淺談非離子表面活性劑的特點與應用

淺談非離子表面活性劑的特點與應用一、本文概述非離子表面活性劑是一類在水溶液中不解離成離子的表面活性劑，其主要由疏水基團和親水基團兩部分組成。由于其獨特的化學結構和性質，非離子表面活性劑在各個領域都有廣泛的應用。本文將全面概述非離子表面活性劑的特點，包括其化學結構、物理性質以及與其他類型表面活性劑的差異等。本文還將深入探討非離子表面活性劑的應用領域，如在洗滌劑、化妝品、制藥、農藥、油田化學品、食品工業(yè)、消防泡沫、涂料、紡織印染、造紙、皮革加工、橡膠加工、塑料加工、油漆涂料、分散劑、乳化劑、潤濕劑、浮選劑、礦物浮選、三次采油、水處理、金屬加工、防銹、涂料、固體火箭推進劑、油田化學品、農藥、纖維油劑、皮革加工、紙張?zhí)幚怼⒒瘖y品、食品工業(yè)、乳化劑、破乳劑、潤濕劑、分散劑、洗滌劑、泡沫穩(wěn)定劑、表面活性劑、潤濕劑、助溶劑、防腐劑、乳化劑、分散劑、勻染劑、洗滌劑、紡織印染、礦物浮選、水處理、涂料、油漆、滅火劑等方面的應用。通過對非離子表面活性劑特點和應用的深入研究，本文旨在為其在各領域的實際應用提供理論支持和指導。二、非離子表面活性劑的特點非離子表面活性劑，與離子型表面活性劑相比，具有一系列獨特的特點，這些特點使得非離子表面活性劑在眾多領域有著廣泛的應用。良好的穩(wěn)定性：非離子表面活性劑在水溶液中不會因為離子強度的變化而發(fā)生顯著的溶解度變化，因此具有良好的穩(wěn)定性。它們對硬水、酸、堿和鹽類等物質也具有很高的穩(wěn)定性，這使得它們在工業(yè)生產和日常生活中有著廣泛的應用。溫和性：非離子表面活性劑的分子結構決定了其溫和性，這使得它們對皮膚和眼睛的刺激性較小，適合在化妝品、洗滌劑、個人護理產品等領域使用。高效的潤濕和滲透能力：非離子表面活性劑具有良好的潤濕和滲透能力，這使得它們能夠有效地降低表面張力，使水更容易滲透到固體表面，從而在各種清潔和潤濕應用中表現出色。良好的相容性：非離子表面活性劑可以與多種類型的表面活性劑混合使用，表現出良好的相容性。這種特性使得它們能夠在復配型表面活性劑產品中發(fā)揮重要作用，提高產品的性能。廣泛的應用領域：由于非離子表面活性劑具有上述特點，它們在石油、化工、紡織、印染、醫(yī)藥、農藥、橡膠、涂料、油漆、食品、油墨、造紙、皮革、照相、選礦、消防泡沫、化妝品、洗滌劑和個人護理產品等眾多領域都有廣泛的應用。非離子表面活性劑以其獨特的性質在各個領域都發(fā)揮著重要的作用。隨著科學技術的進步和人們生活水平的提高，非離子表面活性劑的應用將會更加廣泛和深入。三、非離子表面活性劑的應用非離子表面活性劑以其獨特的性質，在眾多領域中都得到了廣泛的應用。它們在水處理、紡織、化妝品、食品、醫(yī)藥和石油工業(yè)等領域中都發(fā)揮著重要的作用。在水處理領域，非離子表面活性劑可以作為乳化劑、分散劑和潤濕劑，用于油水分離、污水處理和廢水的再利用。它們可以有效地降低水的表面張力，增加油水界面的穩(wěn)定性，從而幫助油污的去除和回收。在紡織工業(yè)中，非離子表面活性劑被用作洗滌劑、潤濕劑和柔軟劑，以提高紡織品的質量和生產效率。它們可以去除紡織品上的污漬和雜質，提高紡織品的柔軟性和光澤度，使其更具市場競爭力。在化妝品行業(yè)，非離子表面活性劑是許多產品的主要成分，如洗發(fā)水、沐浴露、護膚品等。它們具有良好的潤濕、乳化、分散和增溶性能，可以使產品更加穩(wěn)定、易于使用，并賦予皮膚或頭發(fā)以光滑、柔軟的感覺。在食品工業(yè)中，非離子表面活性劑主要用于乳化、分散和穩(wěn)定食品成分，如冰淇淋、奶油、果汁等。它們可以增加食品的口感和穩(wěn)定性，提高食品的保質期和營養(yǎng)價值。在醫(yī)藥領域，非離子表面活性劑被用作藥物的載體和穩(wěn)定劑，可以增加藥物的溶解度和生物利用度，提高藥物的治療效果和安全性。在石油工業(yè)中，非離子表面活性劑可用于油田注水、鉆井液和原油的開采和加工過程中。它們可以降低水的表面張力，提高原油的采收率，減少環(huán)境污染。非離子表面活性劑憑借其溫和性、穩(wěn)定性、高效性和廣泛的應用范圍，成為現代社會不可或缺的重要化學品。隨著科學技術的不斷進步，非離子表面活性劑的應用前景將更加廣闊。