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[摘 要]近年来，表面活性剂的表面特性与颜料色浆的分散性得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先介绍了表面活性剂的概念和特点，分析了新型表面活性剂，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就表面活性剂增溶作用的应用展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
[关键词]表面活性剂；表面特性；颜料色浆；分散性
中图分类号：TQ615.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0357-01
1 前言
作为一种实际应用要求较高的物质，表面活性剂的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对表面活性剂表面特性的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化其在实际应用中的最终整体效果。
2 表面活性剂的概念和特点
现在人们的生活已经离不开肥皂、洗衣粉等各类合成洗涤剂，而这些洗涤剂的有效成分正是表面活性剂。生命中细胞膜的骨架—磷脂双分子层的本质也是表面活性剂组装的囊泡结构。除此之外，它还具有抗菌，增溶，乳化，润湿，助悬，增粘，防腐，抗静电等功能，也常被应用于食品和化妆品添加剂。
表面活性剂（surfactant）是一类两亲性的长链分子，其结构中至少含有一个亲水基和一个疏水基（图1a）。由于水是极性液体，根据相似相溶，亲水基易溶于水，与水有较强的偶极作用，而疏水基则与水的作用力很弱。从而在水溶液中，亲水基团往往处于水相中，疏水基团则在水相外自身相互作用，互相靠近，这样使表面活性剂能够聚集形成胶束结构（图1b～d）。胶束可以起到增溶，自愈合，也可以作为药物载体。
表面活性剂在溶液中形成特殊结构的驱动力在于它能降低体系的表面张力。比如，在形成胶束时，这样的结构使疏水基团与水相完全分离，可以显著降低液体表面张力。基团的亲水性和亲油性可以用Griffin提出的亲水亲油平衡值（HLB）来衡量，比如羧酸根的HLB为21.2，烷基链的HLB为0.475。表面活性剂在溶液内部形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度（CMC）。CMC也就是讓液体表面活性趋于稳定的最小浓度，即在CMC浓度以上，液体表面张力不会继续减少。CMC可以用测定表面张力和电导率等方法确定。
3 新型表面活性剂
3.1 Gemini型
双子（Gemini）型表面活性剂的结构为一个连接基连接两个亲水基，两个亲水基再分别连接两个疏水基（图2a）。除去普通表面活性剂之外，还有不对称型Gemini表面活性剂。这类Gemini表面活性剂的主要特点是两端的亲水基团和疏水基团不都相同。这类表面活性剂可调控因素更多，也正因为此，它的合成和提纯都较为困难。目前为止，不对称Gemini表面活性剂的研究报告较少。
相比于普通表面活性剂，Gemini型表面活性剂有以下几个特点：CMC值较低，仅为普通表面活性剂的百分之一到千分之一左右；更易在溶液表面富集，有更强的吸附能力和表面活性；对有机物的增溶能力较强；有特殊的流变性，随着浓度增大，Gemini表面活性剂的水溶液黏度随浓度增加时先增大后减小；易于生物降解；与普通表面活性剂复配使用时有明显的正協同效应。
3.2 Bola型
Bola型表面活性剂的结构为两个亲水头基通过一个疏水基相连（图2b），连接基团除了烷基链和芳香烃之外，还可以选用其他的基团，比如Fu合成了以金刚烷为连接基团的bola型表面活性剂。Bola型表面活性劑的胶束形态十分多样，Liu发现选用不同长度的连接基团，可以形成不同的自组装结构。在碱性条件下可形成纳米丝状和层状胶束，酸性条件下可形成球状和纳米纤维状的胶束。Hui发现当连接基团采用芳香性基团时，由于芳香基团之间存在π-π相互作用，胶束的形态会更加复杂。未来这类表面活性剂还有可能在光敏元件和纳米级导线的制造等方面有重要应用。
4 表面活性剂增溶作用的应用
