概述 表面活性剂复配目的 1.提高表面活性剂的性能。复配体系常常具有比单一表面活性剂更优越的性能。 2.降低表面活性剂的应用成本。一方面通过复配可降低表面活性剂的总用量，另一方面利用价格低廉的表面活性剂(或添加剂)与成本较高的表面活性剂复配，可降低成本较高的表面活性剂组分的用量。 3.减少表面活性剂对生态环境的破坏(污染)。

第章表面活性剂复配技术

第 1页

第 2页

表面活性剂的复配原理 7.1.1表面活性剂同系物混合物 1.同系物混合物的表面活性 一般商品表面活性剂都是同系物的混合物。同系物混合物的情况比较简单，一般规律是性质介于各个化合物之间，表面活性的表现也是如此。同系混合物cmc可根据单一表面活性剂的cmc通过公式计算出来。根据胶团理论，可以推算出同系混合胶团的成分；同系物混合物的浓度、组成与表面张力的关系第 3页

表面活性剂的复配原理 7.1.1表面活性剂同系物混合物 2.同系物的cmc 同系物的cmc可根据单一表面活性剂的cmc通过下式计算出来。

1 cT 1 K 0

ci

i (1 K O )

x

式中，CT和Ci分别为混合物及组分i的cmc,xi为组分i的摩尔分数；K0为与胶团反离子结合度有关的常数。

第 4页

表面活性剂的复配原理 7.1.1表面活性剂同系物混合物 3.同系物的表面张力计算 (1)cmc以下时

表面活性剂的复配原理 7.1.2.表面活性与无机电解质混合体系 1.无机电解质对离子型表面活性剂的影响 在离子型表面活性剂中加入与表面活性剂具有相同反离子的无机盐(如在RSO4Na中加入NaCl),

CT[ xi exp(

A1B1

) x2 exp(

A2B2

)] 1

不仅可降低同浓度溶液的表面张力，而且还可降低表面活性剂的cmc。 此外还可以使溶液的最低表面张力γcmc降得更低，即达到全面增溶作用。

(2)cmc以上时

第 5页

第 6页

表面活性剂的复配原理 7.1.2.表面活性与无机电解质混合体系 1.无机电解质对离子型表面活性剂的影响

表面活性剂的复配原理 7.1.2表面活性与无机电解质混合体系 1.无机电解质对离子型表面活性剂的影响 机制 无机盐对离子型表面活性剂表面活性的影响主要是由于反离子压缩了表面活性剂离子头的离子氛厚度，减少了表面活性剂离子头之间的排斥作用，从而使表面活性剂更容易吸附于表面并形成胶团，溶液的表面张力与cmc降低。

第 7页

第 8页

表面活性剂的复配原理 7.1.2表面活性与无机电解质混合体系 2.无机电解质对非离子型表面活性剂的影响 对于非离子表面活性剂，无机盐对其性质影响

较小。 当盐浓度较小时，非离子表面活性剂的表面活性几乎没有显著变化。当浓度较大时，才显示变化，但也较离子表面活性剂小得多。

表面活性剂的复配原理 7.1.2表面活性与无机电解质混合体系 2.无机电解质对非离子型表面活性剂的影响

第 9页

第 10页

表面活性剂的复配原理 7.1.2表面活性与无机电解质混合体系 2.无机电解质对非离子型表面活性剂的影响 机制 无机盐对非离子型表面活性剂的影响主要在于对疏水基团的盐析或盐溶作用，而不是对亲水基的作用，起盐析作用时，表面活性剂的cmc降低，起盐溶作用时则反之。 电解质的盐析作用可以降低非离子表面活性剂的浊点，它与降低cmc、增加胶团聚集数相应，使表面活性剂易缔合成更大的胶团，到一定程度即分离出新相，出现浑浊。

表面活性剂的复配原理 7.1.3.表面活性与极性有机物混合体系 少量有机物的存在，能导致表面活性剂在水溶液中的cmc发生很大变化，同时也常常增加表面活性剂的表面活性。 1.长链脂肪醇的影响 (1)长链脂肪醇可降低表面活性剂溶液的cmc 这种作用的大小随脂肪醇碳氢链的加长而增大。在长链醇的溶解范围内，表面活性剂的cmc随醇浓度增加而下降。 (2)长链脂肪醇可显著降低表面活性剂溶液的表面张力。 当表面活性剂浓度固定时，随醇浓度增加而下降。第 12页