四、非離子表面活性劑的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)隨著科技的不斷進步和環(huán)保意識的日益增強，非離子表面活性劑作為一類重要的表面活性劑，其發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)也日益顯現。綠色環(huán)保是非離子表面活性劑的重要發(fā)展趨勢。隨著全球環(huán)保意識的提高，傳統(tǒng)的表面活性劑因其對環(huán)境的污染和生態(tài)破壞而受到越來越多的質疑。因此，研發(fā)環(huán)境友好、生物降解性強的非離子表面活性劑成為行業(yè)的重要方向。例如，基于天然油脂、糖類等可再生資源的非離子表面活性劑，不僅具有良好的表面活性，而且易于生物降解，對環(huán)境的污染小。多功能化是非離子表面活性劑的另一重要發(fā)展趨勢。隨著工業(yè)應用的深入，對表面活性劑的性能要求也越來越高。非離子表面活性劑可以通過引入不同的官能團或鏈段，實現多功能化，如同時具有乳化、潤濕、分散、增溶等多種功能。這種多功能化的非離子表面活性劑能夠滿足更廣泛的應用需求，提高生產效率，降低成本。然而，非離子表面活性劑的發(fā)展也面臨著一些挑戰(zhàn)。一方面，隨著原料價格的上漲和環(huán)保要求的提高，非離子表面活性劑的生產成本不斷上升，給企業(yè)帶來了壓力。另一方面，非離子表面活性劑的應用領域雖然廣泛，但在某些特殊領域，如高溫、高鹽、強酸、強堿等極端環(huán)境下，其性能可能會受到影響，需要進一步研究和改進。非離子表面活性劑在綠色環(huán)保和多功能化方面有著廣闊的發(fā)展前景，但同時也面臨著生產成本上升和特殊環(huán)境應用等挑戰(zhàn)。未來，我們需要通過持續(xù)的技術創(chuàng)新和環(huán)保理念的提升，推動非離子表面活性劑行業(yè)的健康發(fā)展。五、結論非離子表面活性劑作為一種重要的表面活性劑類型，其獨特的性質和廣泛的應用領域使得它在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境保護等眾多領域都發(fā)揮著重要的作用。本文對非離子表面活性劑的特點和應用進行了深入的分析和討論，旨在為讀者提供全面而深入的了解。非離子表面活性劑的主要特點包括穩(wěn)定性好、耐鹽性強、耐酸堿、低溫性能好等。這些特性使得非離子表面活性劑在各種極端環(huán)境下都能保持良好的性能，從而拓寬了其應用范圍。非離子表面活性劑在各個領域中的應用廣泛。在工業(yè)生產中，它們可以作為乳化劑、分散劑、潤濕劑等，提高產品的質量和生產效率。在農業(yè)領域，非離子表面活性劑可以作為農藥助劑，提高農藥的利用率和防治效果。在醫(yī)療領域，非離子表面活性劑可以用于制備藥物載體、提高藥物的穩(wěn)定性和生物利用度。在環(huán)境保護領域，非離子表面活性劑可以用于污水處理、油污清洗等，為環(huán)境保護做出貢獻。非離子表面活性劑以其獨特的性質和廣泛的應用領域，成為了現代工業(yè)和社會發(fā)展中不可或缺的一部分。未來，隨著科技的進步和人們對環(huán)境保護意識的提高，非離子表面活性劑的研究和應用將會更加深入和廣泛。我們期待看到更多創(chuàng)新的非離子表面活性劑產品和技術，為人類的生產和生活帶來更多的便利和福祉。參考資料：非離子表面活性劑是分子中含有在水溶液中不離解的醚基為主要親水基的表面活性劑，其表面活性由中性分子體現出來。非離子表面活性劑具有很高的表面活性，良好的增溶、洗滌、抗靜電、鈣皂分散等性能，刺激性小，還有優(yōu)異的潤濕和洗滌功能。可應用pH值范圍比一般離子型表面活性劑更寬廣，也可與其他離子型表面活性劑共同使用，在離子型表面活性劑中添加少量非離子表面活性劑，可使該體系的表面活性提高。非離子表面活性劑按照親水基的結構可以分為聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型、氧化胺型等。非離子表面活性劑是較晚應用于生產中的一類表面活性劑。但自20世紀30年代開始應用以來，發(fā)展非常迅速，應用也非常廣泛，很多性能超過離子表面活性劑。