表面活性剂
表面活性剂（surface active agent、surfactant），是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团。亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基及其盐，羟基、胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。如肥皂、香皂等是最常见的表面活性剂。
表面活性剂品种已多达数万种，功能和作用多种多样，分类方法也多种多样，根据亲水基团分类，可分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性型表面活性剂和非离子型表面活性剂；按疏水基分类，可分为碳氢链、聚氧丙烯、表面活性剂、硅表面活性剂、含硼表面活性剂。随着科学技术的发展，也研制了一些新型表面活性剂，如双子型表面活性剂、Bola型表面活性剂、生物表面活性剂等。表面活性剂具有增溶、润湿、乳化、起泡、消泡、助磨、助悬、洗涤等作用，其活性受温度、酸度、无机盐、氧化剂的影响。
由于表面活性剂在界面上的定向吸附使界面张力降低以及在溶液中形成胶团等独特的性质使其在药物制剂、化妆品、医学、轻工、工业、食品等方面具有重要的实际应用价值。在制药领域，表面活性剂多用于难溶性药物的增溶，油类的乳化，混悬剂中药物的润湿等，以增加药物的溶解度和稳定性，促进药物的吸收；在化妆品领域，大多数化妆品的生产都要利用表面活性剂的乳化、润湿、增溶、分散、起泡、清洗、杀菌及柔软等作用；在医学检验中，由于表面活性剂同时具有亲水性、亲油性的特性，常被用来降低液体表面张力，从而发挥其在渗透、湿润、乳化、分散、增溶、发泡、消泡、洗涤、杀菌等方面的功能；在工业领域，可用作阻垢剂；在食品领域，主要作为食品乳化剂、增稠剂、消泡剂、保鲜剂、分散剂、脱膜剂、防粘剂、助滤剂、澄清剂等；在日常生活中，洗涤剂是使用最为广泛的表面活性剂，它们存在于肥皂、洗洁精、洗衣液等生活用品中；同时也作为纤维的抗静电剂被广泛的应用于日用品里。
表面活性剂中阳离子表面活性剂的毒性较大，阴离子表面活性剂的毒性次之，非离子表面活性剂的毒性最小，在工业及日常生活中，相当一部分表面活性剂主要用作洗涤剂和表面处理剂。洗涤或表面处理之后，这些表面活性剂连同污水一起流入下水道，最终被排放到河流或湖泊中去，造成环境污染，这对水中鱼类繁殖、生长和发育构成很大威胁，严重时会使大量鱼类死亡。
组成与结构
基本组成
表面活性剂分子为两亲性分子，其分子结构中同时含有两种不同性质的基团，即亲水基团与亲油基团，如下图所示。亲水基团一般极性较强，可以是离子基团，如羧酸、磺酸、硫酸酯及其可溶性盐、磷酸酯基、氨基或胺基及其盐等，也可以是非离子基团，如羟基、酰胺基、醚键、羧酸酯基等。亲油基团又称疏水基团，一般是长度为8～20个碳原子的烃链，或者是含有杂环化合物或芳香族基团的碳链等。
亲油基团是容易在油脂中溶化或被油脂湿润的原子团，和油一样有排斥水的性质。但是，疏水基不一定都是亲油基，亲油基只是疏水基中的一部分。亲水基是由容易溶于水或被水湿润的原子团所组成的。许多表面活性剂的亲水基团都是无机化合物性质的，但也有有机化合物，例如非离子表面活性剂的亲水基。这种分子就会在水溶液体系中，相对于水介质而采取独特的定向排列，其亲水基团插入水相中，亲油基团朝向空气或油相中，并在表面（界面）上定向排列，改变了液体表面的组成，如下图所示。它表现出两种重要的基本性质：溶液表面的吸附与在溶液内部形成胶团。
表面活性剂的非极性亲油基团
亲油基团是具有易于在油中溶解的性质的原子集合体。亲油基和油一样具有排斥水的性质，因此又称为疏水基。常见的亲油基主要有下面几种：
①C8-C20直链烷基；
②C8-C20带支链基；
③烷基碳原子数8-16的十二烷基苯基；
④烷基基，烷基碳原子数\u003e3，一般为双烷基；
⑤脂松香衍生物；
⑥有机高分子化合物量的聚氧丙烯基；
⑦长链全氟或高氟代烷基；
⑧低分子量的全氟聚氧丙烯基；
⑨聚硅土烷基。
表面活性剂的极性亲水基团
它是由易溶解于水的或易被水湿润的原子团所组成的，有的是无机化合物物，有的是有机化合物；它们都具有无机性质。在工业上常用的表面活性剂的极性亲水基团很多，主要包括以下几类。
①阴离子表面活性剂中的极性亲水基团:羧酸基、磺酸根、硫酸根、磷酸盐等。
②阳离子表面活性剂中的极性亲水基团：伯氨基、叔氨基、仲氨基、季基等。
③两性表面活性剂中的极性亲水基团：氨基羧基、内氨基羧基等。
④非离子型表面活性剂中的极性亲水基团：聚乙二醇型中的醚基和羟基、多元醇型中的羟基等。
分类
表面活性剂品种已多达数万种，功能和作用多种多样，在工业领域素有“工业味精”之美誉。表面活性剂的分类方法也多种多样，其基本原则是依据亲水基种类、分子量大小、来源和元素组成以及功能、作用等进行分类。
按来源不同分类
表面活性剂可以分为从天然物质中提取的、化学合成的和天然提取物经化学处理制成的半合成品三类。
天然表面活性剂
天然表面活性剂亦称生物表面活性剂，通常是指来自动植物体内的具有表面活性的物质，即各种树胶、明胶、皂苷、卵磷脂、琼脂、海藻酸钠、胆笛醇、羊毛脂等。这类表面活性剂都是复杂有机高分子化合物有机化合物，亲水性强，能形成O/W型乳液。同时其粘度较大，有利于增加乳液的稳定性。但是该类表面活性剂降低表面张力的能力较小，乳化能力大小不等。天然表面活性剂容易被霉菌或细菌污染而变质，故不宜久置，需新鲜配制或添加防腐剂。常见的天然表面活性剂有以下几种。
阿拉伯胶：是阿拉伯酸的钙、镁、钾盐混合物。可乳化植物油和芳香油，形成O/W型乳液，能用作口服乳剂的乳化剂。天然阿拉伯胶内含酶，容易腐败，与一些药物也有配伍禁忌。作为乳化剂在pH为4～10最稳定。其作乳化剂单独使用容易分层，故常与果胶、琼脂配合使用。
杏树胶：乳化能力大于阿拉伯胶、粘度较大，制成乳剂其油滴分散度和成品稳定性均优于阿拉伯胶。
、皂苷：有显著降低表面张力的能力，可制O/W型乳剂。本品对粘膜有刺激性，亦有溶血性贫血作用，故制品不能内服。
琼脂：本身乳化能力和制品稳定性均不佳，常与阿拉伯胶合用以提高乳剂粘度，本品胶料带阴电荷，不能与带阳电荷的明胶
配用、多用于乳化鱼肝油、液体石蜡。