第 11页

表面活性剂的复配原理 7.1.3.表面活性与极性有机物混合体系 1.长链脂肪醇的影响

表面活性剂的复配原理 7.1.3.表面活性与极性有机物混合体系 1.长链脂肪醇的影响 (3)加醇后的表面活性剂溶液，在其它一些性质上也有突出变化，如溶液的表面黏性由于加入醇后而增加，这可被认为有醇时的表面吸附膜比较紧密。 (4)在有醇存在的表面活性剂溶液中，γ的时间效应更为明显，即到达平衡γ需要时间更多。原因是醇和表面活性剂间存在竟争吸附。

第 13页

第 14页

表面活性剂的复配原理 7.1.3.表面活性与极性有机物混合体系 2.短链醇的影响 短链醇(甲醇到己醇)在浓度小时可使表面活性剂的cmc降低；在浓度高时则随浓度变大而增加。 原因： 在醇浓度小时，醇分子本身的碳氢链周围即有冰山结构，所以醇分子参与表面活性剂胶团形成过程是容易自发进行的自由能降低过程，溶液中醇的存在使cmc降低，当浓度大时，一方面溶剂性质改变，使表面活性剂的溶解度变大，另一方面由于醇浓度增加而使溶液介电常数变小，于是胶团的离子头之间的排斥作用增加，不利于胶团形成。第 15页

表面活性剂的复配

原理 7.1.3.表面活性与极性有机物混合体系 3.水溶性及极性较强的极性有机物的影响 (1)表面活性下降 如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等，使表面活性剂的表面活性下降(cmc及γ升高)。 原因是此类化合物在水中易通过氢键与水结合，即使水本身冰山结构易于破坏。同时能增加溶解度，使表面活性剂形成胶团和吸附的能力减弱。

第 16页

表面活性剂的复配原理 7.1.3.表面活性与极性有机物混合体系 3.水溶性及极性较强的极性有机物的影响 (2)表面活性升高 强极性的水溶性的添加物，如果糖、木糖以及山梨糖醇、环己六醇等，则使表面活性剂的cmc降低。 原因是这类化合物使表面活性剂的疏水基在水中的稳定性降低，于是易于形成胶团。第 17页

表面活性剂的复配原理 7.1.3.表面活性与极性有机物混合体系 4.表面活性剂助溶剂 某些表面活性剂在水中溶解度太小，对应用不利，需要在配方中加入增加溶解度的添加剂，即助溶剂。 如CH3CONHCH3对于C16H33SO4Na即为一种助溶剂。常用做助溶剂的是二甲苯磺酸钠一类化合物，适当的助溶剂应该是在增加表面活性剂溶解性的同时，一般不显著降低表面活性剂的表面活性。第 18页

表面活性剂的复配原理 7.1.4非离子表面活性剂与离子表面活性剂的复配 1.在离子表面活性剂中加入非离子表面活性剂，将使表面活性提高。在非离子表面活性剂加入量很少时，就会使γ显著下降。 2.在非离子表面活性剂中加入离子表面活性剂，如在 C12E5及C12E7中加入SDS,在SDS加入量不大(浓度较稀)时，溶液的表面活性增加(cmc及γ下降)。但γcmc增加。 3.在非离子表面活性剂中加入离子表面活性剂，将使浊点升高，但这种混合物的浊点不清楚，界限不够分明。第 19页

表面活性剂的复配原理 7.1.5正、负离子表面活性剂复配 1.全面增效作用

第 20页

表面活性剂的复配原理 7.1.5正、负离子表面活性剂复配 2.提高混合物溶解性的方法 (3)增大极性基的体积 增大离子的体积可以增加离子头基之间的空间位阻以降低离子头间强烈的静电引力，从而减少体系形成沉淀的机率。 (4)引入聚氧乙烯基 离子型表面活性剂分子中引入聚氧乙烯基有利于降低分子的电荷密度从而减弱离子头基间的强静电相互作用和增加体系的表面活性。第 21页

表面活性剂的复配原理 7.1.5正、负离子表面活性剂复配 2.提高混合物溶解性的方法 (5)极性基的选择 烷基磺酸盐代替烷基硫酸盐单组分体系前者比后者水溶性差，但混合体系前者与阳离子表面活性

剂烷基季铵盐混合后水溶性远高于后者。 另外，从烷基磺酸钠的角度来看，阳离子表面活性剂烷基三乙基季铵盐的加入可增加烷基磺酸钠的溶解性，也就是说，阳离子表面活性剂的加入，可增大阴离子表面活性剂的溶解性。第 22页