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，原料來源豐富，工藝不斷改進，成本日漸降低，其產量占表面活性劑總產量的比重越來越高，逐漸有超過其他表面活性劑的趨勢。應用的非離子表面活性劑的親水基，一類主要是由聚乙二醇基即聚氧乙烯基構成，另外一類就是以多醇（如甘油、季戊四醇、蔗糖、葡萄糖、山梨醇等）為基礎的構成的。由于非離子表面活性劑在溶液中不是以離子狀態(tài)存在，所以它的穩(wěn)定性高，不易受強電解質存在的影響，也不易受酸、堿的影響，與其他類型表面活性劑能混合使用，相容性好，在各種溶劑中均有良好的溶解性，在固體表面上不發(fā)生強烈吸附。聚乙醇型非離子表面活性劑根據疏水基的種類可分為長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺和聚醚類等。長鏈脂肪醇分子中羥基上的氫是活潑氫原子，環(huán)氧乙烷是能取代氫原子的活潑化合物，它們很容易發(fā)生反應而加成聚合為醚。實際上環(huán)氧乙烷的加成是逐漸進行的，首先加成1個環(huán)氧乙烷分子，繼而加成上第2個第3個等。當加成上10~15個后，則顯現出最佳的洗滌能力。常用的長鏈脂肪醇有月桂醇油醇、棕櫚醇、硬脂醇、環(huán)己醇、萜烯醇等。這類表面活性劑穩(wěn)定性高，生物降解性和水溶性均較好，具有良好的乳化、潤濕、滲透、分散和增溶的能力。常用于衣料用洗滌劑、洗發(fā)香波浴用香波中。烷基酚與環(huán)氧乙烷起加成反應，得到烷基酚聚氧乙烯醚，常用的酚有辛基酚、壬基酚等。如采用壬基酚時，與4分子環(huán)氧乙烷加成的產物不能溶于水；與6分子或7分子環(huán)氧乙烷加成的產物在室溫下即可完全溶于水；與8~12分子環(huán)氧乙烷加成的產物具有良好的潤濕、滲透和洗滌能力，乳化力也較好，可用作洗滌劑和滲透劑；與15個以上分子環(huán)氧乙烷加成的產物無滲透、洗滌的能力，而乳化、分散力較好,可用作乳化分散劑、勻染劑和緩染劑。烷基酚聚氧乙烯醚的化學穩(wěn)定性高，即使在高溫下也不易被強酸、強堿破壞，且其生物降解性差。因此它的需要量呈逐漸減少的趨勢，主要用在金屬的酸性洗滌劑和堿性洗滌劑中，在家用洗滌劑用品中使用量較少。脂肪酸與環(huán)氧乙烷在催化劑存在下進行加成反應生成脂肪酸聚氧乙烯酯，脂肪酸的碳原子數越多，溶解度越小，濁點越高，但含羥基或是不飽和的脂肪酸例外。所加成的環(huán)氧乙烷分子數目對酯的影響與脂肪醇聚氧乙烯醚時的情形相似，如碳原子數為12~18的脂肪酸接上12~15分子的環(huán)氧乙烷有很好的洗滌力，而低于此數如接上5~6分子的環(huán)氧乙烷則具有油溶性乳化力。這種表面活性劑的滲透力、洗滌力較脂肪醇和烷基酚的聚氫乙烯醚類差，主要用作乳化劑、分散劑、纖維油劑和染色助劑等。烷基胺與環(huán)氧乙烷起加成反應可生成2種反應產物，與上述3種非離子表面活性劑相似，當聚氧乙烯烷基胺分子中環(huán)氧乙烷的加成數少時，則不溶于水而溶于油，但由于它具有有機胺的結構，故可溶于酸性水溶液中。所以聚氧乙烯烷基胺同時具有非離子和陽離子表面活性劑的一些特性，如耐酸不耐堿，具有殺菌性能等。當環(huán)氧烷加成數多時，其非離子性增大，在堿性溶液中不析出，即在堿性溶液中也表現出良好的活性。由于非離子性增大，陽離子性相對減小，而表現出與陰離子表面活性劑的相容性，故可與其復配使用。由于這種表面活性劑兼有非離子和陽離子的性質，故常用作染色助劑，也常用于人造絲生產以增強再生纖維絲的強度，還可保持噴絲孔的清潔，防止污垢沉積。烷基醇酰胺與環(huán)氧乙烷起加成反應生成聚氧乙烯烷基醇酰胺。這種非離子表面活性劑具有較強的起泡和穩(wěn)泡作用，故常用作泡沫促進劑和泡沫穩(wěn)定劑，其中有的具有良好的洗滌力、增溶力和增稠作用。這類表面活性劑較早的產品是月桂酰二乙醇胺，它是由月桂酸和二乙醇胺在氮氣流保護下加熱進行合成反應制得的，月桂酰二乙醇胺不溶于水，當再與1分子二乙醇胺結合形成復合物時，才具有良好的水溶性和洗滌力，可用作洗滌劑中的穩(wěn)泡劑，也可用作乳化劑和除銹劑及干洗皂等。這種表面活性劑的穩(wěn)定性和耐水解性優(yōu)于脂肪酸聚氧乙烯酯。聚醚類產品主要是以丙二醇為起始劑，與各種不同相對分子質量的聚氧丙烯一聚氧乙烯共聚而成的一系列產品的總稱，聚醚的相對分子質量可達數千以上，顯著高于普通的表面活性劑的相對分子質量，因此也可將其歸屬于高分子表面活性劑中。