表面活性剂的应用与发展趋势

研究制作

表面活性剂是指一类在很低浓度时就能显著降低水的表面张力的化合物，它达到一定浓度后可缔合形成胶团，从而具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂依其亲水基的结构分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂及非离子表面活性剂。
1表面活性剂的应用
　　表面活性剂主要应用于洗涤、纺织等行业，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。在造纸工业中可以用作蒸煮剂、废纸脱墨剂、施胶剂、树脂障碍控制剂、消泡剂、柔软剂、抗静电剂、阻垢剂、软化剂、除油剂、杀菌灭藻剂、缓蚀剂等。表面活性剂在医药行业也有广泛应用，在药剂中，一些挥发油脂溶性纤维素、甾体激素等许多难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度；在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用，其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能，这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度，根据使用浓度，可用于手术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒；药剂制备过程中，它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等。在农药行业，可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面活性剂，如可湿性粉剂中原药多为有机化合物，具有憎水性，只有在表面活性剂存在的条件下，降低水的表面张力，药粒才有可能被水所润湿，形成水悬液；而且在粒剂及供喷粉用的粉剂中，有的也含有一定量的表面活性剂，其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量，提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积，提高防病、治病效果。总之，表面活性剂作为精细化工领域的支柱产业，在国民经济中具有重要的作用。1999年我国表面活性剂的消耗情况见表1

研究制作

表1 1999年我国表面活性剂的消耗情况
　　应用领域 消耗比例／%
　　洗涤剂及清洗剂 42.4
　　纺织与纤维 16.7
　　采矿、选矿及油田开采 5.2
　　化妆品与医药工业 8.3
　　油漆及塑料工业 4.5
　　食品及饮料工业 4.5
　　金属加工业 2.9
　　植物保护与虫害防治 3.3
　　造纸工业 2.2
　　皮革与皮毛工业 1.1
　　其他 9.0
　　由于产品档次不高，与发达国家相比，我国表面活性剂在医药、农药、造纸等行业的消耗比例偏低，而且主要通过进口来满足需

研究制作

2国外技术发展现状及趋势
　　表面活性剂行业作为国民经济的重要组成部分，其发展水平已被视为各国高新化工技术产业的重要标志，并成为当今世界化学工业激烈竞争的焦点。目前，发达国家在该领域的研究已具备了完整的体系，能够实现产品研究开发多样化、系列化，开发力度非常大，并且开发理念已突破传统意义上的表面活性剂。
　　以表面活性剂在农药中应用为例，国外通过表面活性剂对除草剂活性作用的研究表明，表面活性剂并非只单纯地降低药液的表面张力，以提高药量而达到增效的目的，若针对各种药剂特性，采用适当种类和浓度的表面活性剂还可以促进药剂对植物的渗透作用，且对药剂具有增溶作用，可见有选择性地开发和应用表面活性剂，可望达到对药剂增效、节约用药、减少对环境污染和降低防治成本的目的。
　　表面活性剂在医药中也有广泛的用途，它对药物的吸收有着明显的影响，研究发现表面活性剂的存在可能增加药物的吸收也可能降低药物的吸收，还应考虑到表面活性剂与蛋白质的相互作用、毒性、刺激性等。
　　国外一些著名的表面活性剂公司在2l世纪初的发展趋势见表2。从表2中可以看出，国外主要研究方向为安全、温和和易生物降解的产品。如糖苷类表面活性剂，由于原料来自天然、性能优良、低毒低刺激、易生物降解而得到迅速发展。据报道，1994-1999年在美国家用洗涤剂、器皿用洗涤剂中的糖苷类表面活性剂平均每年增长15%，1993-1998年西欧以砂糖为基质的表面活性剂平均每年增长20%。而我国这方面的研究工作才刚刚起步，产业化几乎是空白

研究制作

表2 21世纪初国外主要表面活性剂公司开发方向
　　公司 开发方向
　　DOW 双磺酸盐结构的DOWFAX表面活性剂，温和、低毒、易生物降解
　　CRODA 牛磺酸／肌氨酸盐，植物基的醚胺季铵盐，与阴离子型配伍性好
　　COGNIS 烷基多糖苷
　　UNIQEMA MONASIL，可用于提高产品的硅氧烷活性
　　CLARIANT 椰油基羟乙基磺酸钠，革新工艺，降低成本
　　NORMAN PEG-2椰油酰胺，减少副反应
　　AJINOMOTO 基于氨基酸的表面活性剂
　　STEPAN 开发温和、多功能产品，如ML系列多功能阳离子产品
　　CLEVRON 开发C12-24的AO产品，使产品易干燥和处理
　　LONZA 杀菌皂领域的开发研究

研究制作

3我国表面活性剂领域的现状
　　在表面活性剂领域，我国的研究开发能力和产业化基础都还比较薄弱，与国外水平差距很大，尤其在高新技术领域差距更大，这主要表现为产品品种单一落后，生产规模小，产品配套能力差，缺少系列化产品的研究开发能力。由于产品的质量和性能不能满足许多高新技术产品的要求，缺少能够带动相关行业发展的表面活性剂及助剂的研究开发和生产能力，客观上阻碍了我国精细化工行业的健康发展。虽然我国对表面活性剂及助剂行业投入了大量的建设改造资金，但原来产品结构性缺陷仍未得到有效的改善，具体表现为产品品种少、档次低。例如非离子表面活性剂目前占主导地位的仍然是脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇醚等，其中许多都是国外20世纪的主导产品，有些品种早已淘汰，如壬基酚聚氧乙烯醚系列产品由于不易生物降解，会造成环境污染，在民用洗涤产品中已不再使用。我国表面活性剂行业的现状从表3中可以略见一斑。目前我国液体洗涤剂和洗衣粉等行业所用的醇醚基本为引进装置生产，产品结构和技术都较落后，这一方面是由于宏观调控造成投产时间集中，使企业开工不足，造成不堪还贷重负的局面，另一方面科研开发及成果工程化能力薄弱也是一个主要因素。

研究制作

表3 国内引进的乙氧基化反应工程装置
　　厂家 生产能力/ 工艺 投产 生产状况
　　万t/a 技术 日期
　　北京合成化学厂 0.6 Press2 1988年 停产
　　沈阳石油化工厂 1.0 Press1 1988年 停产
　　北京罗地亚公司 3.6 Buss 1998年 正常生产
　　吉林联合石化公司 6.0 Press3 1994年 60%负荷
　　抚顺醇醚化学厂 3.2 Press2 1994年 停产
　　金陵石化化工二厂 1.7 Press3 1996年 65%负荷
　　南京康迪雅化学有限公司 1.5 Press2 1994年 80%负荷
　　安徽贝斯特轻工化学 3.3 Press2 1998年 停产
　　有限公司
　　上海汉高油脂化学品 3.0 Press2 1994年 70%负荷
　　有限公司
　　上海化工助剂厂 1.5 Press3 1994年 停产