表面活性剂的增溶作用，有着极其广泛的应用。例如在石油开采过程中，利用增溶作用“驱油”，可以提高石油采收率；在丁苯橡胶的合成中，通过增溶作用使乳液聚合反应在胶束中进行，大大减少了副反应；在胶片生产中，常利用增溶作用消除胶片上“慧星”斑点，提高胶片质量；在染色工业中，例如橙色OT染料，在胶体电解质溶液中被增溶后，就可以透入并溶于橙皮的蜡质外层，使橙子的色泽鲜艳。可以说，增溶作用在生产生活中发挥着巨大作用，本文简要论述表面活性剂的增溶作用在药学领域的应用。
在药物合成中，表面活性剂发挥着不可替代的作用。随着科技的不断发展，越来越多的药物得以合成，但大部分原料都是难溶于水的，这使得制备上存在很大的困难，而不同性能的表面活性剂可以解决此问题，将原料加入特定的表面活性剂溶液中，控制反应条件可以生成所需的药物。这其中增溶作用发挥关键作用，利用生成的胶束增大原料的溶解度，形成均相反应体系，大大加快了化学反应的速率。同样，表面活性剂在药物治疗上也发挥着巨大的作用。一些难溶于水或溶解度较小的药物需要配置成水溶液以供药用，而有不少药物的饱和溶液往往低于治疗所需浓度。若将治疗药物溶解在表面活性剂形成的胶束中便可增大药物的溶解度，便于人体吸收，从而达到治疗效果。采用增溶的方法还有以下优点：防止或减少药物氧化，由于药物被增溶在胶团之内，与氧隔绝，从而有效地防止了药物的氧化，对于大多数药物，加入增溶剂后还可增加对药物的吸收，增强生理活性。在液体制剂中，表面活性剂的作用表现为对难水溶性甾体药物、脂溶性维生素、氯霉素、灰黄霉素、土霉素及四环素、生物碱及磺胺类药物和水杨酸等的增溶。选择表面活性剂时要慎重，必须考虑有没有毒性，阳离子表面活性剂毒性较强，不宜用于药物的增溶。外用制剂常常选用阴离子型表面活性剂，而内服制剂宜选用非离子型表面活性剂作为增溶剂。此外，还要考虑表面活性剂的稳定性，且不能与主药发生反应。
5 结束语
综上所述，加强对表面活性剂表面特性与颜料色浆分散性的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的表面活性剂应用过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1] 张贤丰，金志红.食品乳化剂司盘和吐温[J].中国食品添加剂.2016（10）：60-62.
[2] 高南，李国荣，陈旭东.双子表面活性剂的合成及应用研究进展[J].日用化学工业.2017（01）：115-116.
[3] 张旗.新型长链头基季铵盐Gemini表面活性剂的合成及其吸附、聚集行为研究[D].武汉：武汉大学.2016（09）：88-89.
作者简介
王锦璐，身份证号：120104198902251832。
[关键词]表面活性剂；表面特性；颜料色浆；分散性
中图分类号：TQ615.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0357-01
1 前言
作为一种实际应用要求较高的物质，表面活性剂的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对表面活性剂表面特性的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化其在实际应用中的最终整体效果。
2 表面活性剂的概念和特点
现在人们的生活已经离不开肥皂、洗衣粉等各类合成洗涤剂，而这些洗涤剂的有效成分正是表面活性剂。生命中细胞膜的骨架—磷脂双分子层的本质也是表面活性剂组装的囊泡结构。除此之外，它还具有抗菌，增溶，乳化，润湿，助悬，增粘，防腐，抗静电等功能，也常被应用于食品和化妆品添加剂。
表面活性剂（surfactant）是一类两亲性的长链分子，其结构中至少含有一个亲水基和一个疏水基（图1a）。由于水是极性液体，根据相似相溶，亲水基易溶于水，与水有较强的偶极作用，而疏水基则与水的作用力很弱。从而在水溶液中，亲水基团往往处于水相中，疏水基团则在水相外自身相互作用，互相靠近，这样使表面活性剂能够聚集形成胶束结构（图1b～d）。胶束可以起到增溶，自愈合，也可以作为药物载体。
表面活性剂在溶液中形成特殊结构的驱动力在于它能降低体系的表面张力。比如，在形成胶束时，这样的结构使疏水基团与水相完全分离，可以显著降低液体表面张力。基团的亲水性和亲油性可以用Griffin提出的亲水亲油平衡值（HLB）来衡量，比如羧酸根的HLB为21.2，烷基链的HLB为0.475。表面活性剂在溶液内部形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度（CMC）。CMC也就是讓液体表面活性趋于稳定的最小浓度，即在CMC浓度以上，液体表面张力不会继续减少。CMC可以用测定表面张力和电导率等方法确定。