聚醚具有獨特的性能，一般不吸濕，溶解性在冷水中比在熱水中好，濃溶液呈膠狀，也可溶于芳香烴和含氯有機溶劑中。聚醚的毒性和起泡力均較低，相對分子質量為2000~3000的聚醚有良好的去污力；相對分子質量更高的分散力較好。聚醚還具有強乳化力，故可用于低泡洗滌劑、乳化劑、消泡劑以及織物勻染劑、抗靜電劑、金屬切削冷卻液潤滑劑和黏結劑中。在一些特殊領域有更廣泛的應用。非離子表面活性劑是一種在水中不離解成離子狀態(tài)的兩親結構化合物。其親水基主要是由聚乙二醇基即聚氧乙烯基構成，另外就是以多元醇(如甘油、季戊四醇、蔗糖、葡萄糖、山梨醇等)為基礎的結構。此外還有以單乙醇胺、二乙醇胺為基礎的結構。聚乙二醇型非離子表面活性劑是用具有活潑氫原子的疏水性原料，在酸或堿催化劑參與下與環(huán)氧乙烷起加成反應制得的，聚乙二醇型非離子表面活性劑水溶液加熱至一定溫度，水溶液會變成白色渾濁狀。這種現象是由于溫度升高使聚乙二醇鏈與水分子之間形成的氫鍵被切斷，致使表面活性劑分子不能在水中溶解，這是聚乙二醇型非離子表面活性劑所特有的性質。使聚乙二醇型非離子表面活性劑溶解性發(fā)生突變的溫度為濁點。濁點隨環(huán)氧乙烷加成物質的量的增多而升高，可作為這類表面活性劑的親水性指標。濁點是指當非離子表面活性劑在水溶液受熱至溶液從透明變?yōu)闇啙釙r的溫度，反映了該類表面活性劑分子中親水性與親油性之間的平衡比例關系。濁點是推測表面活性劑的主要指標之一，通過濁點的測定可以初步確定其較為合適的使用溫度。GB/T559-2010針對非離子表面活性劑的不同類型，規(guī)定了5種（A、B、C、D及E）測定非離子表面活性劑濁點的方法。方法A、B和C適用于脂肪醇、脂肪胺、脂肪酸、脂肪酸酯和烷基酚等親油性化合物與環(huán)氧乙烷縮合而制得的非離子表面活性劑濁點的測定。方法D和E適用于環(huán)氧乙烷一環(huán)氧丙烷嵌段聚合而成的非離子表面活性劑濁點的測定。由脂肪酸或脂肪酸酯類親油性化合物與環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段聚合而成的非離子表面活性劑，方法E通常是不適用的，但只有在測定被證實具有重現性時方能采用。方法A：若試樣水溶液在10~90℃間變渾濁，則在蒸餾水中進行測定。方法B：若試樣水溶液在低于10℃時變渾濁或試樣不能充分溶解于水，則在25%二乙二醇丁醚水溶液中進行測定。該方法不適用于某些含環(huán)氧乙烷低的試樣，以及不溶于25%二乙二醇丁醚溶液的試樣。方法C：若試樣水溶液在高于90℃時變渾濁，則需在密封安瓿瓶內進行測定。密封安瓿瓶可使操作在壓力下進行，達到比在大氣壓下溶液的沸點還要高的溫度。也可用氯化鈉水溶液代替蒸餾水，按照方法A測定試樣的濁點，但測定結果與安瓿瓶法測得的結果不呈簡單的相關性。方法D：若試樣酸性水溶液在10~90℃間變渾濁，則在濃度為0moL的HCl標準溶液中進行測定。方法E：若試樣酸性水溶液在高于90℃時變渾濁，則在每升含50g正丁醇及04g鈣離子的水溶液中進行測定。非離子表面活性劑的優(yōu)點是：具有優(yōu)異的潤濕和洗滌功能，去污力強，還同時具有良好的乳化、滲透性能及起泡、穩(wěn)泡、抗靜電、殺菌等作用；穩(wěn)定性高，在水溶液中不電離，并且不受強電解質、強酸、強堿的影響，也不受硬水中鈣、鎂離子的影響；與其他類型表面活性劑的相容性好，與陰離子和陽離子表面活性劑都可兼容；無毒、無刺激、生物降解性好，是新一代“綠色產品”。非離子表面活性劑的缺點是：其通常都是低熔點的蠟狀物或膏體，所以很難把它們復配成粉狀。例如，當溫度升高或增加電解質濃度時，聚氧乙烯醚鏈的溶劑化效應會下降，有時會不溶，產生沉淀。非離子表面活性劑大多為液態(tài)和漿狀態(tài)，它在水中的溶解度隨溫度升高而降低。非離子表面活性劑具有良好的洗滌、分散、乳化、起泡、潤濕、增溶、抗靜電、勻染、防腐蝕、殺菌和保護膠體等多種性能，廣泛地用于紡織、造紙、食品、塑料、皮革、毛皮、玻璃、石油、化纖、醫(yī)藥、農藥、涂料、染料、化肥、膠片、照相、金屬加工、選礦、建材、環(huán)保、化妝品、消防和農業(yè)等各方面。顆粒狀聚丙烯酰胺絮凝劑不能直接投加到污水中。使用前必須先將它溶解于水，用其水溶液去處理污水。溶解顆粒狀聚合物的水應該是干凈（如自來水），不能是污水。