海藻酸钠：由藻胶质的稀碱液提取物中所得的一种糖类、主要是海藻酸的钠盐。分子量48000～185000，为无色到黄白色无味粉末，溶于水成粘稠状胶液，不溶于有机溶剂。该品主要用于增加乳剂粘度，可用作混悬剂、乳化剂和粘稠剂。该品有吸水性，可作轻泻剂和制牙模的材料。
卵磷脂、豆磷脂：是一种两性表面活性剂，其闭合板状胶束可作人造膜，作为生物膜模型。
明胶：明胶为组成复杂的两性物质，常用作乳化剂和稳定剂，但易腐败，使用时需加防腐剂。
多糖类：多糖（polysaccharids）表面活性剂包括植物、动物和微生物多糖三大类来源，它是由单糖聚合而成的高聚物。有的多糖由疏水基和亲水基构成，有时有显著的表面活性，是一大类天然表面活性剂，如聚葡萄糖、聚鼠李糖，聚呋喃糖等。
化学合成表面活性剂
日常生活中对肥皂的需求量很大，生产肥皂要消耗大量的天然油脂。为了降低资源的压力和提高乳化的效率，根据肥皂的洗涤原理，国内外研制了许多具有表面活性作用的物质，日常使用的表面活性剂一般都是人工合成的。合成表面活性剂种类很多，按其结构特点分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。常见的合成表面活性剂如下表所示。
半合成表面活性剂
半合成表面活性剂主要有纤维素衍生物、淀粉衍生物。
纤维衍生物：羧甲基纤维素纳（简称CMCNa）是葡萄糖聚合度为100～2000的纤维素衍生物，为白色或浅黄色纤维状或颗粒状粉末，无臭，无味，易分散于水中成为溶胶。羧甲基纤维素纳水溶液的粘度随聚合度和溶液的pH值不同而各异。pH值大于3时，粘度随pH值增大而减小；pH值为5~9时，粘度变化较小；pH值在3以下时，羧甲基纤维素钠成为游离酸，生成沉淀。羧甲基纤维素钠的粘度随葡萄糖的聚合度增大而增高。羧甲基纤维素钠由纤维素与氢氧化钠反应生成碱性纤维素，然后用氯乙酸钠进行羧甲基化而制得。羧甲基纤维素钠具有良好的增稠、稳定、保护胶体、薄膜形成等性能，主要用作粘度调节剂、食品添加剂和纺织用浆料。
淀粉衍生物：淀粉经一定种类的化学品处理后，其物理性能发生了改变，转变为淀粉衍生物，亦称为改性淀粉。改性淀粉一般为白色或近白色颗粒或粉末状体，无臭，无味，不溶于乙醇、乙醚和三氯甲烷，溶于冷水。淀粉衍生物种类较多，主要品种有羧甲基淀粉、羟丙基淀粉、磷酸淀粉钠。羧甲基淀粉亦称羧甲基淀粉钠和淀粉乙醇酸钠（简称CMS），其基本骨架由葡萄糖聚合而得，葡萄糖的长链中以α-1，4-苷键相结合，葡萄糖的羟基与羧甲基形成醚链。羧骏甲基淀粉具有良好的增稠、稳定性能，在食品生产中用作增稠剂、乳化稳定剂和防老化剂，也用作纺织用浆料。
按亲水基分类
根据表面活性剂分子溶于水后亲水基团是否解离、解离成何种离子的情况，通常分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性型表面活性剂和非离子型表面活性剂。
阴离子型表面活性剂
该类表面活性剂在水中解离后，起亲水性作用的是阴离子基团。其中，阴离子基团又可分为两种类型。盐类型和酯盐类型。阴离子型表面活性剂是应用最广的一类，它可用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂、分散剂和增溶剂等。如高级脂肪酸、硫酸酯盐、磺酸盐等。
高级脂肪酸盐：属于肥皂类，通式为（RCOO-）nMn+。脂肪酸烃链R一般为C11~C17，且以硬脂酸（C18）、油酸（C18）、软脂酸（C16)、月桂酸（C12）等较为常用。根据金属离子M的不同，又可分为碱金属皂（一价皂如钠皂、钾皂）、碱土金属皂（二价皂如钙皂、镁皂）和有机胺皂（如三乙醇胺皂）等。肥皂类表面活性剂具有良好的乳化能力，其中碱金属皂、有机胺皂常用作O/W型乳剂的乳化剂，碱土金属皂为W/O型乳剂的乳化剂。碱金属皂为可溶性皂，在pH大于9时稳定，pH小于9时易析出脂肪酸而失去表面活性，多价离子如钙离子、镁离子等也可以与其结合成不溶金属皂而破坏制剂的稳定性。本品有一定的刺激性，一般只用于外用制剂。
硫酸酯盐：主要为硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，通式为ROSO3-M+，其中高级脂肪醇烃链R为C12～C18。硫酸化油的代表是硫酸化麻油，俗称土耳其红油，为黄色或橘黄色黏稠液，有微臭，无刺激性，可用作去污剂或润湿剂，可代替肥皂洗涤皮肤，也可用于芳香油或水不溶性杀菌剂的增溶。高级脂肪醇硫酸酯类中常用k12（月桂醇硫酸钠，常用作O/W型乳剂的乳化剂）、十六烷基硫酸钠（1-十六烷醇硫酸钠）、十八烷基硫酸钠（1-十八烷醇硫酸钠）等。本品的乳化性能很强，且较肥皂类表面活性剂稳定，但对黏膜有一定的刺激性，主要在外用软膏剂中用作乳化剂。
磺酸盐：结构通式为RSO3-M+，主要包括脂肪族磺酸化物，烷基芳基磺酸化物，烷基萘基磺酸化物等，如二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT）、二己基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-18）、十二烷基苯磺酸钠。因为磺酸盐不是酯，在酸性条件下不水解，所以在酸性水溶液中及遇热时均较稳定。其渗透力强、易起泡、去污力好，为优良的洗涤剂。牛磺胆酸钠等胆盐亦属于此类表面活性剂，胆盐在消化道中大量分泌，可以作为胃肠道中脂类物质的乳化剂和增溶剂，胆盐能促进某些药物的口服吸收。
阳离子型表面活性剂
此类表面活性剂在水中解离后，起亲水作用的是阳离子，常见的阳离子型表面活性剂有胺盐型、第七代季铵盐型、吡啶盐型、胺氧化物。阳离子型表面活性剂大多用于杀菌、防腐或作为织物的柔软剂和抗静电剂。常用的阳离子型表面活性剂有苯扎氯铵（又称苯扎氯胺）、苯扎溴铵（又称新洁尔灭）、度米芬（又称消毒宁）及消毒净等。
胺盐型阳离子表面活性剂：按氮上的有机取代基的个数，胺盐可分为伯胺盐、仲胺盐和叔胺盐三种，它们在性质上比较接近，且往往混合在一起，所以统称胺盐型阳离子表面活性剂。按化学结构可分为以下几种：
（1）烷基胺盐型阳离子表面活性剂。伯胺、仲胺、叔胺分别与盐酸中和形成相应的伯胺半胱胺、仲胺盐酸盐和叔胺盐酸盐。其中胺类有十二萃取变更剂和N,N-二甲基十八胺，这类表面活性剂可用作纤维柔软剂、匀染剂、乳化剂等。