表面活性剂的复配原理 7.1.5正、负离子表面活性剂复配 2.提高混合物溶解性的方法 (6)加入两性表面活性剂 两性表面活性剂其表面活性不如阴、阳离子型表面活性剂强。将其加入正、负离子表面活性剂复配体系，结果表明有利于改善复配体系的溶解性能。 (7)加入非离子表面活性剂加入溶解度较大的非离子表面活性剂，正、负离子表面活性剂在水中溶解度明显增加。第 23页

表面活性剂的复配原理 7.1.6碳氢和碳氟表面活性剂的复配 1.同电性混合物 (1)表面张力曲线常常存在两个转折点； ②分子不容易彼此结合形成混合胶团，在某些同电性混合溶液中甚至形成两种基本上分别由碳氟链表面活性剂和碳氢链表面活性剂组成的胶团； ③此类体系的临界胶团浓度一般都显示正偏差。也就是说，同电性混合物的临界胶团浓度并不像前面所说的碳氢链同电性混合体系那样总是处于两表面活性剂组分的临界胶团浓度之间，而常常是高于理想混合的预期值。第 24页

表面活性剂的复配原理 7.1.6碳氢和碳氟表面活性剂的复配 2.离子型与非离子型的混合体系 与同为碳氢链表面活性剂相似，此类混合物体系的表面活性高于理想混合的预期值。 例如，在C7F15COONa中加入C8H17OH不仅使临界胶团浓度大大降低(1:1混合体系的cmc为 C7F15COONa溶液的1/3.4),而且使临界胶团浓度时的表面张力从24mN/m降至16mN/m。第 25页

表面活性剂的复配原理 7.1.6碳氢和碳氟表面活性剂的复配 3.阳离子型与阴离子型的混合体系与碳氢阴阳离子表面活性剂的复配情况相似，此类混合体系由于阳阴离子间的强烈电性吸引，混合溶液的表面活性大大提高，表现出强烈的增效作用。

第 26页

表面活性剂的复配原理 7.1.7表面活性剂和高聚物复配及表面活性剂-高聚物相互作用 1.表面活性剂类型的影响 不同类型表面活性剂与高聚物的相互作用主要有以下规律。 (1)在具有相同碳链的情况下，阳离子表面活性剂与非离子聚合物的相互作用可能比阴离子表面活性剂与非离子聚合物的相互作用弱得多。 ②带有相同电荷的聚合物和表面活性剂之间没有或仅有很弱的相互作用，如羧甲基纤维素钠(NaCMC)与SDS、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)与SDS等体系。第 27页

表面活性剂的复配原理 7.1.7表面活性剂和

高聚物复配及表面活性剂-高聚物相互作用 1.表面活性剂类型的影响 (3)带有相反电荷的表面活性剂和高分子体系，由于强烈的静电引力以及分子间的疏水作用，相互作用大大加强，从而常使溶液产生浑浊，甚至发生沉淀。 (4)黏度和表面张力等测定发现，典型的亲水非离子聚合物如PVA、PEG及PVP等与聚氧乙烯类非离子表面活性剂不发生相互作用，而中等疏水的聚合物如PPO、部分水解的聚醋酸乙烯酯(PVA-AC)却可与它们发生相互作用。第 28页

表面活性剂的复配原理 7.1.7表面活性剂和高聚物复配及表面活性剂-高聚物相互作用 1.表面活性剂类型的影响 (5)两性表面活性剂与高分子化合物的相互作用与pH有关。

表面活性剂的复配原理 7.1.7表面活性剂和高聚物复配及表面活性剂-高聚物相互作用 2.表面活性剂-高聚物复配体系的应用 (1).增黏 非离子聚合物与阴离子表面活性剂复配使聚合物带上电荷，成为聚电解质，分子间斥力增加使聚合物分子伸展，导致溶液黏度增加。 这种黏度增加在一定的表面活性剂浓度发生，与聚合物的分子量无关。黏度增加值可达到五倍。除了黏度增加，这些复配体系也常显示黏弹性。第 30页

在低于或高于其等电点时，分别呈阳离子或阴离子型，与离子型表面活性剂类似。等电点附近，可能通过疏水力或偶极作用等与高分子发生相互作用。与离子型表面活性剂相比，由于两性表面活性剂可形成内盐，故受电解质的影响较小。第 29页