常溫的水即可，一般不需要加溫。水溫低于5℃時溶解很慢。水溫提高溶解速度加快，但40℃以上會使聚合物加快降解，影響使用效果。一般自來水都適合于配制聚合物溶液。強酸、強堿、高含鹽的水不適于用來配制。聚合物溶液濃度的選擇，建議為1%~3%，即1升水中加1g~3g聚合物粉劑。非離子氟表面活性劑是非離子表面活性劑中的碳氫鏈中的氫原子全部或部分被氟原子取代的表面活性劑。非離子型氟碳表面活性劑按照分子結構不同可分為聚乙二醇型、多元醇型、亞砜型和聚醚型等，主要使用的是聚乙二醇型的。非離子型氟碳表面活性劑根據使用的環(huán)境不同，又分為在水溶液中使用的和在有機溶劑中使用的，還有含硅的特種非離子氟表面活性劑。非離子型氟碳表面活性劑在水中不電離，故對溶液的酸堿性和電解質的存在不敏感，可以用于強酸或者強堿性的環(huán)境中，并且與離子型表面活性劑的相容性好，可用于表面活性劑的復配、改性、增效。但由于聚氧乙烯親水基比羧酸鹽、磺酸鹽等陰離子基團的化學穩(wěn)定性差，因此非離子型氟表面活性劑通常不在含強氧化劑的溶劑中使用。水溶液中使用的氟碳表面活性劑不含氟的端基一般由一定數量的含氧醚鍵或羥基構成，也就是由聚氧乙烯鏈與聚氧丙烯相間的嵌段結構。這些極性基團的長度可通過分子設計加以調節(jié)，極性基長度的改變將影響非離子型氟表面活性劑的親水親油平衡值；而在有機溶劑中使用的氟碳表面活性劑是沒有親水基團的，它們是由既憎水又憎油的氟碳鏈段和親油的碳氫鏈段組成的。氟硅非離子表面活性劑是以Si-O-Si為主鏈，在側鏈或兩端接枝含氟疏水基團和聚氧乙烯或聚氧丙烯等親水基團的一種新型表面活性劑。其親水基結構與碳氫表面活性劑相似，一般是聚氧乙烯親水鏈段，有時是聚氧乙烯與聚氧丙烯相間的嵌段結構。都是由憎水基部分結構中的活潑氫與一定數量的環(huán)氧乙烷加成而得，如：也合成出分子中含有兩個含氟烴基憎水基的雙子型非離子表面活性劑，如：用齊聚法制得四氟乙烯五聚體C10F20與相對分子質量為1000的聚乙二醇反應制得用四氟乙烯五聚體的苯酚磺酰氯（）與相對分子質量1000的聚乙二醇反應制得這一類非離子氟表面活性劑是沒有親水基的，它們是由既憎水又憎油的含氟烴基與親油的碳氫烴基組成的，它們可以作非極性有機溶劑中使用的表面活性劑，也可以作為在有機溶劑/氣體界面具有表面活性的含氟化合物，這一類型的氟碳表面活性劑種類比較少。其中一種是將四氟乙烯等含氟烯烴與乙烯等烯烴共聚時，得到一種低相對分子質量的嵌段共聚物，其結構式為：F(CF2)m(CH2)nH，式中（m+n）值可在6~23之間。另一種在非極性有機溶劑中使用的非離子氟表面活性劑是由六氟丙烯齊聚物憎油基與芳烴親油基組成的，結構為（n=1~3，Ar是芳烴基）。這兩種為親油型的常見結構。氟硅非離子表面活性劑是以Si-O-Si為主鏈，在側鏈或兩端接枝含氟疏水基團和聚氧乙烯或聚氧丙烯等親水基團的一種新型表面活性劑。如美國DowConing公司很早就制備了含硅的氟表面活性劑，發(fā)現它是比聚硅氧烷更好的消泡劑，但它對氟表面活性劑產生的泡沫卻沒有消泡作用。中國中科院有機所合成過結構為CF3(CF2)O(CF2)2SO2N(CH3)CH2CH2Si(OCH3)C10F9O(CH2)3Si(OCH3)3的含硅氟表面活性劑。中國武漢長江化工廠也合成過結構為RfSO2R1Si(OR2)3（式中Rf=C6F13~C8F17；R1為帶支鏈的烷基；R2=-CH3，-C2H5）的含硅的氟表面活性劑FC-922。他們在結構中引入含硅基團，目的不在于得到更高的表面活性，而在于發(fā)揮硅、氟互穿網絡結構作用，以顯示出某些獨特的性能。從含氟的有機硅表面活性劑結構可知，全氟烷基與硅原子之間既可以通過-(CH2)n-烷基連結，也可通過烷基與酰胺基或烷基與磺酰胺基連結。非離子氟表面活性劑在水中不電離，因此它對溶液的PH值變化和電解質的存在不敏感。與離子型表面活性劑不同，它不被帶電荷的表面所吸附。氟表面活性劑在煤上的吸附能力：非離子＜陽離子＜兩性＜陰離子。陰離子氟表面活性劑在煤上吸附后使水在其上的接觸角（θ）由38°~42°增加到80°~90°。含有6~10個碳原子的碳氟烴基表面活性劑表面活性最好，如果碳鏈過長，碳氟烴基憎水憎油作用過強，在溶劑中溶解性能會降低，從而影響其使用效果。