表面活性剂（ZPC 或 SPC）常见于我们的生活环境中，主要用于清洁产品和化妆品。这组化合物有什么特点？它们有哪些分类，不同类型的表面活性剂有哪些用途？
什么是表面活性剂？
表面活性剂，又称表面活性剂或 SAA（表面活性剂），是一种化学物质，其主要特点是降低不同物质界面的表面张力或界面张力。这种作用源于表面活性剂分子的特殊结构–它们具有极性部分（亲水性、水溶性 “头部”）和非极性部分（疏水性、水不溶性 “尾部”）。极性部分通常是酸性残留物，而非极性部分则是有机盐。
就表面活性剂及其应用而言，以下特性与之相关：
- 在多种物质或物质混合物中具有高溶解性、
- 能形成乳液和胶束、
- 吸附性强、
- 对微生物的毒性
- 易发生化学或生物降解，从而减少对环境的危害。
表面活性剂起什么作用？
表面活性剂因其特殊性质而具有多种功能。它们可用作发泡剂、洗涤剂、乳化剂、增溶剂以及润湿剂和分散剂。它们还具有吸附、抗结块、抗静电和软化等特性。
在使用表面活性剂时，亲水-亲油平衡（HLB）指数这一概念非常重要，它表示亲水-疏水平衡。HLB 值越高，化合物的亲水性越强，水溶性越好；HLB 值越低，化合物的疏水性越强，油溶性越好。HLB 值较高的化合物通常用作增溶剂和洗涤剂，而 HLB 值较低的化合物则用作润湿剂、涂层剂和消泡剂。
表面活性剂还可用于生产胶体、泡沫和乳液。乳液是由两种不混合的液体组成的体系。这种看似均匀的混合物由悬浮在另一种物质中的一种物质的液滴组成。根据所需的介质和乳液类型，不同 HLB 值的表面活性剂可用作乳化剂。Foodcom S.A. 公司可提供多种不同用途的表面活性剂。
表面活性剂也存在于自然界中。在肺部，这些由脂蛋白组成的化合物可以降低肺泡中的张力，使肺泡能够正常工作。
表面活性物质的分类
表面活性剂通常根据其化学结构来划分。此外，表面活性剂还可根据其可能的应用领域进行区分，如从可再生或不可再生资源中提取的化合物、易降解或难降解/不可降解的化合物等。有时，还可根据亲水部分的结构和数量以及连接亲水部分的链条结构进行区分。
以下是最常用的分类方法–按化学结构分类。表面活性剂分为离子型和非离子型，其中离子型又可细分为：阴离子型、阳离子型和两性型。这种分类方法产生了以下四类基本的表面活性剂。
阴离子表面活性剂
阴离子表面活性剂具有阴离子亲水部分，即带负电荷。由于它们具有良好的生物降解性，因此是最常用的表面活性剂。
表面活性剂分为六个亚类，包括分子中含有两个或三个亲水基团的化合物。根据子类的不同，阴离子表面活性剂可具有以下特性：润湿、发泡、洗涤、分散。
阴离子表面活性剂的例子有：2-乙基己醇硫酸钠盐、癸醇硫酸钠盐、烷基苯磺酸钠盐、十二烷基硫酸钠。它们在化妆品成分中的缩写为 SLS 或 SLES。
这些物质可用作肥皂、洗衣粉和其他清洁、洗涤和洗衣产品的成分。它们可能具有刺激性，因此经常与其他表面活性剂结合使用，以减轻其影响。
阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂具有阳离子亲水部分，即带有正电荷。由于其生物降解性较差，对环境的影响较大，因此较少使用。
最常见的阳离子表面活性剂以季铵盐为基础。其他例子还有苯扎氯铵和十六烷基三甲基溴化铵。
阳离子表面活性剂的发泡和洗涤性能较差，但可用作增稠剂、乳化剂、分散剂以及杀菌和抗静电化合物。它们通常用于护发素和洗发水等头发产品的配方中，以帮助解决头发静电问题。它们还具有柔顺、调理、消毒和抗菌作用。
两性表面活性剂
两性表面活性剂有一个亲水基团，同时带有正电荷和负电荷。化合物的形态取决于其所处溶液的 pH 值。
两性表面活性剂的例子有甜菜碱衍生物（一种有多种用途的物质，包括增加胃中盐酸的分泌）：烷基甜菜碱、磺胺甜菜碱和烷基酰胺甜菜碱，它们具有除臭和杀菌作用。