3 新型表面活性剂
3.1 Gemini型
双子（Gemini）型表面活性剂的结构为一个连接基连接两个亲水基，两个亲水基再分别连接两个疏水基（图2a）。除去普通表面活性剂之外，还有不对称型Gemini表面活性剂。这类Gemini表面活性剂的主要特点是两端的亲水基团和疏水基团不都相同。这类表面活性剂可调控因素更多，也正因为此，它的合成和提纯都较为困难。目前为止，不对称Gemini表面活性剂的研究报告较少。
相比于普通表面活性剂，Gemini型表面活性剂有以下几个特点：CMC值较低，仅为普通表面活性剂的百分之一到千分之一左右；更易在溶液表面富集，有更强的吸附能力和表面活性；对有机物的增溶能力较强；有特殊的流变性，随着浓度增大，Gemini表面活性剂的水溶液黏度随浓度增加时先增大后减小；易于生物降解；与普通表面活性剂复配使用时有明显的正協同效应。
3.2 Bola型
Bola型表面活性剂的结构为两个亲水头基通过一个疏水基相连（图2b），连接基团除了烷基链和芳香烃之外，还可以选用其他的基团，比如Fu合成了以金刚烷为连接基团的bola型表面活性剂。Bola型表面活性劑的胶束形态十分多样，Liu发现选用不同长度的连接基团，可以形成不同的自组装结构。在碱性条件下可形成纳米丝状和层状胶束，酸性条件下可形成球状和纳米纤维状的胶束。Hui发现当连接基团采用芳香性基团时，由于芳香基团之间存在π-π相互作用，胶束的形态会更加复杂。未来这类表面活性剂还有可能在光敏元件和纳米级导线的制造等方面有重要应用。
4 表面活性剂增溶作用的应用
表面活性剂的增溶作用，有着极其广泛的应用。例如在石油开采过程中，利用增溶作用“驱油”，可以提高石油采收率；在丁苯橡胶的合成中，通过增溶作用使乳液聚合反应在胶束中进行，大大减少了副反应；在胶片生产中，常利用增溶作用消除胶片上“慧星”斑点，提高胶片质量；在染色工业中，例如橙色OT染料，在胶体电解质溶液中被增溶后，就可以透入并溶于橙皮的蜡质外层，使橙子的色泽鲜艳。可以说，增溶作用在生产生活中发挥着巨大作用，本文简要论述表面活性剂的增溶作用在药学领域的应用。
在药物合成中，表面活性剂发挥着不可替代的作用。随着科技的不断发展，越来越多的药物得以合成，但大部分原料都是难溶于水的，这使得制备上存在很大的困难，而不同性能的表面活性剂可以解决此问题，将原料加入特定的表面活性剂溶液中，控制反应条件可以生成所需的药物。这其中增溶作用发挥关键作用，利用生成的胶束增大原料的溶解度，形成均相反应体系，大大加快了化学反应的速率。同样，表面活性剂在药物治疗上也发挥着巨大的作用。一些难溶于水或溶解度较小的药物需要配置成水溶液以供药用，而有不少药物的饱和溶液往往低于治疗所需浓度。若将治疗药物溶解在表面活性剂形成的胶束中便可增大药物的溶解度，便于人体吸收，从而达到治疗效果。采用增溶的方法还有以下优点：防止或减少药物氧化，由于药物被增溶在胶团之内，与氧隔绝，从而有效地防止了药物的氧化，对于大多数药物，加入增溶剂后还可增加对药物的吸收，增强生理活性。在液体制剂中，表面活性剂的作用表现为对难水溶性甾体药物、脂溶性维生素、氯霉素、灰黄霉素、土霉素及四环素、生物碱及磺胺类药物和水杨酸等的增溶。选择表面活性剂时要慎重，必须考虑有没有毒性，阳离子表面活性剂毒性较强，不宜用于药物的增溶。外用制剂常常选用阴离子型表面活性剂，而内服制剂宜选用非离子型表面活性剂作为增溶剂。此外，还要考虑表面活性剂的稳定性，且不能与主药发生反应。
5 结束语
综上所述，加强对表面活性剂表面特性与颜料色浆分散性的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的表面活性剂应用过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1] 张贤丰，金志红.食品乳化剂司盘和吐温[J].中国食品添加剂.2016（10）：60-62.
[2] 高南，李国荣，陈旭东.双子表面活性剂的合成及应用研究进展[J].日用化学工业.2017（01）：115-116.
[3] 张旗.新型长链头基季铵盐Gemini表面活性剂的合成及其吸附、聚集行为研究[D].武汉：武汉大学.2016（09）：88-89.
作者简介
王锦璐，身份证号：120104198902251832。