整理功能性表面活性剂.docx

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整理功能性表面活性剂

第三单元功能性表面活性剂

3.1可分解型表面活性剂

按传统观念，表面活性剂是稳定性物质。

常用的表面活性剂，如阴离子型的烷基苯磺酸

盐和烷基硫酸盐，非离子型的脂肪醇乙氧基化物和烷基酚乙氧基化物，以及阳离子型的烷基季铵盐和双烷基季铵盐在通常条件下除烷基硫酸盐是化学不稳定的，其余都是稳定的。

多年来，关于烷基硫酸盐易于酸性水解一直被当作一个很严重的问题对待，特别是十二烷基硫酸钠。

一般认为表面活性剂中一些弱的化学键会在加工和储运过程中因环境因素等发生分解，使表面活性剂产生质量问题，故应该避免。

把这些含有弱化学键、并在一定条件下发生分解的表面活性剂称之为可分解型表面活性剂。

近年来，环境影响已成为新型表面活性剂发展的主要推动力之一，生物降解则是主要指

标。

生产快速降解性表面活性剂的一条主要途径就是在分子结构中引人稳定性有限的弱键，这是因为该弱键往往是表面活性剂的极性头部和疏水链之间的桥架，这就意味着弱键分解将直接破坏分子的表面活性，也就是通常所说的表面活性剂初级降解，后续的生物降解将根据初级降解产物的类型沿不同路线进行下去。

因此，可分解型表面活性剂具有很好的环保性能。

可分解型表面活性剂的另一个优点是这些表面活性剂可以解决一些复杂情况，例如，不

希望出现的泡沫、乳化等情况。

存在于表面活性剂分子极性基和疏水基之间的弱键断裂后，分解出水溶性和非水溶性两种产物，而它们两者一般都可以通过后续的标准化操作过程去除。

这一方法在合成有机化学和各种生物化学领域很有用途。

3.1.1可分解型表面活性剂的分类

3.1.1.1酸分解型表面活性剂

酸分解型表面活性剂就是一种在酸性条件下易降解的表面活性剂，分子链中含有缩醛基团，在酸性条件下容易迅速水解为醛和原料小分子，这些小分子没有或只有很低的表面活性和毒性，在水中或空气中容易氧化钠和生物降解。

当表面活性剂的功能使用后，将介质调至酸性，就可迅速分解表面活性剂为原反应物，即完成了产品的初步降解，同时分解产物没有表面活性，可以消除表面活性剂发挥作用后不希望出现的泡沫和乳化现象。

从分子结构可分为：

1.烷基多苷—非离子表面活性剂中的多元醇系列已将述。

2.环状缩醛表面活性剂

3.环状缩酮表面活性剂

4.链状缩醛表面活性剂

5.原酸酯表面活性剂

原酸酯表面活性剂在酸性条件下比环状缩醛表面活性剂和环状缩酮表面活性剂更不稳定。

6.含有C=N键的表面活性剂

主要通过CONHN=C连接两个活性单元。

每部分都具有表面活性剂的特性，即都带有一个憎水基和一个极性头基，两个极性头基有不同的电荷。

3.1.1.2碱分解型表面活性剂

常见以酯基作为可解离基团，

1.酯基季铵盐

2.酰胺酯基季铵盐--未查到—被应用于织物柔软剂，

3.甜菜碱酯表面活性剂

4.胆碱酯表面活性剂—属单长链季铵酯，第一步降解产品是胆碱和脂肪酸（是人体自然代谢物），胆碱→一系列无毒阳离子表面活性剂引起特别关注。

用作可控制半衰期的杀虫剂，带有9-13个碳的烷基化合物抗微生物很好。

5.糖酯表面活性剂—研究得最多的生物表面活性剂之一，结构：

一个或多个单糖残基与脂肪部分、单酯酰或二酯酰甘油以糖苷键相连所形成的产物。

常见的有纤维二糖酯、鼠李糖酯、槐糖酯、海藻糖酯、甘露糖赤藓糖醇酯。

6.羟乙基磺酸盐酯—亚磺酸酯类表面活性剂在碱的作用下可发生消除反应而分解，失去表面活性。

7.单烷基醚碳酸酯盐—脂肪醇醚是粘稠的油状物，不易配入洗衣粉中，将其同二氧化碳反应可得到一种碱性条件下可分解的固体碳酸酯盐，使高密度洗衣粉中配入高比例的醇醚成为可能。

