陳立文

表面活性劑在無機(jī)化工中的應(yīng)用

陳立文

表面活性劑因?yàn)閷?duì)界面性質(zhì)可造成極為明顯的影響開始被大量運(yùn)用起來。同時(shí)因用量不多但獲得的效果極佳，又將表面活性劑叫做“工業(yè)味精”。通過表面活性劑的增溶、起泡、洗滌、濕潤等特點(diǎn)，可生產(chǎn)出大批工業(yè)試劑。隨著表面活性劑的迅猛發(fā)展，存在于我國無機(jī)化工行業(yè)的很多難題都被迎刃而解了。文章主要簡述了把表面活性劑應(yīng)用在無機(jī)化工中的具體情況。

在生產(chǎn)無機(jī)化工產(chǎn)品時(shí)和在向高功能無機(jī)化工技術(shù)轉(zhuǎn)變時(shí)，表面活性劑一直都發(fā)揮著極為重要的作用。

表面活性劑構(gòu)造和類別

表面活性劑構(gòu)造。表面活性劑是一種加入些許就會(huì)讓加入之后的溶液界面產(chǎn)生顯著改變的物質(zhì)。表面活性劑其分子結(jié)構(gòu)有兩親性，一邊是親水基團(tuán)，另外一個(gè)是厭水基團(tuán)。親水基團(tuán)通常指的是硫酸基、氨基等這些極性親水基團(tuán)；厭水基團(tuán)通常指的是非極性不同種碳原子烴鏈。

表面活性劑種類。按照表面活性劑構(gòu)造進(jìn)行分類，也就是把其分子溶解至水里以后查看能否電離出離子當(dāng)做分類的主要依據(jù)?？蓪⑵浞殖呻x子型的表面活性劑（主要有陽離子型的和陰離子型的表面活性劑）、兩性型的表面活性劑以及非離子型的表面活性劑。這當(dāng)中陽離子型的表面活性劑通常指的是季銨鹽類的化合物；而陰離子型的表面活性劑通常指級(jí)脂肪的酸鹽類的化合物（例如硬脂酸）和硫酸化合物（十二烷基硫酸鈉）以及硫酸化合物（十二烷基苯硫酸鈉）；兩性型的表面活性劑通常則指甜菜堿型和氨基酸型；非離子型的表面活性劑被應(yīng)用最為普遍的就是司盤吐溫和甘油酯等等。

表面活性劑在無機(jī)化工中的應(yīng)用情況

應(yīng)用在表面處理中

表面處理主要是為了改變產(chǎn)品表面的性能，并賦予產(chǎn)品新的功能。表面活性劑在處理過程中一直發(fā)揮著極為重大的作用。

預(yù)防晶體發(fā)生結(jié)塊。當(dāng)產(chǎn)品結(jié)晶時(shí)，把少許的表面活性劑加入其中，晶體就具備很強(qiáng)的防結(jié)塊功能。比如，我們把脂肪胺當(dāng)做是氯化鉀的防結(jié)塊劑，把十五烷基磺酰氯當(dāng)做碳酸氫銨防結(jié)塊劑，把單一的表面活性劑作為氯酸鉀的防結(jié)塊劑等。當(dāng)表面活性劑被注入結(jié)晶系統(tǒng)里時(shí)，有的可能會(huì)直接在晶體外表面產(chǎn)生一層包覆膜，起到顯著的隔離作用；有的會(huì)吸附在晶體的表面中產(chǎn)生疏水層，阻礙大氣水分跟晶體間的相互交替；有的會(huì)使溶液外表張力得到明顯縮小，使固液之間接觸角得到改變，降低晶體吸附溶液毛細(xì)管的能力；而有的則全程參與到晶體生長中，使所有晶面成長速度都因此而得到改變，進(jìn)而使晶體最終形態(tài)發(fā)生一定的變化。無論哪種機(jī)理作用，表面活性劑都會(huì)從一定程度上使晶體原本的性能受到很大的改變，有效地起到預(yù)防結(jié)塊的作用。

提升產(chǎn)品表面的活性。大部分的無機(jī)化工產(chǎn)品都是根據(jù)選擇不一樣的處理表面方式，使用不一樣的表面處理劑，進(jìn)而得到各種性能的表面活性產(chǎn)品。例如，二氧化鈦無論是光學(xué)還是化學(xué)、顏料、物理性能都十分良好，其用途可以說極為廣泛。選擇硫酸法處理狀態(tài)下的二氧化鈦還有一些弊端，就要通過表面活性處理來使其著色和底色等，都得到顯著改善。具體做法為通過表面活性劑和多元醇等包覆在二氧化鈦的外表上，這樣做的目的是要改良二氧化鈦的分散性能；通過鋁化合物來無極包裹可大大減少二氧化鈦的光學(xué)活性，提升耐候性能。有的時(shí)候我們?yōu)榱说玫礁玫陌残Ч?，通常?huì)使用兩種甚至更多的包覆劑，當(dāng)然還要視不同情況選擇不同的包覆方式。