（2）氨基醇脂肪酸衍生物型阳离子表面活性剂。硬脂酸与三乙醇胺加热缩合成三乙醇胺硬脂酸酯，再以甲酸或醋酸中和制得氨基醇脂肪酸衍生物型阳离子表面活性剂，分子中含酯键。如沙罗明A。此类表面活性剂由于原料便宜、制造简单和性能良好，所以是阳离子表面活性剂中用途较广的产品。主要用作纤维柔软剂和匀染剂。
（3）多胺脂肪酸衍生物型阳离子表面活性剂。这类表面活性剂以色派明A为代表，由硬脂酸与N,N-二乙基乙二胺加热缩合，再与乙酸作用制得，分子中含酰胺键。主要用作纤维柔软剂。
（4）咪唑啉型阳离子表面活性剂。N-乙基乙二胺或多亚乙基多胺类与脂肪酸在200～250℃下进行反应，即可制得咪唑啉衍生物，再以盐酸中和得咪唑嘛型阳离子表面活性剂，可用作纤维柔软剂。
季铵盐型阳离子表面活性剂：季铵盐型阳离子表面活性剂的结构通式如下：
其中：R为C2～C18长链烷基；R1，R2，R3为甲基、乙基苯基等；X为氯、溴或其他阴离子基团。通常用叔胺与烷化剂反应制得。所用的烷基化剂有氯甲烷、氯苯等卤代烷，硫酸二甲酯等硫酸二烷酯，环氧乙烷等环氧化物，对甲苯磺酸甲酯等磺酸酯。季铵盐阳离子表面活性剂性质稳定，既耐酸又耐碱。可用作纤维的抗静电剂、柔软剂、缓染剂和固色剂等，也可用作杀菌消毒剂和护发剂等。第七代季铵盐型阳离子表面活性剂主要有烷基三甲基铵盐型、二烷基二甲基铵盐型、烷基二甲基苄基铵盐型、吡啶季铵盐型等。
吡盐型阳离子表面活性剂：吡啶与卤代烷在加热条件下进行反应即可制得烷基吡啶盐，如十六烷基氯化吡啶、十六烷基溴化吡啶、十二烷基氯化吡啶等。由吡啶与十八酰替氨甲基氯反应，生成的十八酰替氨甲基氯化吡啶也属于该类型阳离子表面活性剂。吡啶盐型阳离子表面活性剂主要用作纤维的防水剂，也用作染色助剂和杀菌剂，但用量较少。
胺氧化物：氧化叔胺也称为胺氧化物，它是烷基二甲基叔胺或烷基二乙基叔胺的氧化物，烷基为C16～C18的烃基。氧化叔胺的胺氧基是极性的，易于结合H+，形成羟基铵根，因此它在酸性溶液中是阳离子，在中性与碱性溶液中是非离子，在酸液中与阴离子表面活性剂相遇，会产生沉淀物。在中性与碱性溶液中能与阴离子表面活性剂混合使用。胺氧化物采用脂肪叔胺为原料，用过氧化氢进行氧化而成。胺氧化物复配成洗涤剂后是稳定的。虽然它属于有机氮氧化物，但它本身不会起氧化剂的作用。胺氧化物的发泡能力强，不刺激皮肤。它最主要的用途是用来代替脂肪醇酰胺配制家用餐具洗涤剂。还可用于棉纺织物净洗，适用于高电解质浓度下的润湿和乳化。此外，也常用于配制洗发香波。
两性型表面活性剂
两性离子型表面活性剂有天然和人工合成之分，天然的两性离子型表面活性剂常用的为卵磷脂，合成的两性离子型表面活性剂阳离子部分是胺盐或季铵盐，阴离子部分主要是羧酸盐、硫酸盐、磺酸盐和磷酸盐等。该类表面活性剂分子中带有两个亲水基团，一个带正电，一个带负电。氨基丙酸、咪唑啉、甜菜碱和牛磺酸是最主要的两性型表面活性剂。
天然的两性离子型表面活性剂：常用的为卵磷脂，它是制备静脉注射用乳剂的常用乳化剂，也是制备脂质体的主要辅料。卵磷酸甘油酯主要来源于大豆和蛋黄，成分复杂，包含各种丙三醇磷脂，如脑磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、丝氨酸磷脂、肌醇磷脂、磷脂酸等。磷脂酰胆碱由磷酸酯盐型的阴离子部分和第七代季铵盐型的阳离子部分组成。由于磷脂酰胆碱有两个疏水基团，故不溶于水，易溶于三氯甲烷、乙醇、石油醚等多数非极性有机溶剂，对油脂的乳化能力很强。
合成的两性离子型表面活性剂：阳离子部分是胺盐或季铵盐，阴离子部分主要是羧酸盐、硫酸盐、磺酸盐和磷酸盐等。阴离子部分为羧酸盐的两性离子表面活性剂又可分为由胺盐构成的氨基酸型和由季铵盐构成的甜菜碱型。氨基酸型在等电点时亲水性减弱，可能产生沉淀，而甜菜碱型最大的优点是在酸性、中性及碱性溶液中均易溶，在等电点时也不会沉淀，适用于任何pH条件。人工合成的十二烷基双（氨乙基)甘氨酸盐酸盐，属于氨基酸型两性离子型表面活性剂。本品的杀菌力很强，毒性低于阳离子型表面活性剂，其1%水溶液可作消毒喷雾用。
非离子型表面活性剂
此类表面活性剂溶于水后不发生解离，因而不显电性，其极性基大多为氧乙烯基、多元醇基和酰胺基。常见的有酯型、醚型、胺型、酰胺型、糖酯和糖醚型。该类表面活性剂被称为“绿色”表面活性剂，源于天然，无毒，对皮肤无刺激，具有易生物降解等特点。非离子型表面活性剂的原料来源广，性质稳定，不受盐类、pH值的影响，可与离子型表面活性剂复配使用，应用广泛。多元醇型、聚乙二醇型是常见的非离子型表面活性剂，非离子型表面活性剂还有脂肪酸甘油酯、脂肪酸蔗糖酯、脂肪酸蔗糖醚、聚氧乙烯烷基酚醚等。
多元醇型：有以下几种类型。
（1）脂肪酸山梨坦即脱水山梨醇脂肪酸酯，商品名为失水山梨醇脂肪酸酯，是由山梨醇与脂肪酸反应缩合而成的酯类化合物。脱水山梨醇实际上是一次与二次脱水物的混合物，故所生成的酯也是一种混合酯。因结合的脂肪酸种类与数量的不同而有不同的产品，例如：司盘20（脂肪酸山梨坦20）是脱水山梨醇单月桂酸酯；司盘60（脂肪酸山梨坦60）是脱水山梨醇单硬脂酸酯：司盘80（脂肪酸山梨坦80是脱水山梨醇单油酸酯。该类产品由于亲油性强，故一般用作W/O型乳剂的乳化剂，或O/W型乳剂的辅助乳化剂。多用于搽剂和软膏剂，也可作注射（非静脉注射）用乳剂的辅助乳化剂。
（2）聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯又称聚山梨酯，商品名为吐温，是失水山梨醇脂肪酸酯类的分子结构中剩余的羟基结合聚氧乙烯基而得到的化合物，和司盘一样也是一种混合酯，同司盘一样，因结合的脂肪酸种类与数量不同而产品不同，例如：吐温20（聚山梨酯20）是聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯；吐温60（聚山梨酯60）是聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸酯；吐温80（聚山梨酯80）是聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯；吐温85（聚山梨酯85）是聚氧乙烯脱水山梨醇三油酸甘油酯。该类产品由于分子结构中含有聚氧乙烯基，因此亲水性显著增加，为水溶性表面活性剂，常用作增溶剂和O/W型乳剂的乳化剂。
