利用率。随着胶体 化学、 界面化学理论的引入 ， 农药制剂加工的理论和农药应用技术理论的研究也在不断深入和完善， 表面活 性剂的开发研究也会随着农药加工和使用的要求得到进一步发展。
近年来， 我国每年使用农药1 0 0 万吨( 制剂) 左右， 防治 面积达3 亿公顷次以上， 植物保护工作为农业丰收做出了 巨大贡献， 起到了保驾护航的作用 。但由于对农药使用 技术理论和技术措施的研究严重不足， 忽视对靶标生物行 为研究以及普遍采用大容量、 大雾滴喷雾技术等原因， 我 国农药有效利用率很低， 由施药器械喷撒出去的农药只有 2 0 ％- 3 0 ％~沉积在作物叶片上， 远低于发达国家5 0 ％的平 均水平 ， 农药使用中的低效率， 不仅浪费大量农药， 还 使大量农药流失到非靶标环境中， 造成人畜中毒、 环境污 染、 农产品农药残留量增加 。 。 农药使用的低效率还与农药加工技术研究不足有很大 关系。我国已经成为农药生产大国， 但国内制剂、 剂型 的研究和产品质量与国外相比仍有很大差距， 主要表现为 分散性能差 、 悬浮率低 、 热贮分解率高等方面， 一些剂型 因湿润性、 渗透性和叶面沉积性差等原因造成药效不稳 定， 相当一部分品种在耐雨水冲刷和黏着性等方面明显差 于国外同类型产品， 如国产农药水悬浮剂普遍存在析水、 稠化、 沉积、 结块等贮存物理稳定性等问题 。出现这种 现象的主要原因除与我国农药用表面活性剂的品种数量和 质量与发达国家相比差距大外， 还与我们对表面活性剂与 农药作用机理研究不足等有关。 如何提高农药的有效利用率， 降低农药在非靶标环境 中的投放量 ， 已成为农药学科亟待解决的问题。
1 表面活性剂在农药加工中的应用
表面活性剂是指那些具有很强表面活性、 能使液体的 药新剂型及其稳定性研究。表面张力显著下降的物质。此外表面活性剂还应具有增 溶、 乳化 、 润湿 、 消泡和起泡等应用性质。 表面活性剂 的分子结构特点是具有不对称性。整个分子可分为两部 分， 一部分是亲油的非极性基团， 叫作疏水基或亲油基 ； 另一部分是极性基团或亲水基。两部分分处两端， 形成 不对称结构。因此表面活性剂分子为两亲分子。据分子 组成特点和极性基团的解离性质， 将表面活性剂分为离子 表面活性剂和非离子表面活性剂。根据离子表面活性剂 所带电荷， 又可分为阳离子表面活性剂、 阴离子表面活性 剂和两性离子表面活性剂。农药中常用的表面活性剂是 阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂n 。 表面活性剂的亲水亲油平衡值( h y d r o p h i l i c — l i p o p h i l i c b a l a n c e， HLB) 是表示表面活性剂亲水亲油性质的值 ， 是 选择表面活性剂的重要参数， 一般而言， HL B值高的表面
活性剂其亲水性强， 在水溶液中的溶解度高， 有利于叶片 表面保持较长时间的湿润； HL B值低的表面活性剂其亲油 性较好， 有利于药液在叶面蜡质层的铺展， 提高药液的渗 透性。根据HL B值， 选择合适的表面活性剂能够提高叶面 对农药的吸收。每一表面活性剂都有一HL B值， 农药有效 成分被乳化也有一最佳HL B值， 只有被选择的表面活性剂