8.含硅氧键的表面活性剂—碱性条件下水解，造成分子中亲水基和亲油基的断裂，从而失去表面活性。

9.含亚砜基的表面活性剂—通过相应的硫化物进行氧化，可得到含亚砜氧乙烯的阴离子和阳离子表面活性剂，在弱碱性条件下分解成非表面活性产物亚砜基乙烯和苯酚。

3.1.1.3热敏型表面活性剂—

氧化胺—含氮氧键的表面活性剂在一定温度下能产生热分解反应。

其中氮氧键部分既是亲水基又是分解性功能团。

有些表面活性剂受热易分解出异氰酸酯，而失去表面活性，强碱可加速其分解并降低分解温度。

3.1.1.4光敏型表面活性剂—比如说分子结构中对紫外光敏感，在紫外线照射下会分解。

紫外光光敏结构有烷基芳基酮磺酸酯和含有碳磷键的磷酸类表面活性剂。

3.1.2可分解型表面活性剂的制备

3.1.2.1烷基多苷—非离子表面活性剂已做过介绍

3.1.2.2环状缩醛表面活性剂

环状缩醛表面活性剂指含有1,3-二氧杂环戊烷和1,3-二氧杂环己烷和表面活性剂，先由脂肪醛和多羟基醇在酸催化下反应生成缩醛，再将未反应的羟基转变为阳离子、阴离子和非离子等表面活性剂。

3.1.2.3环状缩酮表面活性剂

与制备环状缩醛表面活性剂类似，含缩酮键的表面活性剂可由脂肪酮和二醇反应制备。

3.1.2.4链状缩醛表面活性剂

以脂肪醛和单烷基聚氧乙烯醚在酸性催化下脱水可直接生成链状缩醛表面活性剂

3.1.2.5原酸酯表面活性剂

采用传统的酯交换法，例如原甲酸三乙酯和脂肪醇以及聚乙二醇反应，通过改变取代基（脂肪醇、烷氧基、封端基团）的数量和形式，定向合成具有特殊用途或性能的表面活性剂。

3.1.2.6酯基季铵盐

酯基季铵化合物的热力学不稳定性使之无法采用脱出的醇酸酯化反应路线制备。

目前主要采用四价烷醇胺与脂肪酸进行酯化。

生成的酯胺再与烷基化剂如卤代烷或硫酸二甲酯反应得到酯基季铵盐。

3.1.3可分解型表面活性剂的性能

3.1.3.1表面张力和临界胶束浓度

可分解型表面活性剂有更高的降低表面张力的效率，因为连接基团（即连接憎水尾部和极性头基的基团）加强了表面活性剂的疏水性，从而提高表面活性剂分子在气水界面的吸附效率，使胶束的形成更容易。