聚乙二醇型：有以下几种类型。
（1）脂肪醇聚氧乙烯醚由聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚类化合物。因聚氧乙烯基聚合度和脂肪醇的不同而有不同的品种。主要包括泽类、西土马哥、平平加O、乳百灵A等。该类产品常用作增溶剂和O/W型乳剂的乳化剂。
（2）聚氧乙烯脂肪酸甲酯是由聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯类化合物，通过酸酸酯基将疏水基和亲水基连接，也称为聚乙二醇酯型表面活性剂。该品也因聚氧乙烯基聚合度和脂肪酸的种类不同而品种不同。主要包括卖泽类、聚乙二醇-12-羟基硬脂酸酯和聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯等。该类产品的水溶性很强，乳化能力很强，常用作O/W型乳剂的乳化剂。
（3）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物也称泊洛沙姆，商品名为普朗尼克，由聚氧乙烯和聚氧丙烯聚合而成，分子量从1000到10000以上，随分子量增加，由液态逐渐变为固态，且随聚氧丙烯比例增加亲油性增强；反之，随聚氧乙烯比例增加亲水性增强。该品具有乳化、润湿、分散、起泡、消泡等多种用途，但其增溶能力较弱。
混合型表面活性剂
指阴离子型与非离子型表面活性剂互相混合，或非离子型表面活性剂之间的混合。表面活性剂分子中含有两种亲水基团，一种带电，一种不带电；主要有非离子－阴离子型和非离子-阳离子型，因为单一类型满足不了HBL值的需要适应性差。
非离子－阴离子型：有4钟类型，（1）非离子-磷酸酯盐型，通式可写为：R-O-(CH2CH2O)nO3M2，通式中R是烷基或烷苯基，总碳数为8-18；n为氧乙烯聚合度，其值为1-20，M 为一价金属阳离子或铵根；（2）非离子-硫酸酯盐型，通式可写为：R-O-(CH2CH2O)nSO3M，相关信息同非离子 -磷酸酯盐；（3）非离子-羧酸酯盐型，通式可写为 ：R-O-(CH2CH2O)nCH2COOM ，相关信息同非离子-磷酸酯盐；（4）非离 子一磺酸酯盐型，通式可写为：R-O-(CH2CH2O)nR'SO3M，通式中R的碳数一般在1-6范围 。
非离子-阳离子型：以氢化苯基甲烷二异酸酯（H-MDI）、聚氧乙烯十二烷基胺（PAE）、聚乙二醇（PEG）为主要原料，合成了系列侧链含十二烷基、主链嵌入大量聚环氧乙烷（EO）结构的阳－非离子型聚氨酯表面活性剂（PUS）。
按疏水基分类
按表面活性剂疏水基分类主要有以下几种：
碳氢链：通常使用的表面活性剂，其憎水基为碳氢烃基，分子中还可以含有氧、氮、硫、氯、溴、碘等元素，这种常用的表面活性剂称为碳氢表面活性剂或普通表面活性剂。
氟表面活性剂：氟表面活性剂主要是指表面活性剂的碳氢链中的氢原子全部或部分被氟原子取代的表面活性剂，是有机氟化学发展进程中出现的产物。氟表面活性剂具有三高两憎的优良性能：高表面活性；高化学稳定性(磺酸盐尤甚）——耐强酸、碱、氧化剂；高热稳定性——全氟烷基酸酸400℃无明显分解，550℃分解；憎油性（疏油）——降低碳氢化合物液体（有机溶剂）的表面张力；憎水性（疏水）一一降低水的表面张力。氟表面活性剂的碳原子数一般不超过10，否则在水中的溶度太小，不利应用。
硅表面活性剂：以硅氧烷链为疏水基，一般是二甲基硅烷的聚合物，其表面活性仅次于氟表面活性剂。含2～5个二甲基硅烷单元的聚甲基硅氧烷与环氧乙烷的加成物可将水的表面张力降至20～21mN/m，其对苯乙烯塑料表面有良好的润湿性，接触角接近于零。主要用作泡沫稳定剂、消泡剂、纺织物柔软剂和整理剂等。聚硅氧烷化合物（如硅油、硅树脂）的疏水性很突出，不长的硅烷链即可使化合物具有可观的表面活性。硅表面活性剂的特性可概括为7点：①高表面活性——仅次于氟表面活性剂，②在水溶液和非水体系中都有表面活性；③对低能表面有优异的润湿性能；④有优异的消泡能力（碳氢燃料），是性能优异的消泡剂；⑤通常有很高的热稳定性；⑥无毒、不会刺激皮肤，可用于药物和化妆品；⑦不同的制备方法可以产生不同类型的分子结构，具有很高的分子量，属有机高分子化合物表面活性剂。
含硼表面活性剂：含硼表面活性剂是由具有邻近基的多元醇、低碳醇的磷酸三酯和某些脂肪酸所合成的。这类表面活性剂一般为非离子型，但在碱性介质中可重排为阴离子型。含硼表面活性剂通常是一种半极性化合物，沸点较高不发高温下稳定，但能水解。含硼表面活性剂具有很好的抗菌性，其抗菌性的强弱不仅取决于硼的质量分数，还与表面活性剂的结构密切相关。半极性有机硼表面活性剂不但抗菌性好，而且毒性低。主要用作气体干燥剂、润滑剂和水溶性无水液体的稳定剂、极压剂、压缩机工作介质和防蚀剂，聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯的抗静电剂，防滴雾剂以及各种物质的分散剂和乳化剂等，如硼酸单甘油酯。
新型表面活性剂
近年来，研制了一些新型表面活性剂，如双子型表面活性剂、Bola型表面活性剂。双子型表面活性剂（gemini或称dimeric）是由两个单链表面活性剂的亲水基团通过CH2连接而成的。
gemini型表面活性剂与构成其结构的相应单体表面活性剂比较，表面活性高得多，其临界胶束浓度比相应单体表面活性剂低两个数量级。
Bola型两亲分子是一个疏水链的两端各链接一个亲水基团，其结构式为X(CH2)16N+(CH3)3Br-。其中X为一COOH、一COOM或CHOHCHOH等。这类两亲分子有特殊的界面性质和聚集行为，热稳定性好，常应用于生物膜的模拟。
生物表面活性剂
生物表面活性剂是近些年来发展起来的，如鼠李糖脂、海藻糖脂等是由酵母、细菌作培养液，生成的具有特殊分子结构的表面活性剂。还有一些是存在于生物体内、非微生物的表面活性剂，如胆汁、磷脂等。
作用原理
形成胶束与增溶作用
