【背景及概述】[1]
表面活性劑在工業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常生活中已經(jīng)占有非常重要的地位， 被形象地稱為“工業(yè)味精”，廣泛應(yīng)用于化妝品、洗滌劑、制藥、化工等行業(yè)。與此同時(shí)，大量使用表面活性劑帶來(lái)的生態(tài)破壞和環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重。近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，為保護(hù)人類的生存環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，研究和開發(fā)一批溫和、安全、高效、易生物降解、保護(hù)環(huán)境的綠色表面活性劑已經(jīng)刻不容緩。目前，已有不少專家學(xué)者從事這方面研究，并已取得了一定的成果。
表面活性劑( surfactant) 是一類重要的化工材料，具有固定的親水親油基團(tuán)， 在溶液表面能定向排列，并能使溶液表面張力顯著下降。表面活性劑按其在水中是否離解，可分為離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑。離子型表面活性劑根據(jù)溶解后的活性成分又可分為陽(yáng)離子型、 陰離子型和兩性離子型，如圖 1。
綠色表面活性劑一般是以天然可再生資源為原料，通過(guò)清潔反應(yīng)制備出的具有兩親性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，對(duì)人體刺激小，易生物降解。但也有一些綠色表面活性劑是在普通表面活性劑的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾( 如引入一些特殊基團(tuán)) ，有的是對(duì)一些本來(lái)不具有表面活性的物質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，還有一些是合成的具有全新結(jié)構(gòu)的表面活性劑。與傳統(tǒng)表面活性劑相比，綠色表面活性劑具有天然性、 溫和性、 刺激性小等優(yōu)良特點(diǎn)。其不僅具有親水基和憎水基，并且具有高效的去污性、 優(yōu)良的配伍性及良好的環(huán)境相容性， 乳化性、洗滌性、增溶性、潤(rùn)濕性、溶解性和穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能，因此備受廣大科學(xué)工作者的親睞。
【典型的綠色表面活性劑】[2]
1 生物表面活性劑
生物表面活性劑( biosurfactant) 是微生物在代謝過(guò)程中分泌出的具有一定生物活性的次級(jí)代謝產(chǎn)物。與常規(guī)表面活性劑相同，生物表面活性劑由親水基和疏水基兩部分組成，但生物表面活性劑比合成表面活性劑更具有潛在的優(yōu)勢(shì)：①可生物降解，無(wú)毒或低毒，具有良好的環(huán)境相容性，因此可用作化妝品和藥品的添加劑；②可用工業(yè)廢物生產(chǎn)，以減少工業(yè)三廢；③具有更高的起泡性，在某些苛刻條件( 如極端溫度、pH 值、鹽濃度) 下具有更高的選擇性和專一性；④結(jié)構(gòu)多種多樣，可適用于特殊領(lǐng)域。目前生物表面活性劑的應(yīng)用已經(jīng)涉及到石油、化工以及環(huán)境等眾多領(lǐng)域。
2 可降解型表面活性劑
可降解型表面活性劑又叫做暫時(shí)性表面活性劑或可控半衰期的表面活性劑( surfactants with controlled half-live) ，其最初的定義是: 在完成其應(yīng)用功能后，通過(guò)酸、堿、鹽、熱或光的作用能分解成非表面活性物質(zhì)或轉(zhuǎn)變成新表面活性化合物的一類表面活性劑。這類表面活性劑分子極性頭部和疏水鏈之間往往含有穩(wěn)定性有限的弱鍵，該弱鍵的裂解將直接破壞分子的表面活性，也就是通常所說(shuō)的表面活性劑初級(jí)降解。按可分解官能團(tuán)的不同一般可將可降解型表面活性劑分為縮醛型和縮酮型兩類。與常規(guī)表面活性劑相比，可降解型表面活性劑具有更好的環(huán)保性能，這類表面活性劑可以解除一些復(fù)雜情況。近年來(lái)，人們對(duì)可降解型表面活性劑的認(rèn)識(shí)已不斷深化和發(fā)展。環(huán)境影響的大小和生物降解性的快慢已逐漸成為判斷表面活性劑好壞的重要指標(biāo)。到目前為止，已有不少研究者試圖通過(guò)各種方法制備出具有可降解性的新型表面活性劑。
3 反應(yīng)型表面活性劑
反應(yīng)型表面活性劑是指帶有反應(yīng)基團(tuán)的表面活性劑，它不僅具有表面活性， 而且能夠與所吸附的基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 永久地鍵合到基體表面成為基體的一部分。反應(yīng)型表面活性劑典型的兩個(gè)特征是：①具有表面活性， 能參與化學(xué)反應(yīng)， 并且反應(yīng)后也不喪失其表面活性；②其分子結(jié)構(gòu)中除了親水基團(tuán)和親油基團(tuán)以外，還應(yīng)有反應(yīng)性基團(tuán)。在很多情況下，使用反應(yīng)型乳化劑可很好地解決傳統(tǒng)乳化劑帶來(lái)的種種問題， 制備得到表面潔凈、帶有功能集團(tuán)的聚合物。
【展望】[2]
資源的緊缺以及人類環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，將進(jìn)一步推動(dòng)綠色表面活性劑工業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前，世界表面活性劑市場(chǎng)呈穩(wěn)定而緩慢的增長(zhǎng)趨勢(shì)，更多新型、 性能優(yōu)良、易生物降解、高效、安全的表面活性劑出現(xiàn)，會(huì)給人們的生活和工業(yè)生產(chǎn)注入活力。根據(jù)國(guó)外一些大公司及專家預(yù)測(cè)， 未來(lái)表面活性劑工業(yè)發(fā)展趨向主要是: (1) 提高表面活性劑的生物降解性。表面活性劑的可生物降解性將成為未來(lái)表面活性劑發(fā)展的重要方向，生命周期評(píng)價(jià)也將成為表面活性劑綠色化過(guò)程中的一個(gè)重要指標(biāo)。(2) 大力開發(fā)和利用天然可再生資源。開發(fā)和利用天然脂肪醇和棕櫚油、 糖類、 淀粉等原料制備表面活性劑，可限度的降低表面活性劑中的有毒物質(zhì)，使其符合生態(tài)與環(huán)保要求。(3) 反應(yīng)過(guò)程的綠色化。采用綠色原料、 催化劑、 溶劑以降低表面活性劑在制備過(guò)程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染。(4) 表面活性劑的功能性和有效性。開發(fā)和制備一批具有高效功能性的表面活性劑， 具有重要的意義。但是在研究和開發(fā)綠色表面活性劑產(chǎn)品的同時(shí)， 應(yīng)進(jìn)一步加大綠色表面活性劑的使用力度， 促使我國(guó)綠色表面活性劑事業(yè)實(shí)現(xiàn)飛速發(fā)展， 進(jìn)而帶動(dòng)我國(guó)其他行業(yè)的快速發(fā)展。
【主要參考資料】
[1]宋成英.表面活性劑的增溶作用[J].硅谷,2012(10):133-134.
[2]劉俊莉,馬建中,鮑艷.綠色表面活性劑的研究進(jìn)展[J].皮革科學(xué)與工程,2010,20(03):34-38.