烷基多苷--表面张力随表面活性剂浓度增大而降低，到一定浓度基本不变。

表面张力随碳链的增长而降低，异构的比正构的表面张力低。

链长一定，表面张力随平均聚合度的增加而增大。

cmc随链长增长而降低，与平均聚合度有关。

3.1.3.2生物降解性

烷基多苷生物降解—一周内降解60%；碳链较短的能完全被降解，直链比支链降解性好，

环状缩酮表面活性剂生物降解—与烷基链长度有关，降解进程比同链长的常规表面活性剂快。

酯基季铵盐由于在烷基链中引入酯基提高了其生物降解性。

原酸酯结构可用来改善长链乙氧基化物或嵌段共聚物的生物降解性。

3.1.3.3水解性能

表面活性剂的结构影响水解率，越亲水，水解率越高。

酯基季铵盐的酯键易水解成脂肪酸和小分子季铵盐，其水解受结构、pH值、温度和化学组成影响，其中pH值是决定其稳定性的关键因素。

原酸酯的水解机理是在酸性条件下分解得到1mol甲酸酯和2mol脂肪醇，在同样条件下，原酸酯及表面活性剂比醛基表面活性剂更易酸性水解。

3.1.4可分解型表面活性剂的应用

3.1.4.1在乳液聚合中的应用

环状缩醛表面活性剂—在乳液聚合和乳液有机反应中，代替传统表面活性剂，形成乳状液，反应完全后在酸分解，破坏微乳，分离产物。

避免难分离和泡沫。

光敏型表面活性剂--在乳液聚合中作乳化剂，通过紫外光照射控制乳胶的凝聚过程。

表面活性剂的离子头因光解而分裂，导致乳胶粒子的集聚。

涂料光固化。

3.1.4.2在电子材料清洗中的应用

降低废水的化学需氧量，避免由于表面活性剂水溶性而不能回收。

禁用氟利昂清洗电子材料。

3.1.4.3在有机合成中的应用

用于微乳催化反应，可分解后处理简单，避免难分离、乳化和泡沫。

现象。

3.2可反应型表面活性剂

表面活性剂某一阶段发挥作用，亲水亲油基团功能简单，不能满足需要或存在不足。

为改善积极探索，反应型最受欢迎。

方式：

把双键引入表面活性剂分子结构，带反应基团，永久结合到吸附基体表面，起表面活性的作用的同时，成为基体一部分。

优势：

解吸困难，稳定性好；胶乳成膜，减少或抑制表面活性剂向膜表面或膜内亲水性领域的迁移；包埋的表面活性剂可作为聚结剂改进所形成膜的性能；制备乳液，橡胶工业，胶乳凝聚，水的处理简化，去污处理需氧量少。