胶束的形成：亲水性较大的表面活性剂以较低的浓度分散在水中可形成真溶液，随着浓度的增加，由于表面活性剂分子的疏水基与水的亲和力小，疏水部分相互吸引，自发的聚集和定向排列，形成疏水基向内、亲水基向外、直径在胶体范围的球状缔合体，这种缔合体称为胶团或胶束。胶束外部是亲水基形成的栅状层结构，内部是碳氢链形成的内核。表面活性剂能形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度（CMC）。临界胶束浓度一般随表面活性剂分子中碳链增长而降低，也因分散系统中加入其他药物或盐类而降低。胶束可为球形，也可是层状结构，都尽可能地将疏水基藏于胶束内部而将亲水基外露。胶束的结构如下图所示。
增溶作用：表面活性剂在水中达到CMC后，由真溶液变为胶体溶液，并具有增溶作用。一些水不溶性或微溶性药物会进入胶束的不同位置而使其在水中的溶解度显著增加，这个过程称为增溶，而此表面活性剂则称为增溶剂。对于离子型表面活性剂，温度上升主要是增加增溶质在胶束中的溶解度以及增加表面活性剂的溶解度。
亲水亲油平衡值
HLB值的概念：表面活性剂分子中亲水基团和亲油基团对水或油的综合亲和力称为亲水亲油平衡值（HLB）。HLB值越大，表明表面活性剂的亲水性越强，反之亦然。
HLB值的范围：根据经验，将表面活性剂的HLB值范围限定在0～40，其中非离子表面活性剂的HLB值在0～20，疏水性最大的石蜡的HLB值定为0，亲水性最大的聚氧乙烯的HLB值定为20，其他的非离子型表面活性剂的HLB值则介于0～20之间。HLB值不同的表面活性剂，其用途也不同。如HB值为3～8者，适合用作W/O型乳化剂；HLB值为8～18者，适合用作O/W型乳化剂；HLB值为7～9者，可用作润湿剂；HLB值为13～18者，可作增溶剂等。表面活性剂的HLB值分布见下图所示。
润湿作用
在水中加入少量表面活性剂则会显著改善水对固体表面的铺展或渗透效果，表面活性剂的这种作用称为润湿作用。具有润湿作用的表面活性剂称为润湿剂。例如把水滴在石蜡上，水对石蜡几乎不润湿。若在水中加入表面活性剂，石蜡就被水所润湿。润湿剂的润湿效果取决于它的HLB值，一般良好的润湿剂其HLB值在7～11之间。
润湿作用在药物制剂方面有着重要的应用。如改善药膏在皮肤上的涂布性能或附着力；或改善液体农药对某些昆虫体表的润湿性能等。不仅外用药需要有良好的润湿才能更好地发挥药效，内服药（如片剂，丸剂等）和混悬剂的制备同样也要考虑润湿问题。需要选用合适的表面活性剂作为润湿剂进行药物制剂的制备。
乳化作用
两种或两种以上不互溶或部分互溶的液体形成的分散系统称为乳状液，形成乳状液的过程叫做乳化。乳状液是热力学不稳定体系，为使其能相对稳定的存在较长时间，需加入稳定剂。这种稳定剂又称作乳化剂。乳化剂对乳状液的稳定作用称为乳化作用。乳化剂分子定向吸附在液-液界面上，一方面降低系统界面张力，另一方面在液滴周围形成具有一定机械强度的保护膜或者形成具有静电斥力的双电层，使乳状液稳定。乳化剂的HLB值在8～18之间，或亲水性较强的活性剂分子，如吐温类、水溶性单价金属皂、卵磷脂、植物胶等，可以形成O/W型乳剂；相反，乳化剂HLB值在3～8之间，或亲油性较强的活性剂分子，如高级醇类、失水山梨醇脂肪酸酯类、二价金属皂等，可以形成W/O型乳剂。
表面活性剂的乳化作用在药物制剂尤其是乳剂以及软膏剂中有着重要的应用，且表面活性剂作为乳化剂在处方中含量一般较小。
起泡作用和消泡作用
起泡作用：气相高度分散在液相中，形成各个气泡彼此被液膜隔开的集合体，称为泡沫。要得到稳定的泡沫必须加入作为起泡剂的表面活性剂。一般起泡剂具有如下特性。
（2）具有适当表面黏度以增强膜的机械强度，膜表面形成双电层，使膜稳定作为良好的起泡剂，它分子中的疏水基与亲水基比例应大致相当。非离子型活性剂的HLB值一般在8～18。起泡剂的碳氢链宜长，有利形成坚固泡膜。如皂素类、蛋白质类和合成洗涤剂等。起泡可用于泡沫浓缩、泡沫分离纯化、泡沫浮选、泡沫灭火、泡沫隔热。X光透视胃肠时，用起泡剂使胃充气扩张，以便检查。
消泡作用：在医药工业中，发酵、中草药提取、蒸发等过程中产生的大量泡沫带来很大危害，应当消除。常用于防泡或消泡的化学消泡剂应满足以下要求。
（1）消泡剂应该具有较低的表面张力和较高的表面活性，碳链宜短。
（2）消泡剂分子间内聚力要足够小，在气－液界面的铺展系数要足够大。常用于制药工业的消泡剂有以下四类：①天然油脂类；②低碳醇、醚、酯类；③聚醚多元醇类，如聚氧乙烯；④硅类，如轻基二甲基硅氧烷。
助磨作用
在固体物料的粉碎过程中，当磨细到粒径几十微米时，由于比表面较大，系统界面吉布斯自由能很大，处于热力学高度不稳定状态；在无表面活性剂存在的条件下，过程会自发向着表面积减小的方向变化，即相互聚集颗粒变大，以降低系统的界面吉布斯自由能。因此，若想提高粉碎效率，得到更细的颗粒，必须加入适量的助磨剂。助磨剂是一些表面活性剂，助磨剂能快速定向排列在固体颗粒的表面，显著降低固体颗粒的表面张力，而且还可自动渗入微细裂缝中并向深处扩展，如同在裂缝中打入一个“楔子”，起到劈裂作用，如下图（a）所示，在外力的作用下加大裂缝或分裂成更小的颗粒。还有一些表面活性剂分子会很快地吸附在新产生的表面，以防止新裂缝的愈合或颗粒相互间的聚集。另外，由于表面活性剂在颗粒表面的定向排列，非极性的碳氢基朝外，使颗粒不易接触、表面光滑、易于滚动，这些因素都有助于粉碎效率的提高，如下图（b）所示。
助悬作用
不溶性的固体粒子（粒径大于100nm）分散在液体中形成的系统称为混悬液。混悬液和乳状液一样，由于界面吉布斯自由能高，属于热力学不稳定体系，固体粒子有自动聚结及因自身重力作用而迅速沉降的倾向，加入稳定剂可得到较稳定的混悬液，稳定剂主要是表面活性剂和大分子化合物。表面活性剂主要是通过降低界面张力形成水化膜，使混悬液稳定，例如，一般磺胺类药物等疏水性物质，接触角θ\u003e90°，不易被水润湿，并且接触角θ越大，疏水性越强，加入表面活性剂后，可使疏水性物质转变为亲水性物质，从而增加混悬液的稳定性。大分子化合物，例如蛋白质、淀粉、琼脂等加入混悬液中后，大分子会吸附在悬浮粒子的周围，形成稳定的弹性水化膜而阻止它们相互聚结。
洗涤作用
指在机械的搅动下从浸在洗涤剂水溶液的固体表面清除污垢的过程。表面活性剂的洗涤作用是一个比较复杂的过程。