在上述几类表面活性剂中，两性表面活性剂的危害最小，它们还能减少其他表面活性剂的刺激作用。它们泡沫丰富，具有出色的增稠特性和高水溶性。它们是婴儿洗发水、私处卫生用品和汽车美容产品的成分。
非离子表面活性剂
非离子表面活性剂具有非离子亲水性部分。它们具有良好的生物降解性。它们具有不同的特性，因此被广泛应用于化工、纺织、冶金和化妆品等行业。
它们通常具有良好的乳化和润湿性能，也可用作良好的清洁剂。在美容方面，它们被用于制造洗发水和清洁剂，通常与阴离子表面活性剂一起使用，以减少其刺激作用。
聚山梨醇酯 20 就是这种化合物的一个例子，它在化妆品和制药业中用作乳化剂。其作用是改善化妆品（如面霜、除臭剂、婴儿油和护发产品）的质地和稳定性。
表面活性剂的生产
历史上，表面活性剂仅由石化原料生产。随着人们对环境的日益关注和全球减少二氧化碳排放的倡议，现在表面活性剂主要从碳氢化合物和植物脂肪酸中提取。此外，还可以生产生物表面活性剂，即通过生物技术工艺利用微生物生产的表面活性剂。
使用植物源表面活性剂的例子有洗洁精和基于菜籽油的除草剂添加剂。
表面活性剂的应用
表面活性剂在许多行业和家庭中都有应用。下面将讨论表面活性剂最常见的用途。
化妆品行业
表面活性剂的发泡、分散和乳化特性在化妆品行业中非常重要。它们用于洗发水和清洁剂，可有效清除身体或头发表面的各种杂质。它们还可用作化妆品中的乳化剂。由于它们具有生物静电和生物杀灭特性，还可用于保护化妆品免受微生物的侵害。
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家用化学
在日用化学工业中，表面活性剂起着洗涤剂的作用。它们可用作洗涤剂、去污剂和清洁剂以及增稠剂和软化剂。它们还能防止微生物。
冶金和石油工业
表面活性剂还用于石油工业–油田作业和石油脱盐，用作脱乳化剂。它们也是石油产品的添加剂。而在冶金领域，它们则用于清洁金属表面。
其他应用
除此之外，表面活性剂在工业中还有许多其他用途。在纺织工业中，它们可用作润湿剂、洗涤剂、乳化剂和分散剂，以及织物软化和染色的辅助剂。在食品工业中，它们可用作乳化剂、稳定剂和发泡剂。在微电子工业中，它们被用于生产半导体材料和磁性微粒；在汽车工业中，它们被用于生产汽车洗发水和防蒸发配方。它们还可用于生产油漆、清漆、抗菌木材防腐剂以及用作杀虫剂的成分。
表面活性剂能软化硬水吗？
表面活性剂具有软化作用。它们通过吸附硬水中的颗粒来软化硬水，使被洗涤物表面更湿润，污垢颗粒更容易溶解在水中。然而，硬水会导致作为洗涤剂使用的表面活性剂消耗量增加–与使用软水时相比，为达到充分起泡和洗涤或洗涤效果所需的表面活性剂用量更大。因此，洗衣粉、洗涤剂和洗洁精的制造商通常会使用软化剂形式的添加剂，如丙烯酸酯-马来酸酯共聚物的钠盐溶液或沸石。
表面活性剂的危害
由于表面活性剂的特性及其在各种介质中的高溶解度，尚未完全降解的化合物可以在自然界中自由流通。在废水和处理过的水、地下水和地表水以及土壤中都能检测到它们，并最终进入植物和生物体。表面活性剂很容易在生物体内积累，从而导致危险的生物浓缩现象。
表面活性剂还会对人体皮肤产生刺激作用。尤其是那些含有大量表面活性剂的制剂，如家用化学品。接触此类化合物会导致刺激和过敏反应。化妆品和沐浴露中的表面活性剂属于对皮肤温和的表面活性剂。
表面活性剂用于许多不同的行业。在选择合适的化合物时，重要的是要考虑其特性、产品的 pH 值、HLB 指数和 CMC，后者可告诉您表面活性剂形成胶束的能力。此外，还必须考虑化合物的副作用、刺激作用以及减轻这些负面影响的可能添加剂。如今，保护环境也是至关重要的，因此最好选择植物或微生物来源的、易于生物降解的化合物进行生产。