3.2.1反应型表面活性剂的分类

特征：

是表面活性剂；能参与反应并不失去活性。

反应基团必不可少。

其类型和活性很重要。

图3-1

3.2.1.1可聚合乳化剂—含有可发生聚合反应（较高温度或引发剂存在下）基团的乳化剂

1.烯丙基类可聚合乳化剂—烯丙基，双键旁是亚甲基，活性低，只能与活性高的、水溶性单体丙烯酸酯、醋酸乙烯共聚，对于水难溶的、活性不高的不适用，如苯乙烯。

活性低，键合率不高，应用受限。

2.马来酸可聚合乳化剂--马来酸酯，与氯乙烯和丙烯酸酯共聚，制备改性丙烯酸纤维（力学、光热稳定性）。

3.苯乙烯类可聚合乳化剂--乙烯基与苯环连接，活性一般。

4.丙烯酰胺类可聚合乳化剂--丙烯酰胺基团，活性高，用于苯乙烯单体乳液聚合。

5.（甲基）丙烯酸类可聚合乳化剂--丙烯酸基或甲基丙烯酸基，活性超过上述。

可聚合基团在分子中所处的位置，对于乳化剂的性质、聚合过程及最终产品影响大。

可分为头接型、尾接型和间接型。

头尾指亲油端和亲水端。

根据亲水基团不同分类，阴阳离子。

3.2.1.2表面活性引发剂—兼具乳化剂和引发剂功能，既含有表面活性基团，又含有能产生自由基的结构单元。

分类：

按自由基生产基结构的不同，分为偶氮类和过氧类；按表面活性引发剂的分子结构分成对称型和不对称型。

3.2.1.3表面活性链转移剂—指在聚合反应中进行链转移反应的表面活性剂。

通常带有链转移巯基，

3.2.1.4表面活性交联剂—带有的反应活性基团能与其他分子发生交联。

用于涂料中的交联剂。

醇酸树脂乳胶漆—自氧化型和非自氧化型表面活性交联剂。

3.2.1.5表面活性修饰剂—吸附在固体表面聚合已达到表面修饰的目的。

充分交联，膜薄却稳定，亲油表面和亲水表面可以经过这样转化或对表面进行特殊的功能化处理。

3.2.2反应型表面活性剂的制备

3.2.2.1阴离子型可聚合乳化剂

1.羧酸盐可聚合乳化剂—马来酸酐或琥珀酸酐系活性高，烯丙基类和苯乙烯类。

2.磺酸盐--马来酸和琥珀酸型对pH值的变化很敏感，特别是在以过硫酸钾为引发剂的乳液聚合中，因此，引入磺酸基使得单体在整个聚合过程中都能保持稳定的亲水性。

3.磷酸盐—引入磷酸基团，可聚合乳化剂活性物含量较高，具有良好的功能活性，能参与共聚反应，乳化力好，减少乳化剂用量，提高乳液稳定性。

3.2.2.2阳离子型可聚合乳化剂—集中在烷基季铵盐、杂环季铵盐及少量伯胺盐乳化剂。

3.2.2.3非离子型可聚合乳化剂

非离子型可聚合乳化剂一般都有较好的空间位阻稳定性，制得的胶粒有较好的耐寒、耐电解质和耐剪切性。

以聚环氧乙烷为主，由环氧乙烷首先开环聚合得到活性阴离子聚合物，然后再与环氧丙烷开环反应生成一系列环氧丙烷-环氧乙烷嵌段共聚物；将这些非离子嵌段与二甘醇一甲醚的钾盐反应，然后再与带有可聚合基团的氯化物反应即可得非离子嵌段共聚物可聚合表面活性剂。

整个反应可在同一反应容器中进行。

通过调节环氧乙烷与环氧丙烷序列的长度，可调节表面活性剂的HLB值。

3.2.2.4两性离子可聚合乳化剂—既有阳离子亲水基又有阴离子亲水基，可以在较宽范围内和较大离子强度时保持乳液的稳定性。

3.2.3反应型表面活性剂的性能

3.2.3.1表面活性

1.表面张力—cmc和γcmc（表面张力）越小，说明表面活性剂的表面活性越高。

2.临界胶束浓度--可聚合表面活性剂在溶液中形成胶束后，引发较好（即胶束聚合），可得到一种聚合胶束，其分子结构类似于聚皂，但微观排列结构却更具有有序性，不像常规表面活性剂胶束处于动态平衡（分子交换），聚合胶束约束了分子间的迁移，具有更好的稳定性。

