1.3　表面活性剂的结构特点

1.3.1　表面活性剂的结构

表面活性剂分子一般是由非极性的亲油基团（疏水基团）和极性的亲水基团（疏油基团）组成，具有既亲水又亲油的双亲性质，所以也称为双亲化合物。如最常用的十二烷基硫酸钠C₁₂H₂₅SO₄Na，其中C₁₂H₂₅—为亲油基（疏水基），—SO₄Na为亲水基（疏油基）。

双亲是表面活性剂的基本化学结构，即作为表面活性剂，化合物分子中至少有一个亲水基团，一个亲油基团。亲水基及亲油基在分子中的相对排列顺序可以是多样的，如亲水基位于亲油基的末端，也可移向中间任一位置，还可两者交替排列等。图1-3为几种典型的表面活性剂分子结构示意图。

1.3.2　表面活性剂的亲水基

表面活性剂的亲水基（hydrophilic group）：对极性表面具有明显的亲和性，亲水即易溶于水。亲水基团种类很多，有离子型（阴、阳、两性）及非离子型两大类。前者在水溶液中能离解为带电荷的、具有表面活性的基团及平衡离子；后者仅具有极性而不能在水中离解。表面活性剂的亲水基一般包括如下几类。

①羧酸盐：—COOM

②磺酸盐：—SO₃M

③硫酸（酯）盐：—SO₄M

聚醚硫酸（酯）盐：RO（CH₂CH₂O）_nSO₃M

④磷酸（酯）盐：

亚磷酸（酯）盐：

膦酸盐：

聚醚型磷酸盐：

上述亲水基中，M为平衡离子，又称反离子：包括Na⁺、K⁺、H⁺、、胺、醇胺等。

⑤胺盐：

其中，HA为无机酸HX，H₂SO₄，H₃PO₄；或有机酸HCOOH，HAc等。

⑥季铵盐：

其中，R₁，R₂，R₃至少有一个长链C₈～C₁₈，R'为短链—CH₃，—Et，X=Cl^-，Br^-，，等。

⑦氨基酸：—N⁺H₂CH₂COO^-

⑧甜菜碱：—N⁺（CH₃）₂CH₂COO^-

⑨羟基：—OH

⑩醚键：由极性键或活泼氢化合物，如含—OH，—SH，—COOH，—NH₂，—NH—，—CONH₂，—CONH—等的化合物与环氧乙烷、环氧丙烷加成而得。

极性键：

1.3.3　表面活性剂的亲油基

表面活性剂的亲油基（或叫疏水基hydrophobic group）：对水没有亲和力，不溶于水，而易溶于油，具有亲油性质。表面活性剂的亲油基团主要是烃类，有饱和烃和不饱和烃。饱和烃包括直链烷烃、支链烷烃和环烷烃，其碳原子数大都在8～20范围内；不饱和烃包括脂肪族烃和芳香族烃。表面活性剂的亲油基一般包括如下结构。

①直链烃类：C_nH_2n+1（n=8～20）

②支链烃类：C_nH_2n+1（n=8～20）

③烷基苯基：

④烷基萘基：（一般R，R'=C_nH_2n+1，n=3～6）

⑤含氟、全氟代烷基1～5类亲油基上C—H为C—F全部或部分取代：

⑥松香基：

⑦木质素（造纸废液聚合物）：

⑧硅氧烷：

⑨高分子量聚氧丙烷链：