表面活性剂在无机化工中的应用

陈立文

表面活性剂在无机化工中的应用

陈立文

表面活性剂因为对界面性质可造成极为明显的影响开始被大量运用起来。同时因用量不多但获得的效果极佳，又将表面活性剂叫做“工业味精”。通过表面活性剂的增溶、起泡、洗涤、湿润等特点，可生产出大批工业试剂。随着表面活性剂的迅猛发展，存在于我国无机化工行业的很多难题都被迎刃而解了。文章主要简述了把表面活性剂应用在无机化工中的具体情况。

在生产无机化工产品时和在向高功能无机化工技术转变时，表面活性剂一直都发挥着极为重要的作用。

表面活性剂构造和类别

表面活性剂构造。表面活性剂是一种加入些许就会让加入之后的溶液界面产生显著改变的物质。表面活性剂其分子结构有两亲性，一边是亲水基团，另外一个是厌水基团。亲水基团通常指的是硫酸基、氨基等这些极性亲水基团；厌水基团通常指的是非极性不同种碳原子烃链。

表面活性剂种类。按照表面活性剂构造进行分类，也就是把其分子溶解至水里以后查看能否电离出离子当做分类的主要依据。可将其分成离子型的表面活性剂（主要有阳离子型的和阴离子型的表面活性剂）、两性型的表面活性剂以及非离子型的表面活性剂。这当中阳离子型的表面活性剂通常指的是季铵盐类的化合物；而阴离子型的表面活性剂通常指级脂肪的酸盐类的化合物（例如硬脂酸）和硫酸化合物（十二烷基硫酸钠）以及硫酸化合物（十二烷基苯硫酸钠）；两性型的表面活性剂通常则指甜菜碱型和氨基酸型；非离子型的表面活性剂被应用最为普遍的就是司盘吐温和甘油酯等等。

表面活性剂在无机化工中的应用情况

应用在表面处理中

表面处理主要是为了改变产品表面的性能，并赋予产品新的功能。表面活性剂在处理过程中一直发挥着极为重大的作用。

预防晶体发生结块。当产品结晶时，把少许的表面活性剂加入其中，晶体就具备很强的防结块功能。比如，我们把脂肪胺当做是氯化钾的防结块剂，把十五烷基磺酰氯当做碳酸氢铵防结块剂，把单一的表面活性剂作为氯酸钾的防结块剂等。当表面活性剂被注入结晶系统里时，有的可能会直接在晶体外表面产生一层包覆膜，起到显著的隔离作用；有的会吸附在晶体的表面中产生疏水层，阻碍大气水分跟晶体间的相互交替；有的会使溶液外表张力得到明显缩小，使固液之间接触角得到改变，降低晶体吸附溶液毛细管的能力；而有的则全程参与到晶体生长中，使所有晶面成长速度都因此而得到改变，进而使晶体最终形态发生一定的变化。无论哪种机理作用，表面活性剂都会从一定程度上使晶体原本的性能受到很大的改变，有效地起到预防结块的作用。

提升产品表面的活性。大部分的无机化工产品都是根据选择不一样的处理表面方式，使用不一样的表面处理剂，进而得到各种性能的表面活性产品。例如，二氧化钛无论是光学还是化学、颜料、物理性能都十分良好，其用途可以说极为广泛。选择硫酸法处理状态下的二氧化钛还有一些弊端，就要通过表面活性处理来使其着色和底色等，都得到显著改善。具体做法为通过表面活性剂和多元醇等包覆在二氧化钛的外表上，这样做的目的是要改良二氧化钛的分散性能；通过铝化合物来无极包裹可大大减少二氧化钛的光学活性，提升耐候性能。有的时候我们为了得到更好的包覆效果，通常会使用两种甚至更多的包覆剂，当然还要视不同情况选择不同的包覆方式。

应用在石油化工中

由于表面活性剂具备增溶、湿润、洗涤、抗腐等性能，所以把表面活性剂应用在石油化工提升石油的开采率，同时在炼制石油化工时还能起到很好的清洗效果。

湿润效果。表面活性剂其湿润作用主要指的是液体处于岩石表面时所产生的液-固相态。岩石外表湿润多少直接对采收原油量的多少造成一定的影响。而把表面活性剂引用其中就可很好的转变这种现象。

泡沫作用。泡沫主要是在气体持续性跟液体相接触时，从中产生不稳固的一个分散系统。而将表面活性剂加入其中以后，气体和液体之间的张力就会大大减少，使体系外表自由能得到降低，这样一来溶液就可产生比较稳固的泡沫。在采油时，将表面活性剂引入其中产生泡沫后可帮助提升采收率。现阶段通过泡沫来驱油这种方式来处于试验阶段，所以我们还要更加妥善的去专研和宣传通过泡沫驱油这种方式。并研发出一种新型的高温负荷泡沫剂。

增溶作用。主要指的是通过表面活性剂可将那些难以溶解或者是不溶解的物质转变成可溶解的状态。此外，被增溶的物质其化学式和蒸气压会降低，整体系统都会变得更加的平稳。我们把具备增溶作用的表面活性剂应用在石油化工中不仅能够把部分石油类物质进行降解，减少其造成的污染，更重要的是还能大大提升油水体系里的部分性能。

应用在钻井中

虽然石油中具有种类繁多的天然微生物，可是因为石油中含有的营养物质不多，相应的就会使得存在于石油中的天然微生物数量急剧下降。而将营养液注入到油层以后，这些天然微生物就会重新获得生长和繁衍的机会，进而使得生物表面的活性剂跟代谢物得到相应的发展，起到良好的驱油作用。在钻井时一般会不同工种流体共同参与工作。比如说：钻井液与钻井液起泡剂，通常来说，钻井时所运用的是水基钻井液来加以工作，水基钻井液主要由处理剂和水以及膨润土这三者构成，使用钻井液起泡剂主要是为了有效配置出泡沫钻井液。假如我们把起泡剂注入到水基钻井液里，同时再将其跟气体相接，就能配置出泡沫钻井液了。泡沫钻井液不仅摩阻低，而且还能保护低压油气层。另外我们把采油微生物向油层中注入的话，采油微生物就会迅速达至储油层底端，并随油井里的水逐渐流动，加快微生物的发展，促进生物表面的活性，减少原油粘度，提升其流动性能。

总而言之，表面活性剂由于具备良好的性能，已经被广泛的应用在了无机化工中，其中随着能源变得越来越紧张，开发利用石油资源已经成为各行各业都广为重视的课题，而我们发现使用表面活性剂不仅能提升生产石油的效率，同时还可加快相关企业发展的步伐，因而表面活性剂也被越来越多的应用在了石油化工当中。相信在今后，随着科技的创新跟进步，表面活性剂的应用范围会变得更广，发挥的性能会更大。

（作者单位：济宁市技师学院）