表面活性劑在建筑材料中的應(yīng)用進(jìn)展

武曉靜 孫鵬

【摘要】所謂的表面活性劑一種性能較為固定的親水親油基團，該基團在溶液的表面可以進(jìn)行定向排列，且能夠使物質(zhì)的表面張力出現(xiàn)明顯下降。隨著化學(xué)學(xué)科知識與各行各業(yè)的知識交叉，目前表面活性劑已經(jīng)成為了建筑行業(yè)的重要材料組成部分。本文將先對表面活性劑進(jìn)行簡要綜述，從而闡述其在建筑材料中的廣泛應(yīng)用的進(jìn)展過程。

【關(guān)鍵詞】表面活性劑 建筑材料

由于表面活性劑作為一種特殊的化學(xué)材料，其分子結(jié)構(gòu)具有兩親基團，即親油親水，而這一獨特性導(dǎo)致了表面活性劑具有致使物質(zhì)界面產(chǎn)生濕潤感、并能滲透入物質(zhì)界面等功能，現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展中，也越來越廣泛地將表面活性劑應(yīng)用到各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以最大程度的發(fā)揮表面活性劑的增溶、發(fā)泡等特殊化學(xué)功能。我國的表面活性劑總體發(fā)展歷程具有發(fā)展起步晚、發(fā)展進(jìn)程快的特點。從上世紀(jì)50年代開始起，我們便能從一些工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中看到表面活性劑的身影。目前，表面活性劑作為我國精細(xì)化工中的主要一支分類，其發(fā)展規(guī)模將隨著國內(nèi)經(jīng)濟騰飛而走上一個新的歷史軌道。

特別地，表面活性劑近年來成為了建筑行業(yè)的新貴，在例如水性建筑涂料等建筑主要材料中，我們都能發(fā)現(xiàn)表面活性劑的重要參與。特別地，由于近年來世界各國與對烷基酚聚氧乙烯醚表面活性劑都推出了禁用法規(guī)，使原本已經(jīng)研發(fā)形成的表面活性劑使用受到限制，于是相關(guān)專業(yè)才人也開始對表面活性劑的種類及其具體分類作用進(jìn)行進(jìn)一步的拓展研究，力求使符合國家規(guī)定的表面活性劑能夠更快推出市場，為例如建筑業(yè)等經(jīng)濟龍頭行業(yè)服務(wù)。

1 表面活性劑的主要分類

所謂的表面活性劑，是指同時具有親水親油此兩性基團，且在溶液的表面上能夠形成定向排列，并且進(jìn)一步導(dǎo)致其表面張力出現(xiàn)顯著下降的物質(zhì)。為了更好的了解表面活性劑，本文將對其主要分類情況作出簡要闡述。根據(jù)目前國內(nèi)研究部門的緊張研究表明，雖然表面活性劑的種類很多，但是就目前所研發(fā)出來的主要有幾下幾類，而這幾類便是運用于如建筑業(yè)等施工行業(yè)中最為頻繁的表面活性劑類型：

1.1 陽離子型

焼基吡啶鹽氯化物是陽離子型的表面活性劑的代表物之一，因而這類屬于陽離子型的表面活性劑在水里發(fā)生離解之后，其中產(chǎn)生活性作用的主要是陽離子部分，因而被歸類為陽離子型。1.2 陰離子型

不同于陽離子型的表面活性劑，當(dāng)在水中發(fā)生離解之后，若起主要作用的是陰離子基團部分，那么這類表面活性劑就給歸類為陰離子型，如常見的二烷基（辛基、己基、丁基）磺基琥珀酸鹽、蓖麻油硫酸化物、燒基萘磺酸鈉、硫酸月桂酯、十二烷基磺酸鈉等都是典型的陰離子型的表面活性劑。

1.3 兩性表面活性劑

結(jié)合陰離子型表面活性劑與陽離子型表面活性劑的特點，當(dāng)在水中離解之后陰離子和陽離子基團可同時產(chǎn)生作用，則我們稱這類表面活性劑為兩性表面活性劑。在兩性表面活性劑中產(chǎn)生作用的陽離子部分往往是由胺鹽或季胺鹽作親水基，而發(fā)揮作用的陰離子部分則是羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽等。

1.4 非離子型

除上述三種類型之外，還有一種非離子型表面活性劑。該種類的表面活性劑在總數(shù)量上僅次于陰離子型的表面活性劑，因而其使用范圍及其廣，是化學(xué)工業(yè)中必不可少的一類表面活性劑。常見的有乙二醇聚氧乙烯院基酯、乙炔乙二醇、乙二醇聚氧乙烯燒基芳基醚等。