表面活性剂的复配原理 7.1.7表面活性剂和高聚物复配及表面活性剂-高聚物相互作用 2.表面活性剂-高聚物复配体系的应用 (1).增黏 ①对阳离子表面活性剂与非离子聚合物复配体系 由于其相互作用较弱，黏度增加不太常见。但若聚合物的疏水性增加，则相互作用增强，导致体系的流变性质改变。如乙基羟乙基纤维素的疏水性随温度升高而增加，因此其十六烷基三甲基溴化铵在一定的温度及表面活性剂浓度显示黏度增加及形成凝胶。第 31页

表面活性剂的复配原理 7.1.7表面活性剂和高聚物复配及表面活性剂-高聚物相互作用 2.表面活性剂-高聚物复配体系的应用 (1).增黏 ②对反电性聚电解质-表面活性剂体系 常常出现的现象是生成沉淀导致黏度下降。对有些体系可观察到在形成沉淀的浓度之前，黏度显著增加及形成凝胶。 如羧甲基纤维素衍生物的阳离子聚合物(Polym JR 400)SDS混合体系，混合溶液的黏度可高达200倍以上。

第 32页

表面活性剂的复配原理 7.1.7表面活性剂和高聚物复配及表面活性剂-高聚物相

互作用 2.表面活性剂-高聚物复配体系的应用 (2).保护乳液的稳定性 在有离子型表面活性剂形成的胶团存在的情况下，吸附在乳液界面的中性高分子和这些胶团发生相互作用使得高分子链具有聚电解质的一些性质。由于高分子链上的带电胶团之间的相互排斥导致高分子链的伸展，从而可以更好地保护乳液的稳定性。第 33页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 1.正确选择表面活性剂的HLB值

第 34页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 1.正确选择表面活性剂的HLB值

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 2.充分利用表面活性剂的协同效应 所谓协同效应，是指两种或数种表面活性剂配合使用时，比分别单独使用效果更好，某些性能显著提高。因此，使用表面活性剂必须充分利用协同效应，用两种或数种或与助剂配合，以求达到最佳效果。 (1)不同的阴离子表面活性剂之间的协同效应 如：烷基苯磺酸钠与适量肥皂配合，有利于配制低泡产品；烷基苯磺酸与少量的烷基苯磺酸钙(或镁)一起，可以提高产品去污力和增溶作用；烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚复配，二者比例为4:1 (质量比)时乳化作用最好，去污力最强。

第 35页

第 36页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 2.充分利用表面活性剂的协同效应 (2)阴离子与非离子表面活性剂的协同效应 阴离子与非离子表面活性剂复配有明显的协同效应，同时还可提高该非离子表面活性剂的浊点，扩大非离子表面活性剂的应用范围。 如：直链烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯硫酸钠等阴离子表面活性剂可与非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚配合使用，其协同效应显示出比单独用一种表面活性剂去污力更好。

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 2.充分利用表面活性剂的协同效应 (3)阴离子与阳离子表面活性剂的协同效应 一般情况下，阴离子与阳离子表面活性剂是不能复配的，因为它们的亲水基团带着相反的电荷，一起使用将相互作用，产生沉淀，失去表面活性。 例如，在化妆品中，阴离子表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚若与阳离子表面活性剂复配，其对头发的梳理能力将降低。 近年来发现，在适当条件下，阴、阳离子表面活性剂复配，也可出现协同效应。

第 37页

第 38页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 2.充分利用表面活性剂的协同效应 (4)阴离子与两性离子表面活性剂的协同效应 阴离子表面活性剂的亲水基带负电，它与两性离子表面活性剂亲水基的阳离子会形成配合物，其乳化