HL B值与被乳化组分的HLB值相当， 才能乳化良好。但 HL B值也存在不能预测表面活性剂的用量、 制剂的稳定程 度以及不能同时兼顾分散相和分散介质的组成等缺陷。 表面活性剂是通过界面膜发生作用的。表面活性剂可 以在各种类型的界面上发生吸附， 改变界面状态， 从而实 现或改善许多化学过程 ， 增强产品的功能。
表面活性剂在水中溶解时， 当水中表面活性剂的质量
浓度很低时， 表面活性剂分子在水一 空气界面产生定向排
列 ， 亲水基团朝向水而亲油基团朝向空气。当溶液较稀
时， 表面活性剂几乎完全集中在表面形成单分子层， 溶液
表面层的表面活性剂质量浓度大大高于溶液中的质量浓
度， 并将溶液的表面张力降低到纯水表面张力以下。表
面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附。正吸附
改变了溶液表面的性质 ， 最外层呈现出碳氢链性质， 从
而表现出较低的表面张力， 随之产生较好的润湿性、 乳化
性 、 起泡性等。如果表面活性剂质量浓度越低 ， 而降低
表面张力越显著 ， 则其表面活性越强 ， 越容易形成正吸
附。因此表面活性剂的表面活性大小， 对于其在农药中
的实际应用有着重要的意义。
表面活性剂溶液与固体接触时， 表面活性剂分子可能
在固体表面发生吸附， 使固体表面性质发生改变。极性
固体物质对离子表面活性剂的吸附在低质量浓度下的吸附
曲线为s形， 形成单分子层， 离子表面活性剂分子的疏水
链向外。在离子表面活性剂溶液质量浓度达临界胶束浓
度时， 单层吸附达到饱和， 并开始双层吸附， 此时离子表
面活性剂分子的排列方向与第一层相反， 亲水基团向外。
提高溶液温度， 吸附量将随之减少。对于非极性固体 ，
一
般只发生单分子层吸附， 疏水基吸附在固体表面而亲水
基向外 ， 当离子表面活性剂质量浓度增加时， 吸附量并不
随之增加甚至有减少的趋势， 认为这是因为胶束的形成使
表面活性剂的有效质量浓度相对减少的缘故。固体表面
对非离子表面活性剂的吸附与前面相似， 但其吸附量随温
度升高而增大， 且可以从单分子层吸附向多分子层吸附转
变n 。 。研究表面、 潘I 生剂的吸附性对农药加工及应用技术
有重要意义。
在农药加工过程中， 农药分散体系的稳定性是农药加
工过程中非常重要的指标， 表面活性剂吸附于农药微粒表
面形成不同的分散体系， 农药剂型主要包括液／ 液、 固／ 固、
固／ 液和气／ 气4 种分散体系， 分散相的颗粒与分散介质的
表面张力越接近0， 分散体系越稳定。微乳剂能形成稳定
的分散体系， 其原因在于分散相的颗粒与分散介质的表面
张力非常的低， 一般只有1 0 ～ ～ 1 0 ～mN／ m。分散相的农药
微粒之间存在排斥力和吸引力 ， 当斥力大于引力 ， 农药分
散体系就稳定， 当引力大于斥力， 农药分散体系就聚沉 ，
表面活性剂与农药微粒表面吸附形成的分散体系的稳定
性， 可以用如下理论解释 ： 一是双电层理论， 农药微粒吸
附离子型表面活性剂形成的双电层之间存在着静电相互
作用， 使相同农药微粒之间产生斥力 ； 二是空间稳定理
论， 农药微粒表面上吸附的大分子表面活性剂形成一定
厚度的分子膜保护层， 从空间上阻碍了微粒相互接近，
进而阻碍它们的聚结； 三是空缺稳定理论 ， 在微粒界面
间的空间存在着 自由高分子， 也就是农药微粒表面对表
面活性剂没有吸附作用， 微粒相互靠近时， 具有一定扩
散能力的高分子表面活性剂从微粒间的间隙中被挤走，
致使在两个微粒间隙区域内只有溶剂分子而没有高分