用作洗涤剂的表面活性剂的HLB值一般为13～16。污垢一般由油脂和灰尘等物组成。去污过程可以看作是带有污垢的固体浸入含有洗涤剂的水中，洗涤剂的疏水基团吸附在污垢和固体表面，降低了污垢与水以及固体表面与水的界面张力，使污垢与固体表面的黏附作用减弱，然后用机械搅拌等方法使污垢从固体表面脱落。洗涤剂分子在污垢周围形成吸附膜而悬浮在溶液中，洗涤剂分子同时也在洁净的固体表面形成吸附膜而防止污垢重新在固体表面的沉积。
发现历史
表面活性剂的历史悠久。公元前2500年左右，古埃及人发现使用羊油和碳灰洗手，可以将手洗的非常干净，这就是羊油肥皂的雏形。中国早在周代（公元前800年左右），中华民族先人已经知道用草木灰洗衣服。公元70年左右，罗马帝国的学者普林尼，第一次用羊油和草木灰制作出了块状肥皂。中国的魏晋时期有了两种独特的洗涤剂：皂角和猪膜。世界范围内，直到1850年，肥皂、洗涤剂、清洗剂，一直是手工大量生产并使用的唯一的表面活性剂。
1917年，在德国第一次人工合成了表面活性剂二异丙基萘磺酸钠。20世纪20年代末期又出现了烷基硫酸钠和阳离子表面活性剂等，40年代初期人们成功地由山梨醇和脂肪酸合成了非离子型表面活性剂斯盘和吐温。
自从1958年中国科学院植物保护研究所开发出中国第一个表面活性剂菌麻油聚氧乙烯醚以来，中国的表面活性剂工业经过近60年的发展，规模达到30多种原料和中间体，已能够生产阴离子、阳离子、非离子和两性离子四大类表面活性剂。中国不仅可生产量大面广的普通表面活性剂，而且可以生产含氟、含硅等各种特种表面活性剂，应用遍及国民经济各个领域，已成为国民经济不可缺少的新型工业。
影响因素
温度
离子型表面活性剂溶解度随温度的升高而增大，并存在一个升高突变点。对非离子型表面活性剂，特别是聚环氧乙烷类表面活性剂在温度低时易溶于水，成为澄清的溶液；温度升高时，溶解度降低；当温度升高至一定程度后，表面活性剂水溶液变浑浊，继而表面活性剂会析出、分层。
酸度
阴离子表面活性剂在强酸中不稳定，而在碱性溶液中较稳定。在强酸作用下，酸盐易成为游离酸而析出，硫酸酯盐易于水解。而磺酸盐在酸和碱中比较稳定，磷酸酯盐对酸、碱也有较好的稳定性。以中间键相连的阴离子表面活性剂有一定的抗酸性。
阳离子型表面活性剂中，铵盐类在碱中不稳定，易析出游离氨，但较耐酸，而第七代季铵盐在酸和碱中均较稳定。除羧酸的聚乙二醇酯（或环氧乙烷加成物）外，一般的非离子表面活性剂能稳定地存在于酸、碱溶液中。
两性表面活性剂的稳定性一般随pH值的不同而不同。在一定的pH值（等电点）时，容易生成沉淀，但分子中有季铵根的，则不易出现沉淀。
在所有的表面活性剂分子中，凡含有酯键的，在强酸及强碱溶液中都易发生水解而不稳定，而含醚键的最为稳定。
无机盐
无机化合物盐易使离子型表面活性剂在溶液中盐析而沉淀，特别是多价金属离子对阴离子型表面活性剂的影响更大，它易与阴离子作用形成不溶或难溶的盐。其中，尤以羧酸类表面活性剂最为明显，它们遇Ca2+、Mg2+及Al3+等能形成不溶于水的金属皂。无机盐对非离子型及两性表面活性剂的作用较小，不易沉淀析出，甚至某些非离子和两性表面活性剂可溶于浓无机盐溶液中，表现出良好的相溶性。
氧化剂
离子型表面活性剂中的磺酸盐类和非离子型中的聚环氧乙烷类对氧化剂最为稳定。其原因主要在于这些表面活性剂的C-S键和醚键比较稳定。所以在含有氧化剂如过硼酸钠或过碳酸钠的洗涤剂中，上述两种类型表面活性剂作为洗净剂最为适宜。若从疏水基来看，全氟碳链的稳定性最高，因此，碳氟链表面活性剂可作为镀铬中的铬雾抑制剂。
应用领域
由于表面活性剂在界面上的定向吸附使界面张力降低以及在溶液中形成胶团等独特的性质使其在药物制剂专业、化妆品、医学、轻工、食品等方面具有重要的实际应用价值。
制药领域
表面活性剂在药剂中应用广泛，是常用的附加剂。多用于难溶性药物的增溶，油类的乳化，混悬剂中药物的润湿等，以增加药物的溶解度和稳定性，促进药物的吸收。难溶的非极性药物如苯、甲苯、维生素a棕榈酸酯等可完全进入表面活性剂胶束内核的非极性疏水区而被增溶；同时带有非极性基团和极性基团的药物如甲酚、水杨酸、脂肪酸等，则以其非极性基团（如苯环、烃链）插入胶束的内部疏水区，极性基团（如酚基、羧基等）则嵌入胶束外层的极性区如聚氧乙烯链中；极性药物如对羟基苯甲酸，可完全被胶束外层的聚氧乙烯链所吸附而被增溶；在制备复方硫洗剂时加入吐温80，可改善药物的润湿性，使硫磺颗粒均匀分散于分散介质中，提高混悬剂的稳定性。
化妆品领域
化妆品种类繁多、作用各异。表面活性剂在化妆品中用途很广，大多数化妆品的生产都要利用表面活性剂的乳化、润湿、增溶、分散、起泡、清洗、杀菌及柔软等作用。因为化妆品直接与人体接触，所以所用表面活性剂必须是无毒，无刺激，与其他组分无不利的互相作用，还应使人感到舒适。如月桂醇聚氧乙烯醚、油酸单甘油酯以及聚氧乙烯羊毛脂经常被添加在化妆品中，他们对皮肤温和，没有刺激性，还具有较好的乳化、增溶性，反应过程当中的稳定性高。
在化妆品中应用最多的表面活性剂是无毒或毒性较小的阴离子型或非离子型的表面活性剂，而两性离子或阳离子型的较少使用。但是两性离子表面活性剂具有安全性、稳定性和配伍性好的特征，预计在化妆品中的应用将越来越多。
医学领域
医学检验中，由于表面活性剂同时具有亲水性、亲油性的特性，常被用来降低液体表面张力，从而发挥其在渗透、湿润、乳化、分散、增溶、发泡、消泡、洗涤、杀菌等方面的功能。
某些表面活性剂的消毒或杀菌机制是由于它们能与细菌生物膜的蛋白质发生相互作用，使蛋白质变性或破坏，而具有消毒、杀菌作用。许多阳离子型、两性离子型表面活性剂均可以用作消毒剂。可配制成不同浓度，用于手术前的皮肤消毒、伤口或黏膜消毒、器械消毒和环境消毒等，如苯扎溴铵。
日常洗涤
洗涤剂是使用最为广泛的表面活性剂，它们存在于肥皂、洗洁精、洗衣液等生活用品中。洗涤去污过程是表面活性剂多种功能的综合体现，包括对污垢的润湿、分散、乳化、增溶、起泡等多种作用。在使用时，由于肥皂中含有表面活性剂，在经过摩擦后它们会进入油水混合液，其亲水基与分散在水中的表面活性剂结合，使之能够形成聚合物，然后用水冲洗，即可将表面活性剂与油脂一同清除。此外，为了使表面活性剂更好地发挥功效，时常添加辅助成分，例如在含磷洗衣粉中，有一定的磷酸盐成分，磷酸根会与自来水中的钙镁离子结合，从而对环境造成污染，因此制造含磷洗衣粉时需要对其中的离子浓度进行严格计算和控制，从而提高其清洁度，并防止杂质干扰表面活性剂的作用。
在轻工领域