、起泡性能均优于单一的表面活性剂。 例如，阴离子型的脂肪醇硫酸钠与两性离子表面活性剂配合使用，其表面活性有很大的提高。 (5)阳离子与非离子型表面活性剂的协同效应 阳离子表面活性剂与非离子型表面活性剂复配，有利于带负电荷的油污表面吸附，使去油效果更好。第 39页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 2.充分利用表面活性剂的协同效应 (6)非离子表面活性剂之间的复配 非离子表面活性剂之间的复配多见于化妆品配方中。 如聚氧乙烯硬脂酰乙醚与聚氧乙烯十六烷基醚的复配在配制增白化妆品时有明显的协同作用。 (7)表面活性剂与其他助剂的协同效应 使用助剂可以降低原料成本，更重要的是，表面活性剂与助剂配合能起到很好的协同效应，加强表面活性剂的洗涤作用。在化妆品中，复配表面活性剂的黏度较低，若用氯化钠作助剂，可增稠和增黏。第 40页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 3.表面活性剂的毒性和环保性 1.合成表面活性剂的毒性 (1)阳离子表面活性剂 毒性相对较强。 在各种表面活性剂中，阳离子表面活性剂有较强的杀菌力。特别是季铵盐，是有名的杀菌剂，对人的皮肤黏膜刺激性最强，对生物有较大的毒性。所以，阳离子表面活性剂广泛用作消毒剂、防霉剂。 误食后应急处理 大量饮用牛奶、蛋白、明胶和肥皂水，并送医院抢救。第 41页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 3.表面活性剂的毒性和环保性 1.合成表面活性剂的毒性 (2)非离子表面活性剂 毒性相对较小，有的非离子表面活性剂甚至无毒，对皮肤刺激性也小。 但是，当分子结构中含有芳香基，如苯基、萘基等时，毒性就较大，如非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚毒性较大。有些非离子表面活性剂毒性虽小，但会污染水域，危害鱼类，需要注意。第 42页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 3.表面活性剂的毒性和环保性 1.合成表面活性剂的毒性 (3)阴离子表面活性剂 毒性、杀菌能力介于阳离子和非离子表面活性剂之间，对皮肤黏膜刺激性比较小，广泛用作洗涤剂的活性成分。 (4)两性表面活性剂 有些品种的毒性极低，而且都有很好的杀菌力。天然的两性表面活性剂，如卵磷脂两性表面活性剂，无毒，很安全，广泛用于化妆品及香波中。第 43页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 3.表面活性剂的毒性和环保性 2.表面活性剂的环保性

(1)阴离子表面活性剂的生物降解 ①无论是烷基硫酸盐或是烷基磺酸盐都是直链的

比支链的更易被生物降解。 例如，直链烷基苯磺酸钠(如LAS)比支链烷基苯磺酸钠的生物降解速度快，若长期使用后者，将引起公害。

第 44页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 3.表面活性剂的毒性和环保性 2.表面活性剂的环保性

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 3.表面活性剂的毒性和环保性 2.表面活性剂的环保性

(1)阴离子表面活性剂的生物降解 ②在硫酸酯盐类阴离子表面活性剂中，脂肪醇硫酸盐或烷基硫酸盐(AS)最易被生物降解；其次是脂肪醇醚硫酸酯盐(AES),其生物降解性优于直链烷基苯磺酸钠。 所以脂肪醇硫酸盐被称为第三代洗涤剂的原料。第 45页

(2)阳离子表面活性剂的生物降解性 实验表明，烷基三甲基氯化铵和烷基苄基二甲基氯化铵较易被生物降解。二烷基二甲基氯化铵和烷基吡啶氯化铵的生物降解性较差。

第 46页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 3.表面活性剂的毒性和环保性 2.表面活性剂的环保性 (3)两性离子表面活性剂的生物降解 性能优良。例如，合成两性表面活性剂N-月桂基-β-氨基丙酸钠和N-十八烷基-β-亚氨丙酸钠，经过10d,降解率达95% 100%。 天然两性表面活性剂不仅无毒，而且还是营养剂，其生物降解率极高。如卵磷脂两性表面活性剂，它是小学生套餐、老年人保健品的重要成分。第 47页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 3.表面活性剂的毒性和环保性 2.表面活性剂的环保性 (4)非离子表面活性剂的生物降解性 与阴离子表面活性剂相似，其亲油基烷基部分所带支链越多越难被生物降解；烷基为直链时容易被生物降解；亲油基含酚基或其他芳基时，其被生物降解比直链或支链的更难。 亲水基的氧乙烯(即烯基醚)数目越多，降解性越差。而且聚丙烯两性表面活性剂又比聚乙烯两性表面活性剂的生物降解性差。第 48页

表面活性剂在配方生产中的选择与应用 3.表面活性剂的毒性和环保性 (3)改进表面活性剂的制品配方以减轻对环境的污染 为改进表面活性剂的制品配方以减轻对环境的污染，应注意以下各点。 选用生物降解性好的表面活性剂，我国已明文规定各类型洗衣粉应使用生物降解度不低于90%的表面活性剂，不得使用四聚丙烯烷基苯磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚。故配方中宜选用易被生物降解的直链十二烷基苯磺酸钠 (LAS),而不用支链的烷基苯磺酸钠(ABS)。最好能用极易降解的脂肪醇硫酸酯盐代替 LAS等。 ②少用或不用三聚磷酸钠，防止水体富营养化现象。 ③尽量选用毒性小的表面

活性剂。第 49页