2 綜述表面活性劑在建筑材料中的應(yīng)用

隨著國內(nèi)目前建筑業(yè)的發(fā)展需求，越來越多的化工技術(shù)被引進(jìn)與建筑材料的生產(chǎn)過程，而表面活性劑也成為了其中重要的化學(xué)原材料之一。根據(jù)目前建筑行業(yè)對于表面活性劑的應(yīng)用發(fā)展研究，我們發(fā)現(xiàn)表面活性劑主要在菱鎂建筑材料以及水性建筑涂料這兩類建筑材料的應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用，下面將根據(jù)表面活性劑在其應(yīng)用環(huán)節(jié)的主要表現(xiàn)作出闡明：

2.1 菱鎂建筑材料中表面活性劑的作用

在近年來的建筑材料行業(yè)，我們可以發(fā)現(xiàn)一些以氧化鎂和氯化鎂為主要原材料的菱鎂制品已經(jīng)占據(jù)了可觀的市場份額，也不少傳統(tǒng)建筑材料在菱鎂建筑材料的競爭之下也逐漸退出了市場。在眾多菱鎂建筑材料中，菱鎂波紋瓦和菱鎂道路磚是其相關(guān)類行業(yè)中頗具競爭力的產(chǎn)品。而這類菱鎂建筑材料都恰恰借助表面活性劑的作用。

表面活性劑在菱鎂建筑材料的生存過程所產(chǎn)生的作用主要體現(xiàn)在利用表面活性劑的物質(zhì)特征以汽泡來增大接觸面、將表面活性劑的疏水作用應(yīng)用與建筑材料、以及利用表面活性劑進(jìn)行顏料疏散等。眾多相關(guān)實驗研究表明，盡管表面活性劑在菱鎂制品的生產(chǎn)中不參與化學(xué)反應(yīng)，但卻起著不可替代的重要作用，而相關(guān)專業(yè)人士也需要對表面活性劑進(jìn)行進(jìn)一步的探索，以為菱鎂建筑材料提供總體性價比最高的表面活性劑類型。

2.2 表面活性劑在水性建筑涂料中的作用

對于水性建筑涂料其重要生產(chǎn)輔助作用的是表面活性劑中的非離子型表面活性劑。因為非離子型表面活性劑在各類溶液中能夠保證不受到強電解質(zhì)無機鹽和酸、堿等化學(xué)物質(zhì)的影響，而且該類表面活性劑也不容易在一般固體上形成強烈吸附，相比離子型表面活性劑，它具有一定的優(yōu)越性，而這也是其在水性建筑涂料中之所以得到廣泛應(yīng)用的主要原因。確切地說，非離子型表面活性劑在水性建筑涂料的生產(chǎn)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的中作用是通過降低顏填料的表面張力來促成的，當(dāng)顏填料的表面張力得到降低之后，其表面膜物質(zhì)將能有效地將孔隙中的空氣積壓出去，從而對顏料整體形成有效包裹，使顏料粒子之間不致于相互接觸。

3 結(jié)語

表面活性劑建筑材料的生產(chǎn)制造過程中有著極其廣泛的影響與作用。隨著我國建筑業(yè)的高速發(fā)展，建筑材料作為建筑行業(yè)的支撐要素也被列入了重點研發(fā)對象，而如何合理地將表面活性劑運用于建筑材料的生產(chǎn)過程，以及如何研究探索出性價比較高的表面活性劑種類都成為了我國建筑業(yè)相關(guān)研發(fā)人員的重要任務(wù)。而且在現(xiàn)階段，我們也必須清楚地認(rèn)識到，國內(nèi)對于表面活性劑的相關(guān)研究還是比較薄弱，其開發(fā)領(lǐng)域還比較狹隘，舉例來說，在當(dāng)前我國的工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，其中占主導(dǎo)地位的被應(yīng)用與工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的非離子型表面活性劑其實是國外不少國家在其20世紀(jì)發(fā)展進(jìn)程中的主導(dǎo)產(chǎn)品，也就是說我國對于表面活性劑的研究在國際上是處于落后地位的。正是因為這個原因，為了從工業(yè)發(fā)展中緊追國際腳步我們必須加快對于表面活性劑在建筑材料中的應(yīng)用的研究腳步，從推動工業(yè)發(fā)展來推動社會整體經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜巧云，等.表面活性劑基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].中國石化出版社，1996