表面活性剂可作为纤维的抗静电剂，日常生活中的静电多数来源于摩擦，物体间经过摩擦可以产生不同的电荷，纤维带静电荷量大小除与材质、摩擦对象和方式有关外，还和纤维的吸湿性大小有关。一般吸湿性能高的纤维不易带电。
表面活性剂之所以能作为纤维的抗静电剂，是因为在纤维上吸附时，疏水基朝向纤维，亲水基朝向空气，使纤维的导电性和吸湿性增加，纤维表面电阻降低，不易产生电荷积聚。离子型表面活性剂具有良好的抗静电效果，非离子型相对弱一些。造成这种情况的原因是由于表面活性剂存在于纤维表面，并在其上形成容易吸收湿气的膜。而离子型表面活性剂本身就是离子，又增加了吸湿表面层的导电性，因而易使生成的静电散开，不致积累太多而发生放电。
在工业领域
表面活性剂可用作油田燃煤注汽锅炉的阻垢剂，中国正在运行中的油田一般使用燃煤注汽锅炉，锅炉内壁结垢，污垢附着在内壁上，会造成堵塞并爆管。
阻垢剂能够抑制无机盐结垢和沉淀，能够保护设备的传热效果，并防止爆管。其中表面活性剂型阻垢剂是应用广泛、效果较好的一种，最常见的是有机磷系列阻垢剂，它能够与油田污水中的Ca、Mg等离子结合形成合离子并分散，阻止它们聚合，合离子还能形成链条，被碳酸根晶体吸附且代替碳酸根的位置，利用置换反应防止碳酸盐晶体扩大。同时它能够使碳酸盐失去晶核作用，改变其晶体结构使之转化为不易契合的结构，进而抑制碳酸盐晶体的生长并将其转化为疏松分散的物质。
在食品领域
表面活性剂作为食品添加剂和食品加工助剂在食品工业中有着广泛的应用。例如食品乳化剂就是表面活性剂在食品工业中的主要添加剂之一，具有乳化或破乳、润湿或反润湿、起泡或消泡、分散、增溶、润滑等一系列作用，并能与脂类、蛋白质、糖类等食品成分发生特殊的相互作用而具有多种功效，还能起到提高食品质量、延长食品储藏保鲜期、防止食品变质、改善食品风味，增加花色品种等作用，因而广泛用于面包、糕点、特种油脂、饼干、冰淇淋、巧克力、糖果、饮料、肉制品、豆制品、乳制品、仿乳制品以及罐头食品中，在食品涂膜保鲜和制糖工业中也有应用。
再如增稠稳定剂也是一类用途广泛的食品添加剂，它们大多是亲水性高分子物质，属高分子表面活性剂范畴。因具有胶凝、稳定、增稠、保水等作用而广泛用于制造果酱、果冻、布丁、蜜饯、软糖、果酒、饮料等食品中，起到凝胶赋型、增加食品粘稠度，使食品有柔滑、稠厚的口感，防止淀粉食品回生老化和冰淇淋食品冰晶生长等作用。此外表面活性剂还有其他用途，如发泡剂、消泡剂、脱膜剂、防粘剂、助留剂、澄清剂等。
毒性
毒性阈值
在研究表面活性剂的生物活性时，现在一般采用受试动物的半致死量（LD50）作为衡量其毒性大小的标准。研究表明，第七代季铵盐类阳离子表面活性剂的毒性较大，其半致死量为0.00022～0.0004 kg/kg体重；阴离子表面活性剂的毒性次之，其半致死量为0.001～0.004kg/kg体重；非离子表面活性剂的毒性最小，其半致死量可达0.05kg/kg体重以上。
急性毒性
阳离子表面活性剂有较高毒性，阴离子居中，非离子和两性离子表面活性剂毒性普遍较低，甚至比乙醇的LD50还低，因而是安全的。
阴离子型表面活性剂：阴离子型表面活性剂的经口急性毒性都是相当低的。脂肪酸盐和天然油脂皂化制成的肥皂可认为是无害的物质。对烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基苯磺酸盐等阴离子表面活性剂的毒性研究表明，同系物的毒性大小与链长有关。对烷基硫酸盐而言，C10～C12比碳链较短的（碳数\u003c8）、或链较长的（碳数\u003e14）同系物毒性高。
非离子型表面活性剂：绝大多数非离子型表面活性剂的毒性比阴离子型表面活性剂低。非离子型表面活性剂中毒性最低的是聚乙二醇类，较次的是糖脂、AEO和Span、Tween类，烷基酚聚醚多元醇类毒性偏高。一般来说，在聚氧乙烯型非离子表面活性剂中，酯型比醚型毒性低。在每一类同系物中，毒性大小与亲油基碳数和环氧乙烷加成数有关。多元醇型非离子表面活性剂，如甘油酯、燕糖酯、失水山梨醇酯等基本是无毒的。值得注意的是，对水生动物而言，非离子型表面活性剂的毒性总体上高于阴离子表面活性剂的毒性。
阳离子型表面活性剂：阳离子型表面活性剂的毒性比阴离子型和非离子型表面活性剂要高得多，特别是那些用做消毒杀菌剂的季铵盐类阳离子表面活性剂毒性较高。
亚急性毒性和慢性毒性
相当大量的表面活性剂是应用于日用化学品中。它与人体经常接触，因此，了解其慢性毒性有十分重要的现实意义。一般认为非离子型表面活性剂的亚急性和慢性毒性实验结果均为无毒类，因此非离子型表面活性剂可作为安全性物质使用。阳离子型表面活性剂在慢性试验中，在做试验动物的饮用水中含烷基二甲基苄基氯化铵时，几乎无影响。但浓度高时会抑制被试动物的发育，原因可能是阳离子型表面活性剂使饮用水变味，被试动物减少了对水的摄取量，从而影响其健康发育。第七代季铵盐刺激消化道，妨碍正常的营养摄取而呈现毒性。
溶血性
溶血性是指由于某种原因而使红细胞代谢障碍，膜缺陷或血色素异常致使红细胞膜破裂、溶解。非离子表面活性剂常作为增溶剂、乳化剂或悬浮剂用于药物注射液或营养注射液中，对于一次注射量较大的场合，特别是静脉注射，必须考虑表面活性剂的溶血性。
一般来讲，非离子型的溶血性最小，阳离子型的次之，阴离子型表面活性剂的溶血性最大，一般不在注射液中使用。在非离子型表面活性剂中，又以氢化蓖麻油酸聚乙二醇酯的溶血性作用为低，最适于静脉注射，但若PEG聚合度加大，溶血性会超过Tween类。一些非离子型表面活性剂溶血性的次序为：Tween\u003cPEG脂肪酸甲酯\u003cPEG烷基酚AEO。Tween系列的溶血性次序为：Tween-80\u003cTween-40\u003cTween-60\u003cTween-20。
刺激性
表面活性剂都可以用于外用制剂，但长期应用或高浓度使用可能出现皮肤或黏膜损害。例如，第七代季铵盐类化合物浓度高于1%，k12浓度高于20%即可对皮肤产生损害，聚山梨酯类对皮肤和黏膜的刺激性很低，但一些聚氧乙烯醚类表面活性剂浓度高于5%即产生损害作用。
与的相互作用