可聚合表面活性剂在乳液聚合过程、成膜过程和成膜以后所起的多重作用取决于其结构与形态。

3.溶致液晶—胶束再聚集形成的无限结构，属于两亲分子高级有序组合体，通常为层状胶束（层状胶束-双分子层）、六方液晶（长棒状胶束）和立方液晶。

优点稳定性强。

缺点：

流动性强，在外加物理、化学作用下有序结构容易被破坏。

4.乳化力--烯丙基可聚合表面活性剂

5.发泡性

表面活性剂的起泡性依赖于降低起泡液表面张力的能力以及分子间粘结力的大小。

一方面，起泡液表面张力越低，参数的泡沫就越多；另一方面，疏水烷基的增加使得链间的粘结力增大，但是烷基过长，其水溶性降低，并且趋向固膜，易破裂，从而不稳定。

随烷基的增加泡沫形成有一个最佳值。

3.2.3.2反应活性

可聚合乳化剂与共聚单体的反应活性越高，则转化率越高。

活性低就不能参与聚合。

但是如果活性过高，就容易自聚，发生架桥聚结，而且未反应部分被包埋成不稳定因素。

可聚合乳化剂与共聚单体应有适当的反应活性及比例。

1.不同反应基团的影响

活性顺序：

（甲基）丙烯酸型>苯乙烯型、丙烯酰胺>马来酸酐>烯丙基（烯丙氧基）。

必须考虑单体和乳化剂的竞聚率。

乳液聚合中可聚合乳化剂的浓度很低，除非乳化剂的反应活性很高，或分子结构适当，一般很难发生均聚反应，主要是和单体的共聚反应。

所以要研究可聚合基团和单体的反应性。

反应初期粒径增长阶段，可聚合乳化剂反应活性越高容易被包埋在乳胶粒子中。

所以在聚合反应初期可聚合乳化剂与共聚单体相匹配的条件是：

单体与自身聚合趋势一定而乳化剂与与单体聚合趋势趋于零。

为保证在聚合末期乳化剂键合在乳胶粒子表面，可聚合乳化剂在反应末期要有较高的转化率。

随着乳胶粒子的粒径不断增大，转化率不断降低，要末期高，初期也会高。

那解决办法是：

改变共聚物的竞聚率，在反应末期降低单体与自身聚合趋势，通过乳化剂的转化率，改变反应型乳化剂的加入方式和顺序，控制聚合时乳胶粒度大小（采用微乳液聚合）等。

2.可聚合基团位置的影响—双键在可聚合基团中的位置：

头接、间接和尾接

尾接型的反应型基团倾向于处在胶束或胶粒内，间接型的反应型基团倾向于处在胶束或胶粒表面，而头接型倾向于处在胶束或胶粒外。

反应性基团所处的位置不同也影响到其移动到自由性和聚合对象的不同。

尾接型由于处于亲油段末端，移动方便，易聚合，由于胶粒单体密度较大，其发生共聚的倾向最大。

间接型也可以发生聚合，均聚倾向比尾接型大。

而头接型由于双键靠近时亲水基间的排斥力大，发生聚合困难。

聚合基团所处的位置影响引发剂的使用。

引发剂应该处于可发生聚合功能团的相。

聚合头接型表面活性剂时，水溶性引发剂最好，尾接型则最好使用油溶性的引发剂。

聚合发生在非离子表面活性剂的极性端时，聚合条件的要求严格，产率低。

当同种官能团出现在疏水尾链时，油水两相体系反应活性高。

若要求聚合后的表面活性剂在空间排列上稳定，则应避免极性基团间发生交联。

3.溶解性的影响—指油水两相的分散系数。

分为水溶性可聚合乳化剂（正相乳液聚合）和油溶性可聚合乳化剂（反相乳液聚合）。

3.2.4反应型表面活性剂的应用

3.2.4.1乳液聚合乳化剂

1.可聚合乳化剂的选择原则

从乳化功能来说，反应型乳化剂与普通乳化剂相似，在乳液聚合中有良好的乳化、分散和形成胶束的能力，其对聚合速率、聚合度、乳液颗粒大小和乳液稳定性有很大影响。

一般乳化剂溶液（质量分数为0.001%-5.0%）的表面张力为30-50mN/m时，就能用于乳液聚合中。

反应型乳化剂的乳化作用好坏，还可以从单体乳液静置时析出的水量进行判断。

将50g单体在搅拌下逐步加入质量分数为2.0%的反应型乳化剂水溶液中，加完后搅拌5min，将得到的单体乳液导入100ml带刻度的玻璃管中，分别在不同时刻观察析出的水量。

从反应性来讲，反应型乳化剂的反应功能应在适度范围内，即分子中双键参与游离基共聚的反应速率不宜过快，否则可能会影响其乳化功能；但也不能过慢，以免聚合后，乳液中仍有较多的游离乳化剂分子。

通常反应型乳化剂分子聚合反应速率为单体1/10左右为宜，这样聚合反应结束时，它参与单体共聚反应的结合度至少在80%以上，最好在95%以上。

同一反应型乳化剂在不同单体的聚合体系中的结合度也会有变化。

2.用反应型乳化剂制得的乳液特性

因为反应型乳化剂在聚合后不是吸附或嵌进乳粒表面，而是以共价键方式与乳粒聚合物相连接，这种方式更牢固、更稳定。

表现在乳液中具有如下特性：

①乳液机械稳定性好；

②乳液成膜后，膜层耐水气渗透、耐水性提高；

③乳液粘度低，有利于制备高固乳液，粒径控制方便；

④乳液聚合期间，体系乳液中泡沫较少；

乳液有较高的表面张力，乳液应用时不易渗透到基材；

杜绝乳化剂分子的迁移造成对乳液性能的影响。

这些乳液特性，使其下游产品涂料和粘合剂等的应用性能也相应得到提高和改善，这是反应型乳化剂引人注目的原因。

使用羧酸盐可聚合乳化剂进行苯乙烯的批量乳液聚合，反应时间长的其成核较困难，但粒径始终是单分散的，且所得胶乳的粒径也比其他胶乳大得多。

测试胶乳的表面张力发现，所有值都与纯水很接近，由此可知，可聚合表面活性剂的转化率非常高，清液中几乎没有残留的表面活性剂。

通过实验发现，约二分之一的可聚合表面活性剂位于粒子表面，这意味着大约有50%的可聚合表面活性剂包埋与粒子内部，这可能是因为这些表面活性剂活性太高，在聚合反应初期就已发生反应。