子， 称为空缺作用( d e p l e t i o n ) ， 在微粒之间存在斥力势
能 ， 称此为空缺稳定 。
在可湿性粉剂加工过程中， 表面活性剂可吸附于加工
过程中形成的粒子表面， 防止粒子再聚集 ， 也有助于粒子
粉碎加工。 然而 ， 因为含微细粒子的分散体是不稳定
的， 所以药剂的粒子具有强烈絮凝的倾 向。絮凝是由相
互接近的粒子间的范德华力所致。为了抵消范德华力需
要一种斥力， 斥力就是通过在配方中加人表面活性剂来提
供， 有静电斥力和空间斥力两种类型的斥力起作用， 这取
决于表面活性剂的离子特性。表面活性剂可用于增进可
湿性粉剂粒子在水中的分散 、 悬浮， 也防止可湿性粉剂悬
浮液在被应用之前发生絮凝。
在乳油加工过程中， 表面活性剂是农药乳油的主要辅
助成分。表面活性剂影响着农药乳油的分散、 乳化、 湿
润、 渗透等性能。进而影响药效的发挥。农药用表面活性
剂多数为聚合物， 分子质量大， 分子链较长， 有的主分子
链上还带有分支， 成梳状结构， 具有易形成空间网状骨架
的可能性。当乳油体系中存在游离的胶体微粒时， 表面活
性剂分子吸附于胶体微粒表面， 使胶体微粒不易沉淀。表
面活性剂带有的电荷能改变环境的电动电位， 使体系更趋
稳定。乳油被水稀释， 产生水包油型乳状液。表面活性剂
防止乳状液分层沉积或絮凝， 从而保持所形成的乳状液呈
稳定 状 态 。
在悬浮剂加工过程中， 表面活性剂作为基本组分起着
重要的作用， 它吸附在原药预混物粒子的表面， 将有效成
分 的粒子表面润湿， 排出粒子间的空气。 在研磨过程
中， 表面活性剂有助于再润湿和分散重新形成更小的粒
子， 起助研磨剂作用。表面活性剂还有助于制剂的稳定
性。通过表面活性剂在粒子上的吸附， 可减少粒子的界
面能， 从而减少粒子聚结合并； 表面活性剂能够在粒子周
围形成扩散双电层。产生电动电势， 从而阻碍粒子之间
的聚结合并； 表面活性剂也可通过吸附在粒子界面上形成
一
个致密的保护层， 通过“ 位阻” 作用迫使粒子分开 ， 防
止沉淀的生成 ， 从而增加悬浮剂的稳定性” 。
农药微乳剂的加工就是借助复合表面活性剂体系的增
溶作用， 将液体或固体农药溶于有机溶剂中形成的溶液均
匀分散在水中形成的光学透明或半透明的分散体系” 。 。
黄放良等发现农． ~ L 4 o o 与农． ~ L s o o ( 体积I ： L 2 ： 1 ) 混合物可以
使微乳剂中的高效氯氰菊酯微乳剂增溶 ” 。 表面游} 生 剂的
加入可以减少药物分子与水分子的接触， 对药物起到保护
作用， 如当表面活性剂质量浓度达到临界胶束浓度( c mc )
后 ， 胶束结构紧密 ， 农药的水解被抑制 。
此外在农药加工后的储存过程中， 表面活性剂还能
抑制药物的氧化速度。药物的氧化性也是常见的性质之
一
， 主要发生在醛类 、 醇类 、 酚类 、 肼类等含有易氧化
基团的药物中。链霉素氧化后成为无效的链霉素酸，
P E G类表面活性剂对链霉素有稳定作用， 室温下存放 1 ． 5 年
仅失效l 5 ％ 。
在其他农药剂型加工中， 表面活性剂的作用基本包括
在上述4 种剂型当中， 这里不再赘述。
2表面活性剂在农药使用中对其有效利用率的影响
农药喷雾后 ， 雾滴沉积在植物叶片的表面上， 会发生
雾滴扩散和水分蒸发的动力学过程， 造成有效成分的质量
浓度逐渐升高， 或沉积在叶片表面， 或被叶片吸收， 所有