蛋白质分子结构中的氨基酸的羟基在碱性条件下发生解离而带有负电荷，在酸性条件下结构中的氨基或胺基发生解离而带有正电荷。因此在两种不同带电情况下，分别与阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂发生电性结合。此外，表面活性剂还可能破坏蛋白质二维结构中的肽键、氢键和疏水键，从而使蛋白质各残基之间交联变弱，螺旋结构无序，最终使蛋白质变性。
环境污染
环境污染
在工业及日常生活中,相当一部分表面活性剂主要用作洗涤剂和表面处理剂。洗涤或表面处理之后，这些表面活性剂连同污水一起流人下水道，最终被排放到河流或湖泊中去，造成环境污染，这对水中鱼类繁殖、生长和发育构成很大威胁，严重时会使大量鱼类死亡。
生物降解
表面活性剂的生物降解是一个非常复杂的问题。虽然对此已经做了大量的研究工作，但至今仍然了解得很不全面和深入，只是得出一些定性的规律：①直链烃基比支链烃基易于生物降解；②非离子表面活性剂中聚氧乙烯链越长，降解性越差。例如，对阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸盐降解性的研究表明，烃基结构、苯基位置在一定程度上都会影响它的生物降解速度。含有直链烷基比含有支链烷基时易于降解，经链末端含有季碳原子时由于没有发生脱氢的氢原子，其降解速度缓慢，苯环在端基时降解速度较快离末端越远，其降解速度越慢。
其他阴离子表面活性剂，例如家用洗涤剂中常用的直链烷基硫酸盐，其生物降解非常迅速，它能被普通的硫酸酯酶水解成无机化合物硫酸盐和相应的脂肪醇。然而，如果烷基带有支链，则与十二烷基苯磺酸盐类似，其生物降解速度会变得相当慢。
关于非离子表面活性剂，研究表明烷基链的生物降解比乙氧基链的生物降解要快而乙氧基链的生物降解又比丙氧基链快。非离子表面活性剂烷基链的生物降解规律与阴离子表面活性剂基本相同,也是直链烷基比支链烷基易于降解，只是乙氧基链的生物降解速度还受聚合度的影响。
阳离子表面活性剂的使用量比较少，因而对环境污染造成的危害不是很大。但是阳离子表面活性剂具有强杀菌性，因此，在讨论阳离子表面活性剂的生物降解时要考虑这一因素的影响。研究表明，阳离子表面活性剂烷基三甲基氯化铵和十二烷基苯基二氯化铵基本上是易于降解的，二烷基二甲基氯化铵、烷基啶氯化物降解性稍差。
过氧化氢、紫外照射以及臭氧都可以加速表面活性剂的降解。例如在被测溶液中加少量过氧化氢，导入空气，同时以紫外线照射,对阴离子、非离子、阳离子表面活性剂都有非常明显的降解效果，用臭氧降解含烷基苯磺酸200PPm的溶液，结果有富马酸氢钠的活性剂被降解。
合成过程
化学合成法
合成表面活性剂都是由疏水基和亲水基构成的双亲分子，这两种化学结构及其物理化学性能完全不同的基团如何键合在一起是合成者的任务。表面活性剂尽管类型和品种繁多，但合成方法可以归纳为两类：其一是将具疏水特性的化合物与亲水特性的化合物直接进行化学反应来合成表面活性剂，即所谓亲水基直接引入法（简称直接法）；其二是亲水基经一活性中间物连接的间接引入法（简称间接法），该方法通常是利用一种具有双重的不同反应活性的化合物，将其先后分别与具疏水特性或亲水性能的化合物反应，使其形成具两亲特性的表面活性剂。
直接法合成表面活性剂
亲水基直接引入法大多采用具疏水性能的有机化合物与无机化合物直接反应。例如，油脂用氢氧化钠皂化制备肥皂；烷烃与SO2、氧进行烃磺氧化反应或SO2、氯和烃进行磺氯化反应。烷基用SO2，进行磺化反应；烯烃与硫酸、亚硫酸盐或亚磷酸二酯的加成反应；脂肪醇用氯磺酸、硫酸、磷酸或膦酸的酯化反应等合成阴离子表面活性剂；阳离子表面活性剂是卤代烃与胺、膦进行季胺化，季磷化反应；非离子表面活性剂则多用具活泼氢的疏水化合物（如醇、酸、胺等）与环氧乙烷加成聚合制备；两性表面甜菜碱由叔胺进行羧烷基化反应合成等。
间接法合成表面活性剂
通常是具有疏水性的化合物与亲水性的化合物通过活性中间物（连接剂)反应。连接剂除起连接疏水基与亲水基作用外，还可将主亲水基以外的其他亲水极性基团引在表面活性剂分子中的恰当位置，构成多元的复合亲水基，导致构成疏水基或亲水基的累积结构，这样可使表面活性剂应用或生物降解性等性能得到优化。合成中常用的活性连接剂一定是含有两个以上具不同反应特性的化合物，比如R-环氧氯丙烷，化合物中既具有被环氧基活化能进行取代反应的氯原子团，又含有可进行加成开环反应的环氧基。此外，还有一种可作为连接剂用的化合物，它们具有潜在的反应基团，这种化合物表面上只具有一种反应基团，但当它反应之后，可产生出另具反应活性的基团，比如，环氧基与含活泼氢化合物反应之后，又产生有很好反应性的基可进一步与疏水或亲水化合物反应。
间接法合成表面活性剂生产有三种不同的工艺过程，采用哪一过程，则决定于反应中间物的反应特性以及最终所得到产物的收率、纯度等。
（1）具疏水性能的化合物与活性中间物反应，先生成疏水中间物后，再引人亲水基。
（2）具亲水性的化合物先与连接剂反应，再与疏水性的化合物反应生成表面活性剂。
（3）疏水化合物、亲水化合物与连接剂同时投入反应鉴中进行反应。该方法要求各步反应一定有序进行，各步反应很少或不相互干扰，能得到高产率的有效成分。该法除以甲醛为连接剂外，R-环氧氯丙烷为连接剂也常用。
微生物发酵法
微生物发酵法又称细胞生长生产法，是指底物消耗、细胞生长与表面活性剂的生成同步进行。微生物发酵生产生物表面活性剂的工艺简单，成本低廉，安全经济，具有良好的工业应用价值。发酵液对生物体无毒，对环境和人类危害很小。但该法也存在生产能力低，分离纯化困难等缺点。微生物发酵法生产生物表面活性剂的关键步骤包括菌种选育、培养基优化和产品的分离纯化等。
从动植物材料中分离提取
以动植物为原料可以提取大量的生物表面活性剂。例如，皂苷类、胆甾醇、植物固醇及蛋白类生物表面活性剂。古人用皂角树提取液洗涤衣物，这是对生物表面活性剂的早期利用。从植物中分离提取的皂苷类化合物主要有远志皂苷、七叶皂苷、皂树酸和山茶皂苷。胆甾醇又称胆固醇，存在于动物大脑、神经组织及羊毛脂与卵黄中。植物甾醇由谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、维生素e等构成，可由黄豆中提取。蛋白质类生物表面活性剂主要有黏蛋白、卵黄高磷蛋白和脂蛋白等，这些成分均可由动植物中提取。以天然生物原料为来源的生物表面活性剂的生产常受到原料来源的限制，因此难以大规模生产。
参考资料
表面活性剂.术语在线.2024-01-02