两栖分子—表面活性剂

在日常生活中，我们经常应用肥皂、洗涤剂、清洁剂、杀菌剂等，这些物质都属于表面活性剂。表面活性剂的分子结构与一般物质的分子不同，它们都属于两栖分子，即分子中都有两部分组成，一部分是极性部分，是亲水的，称为亲水基，另一部分是非极性部分，是亲油的，称为疏水基或者亲油基。具有上述结构的分子，在溶剂水中有着特殊的表现。根据“相似相容原理”，水分子极易与亲水基吸引，而另一端是疏水基，水分子与之相互发生排斥现象。由于一个分子一端被吸引，而另一端被排斥，因此整个分子在溶剂水中很不稳定，经过一段运动后，就把亲水基的一端伸向水中，而疏水基的一端则推向溶剂的表面，形成一层致密的薄膜，使溶剂的表面张力大大降低，形成活性膜层。
     为此，凡具有两栖性分子结构的物质，统称为表面活性剂。随着各项事业发展的需要和科学技术的进步，表面活性剂的种类日益增多。按基本类型可分为：阴离子、阳离子、两性离子、非离子型几大类。日常生活中常用的表面活性剂有：肥皂（硬脂酸钠）、洗衣粉（十二烷基磺酸钠）、洁尔灭（十二烷基二甲基苄基氯化铵）、新洁尔灭（十二烷基二甲基苄基溴化铵）、抗静电剂（三羟乙基甲基硫酸铵）、匀染剂（十八烷基二甲基苄基氯化铵）等。由于表面活性具有：浸润渗透、发泡和消泡、乳化、分散、增溶和去污等作用，因此在化工、石油、轻工、冶金、矿业、农业、食品、医药等行业中有着广泛的应用。
     例如肥皂虽小，可是现在几乎人人都离不开它。它所含有的硬脂酸钠分子在水中可离解成钠离子和硬脂酸离子，硬脂酸离子具有两栖性，因此使肥皂具有很强的去污能力。当用它洗手时，混合作用可把油污分成许多微粒，每个微粒都被一层硬脂酸离子所包围。硬脂酸的“头”埋于油中，而它的“尾”则伸向水中。这样就形成一个包围油污的球形水层，使油粒不能重新聚集起来，或粘到手上，最后被干净水冲掉。肥皂去污的原理比较复杂，几乎包括了表面活性质渗透、乳化、分散、发泡、增溶等全部作用。科学的发展无止境，表面活性剂的新品种也层出不穷。1992年美国的亨克尔公司大规模生产烷基多葡糖苷（APG）。它是由玉米制得葡萄糖和由棕榈仁油及椰子油制得的醇合成的天然非离子型表面活性剂。这种表面活性剂对皮肤相容很好，并能与阴、阳离子以及其他非离子型表面活性配合，提高作用效能，因此可广泛应用于化妆品个人护理用品和洗涤剂，深受用户欢迎。
     最近该公司还利用再生资源生产阴离子表面活性剂α—磺基棕榈酸甲酯（α—FMe），它在硬水中的去污能力远大于烷基苯磺酸盐洗涤剂，很有发展前途。据说肥皂是在3000多年前由古埃及的一位厨师无意识偶然发现的。很长时间人类只使用无发展，只有经过化学家们研究认清了肥皂分子“两栖性”的本质后，才使表面活性剂产生了突破性的发展。现在，所有的表面活性剂都是利用“两栖分子”这一原理制造的。因此，我们研究化学，必须加强基础研究，因为它的成果往往会促进科学和人类的进步！