正、负离子表面活性剂的复配

在所有的表面活性剂混合体系中，正、负离子表面活性剂具有最强的协同作用。一般认为阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂在水溶液中不能混合，两者在水溶液中相互作用会产生沉淀或絮状络合物，从而产生负效应甚至使表面活性剂失去表面活性。而研究发现，由于阴、阳表面活性离子间强烈的静电作用，在一定条件下，正、负离子表面活性剂复配体系具有很高的表面活性，显示出极大的增效作用。

1）全面增效作用

与单一表面活性剂相比，混合体系的表面活性大大提高。一方面提高了降低表面张力的效能，混合体系的表面张力可低达25mN／m甚至更低，另一方面极大地提高了降低表面张力的效率，混合体系的cmc小于每一单纯组分表面活性剂的cmo，甚至呈现几个数量级的降低。因而表现为全面增效作用。

2）混合体系的增效作用也表现在油-水界面张力的降低方面。

阳离子表面活性剂C8H17N（CH3）Br（以下用C8N表示）与阴离子表面活性剂C8H17SO4Na（以下用C8S表示）等摩尔复配体系在正庚烷-水溶液界面的界面张力可以低至0.2 mN／m，而两种纯表面活性剂溶液相应的界面张力则高得多（分别为14mN／m和11 mN／m）。所以通过复配，可以使一些本来表面活性很差的“边缘”表面活性剂也具有很高的表面活性。 

3）尽管正、负离子表面活性剂复配体系有强烈的增效效应，其表面活性比单一组分高。然而正、负离子表面活性剂混合体系的一个主要缺点是由于强电性作用易于形成沉淀或絮状悬浮，混合体系的水溶液因此不太稳定。一旦浓度超过cmc以后溶液就容易发生分层析出或凝聚等现象，甚至出现沉淀（特别是等摩尔混合体系），产生负效应甚至使表面活性剂失去表面活性，从而给实际应用带来不利影响。经过多年的研究和实际应用，可以采用以下几种方法。

①非等摩尔比复配

正、负离子表面活性剂配合使用时，要使其不发生沉淀或絮状悬浮，达到最大增效作用，两者配比是很重要的。不等比例（其中一种只占总量少部分）配合依然会产生很高的表面活性与增效作用。一种表面活性剂组分过量很多的复配物较等摩尔的复配物的溶解度大得多，溶液因此不易出现浑浊，这样就可采用价格较低的阴离子表面活性剂为主，配以少量的阳离子表面活性剂得到表面活性极高的复合表面活性剂。

②降低疏水链长度对称性

在疏水链总长度（碳原子总数）一定时，两疏水链长度越不对称，混合体系的溶解性越好。

③增大极性基的体积

正、负离子表面活性剂混合体系易形成沉淀的原因可归结为异电性离子头基之间强烈的静电引力导致电性部分或全部中和（当然这也正是其具有高表面活性的原因），因此可以通过增大极性基的体积，增加离子头基之间的空间位阻以降低离子头基之间强烈的静电引力。例如：将常见的烷基三甲基铵换为烷基三乙基铵（即烷基三甲基铵离子头的三个甲基换成三个乙基），混合体系的溶解性能即大大改善，如辛基三乙基溴化铵与不同链长的烷基硫酸钠的等摩尔混合溶液均可形成均相溶液，其Krafft点很低，可以在低温下使用。

④引入聚氧乙烯基

离子型表面活性剂分子中引入聚氧乙烯基有利于降低分子的电荷密度从而减弱离子头基间的强静电相互作用。同时，由于聚氧乙烯链兼有弱的亲水性和弱的亲油性，它不仅使表面活性剂的极性增大，同时也增长了疏水基的长度。聚氧乙烯链的亲水性和位阻效应减弱了正、负离子表面活性剂之间的相互作用，从而对沉淀或凝聚作用有明显的抑制作用。

⑤极性基的选择——烷基磺酸

盐代替烷基硫酸盐  对于单组分体系，烷基磺酸盐的水溶性明显低于烷基硫酸盐，因此人们习惯认为，当与阳离子表面活性剂如烷基季铵盐混合后，烷基磺酸盐-烷基季铵盐混合体系的水溶性要低于烷基硫酸盐—烷基季铵盐混合体系。因此在与阳离子表面活性剂复配时，人们一般不用烷基磺酸盐。然而事实正好相反，烷基磺酸钠-烷基季铵盐混合体系的水溶性远高于烷基硫酸钠—烷基季铵盐混合体系。

另外，从烷基磺酸钠的角度来看，阳离子表面活性剂烷基三乙基季铵盐的加入增加了烷基磺酸钠的溶解性，降低了其Krafft点。烷基磺酸钠单组分体系的Krafft点较高。也就是说，阳离子表面活性剂的加入，增大了阴离子表面活性剂的溶解性。

⑥加入两性表面活性剂

两性表面活性剂其表面活性不如阴、阳离子型表面活性剂强。将其加入正、负离子表面活性剂复配体系，有利于改善复配体系的溶解性能。

⑦加人非离子表面活性剂

加入溶解度较大的非离子表面活性剂，正、负离子表面活性剂在水中溶解度明显增加。即非离子表面活性剂的增溶作用改善了正、负离子表面活性剂的溶解性能。而且非离子表面活性剂有其自身的优良洗涤性能，在水溶液中不电离，以分子状态存在，与其它类型表面活性剂有较好的相容性，因而可以很好地混合使用。所以在正、负离子表面活性剂复配体系中加入非离子表面活性剂，不但有利于复配体系溶解度增加，而且还可以起到增强洗涤效果的双重作用。

以阴离子表面活性剂为主，加入少量的阳离子表面活性剂，有时再加以适量的非离子表面活性剂辅助，有可能得到性能较好、价格合理、高效复配型配方产品。

水溶性高分子吸附表面活性剂，减少溶液中游离表面活性剂分子数量，临界胶束浓度升高；阳离子表面活性剂与含羧基的水溶性高分子生成不溶性复凝聚物；但在含有高分子的溶液中，一旦有胶束形成，其增溶效果却显著增加。