通常在水中使用的某些氟表面活性劑，對降低有機溶劑的表面張力也是有效果的，盡管由于有機溶劑表面張力本來就比水低，因而它們降低有機溶劑表面張力的效果不如降低水表面張力那么明顯。在固液界面吸附上，關于氟表面活性劑和碳氫表面活性劑混合物在分散顆粒上的相互作用是通過是溶膠的聚沉和再分散來研究的。例如：被十二烷基硫酸鈉聚沉的Fe2O3溶膠可以被陰離子氟表面活性劑NF-100再度分散，此時溶膠的Zeta電位變號而濁度增加。如果使用非離子氟表面活性劑如NF-7或NP-5也可以使該溶膠再度分散，而Zeta電位只改變一點點。當情況反過來的時候，也就是Fe2O3溶膠被NF-100聚沉時，十二烷基硫酸鈉卻不能使之再分散。另外，Fe2O3溶膠可被全氟辛基磺酸鋰（LiFOS）聚沉，能用NF-7或NP-5兩種非離子氟表面活性劑之一使之再分散，而不能用十二烷基硫酸鋰（LiDS）使之再分散；相應地被LiDS聚沉的Fe2O3溶膠也不能被LiFOS再分散，只能被NF-7再分散。因此，在陰離子（碳氫或氟）表面活性劑與非離子（碳氫或氟）表面活性劑之間能形成混合雙層吸附，所以其再分散效果較陰離子氟表面活性劑與陰離子碳氫表面活性劑分散Fe2O3溶膠更有利。雙子型的氟碳表面活性劑分子由兩條氟碳鏈、兩個親水基和一個連接基組成，在界面上排列更緊密，表面能更低，有更低的krafft點（活性溫度下限），以極小的添加量就能有效降低液體的靜態(tài)表面張力。它可以溶解在酸和堿的溶液中，且與陰離子、陽離子及兩性離子的表面活性劑相容性好。非離子氟表面活性劑的親水基結構——聚氧乙烯鏈的長度很容易在環(huán)氧乙烷的開環(huán)加成反應中控制調節(jié)，進而影響它的親水親油平衡值，從而影響它的界面性質和改變乳液的穩(wěn)定性。聚氧乙烯型非離子氟表面活性劑在水中的溶解度隨著溫度升高而降低，當溫度達到它的濁點時，非離子氟表面活性劑會從水中析出而使其水溶液變渾，因此，聚氧乙烯非離子氟表面活性劑只適宜在常溫和它的濁點以下使用。一般情況下，非離子氟表面活性劑比相應的離子型氟表面活性劑在有機溶劑中有較大的溶解度。由于聚氧乙烯親水基比羧酸鹽、磺酸鹽等陰離子基團的化學穩(wěn)定性差，因此非離子氟表面活性劑通常不在含強氧化劑的溶液中使用。碳氟烴類，特別是直鏈狀的比相應的碳氫鏈烴類的柔順性差，因此熔點相應較高。但氧雜的碳氟鏈烴類，由于氧原子的作用使得它比全氟的碳氟鏈烴要柔順，因此用六氟丙烯環(huán)氧齊聚形成的聚醚更適合作表面活性劑的長鏈憎水基或憎油基。結構式為F(CF2)m(CH2)nH的非離子氟表面活性劑，式中（m+n）值可在6~23之間，其中m=12，n=18時，它能使正十二碳烷溶劑的表面張力降低；而m=10，n=12；m=12，n=24；m=12，n=18的三種化合物溶于正十二碳烷形成01mol/L濃度的溶液，從高于它們熔點的溫度冷卻到室溫時形成凝膠。用光散射法、核磁共振法和熒光分析法都發(fā)現這些化合物能在甲苯溶劑中形成膠束。結構為（n=1~3，Ar是芳烴基）的非離子氟表面活性劑?？扇苡诩妆?、二甲苯這類芳烴非極性溶劑中，并降低它們的表面張力。實驗證明，它能降低二甲苯溶劑的表面張力。氟表面活性劑具有高表面活性，而含硅的表面活性劑降低水的表面張力的能力也比相應的碳氫表面活性劑強，如聚二甲基硅氧烷可使水的表面張力降至20~21mN/m，因此人們期望通過氟化含硅表面活性劑，得到一種具有最高表面活性的表面活性劑，但這種期望在實踐中遇到了困難。如果在硅原子的α位碳原子進行氟化，由于氟原子的電負性影響，造成Si-C鍵減弱，變得特別容易受親核試劑進攻，CF3SiCl3和(CF3)2SiCl2將很快發(fā)生水解，生成CHF3。在β位氟化，產物也會水解并發(fā)生分子重排而分解生成CF2=CH2。為了減弱氟原子對Si-C鍵的誘導作用，必須使生成的-CF3基遠離硅原子。若在硅原子的γ位碳原子上氟化生成CF3CH2CH2SiCH3Cl2，Si-C鍵的穩(wěn)定性將增強，但得到的含氟有機硅表面活性劑聚三氟丙基甲基硅氧烷的表面活性比相應的價格相對便宜的聚二甲基硅氧烷還要低，并沒有達到預期的降低水表面張力的目的。含氟非離子表面活性劑的合成一般分為三個步驟：首先合成具有一定鏈段長度的含氟烷基Rf，然后制成易于引進其他基團的含氟中間體，最后利用含氟中間體中較為活潑的端基官能團以及自身的性質，通過各種有機反應引入基團。