这些除与农药有效成分的化学性质有关外， 还与植物叶片
的结构、 表面活性剂的结构与性质有关。
2 ． 1植物叶片结构的特征与农药沉积分布的关系
高等植物的叶片一般由表皮 、 叶肉、 叶脉3部分组
成 ， 叶面即指叶片表皮的外侧， 覆有蜡质层和角质层。
作物叶片最外层的蜡质层 由脂肪酸、 酯类 、 酮， 、 醇 、 类
萜、 醛等有机物组成 ， 具有防止水分损失、 物理伤害 、 病
菌侵入、 抗寒以及减少太阳辐射造成的伤害等多种作用。
表皮的蜡层主要以两种形式存在， 一种是晶状， 一种是不
规则状， 前者主要存在于禾本科植物， 后者主要存在于阔
叶作物， 晶状的蜡层对农药在叶面的展布是不利的， 位于
蜡质层以内的角质层， 其组成成分较为复杂， 不同植物叶
片的角质层化学成分、 结构、 形态等有很大差异。角质
层的外层几乎完全由疏水的角质组成， 内层由含有一定数
量角质的纤维素和果胶混合物组成。植物角质层是药液
叶面沉积与吸收的重要屏障， 农药在角质层的滞留、 渗透
及组织吸收效率直接影响化合物的活性和选择性。 同
时， 叶片表面的毛刺、 附着物更是形态繁多， 许多植物的
叶片表面还有多种能分泌特殊液体的腺体， 这些叶面附着
物对农药喷洒物的沉积和黏附行为有很重要的影响 。
当药液的雾滴沉降到植物叶片表面上时， 不论是粗大
的雾滴还是微小的雾滴 ， 可能出现的情况有3 种： 微小的
雾滴可能落入叶片毛刺或其他毛刺物之间， 这种情况最有
利于雾滴与药液牢固地被叶片表面持留； 雾滴被夹持在毛
刺物之间， 这种情况也有利于雾滴或药液比较稳定的被叶
片表面持留， 但也可能受到振动而脱落 ； 雾滴 比较粗大
时， 如果雾滴没有被弹落， 也只能被架空在毛刺物之上 ，
处于极不稳定的状态。在后两种情况下， 若药液有较强
的湿润展布能力， 就有可能借助于药液的湿润展布作用而
扩散到毛刺之间而得以比较稳定地被叶面持留， 但是粗大
的雾滴却仍将由于容易发生流失现象而从叶面表面脱落，
只有细雾滴在任何情况下都能够被叶面有效地持留” 。
2 ． 2表面活性剂对植物叶面结构的影响
表面活性剂具有乳化、 分散、 润湿和渗透等作用 ， 在
农药的施用中广泛地被用作添加剂。表面活性剂可以改
善药液在植物叶面的物理及化学特性 ， 增加叶片对有效成
分的吸收， 使药液得到更有效的利用。表面活性剂在植
物叶面上吸附后， 会与气孔和蜡质层发生一定的相互作
用。表面活性剂也能引起气孔的运动。 Pa n等 。 用
Twe e n 一 8 0 的水溶液处理玉米叶片后， 发现叶片的蜡质有
溶解现象 ， 并且使叶子的蒸腾作用扩大了1 ～3 倍 ； 在油
菜、 蚕豆等植物叶面喷洒OP 一1 0 或NP一 1 0 的溶液后， 由于
表面活性剂与膜和蛋白质的相互作用引起了叶片枯斑和组
织损伤， 甚至增加了乙烯的释放量， 引起对植物的药害。
叶小利等 系统地研究了烷基聚氧乙烯基醚( P P J ) 和蔗
糖脂肪酸脂( S F E) 对大豆叶片气孔 、 蜡质层、 乙烯释放量
等的影响， 结果表明： 随着表面活性剂质量浓度的增加，
气孔逐渐打开， 质量浓度继续增加， 气孔的孔径达到最大
后逐渐关闭， 蜡质层的溶解程度随表面活性剂质量浓度的
增加而逐渐增加 ； 低质量浓度时， 乙烯的释放量几乎不受
影响， 但表面活性剂的质量浓度进一步增加时， 乙烯的释
放量增加。表面活性剂在不同程度上调节大豆叶片气孔
开闭、 蜡质层的溶解和乙烯的释放量。
