表面活性劑的應(yīng)用

表面活性劑是指具有固定的親水親油基團(tuán)，在溶液的表面能定向排列，并能使表面張力顯著下降的物質(zhì)。表面活性劑在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，它的主要作用有改變潤(rùn)濕性能、增溶、乳化、起泡、去污等，這里只作簡(jiǎn)單介紹。  
1、改變潤(rùn)濕性能
表面活性劑在化學(xué)結(jié)構(gòu)上的共同特點(diǎn)是它們都是由親水的極性基和親油的非極性基構(gòu)成的，由于它們能降低水的表面張力，因而能夠強(qiáng)烈地吸附在水的表面上，也能吸附在其它各種界面上，而且這種吸附往往都有一定的取向。正是表面活性劑分子在界面上的定向吸附，使得表面活性劑具有改變表面潤(rùn)濕性能的作用。  
在生產(chǎn)和生活中，人們常常需要改變液體對(duì)某種固體的潤(rùn)濕性能，有時(shí)希望把潤(rùn)濕變?yōu)椴粷?rùn)濕，有時(shí)則希望把不潤(rùn)濕變?yōu)闈?rùn)濕，這些都可以借助表面活性劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。  
普通棉布因纖維中有醇羥基存在而呈親水性，所以容易被水粘濕，不能防雨。若采用表面活性劑處理棉布，使其極性基與棉纖維醇羥基結(jié)合，而非極性基伸向空氣，從而使棉布與水的接觸角發(fā)生改變，由原來(lái)的潤(rùn)濕變?yōu)椴粷?rùn)濕，制成既能防水又能透氣的雨布。  
噴灑農(nóng)藥殺滅害蟲(chóng)時(shí)，如果農(nóng)藥水溶液對(duì)植物的莖葉表面潤(rùn)濕不好，藥液易滾落下來(lái)不僅造成浪費(fèi)，而且灑在植物上的藥液也不能很好的展開(kāi)，待水分蒸發(fā)后，葉面上只能形成斷續(xù)的斑點(diǎn)，殺蟲(chóng)效果不好。若在藥液中加入少量的表面活性劑，使藥容易在葉面上展開(kāi)，待水分蒸發(fā)后，形成均勻的藥物薄層，大大提高了農(nóng)藥的利用率和殺蟲(chóng)效果。  
  
2、增溶作用
一些非極性的碳?xì)浠衔铮绫?、乙烷等在水中溶解度本?lái)很小，但濃度達(dá)到或超過(guò)臨界膠束濃度的表面活性劑水溶液卻能使這類(lèi)物質(zhì)的溶解度大為增加，形成*透明外觀與真溶液相似的體系。表面活性劑的這種作用稱(chēng)為增溶作用。  
增溶作用與表面活性劑在水溶液中形成膠束是分不開(kāi)的。在膠束內(nèi)部，相當(dāng)于液態(tài)的碳?xì)浠衔?，根?jù)相似互溶原理，非極性的溶質(zhì)容易溶解到膠束內(nèi)部，因而溶解度增大。顯然，只有表面活性劑的水溶液濃度達(dá)到或超過(guò)臨界膠束濃度時(shí)，才有增溶作用。  
增溶與真正的溶解不同，溶解是使溶質(zhì)分散為分子或離子，溶液具有依數(shù)性，而增溶后的溶液無(wú)明顯的依數(shù)性，說(shuō)明增溶后溶質(zhì)并未拆成分子，而是以較大的分子集團(tuán)存在。  
增溶應(yīng)用很廣，如肥皂液、洗滌液等除去油污時(shí)，增溶起著作用。一些生理現(xiàn)象也與增溶有關(guān)，例如不能被小腸直接吸收的脂肪，是靠膽汁的增溶作用才能被有效吸收。  
  
3、發(fā)泡和消泡作用
液體泡沫是氣體高度分散在液體中的分散體系。“泡”是由液體薄膜包圍著的氣體，泡沫則是很多氣泡的聚集物。由于氣液界面張力較大，氣體的密度較液體小，所以氣泡很容易破裂。  
在液體中加入表面活性劑，再向液體中鼓氣，就能形成較為穩(wěn)定的泡沫，這種作用稱(chēng)為發(fā)泡，所加的表面活性劑叫做發(fā)泡劑。發(fā)泡劑的主要作用：（1）降低液氣界面張力（2）在氣泡的液膜上形成雙層吸附膜并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，不易破裂（3）親水基在液膜中的水化作用使膜內(nèi)液體粘度增加，使液膜穩(wěn)定（4）離子型表面活性劑可使泡沫帶有電荷，氣泡間的靜電排斥阻礙了它們相互靠近和聚集。  
一些表面活性劑也可以作消泡劑，它們的表面張力比氣泡液膜的低，容易從液膜表面頂走原來(lái)的發(fā)泡劑，而其本身不能形成堅(jiān)固的吸附膜，導(dǎo)致氣泡破裂，從而起到消泡作用。  
  
4、材料的膜模擬
膜模擬科學(xué)是它以模擬生物膜的基本功能為目的區(qū)構(gòu)筑各種有序組合體，其中包括單分子膜、LB膜、自組裝（SA）膜，膠束、微乳液、泡囊、微管、小棍及復(fù)雜的有機(jī)/無(wú)機(jī)、生物/非生物的復(fù)合物。分子有序組合是一種比分子復(fù)雜得多的功能單元，能用以復(fù)制某些生命現(xiàn)象和制備許多材料和器件，如生物及化學(xué)反應(yīng)器、化學(xué)及生物傳感器、微機(jī)械、仿生智能系統(tǒng)、分子識(shí)別薄膜、生物芯片、生物礦化、納米顆粒等，具有及其廣闊的應(yīng)用前景。