制備方法大致可分為三種：電解氟化法為最早使用的一種，在1946年由JosephHSimons研制，后轉讓給美國3M公司，并被其于1952年開始批量生產。該法通過將需要被氟化的有機物溶解或分散于無水氟化氫中，在低于8V（一般為4~6V）的直流電壓下進行電解，這個過程中在陰極產生氫氣，有機物在陽極被氟化，其中的氫原子被氟原子親核取代，其他一些官能團如酰基和磺?；热员Ａ簟５湫屠尤缦拢赫{聚法最早在1968年由R.N.Haszeldine研制，后轉讓給Pennwalt公司，隨后美國DuPont公司開發(fā)了該方法的工業(yè)生產路線。該法利用不飽和雙鍵的單體與調聚劑自由基加成聚合而成。例如：首先由醇與溴丙烯反應制得對應的烯丙基醚，然后利用連二亞硫酸鈉引發(fā)碘代全氟烷烴與烯丙基醚的雙鍵加成，加成產物經還原去碘后就得到所需要的含氟烷基的非離子型表面活性劑。在LiAlH4體系中加入催化量的Bu3SnCl可以完成還原過程，但是由于LiAlH4的還原性強，若反應底物中Rf烷基端頭為氯原子時，也會被還原成氫原子。特殊的如含硅類，可以通過簡單的將各種聚甲基氫硅氧烷（PHMS）單體溶于有機溶劑中，在鉑催化下與CH2=CHCH2O(CH2)x(CF2)yCF3聚合得到淺褐色至褐色透明液體，即氟硅表面活性劑（FSS）。齊聚法是在20世紀70年代發(fā)展起來的制備方法，該法又可下分為四氟乙烯齊聚法、六氟丙烯齊聚法和六氟丙烯環(huán)氧（HEPO）齊聚法。其中四氟乙烯齊聚法是采用非質子溶劑，在氟化物催化下，使四氟乙烯進行陰離子聚合反應，得到聚合度為4~6為主的全氟烯烴齊聚物，最后利用雙鍵碳原子上的氟原子易被親核試劑取代的特點，進而合成一系列表面活性劑。六氟丙烯齊聚法和四氟乙烯類似。HEPO則是在極性溶劑中，用氟陰離子催化，制得氧雜全氟烷基酰氟齊聚物，進而通過酰氟發(fā)生水解、氨解、醇解等作用，制成多種含氟中間體，再進一步制成表面活性劑。例如：以三乙胺為縛酸劑，將適量全氟-2,5-二甲基-3,6-二氧壬酰氟緩慢滴加到含有適量直鏈醇的三口燒瓶中，在一定溫度下攪拌回流一段時間，所得產物用蒸餾水洗至約中性，之后用無水硫酸鎂靜置過夜去除水分，用布氏漏斗過濾后室溫下真空干燥，得產物六氟環(huán)氧丙烷齊聚物型非離子表面活性劑CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOCnH2n+1一些非離子氟表面活性劑如、（式中n為2~6，m為1~19）都可用作除莠劑、殺菌劑、殺蟲劑的乳化劑、分散劑等。非離子氟表面活性劑澆灑在農作物上是安全的，對作物只有微弱的影響，而且分子中含的聚氧乙烯鏈越長，毒性影響就越小，它們對昆蟲，特別是蒼蠅、葉螨的殺傷力主要是由于其良好的潤濕作用，能很好地粘附在昆蟲的外殼上并均勻鋪展，造成呼吸受阻而窒息死亡，并非因其毒性造成的，因而與氟表面活性劑的具體結構無明確的關聯性。用于汽車擋風玻璃洗滌劑時，在普通表面活性劑的配方中，加入非離子氟表面活性劑能進一步降低表面張力，明顯改進潤濕和滲透能力，提高清洗效果。非離子氟表面活性劑在清潔汽車玻璃時能很好附著在玻璃表面，使其具有超親水性，任何溫度的水霧（乃至蒸氣）、霧珠，一經與玻璃表面接觸就能立即浸潤并鋪展成透明水膜，并使水膜移動迅速，而不能聚集成滴，產生良好的防霧效果，在0℃以下的低溫情況下也能起到很好的防霧、高流滴性能。同時能減少其它表面活性劑的用量。塑化人體標本時，添加非離子氟表面活性劑可以降低聚乙二醇溶液的表面張力，提高滲透性，從而縮短標本的浸泡時間。1966年，美國L.C.Clark研制成功第一個無毒全氟烷基（PFCs）血紅蛋白替代品，其氧運輸原理與血紅蛋白不同，僅基于物理的溶解作用，但其溶解氧的能力是水的20倍，能溶解自身體積近50%的氧氣（血紅素只能溶解自身體積20%的氧氣）。但是PFCs不溶于水，靜脈注射純PFCs將會引起油栓塞而導致人立即死亡。常將其配制成含PFCs10%~15%（體積分數）的水包油型乳液Fluosol，能夠溶解自身體積5%~25%的氧氣和140%的二氧化碳。有研究將非離子氟表面活性劑如（n=5~7；m=3~6），（n=4~8；m=5~12；為連接基團）以及等成功用于PFCs乳化劑。非離子氟表面活性劑雖然有極佳的界面活性，但是其毒性限制了實際使用的可能，需要研制出毒性更小的才能使用。