某些可聚合表面活性剂应用于微乳聚合，胶乳稳定性增强，部分原因取决于引发剂。

过硫酸钾好于偶氮二异丁腈，主要是由于阴离子表面活性剂引起的静电稳定性。

助表面活性剂与可聚合表面活性剂一起稳定微乳聚合溶液。

对于非离子甲基丙烯酸型嵌段共聚物可聚合表面活性剂，所得胶乳能抵抗冻融，而含丙烯酸或马来酸基的可聚合表面活性剂稳定性相比就不好，因为可聚合表面活性剂并没有（马来酸型）或很少（烯丙型）共聚到乳胶粒子上。

3.反应型乳化剂在乳液合成中的实际应用

实践结果表明，要想得到高性能的涂料，应该使用反应型乳化剂，用活性有机硅单体来改性纯丙乳液。

（传统乳化剂通过乳液聚合得到的乳液产品，存在低分子乳化剂，它们对乳胶漆的耐水性、耐候性等有着不良影响—吸附乳粒表面乳化剂小分子的亲水基团聚集，造成对水气亲和渗透，耐水性下降；苯乙烯单体本身耐紫外光和耐候性就较差。

）

3.2.4.2乳液聚合引发剂

表面活性引发剂是分子中既含有表面活性基团（亲水基和亲油基）又含有能产生自由基的结构单元。

用它代替一般的乳化剂可以减少乳液聚合体系配方的组分,因而可以降低乳液中电解质的含量，减少泡沫的形成及产品中的杂质。

据报道使用表面活性引发剂还可提高总聚合速率和聚合物的相对分子质量。

表面活性引发剂既是乳化剂，又是引发剂，它可以形成胶束、并能被吸附于胶粒表面。

可以用临界胶束浓度和单个分子所覆盖的表面积进行表征；同时影响引发剂自由生成速率的因素对表面活性引发剂也有类似的影响。

不同的是分子的表面活性和自由基生成基之间有强烈的相互作用，例如表面引发剂在乳液聚合中的分解行为强烈依赖于它们的浓度是高于还是低于临界胶束浓度。

Tauer等人用电子自旋共振研究了表面活性引发剂的分解过程,结果发现,其分解与其浓度是否超过临界胶束浓度值有很大关系,当表面活性引发剂浓度高出其临界胶束浓度值时,它才能分解出自由基。

由于表面活性引发剂具有乳化剂的功能,它能形成胶束或吸附在粒子和单体液滴表面,产生屏蔽效应。

因此,同普通引发剂相比,表面活性引发剂分解产生自由基时,自由基重新结合的机率就要高得多,结果表面活性引发剂的引发效率非常低。

表面活性引发剂按自由基生成基的结构可分为偶氮类化合物和过氧类化合物。

表面活性引发剂最大的优点是可以减少乳液聚合的组分，这样可以降低乳液中的电解质含量，减少泡沫的形成及产品中的杂质。

研究表明，使用表面活性引发剂可以实现较高的总聚合速率，和生成高分子量的聚合物以及单分散的大粒子，表面活性引发剂最大不足是引发剂的效率低。

3.2.4.3乳液聚合链转移剂

表面活性链转移剂是指含有链转移基团-巯基的表面活性剂。

用它进行无皂乳液聚合，可制备较高固含量的稳定的乳液，并能改善最终聚合物产品的物理和化学性能。

许多传统表面活性剂都有一定的链转移性，合成10-硫醇十二烷基磺酸钠这种表面活性物质,应用这种乳化剂,采用种子乳液聚合的方法制备稳定的聚苯乙烯乳液,使最后得到胶粒带有磺酸根离子基团。

