表面活性剂又称界面活性剂，是能使目标溶液表面张力显著下降的物质，可降低两种液体或液体-固体间的表面张力。表面活性剂一般为具有亲水与疏水基团的有机两性分子，通常是两亲的有机化合物，含有疏水基团“尾”和亲水基团“头”。表面活性剂的种类很多，不同的表面活性剂具有不同的作用。概括地说，表面活性剂具有润湿、渗透、乳化、分散、增溶、起泡、消泡、洗涤、匀染、柔软、杀菌、消除静电等作用。

根据表面活性剂亲水基团水解后的电荷性质，可分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂

纺织工业在纺丝、纺纱、织布、印染至成品的各道加工工序中，根据各种纤维的性能需使用不同的辅助化学助剂，以提高纺织品质量、改善加工效果、提高生产效率、简化工艺过程、降低生产成本并赋予纺织品各种优异的应用性能，这种辅助化学品通称为纺织染整助剂。纺织助剂作为一种化学品应用于纺织品生产加工过程，其除了一部分功能性助剂外，约80%的纺织印染助剂是以各种表面活性剂为原料，进行加工复配或作为辅助剂材料。

一、润湿作用

润湿通常指固体表面上的一种流体被另一流体取代的过程，也指固体表面上的气体被液体所取代。水或水溶液是特别常见的取代气体的液体，所以润湿通常是指水或液体在固体表面上的铺展现象。通常将液体在固体表面上的接触角θ>90°被认为不润湿，而θ<90°则被认为润湿，并且接触角θ越小，润湿性能越好。

液体与固体界面接触状态

印染加工绝大多数在水溶液中进行，由于水具有较大的表面张力，使水溶液不能迅速良好地对纤维湿润、渗透，不利于印染加工的进行。为了使水能自动对固体进行润湿，需要在水中加人表面活性剂，改变体系的界面张力。水中加入表面活性剂，不仅降低了水的表面张力，还能降低水和固体间的界面张力，使水能够在固体上自行润湿，所以，表面活性剂的存在能促进液体表面润湿的同时，也能促使向织物内部渗透，因此纺织染整行业在实际应用上常常把具有润湿渗透作用的表面活性剂称为润湿渗透剂或简称渗透剂。

润湿剂和渗透剂能促进水对纤维和织物的润湿和渗透，也能提升难溶于水的染料、颜料在色浆中的润湿分散能力，是应用最广泛的纺织助剂。适合作润湿剂和渗透剂的主要为一些阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。

二、乳化和分散作用

1、乳化作用

乳化作用是将本不相溶的两种液体中的一种液体以极微小的液滴均匀地分散在另一种液体形成稳定的分散体系的过程，该分散体系称为乳状液或乳液。在印染加工中使用的多种助剂和整理剂都属于乳液，它们通常是将功能性化合物乳化于水中制成的水乳液。

在乳液中被分散的一相称作分散相或内相，另一相则称作分散介质或外相。其中内相是不连续相，而外相是连续相。乳液的一相是水相，另一相统称为油相，这里的油是一种广义的概念，凡不与水相溶的有机物质如油、脂肪、蜡、苯等物质皆称为油。乳液主要包括两种类型，一是油相分散在水相中，简称为水包油（O/W）型乳液，如有机硅柔软剂；二是水相分散在油相中，简称为油包水（W/O）型乳液，如涂料印花增稠剂等。

表面活性剂作用下的乳液液滴示意图：a水包油乳液O/W、b油包水乳液W/O

在一般条件下，乳液的外观为乳白色不透明液状，这种外观与分散相粒子的尺寸有密切关系。由胶体的光学性质可知对一个多分散体系，其分散相与分散介质的折光率一般不同，光照射在分散粒子如液滴表面时可以发生折射、反射和散射等现象。当液滴直径远大于人射光的波长时，在液滴表面主要发生光的反射效应；而液滴直径远小于人射光波长时，则光可以完全透过，这时乳液体系呈透明状；当液滴直径稍小于人射光波长时，则有光的散射现象发生，体系呈半透明状。可见光波长为0.40~0.76um，故一般乳液中的反射现象较为显著，呈不透明的乳白色液体；而对于液滴直径在0.1um以下的乳液体系，其外观多呈半透明至透明状，通常称为微乳状液。

2、分散作用

分散剂的主要作用是将乳液分散体或不溶于液体的固体物质以极微小的颗粒均匀地分散在液体中，形成稳定的分散体系的，形成稳定的悬浮液或分散液。被分散的固体颗粒称为分散相，分散的液体称分散介质。印染加工中，分散染料墨水和涂料墨水，都是典型的悬浮液体系，含有大量不溶于水的固体颗粒（如染料、颜料），这些体系的稳定性直接影响产品的色牢度、均匀性和印染效果。分散作用和乳化作用比较相似，所用表面活性剂也几乎是相同的，因此，实际应用中也常称为乳化分散剂。