其使用需要具備五個條件：①無毒；②能與血液完全相容；③能制成穩(wěn)定細小的乳狀液；④在藥理上、生理上和生物化學上都是惰性的；⑤能以不變的形式或以無害的代謝物形式排出體外。制革浸水使用表面活性劑主要的目的在于助軟，以利于生皮恢復鮮皮狀態(tài)。浸水中加入的表面活性劑對油脂具有乳化作用，可促進膠原蛋白的溶解和非膠原蛋白的析出。表面活性劑提高了水對干皮的潤濕滲透性，大大縮短了浸水時間。有利于除去干皮上的塵土、血污、防腐劑等；脫脂的方法很多，有皂化法、溶劑法和乳化法，但不論何種方法都離不開表面活性劑的潤濕滲透和乳化兩大作用。表面活性劑在皮革鞣制過程中有利于鞣劑的滲透，以達到速鞣、鞣制均勻或提高結合量使成革豐滿的目的；皮革染色中應用表面活性劑，主要是利用表面活性劑的滲透性、分散性、緩染性和移染性，以達到勻染和助染的目的。現代制革生產的復鞣、填充工序越來越受到重視。復鞣直接影響到成革的色澤和機械強度等性質。為了使復鞣劑、填充劑的作用得到充分發(fā)揮，一般都要在復鞣、填充時加入一些具有分散、滲透作用的表面活性劑。表面活性劑在酶脫毛、酶軟化、浸灰脫毛、整飾等其他方面也得到應用。整飾中主要是在干坯革回軟、涂飾材料生產中廣泛應用。水成膜泡沫（AFFF：aqueousfilmformingfoamextinguishingagent）滅火劑是以碳氫表面活性劑與氟碳表面活性劑為基料并能夠在某些烴類液體表面形成一層水膜的泡沫滅火劑。其中氟碳表面活性劑使用兩性氟表面活性劑或者非離子表面活性劑。例如將005%~05%的非離子型氟表面活性劑加入普通蛋白泡沫滅火劑中獲得的水成膜泡沫滅火劑。復配后可以進一步降低水溶液的表面張力，降低泡沫在液面上流動的剪切力，提高泡沫的流動性，從而提高滅火速度3~4倍。且利用泡沫的自封作用，自行撲滅覆蓋滅火劑的油面上的局部燃燒的火苗，有較好的耐復燃性。更重要的是，在撲滅燃燒染料槽或油罐中的火焰時，可以使用液下噴射技術，將滅火劑從油罐底部的滅火設備引入，較低的表面張力使滅火劑能夠迅速上移至油類液體表面，撲滅大火。也能和干粉滅火劑同時使用，氟表面活性劑具有較好的穩(wěn)泡性能，能夠保證泡沫不被干粉破壞，這是普通泡沫滅火劑無法實現的。氟碳表面活性劑可以用作集油劑、原油蒸發(fā)抑制劑、燃油增效劑。海上石油運輸，石油泄漏事故時有發(fā)生，原油的擴散對海洋生物和海洋環(huán)境造成極大的污染和危害，對周邊的居民也會間接的構成危險。如果在處理此類事故時使用氟碳表面活性劑作集油劑，可以降低海水的表面張力，使原油不能在海面上鋪展、擴散，而使油面收縮、集中，便于清理收集，從而減少污染。這類氟碳表面活性劑要求使用生理毒性小，對魚類等海洋資源危害很小的品種。氟碳表面活性劑也可用于石油開發(fā)，使殘留在油井地層下的殘油得以富集，提高二次采油效率。通常用的氟碳表面活性劑集油劑的結構為：C9F17OC6H4SO3Na，C10F19OC6H4COO(C2H4O)nH等。當作為原油蒸發(fā)抑制劑使用時，例如，在石油貯槽上鋪上一層用非離子氟碳表面活性劑DuPont的ZonylFSP處理過的谷物漂浮層，能在原油表面很好的鋪展并能抑制原油的蒸發(fā)。氟表面活性劑屬于生物化學不降解或難以降解的化合物，對水質有污染問題。Schr?der在生物降解中發(fā)現，非離子氟表面活性劑的全氟碳鏈無法被降解，降解只發(fā)生在親水端上，后來有人用活性污泥作試驗，也證明氟表面活性劑在活性污泥上并不發(fā)生生物降解。例如FC系列產品的主要成分全氟代烷亞磺酰氨基丙烯酸酯聚烷烯丙烯酸酯的共聚物的水解半衰期為5年。一般情況下對藻類等水生植物的毒性比對魚類的毒性小。氟表面活性劑的污水處理主要采取的措施，一方面通過與碳氫表面活性劑復配達到既優(yōu)化了性能，又減少用量，從而減少排放廢水中氟表面活性劑的含量，另一方面是對含氟表面活性劑的廢水在排放前進行處理，從而降低其排放濃度，例如非離子氟表面活性劑可用堿式氯化鋁絮凝法或用活性炭以及活性污泥吸附法處理。表面活性劑的毒性與結構的關系存在著與碳氫表面活性劑相似的規(guī)律，即毒性與其離子性有直接關系，非離子表面活性劑對生物膜的蛋白質和酶的界面時吸附生成復合物的能力弱，因此非離子氟表面活性劑的毒性較小，有的品種無毒。長的直鏈產品其毒性比短的直鏈的小，有支鏈的產品的毒性較含碳數相同直鏈的小。商品氟表面活性劑都是以溶于有機溶劑或水乳液形式存在的，有可能商品中的揮發(fā)性溶劑或雜質的毒性比氟