胶粒对电荷不敏感,粒子的尺寸和表面活性链转移剂的用量关系不大。

种子胶粒具有很小的表面电荷密度,而最后的乳胶粒子的表面电荷量是种子胶粒的16倍。

最终得到的稳定的聚合物胶乳易于进行离子交换。

然而,当用十二烷基磺酸钠作乳化剂时,最后得到的聚苯乙烯胶乳在离子交换过程中就会发生凝聚。

3.2.4.4表面修饰剂

固体表面可以通过吸附一层反应型表面活性剂并使其聚合已达到表面修饰的目的。

由于表面活性剂分子是充分交联的，故此这层很薄的表面膜将是很稳定的，这样可以把亲水的表面变为亲油的，当然也可以将亲油表面改为亲水的或表面进行特殊的功能化处理。

绝大部分表面活性修饰剂都是双链的，包括一个亲水部分和两条碳链。

这种结构对于材料表面的覆盖效果很好。

包含两个可聚合基团的表面活性修饰剂赋予聚合物永久的极性表面（交联网状、牢固）。

而含一个可聚合基团的表面活性修饰剂不能起到很好的表面修饰作用，比如接触角就没有多大变化。

1.用于聚合物表面修饰—有机聚合物是表面活性修饰剂应用的主要方面。

比如有人对聚乙烯进行表面修饰，双可聚合基团的反应性表面活性剂效果最好。

2.用于无机离子的表面修饰

表面活性修饰剂也能聚合为双层，由可聚合表面活性剂得到的双层结构能形成网状而非常牢固。

铁磁性粒子、银、氧化铝、MoS2等

3.用于漆膜表面修饰—涂料的漆膜用表面活性剂来修饰。

其原理是向涂料中加入少许可聚合表面活性剂，这样当涂料被刷到物体表面后，溶解在涂料中的可聚合表面活性剂就会由于其两亲性而逐渐向表面迁移，这些迁移后的表面活性剂在紫外光引发下聚合，从而在涂料表面形成一层表面活性剂膜改变漆膜的性能。

可聚合氟表面活性剂，氟碳膜-极性小、耐水、耐摩擦。

表面活性修饰剂提供表面修饰方法，对于改善材料互容性、制备复合材料和提高膜材料性能很有利。

3.2.4.5乳液漆交联剂

表面活性交联剂不仅能大大提高胶膜的硬度，同时加快了其干燥速率及耐水性。

这类反应型表面活性剂主要用于涂料中的交联剂。

它们在涂料干燥成膜过程中提高自氧化或其他物质（自由基、紫外线及热诱导）引发进行交联聚合，从而保证涂料的力学性能等。

醇酸树脂乳液漆

3.2.4.6其他应用—复合材料、液晶结构、纳米材料、纳米粒子分散稳定性、囊泡稳定性。

3.3功能性杂原子表面活性剂

3.3.1氟表面活性剂

氟表面活性剂主要是指碳氢链疏水基上的氢完全被氟原子所取代了的表面活性剂。

含有氟碳链疏水基的表面活性剂与前述的表面活性剂比较，具有一系列独特的界面活性，故广泛地用于各种润滑剂、浸蚀剂、添加剂及表面处理剂中。

1．氟表面活性剂的特性

表1-1氢、氟、氯原子的一些性质

与具有碳氢链疏水基的表面活性剂相同，按亲水基的结构可将氟表面活性剂分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型表面活性剂四种，其亲水基的结构与烃系表面活性剂没有什么不同。

所以，氟表面活性剂的特性是由碳氟链决定的。

表1-1列出了氟原子、氢原子和氯原子的一些性质。

由于氟的电负性大，故C-F键具有较大键能，所以碳氟链化学稳定性和热稳定性都很高。

此外，氟原子的半径比氢原子大，能将碳原子完全遮盖起来；另外，范德华力小，即分子间力小。

由于这些原因导致了碳氟链具有下述特性：

①由于碳氟键的键能大，其热稳定性和耐试剂性能好，毒性亦小；②由于分子间力小，其表面张力小，既憎水又憎油，摩擦系数小，不黏着；③折射率小；④绝缘性能高。

图1-1氟表面活性剂的表面张力

1-C9F19CONH（CH2）3N+（CH3）3Cl-；2-C8F17CONH（CH2）5COONH4；3—

4-C8F17SO3N