應(yīng)用在石油化工中

由于表面活性劑具備增溶、濕潤、洗滌、抗腐等性能，所以把表面活性劑應(yīng)用在石油化工提升石油的開采率，同時(shí)在煉制石油化工時(shí)還能起到很好的清洗效果。

濕潤效果。表面活性劑其濕潤作用主要指的是液體處于巖石表面時(shí)所產(chǎn)生的液-固相態(tài)。巖石外表濕潤多少直接對(duì)采收原油量的多少造成一定的影響。而把表面活性劑引用其中就可很好的轉(zhuǎn)變這種現(xiàn)象。

泡沫作用。泡沫主要是在氣體持續(xù)性跟液體相接觸時(shí)，從中產(chǎn)生不穩(wěn)固的一個(gè)分散系統(tǒng)。而將表面活性劑加入其中以后，氣體和液體之間的張力就會(huì)大大減少，使體系外表自由能得到降低，這樣一來溶液就可產(chǎn)生比較穩(wěn)固的泡沫。在采油時(shí)，將表面活性劑引入其中產(chǎn)生泡沫后可幫助提升采收率。現(xiàn)階段通過泡沫來驅(qū)油這種方式來處于試驗(yàn)階段，所以我們還要更加妥善的去專研和宣傳通過泡沫驅(qū)油這種方式。并研發(fā)出一種新型的高溫負(fù)荷泡沫劑。

增溶作用。主要指的是通過表面活性劑可將那些難以溶解或者是不溶解的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成可溶解的狀態(tài)。此外，被增溶的物質(zhì)其化學(xué)式和蒸氣壓會(huì)降低，整體系統(tǒng)都會(huì)變得更加的平穩(wěn)。我們把具備增溶作用的表面活性劑應(yīng)用在石油化工中不僅能夠把部分石油類物質(zhì)進(jìn)行降解，減少其造成的污染，更重要的是還能大大提升油水體系里的部分性能。

應(yīng)用在鉆井中

雖然石油中具有種類繁多的天然微生物，可是因?yàn)槭椭泻械臓I養(yǎng)物質(zhì)不多，相應(yīng)的就會(huì)使得存在于石油中的天然微生物數(shù)量急劇下降。而將營養(yǎng)液注入到油層以后，這些天然微生物就會(huì)重新獲得生長和繁衍的機(jī)會(huì)，進(jìn)而使得生物表面的活性劑跟代謝物得到相應(yīng)的發(fā)展，起到良好的驅(qū)油作用。在鉆井時(shí)一般會(huì)不同工種流體共同參與工作。比如說：鉆井液與鉆井液起泡劑，通常來說，鉆井時(shí)所運(yùn)用的是水基鉆井液來加以工作，水基鉆井液主要由處理劑和水以及膨潤土這三者構(gòu)成，使用鉆井液起泡劑主要是為了有效配置出泡沫鉆井液。假如我們把起泡劑注入到水基鉆井液里，同時(shí)再將其跟氣體相接，就能配置出泡沫鉆井液了。泡沫鉆井液不僅摩阻低，而且還能保護(hù)低壓油氣層。另外我們把采油微生物向油層中注入的話，采油微生物就會(huì)迅速達(dá)至儲(chǔ)油層底端，并隨油井里的水逐漸流動(dòng)，加快微生物的發(fā)展，促進(jìn)生物表面的活性，減少原油粘度，提升其流動(dòng)性能。

總而言之，表面活性劑由于具備良好的性能，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在了無機(jī)化工中，其中隨著能源變得越來越緊張，開發(fā)利用石油資源已經(jīng)成為各行各業(yè)都廣為重視的課題，而我們發(fā)現(xiàn)使用表面活性劑不僅能提升生產(chǎn)石油的效率，同時(shí)還可加快相關(guān)企業(yè)發(fā)展的步伐，因而表面活性劑也被越來越多的應(yīng)用在了石油化工當(dāng)中。相信在今后，隨著科技的創(chuàng)新跟進(jìn)步，表面活性劑的應(yīng)用范圍會(huì)變得更廣，發(fā)揮的性能會(huì)更大。

（作者單位：濟(jì)寧市技師學(xué)院）