表面活性剂吸附于固体微粒表面，使其润湿和解聚集，并产生足够的能垒，保证微粒在介质中稳定地分散。尽管固体微粒被分散于液体的第一步是润湿，但是若表面活性剂仅使微粒润湿，而不能将能垒升至足够的高度以使微粒分散，则该表面活性剂只能作为一种润湿剂而无分散作用。反之，表面活性剂若不能促进微粒表面的润湿，但却能产生足够高的能垒以分散微粒，此表面活性剂则只具有分散作用，是一种分散剂。实际应用中，许多表面活性剂往往同时具有润湿及分散能力。固体颗粒的润湿性和均匀分散性是分散体系形成的两个关键条件，直接影响悬浮液的稳定性和加工性能。通过润湿剂、分散剂以及适当的工艺手段，可以有效解决这些问题，从而提高印染产品的质量。

表面活性剂在带电粒子上的吸附

图源： SANYO CHEMICAL

分散剂的分散原理：表面活性剂吸附在颜料表面并降低界面能，使颗粒表面在水或其他溶剂中更易润湿。分散剂具有对固体颗粒和液体都有亲和力的化学结构，并具有吸附到颗粒表面的官能团。这种吸附导致颗粒表面覆盖着分散剂的吸附层，从而增加了颗粒之间的静电排斥力或空间位阻，可以获得具有良好长期稳定性的分散体。

三、增溶作用

在溶剂中完全不溶或者微溶的物质，借助于添加表面活性剂而得到溶解，这种现象称为增溶作用。被增溶的物质称为增溶溶解质，起这种作用的表面活性剂称为增溶剂。增溶作用与胶束形成有关，增溶体系形成的是透明的、热力学稳定的溶液体系。四种典型的增溶方式如下：

不同的增溶方式

a）非极性物质增溶。例如，饱和脂肪烃、环烷烃等，它们增溶在胶束内核的疏水基中，就像溶于非极性碳氢化合物液体中一样。

b）极性-易极化物增溶在胶束的栅栏层。例如醇、胺、脂肪酸、各种极性染料等它们或深或浅地插人胶束的栅栏层，即它们与表面活性剂分子（离子）形成混合胶束，其亲水基朝向水，疏水基朝向胶束内核，形成混合的栅栏结构。

c）一些不溶于水与不溶于烃类的小极性有机物发生吸附增溶。例如，苯二甲酸二甲酯和一些染料既不溶于水也不溶于非极性烃，这些物质一般吸附于胶束表面区域。

d）含聚氧乙烯基的非离子表面活性剂形成胶束时，增溶物发生特殊形式的增溶。增溶物包在胶束外层的聚氧乙烯亲水基之间，例如苯酚与其类似物，以酚基与聚氧乙烯基中氧以氢键结合即属此种类型。

增溶作用与乳化、分散作用有着本质上的不同。乳化、分散作用所形成的是热力学不稳定体系，而增溶作用形成的是热力学稳定体系。增溶作用可应用于许多方面，比如：在日化工业，利用增溶作用生产化妆水和水溶性润发膏；在高分子材料行业，进行高分子乳液聚合；在印染工业，主要应用在洗涤和染色过程中。在洗涤过程中，增溶剂起去除油污的作用。常用的增溶剂是短链的烷基苯磺酸盐，如甲苯、二甲苯、对异丙基苯的磺酸盐。在染色过程中，表面活性剂的加入会使染料的溶解度增大，这有利于染色加工的进行。

四、去污（洗涤）作用

在纺织品前处理过程中，纺织品的净化十分重要。这里所讲的净化主要是指去除纺织纤维上共生的或者是外来的油脂类杂质，净化过程实际上是一个去污过程。上述杂质的去除通常要借助于表面活性剂的作用，其作用过程可以示意性地表达如下:

在表面活性剂的作用下，纤维和杂质的分离过程是可逆的，脱离纤维的杂质还有可能重新黏附到纤维上去。在纺织品的净化过程中，机械作用有助于杂质从固体表面脱落。上述油类杂质自纤维上脱落下来之后，可以通过表面活性剂和机械力的共同作用使其乳化分散在处理液中，最终随残液一起排放。因此，乳化分散体系的稳定性是保证这些杂质不在处理液中聚集并对纺织品发生重新沾污的重要因素。自纤维上脱落下来的油类杂质也会在表面活性剂胶束的作用下发生增溶，从而使杂质在溶液中的稳定性进一步提高，加强净化效果。

五、抗静电

物体摩擦时会产生静电。纤维与其他物质摩擦时也同样会产生静电，合成纤维比天然纤维的静电现象更突出。摩擦产生的静电给纺织加工带来困难，如纤维缠绕滚筒、难以集束纱线毛羽增多等，制成的织物由于带电而易于吸附尘土和污垢，穿着也不舒服。

消除静电的方法有很多，其中以应用抗静电剂的方法最为简便。抗静电剂有很多种，主要以表面活性剂为主。表面活性剂的抗静电作用一般表现在以下两个方面：1、降低摩擦系数：表面活性剂能降低纤维表面的摩擦因数，使纤维之间润滑，摩擦效应减弱，难以产生静电；2、泄漏静电荷：表面活性剂在纤维表面形成易吸湿的薄膜，而且还有很多离子，因此，使纤维表面变成容易导电的导体，由摩擦产生的电荷，立刻逸散，不再聚集生电。

永久性抗静电剂应采用热稳定性好的、不易挥发分解的表面活性剂，如嵌段聚合的非离子表面活性剂。

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1、纺织助剂化学，董永春主编

2、纺织化学，卢神州，王建南，张幼珠编

3、纺织化学与原料前处理，张弦，李龙编

编辑整理：粉体圈Alpha