表面活性剂的应用愈来愈广，因此，它的品种也已多至不可胜数的地步，在三十年代还只有数十种，至七十年代已达数干种之多。

    可以毫不夸张地说，目前各行各业都巳离不开表面活性剂。油墨、涂料，颜料等有关工业使用表面活性剂，也已有很长的历史了。   

    （ 一）、定义

    表面活性剂是指各种用途的各种化合物的总称，像乳化剂，发泡剂、润湿剂，洗涤剂等等，都是表面活性剂。

    表面活性剂可以这样定义：一种物质，它溶解并集中在液体表面或液体和不相混液体(或固体)的界面。溶在液体组成中，或掺于粉状固体中能使之易于被液体润湿的，即谓表面活性剂。

    简单地说，表面活性剂就是在液体－液体、液体－固体、液体－气体的表面或界面(一般说，物体相界面之间的张力，统称为界面张力，而特别把液体－气体相界面之间的张力叫表面张力)之间起作用的物质。将它以少量加于液体中后，能被吸附在液体表面，或水一油(或液一固)界面上，从而可降低液体的表面张力和界面张力，使生产工艺及产品质量得到大大改进和提高的一种助剂。

    大多数有关表面活性剂的资料是谈含水系统的，一般是讲它们降低水的表面张力以及水溶物形成溶解性胶束的能力的。

    表面活性剂是一种有机化合物，从分子结构看，有两种基团：一种是易在油中溶解；在水中难溶的基团－亲油基团(憎水基团－非极性)，以长链烷烃为代表的原子团。另一种是易在水中溶解，在油中难溶的基团－亲水基团(憎油基团－极性)，以羟基、羧基、胺基、硫酸酯、磺酸酯、醚基等为代表的原子团。

    根据表面活性剂亲水基团和亲油基团的平衡(即H．L．B．值－Hydropbile－lipophile Balanc。)关系，表面活性剂制造者就可制出油溶性及水溶性各不相同的无数产品。

    一般地说，表面活性剂虽在液体中能溶解，但其溶解度是不高的。它们具有平衡的极性－非极性结构，即有一部分分子是溶于极性液体中的，而另一部分分子则在非极性液体中。分子层定向集中在液体表面，故溶解部分的分子是在液体中，不溶解部分则在空气中。油酸在水面上的单分子层就有此种情况。如果将油酸的苯溶液置于水面，则苯蒸发后，油酸形成一单分子层，羧基团在水中而油酸基团则在空气中。如果将油酸铺在油面上，则会发生相反的定向作用。

    比较一下油酸(C17H33COOH)和肥皂或油酸钠(C17H33COONa)，就会发现有差别，它们之间非极性的油酸基团(C17H33COO－)是相同的。但钠比氢的极性更强，故皂溶于水，不溶于苯和油，而油酸则溶于苯和油而不溶于水。

    表面活性剂在液体表面和液－固界面的极简单的定向作用图，实际上表面活性剂的效果与极性－非极性部分的相对极性有关。而在很多情况下，表面活性剂层也不一定形成单层，只是分子的厚度不同而已，这取决于表面活性剂的用量及类型。

    当然，也不是它的所有分子都是在界面的，它在溶液中与在界面之间的平衡，也取决于它的用量。当表面活性剂的用量达到临界浓度时，就形成胶束，或整个液体中都是它的分子的定向基团。由于胶束能吸收难溶性分子，故对一般的难溶性分子来说，胶束是种“溶解剂”。图还指出了油在水中乳化体内的乳化剂的分子排列情况，有单层和多层。

    如果分散相的液滴外面有较多层的乳化剂，则比只有一层的稳定性为好。这些胶束会增加水的稠度，并减少分散液滴的布朗运动，从而降低聚集倾向，使分散(乳化)更稳定。

    表面活性剂的作用是相当多的，它们大致有乳化、破乳、发泡、稳泡、消泡、润湿、分散、净洗、柔软、匀染、抗静电、杀菌、防锈、腐蚀、缓蚀、润滑、增溶、絮凝、解絮凝、防花浮等等。  

    （二）、分类

    表面活性剂的分类方法很多，但常用的是按离子类型来分类的方法，这是指表面活性剂溶于水中时，能电离生成离子的叫离子型表面活性剂，反之，就叫非离子型表面活性剂。在离子型表面活性剂中，还要按生成的离子种类来分类，例如：

    1．阴离子型。其活性组分是阴离子(阴电荷)，它能吸引其它大分子的阳电荷而在表面留下阴电荷，从而使水系统具有良好的润湿性。非极性部分是脂肪酸碳氢链；阴离子及与之相连的阳离子则是极性部分。这类活性剂溶于水时，与其憎水基相连的亲水基是阴离子。

    故如当极性的颜料分散在非极性的连结料中时，极性部分就作为一个单分子层吸附在颜料表面上，使颜料带阴电荷，而非极性部分则向外伸人连结料中，形成相互吸引的状态。这个过程就是界面张力降低的过程。在颜料颗粒外围的电双层也可有降低絮凝的倾向。皂类、碱金属、铵盐、长链脂肪酸等都是属于阴离子型的。

    2．阳离子型。情况与阴离子型的相反，阳电荷吸引阴电荷，这最适合于颜料分散在连结料中的情况。颜料如果是一个阳电荷，则它可以很好地分散在非水系统中。这类活性剂溶于水时，与其憎水基相连的亲水基是阳离子。

    脂肪酸季铵盐类或其硫酸盐，醋酸盐类都属于阳离子型。

    3．两性表面活性剂。所谓两性表面活性剂，广义的说，即同时具有阴离子、阳离子或同时具有非离子和阳离子，或非离子和阴离子的，有两种离子性质的表面活性剂的总称。但习惯上所说的两性表面活性剂是指第一类，即由阴，阳两种离子所组成的表面活性剂，它的结构中同时存在着两种性质相反的离子，因此引人注意。烷基二甲基内铵盐类属于此范畴。

    4．非离子型。这一类是属于在水中不电离的表面活性剂。它们没有剩余电荷，分子中一部分亲水，一部分憎水。聚乙氧基化任酚属于非离子型。

    5．其它－高分子型。这一类表面活性剂具有比较高的分子量，其中阴离子和阳离子是彼此平衡的，或至少是近似的。因此，它虽然具有较强的离子性质，但并不像真的阴离子或阳离子表面活性剂那样具有吸附作用。   

    十二、增稠剂

    增稠(厚)剂在涂料工业中应用比较广，因为涂料的性质大多是比较稀的。

    油墨工业采用增稠剂，主要也是应用于比较稀的一类产品中，例如照相凹版油墨，柔性凸版油墨等。

    在比较稀的体系中使用增稠剂，其目的是增加体系的稠度，使体系中的固体粒子悬浮而降低其沉降性。悬浮剂还可消除体系花浮之弊。由于体系中固体粒子(如颜料)的比重不同，凝聚性不同，亲液性不同，由于溶剂的挥发上升，等等，使体系的表面形成花斑浮色现象。

    当然，增稠剂由于能改变体系的流变性，因而也可改善油墨的使用性能。

    （一）、颜料的沉降

    根据司托克(Stokes)定律，对于一种单一的小圆粒子，在大量牛顿液体中的沉降比例，可按下式计算：

                2r2g(ps-p)                      218r2(ps-p)

    V＝————————＝————————

                    g n                                    n

    式中：V：沉降速度(厘米／秒)；

    r：球状圆粒子的半径(厘米)；

    ps：固体粒子的密度(克／厘米3)；

    p：液体的密度(克／厘米3)；

    n：液体的粘度(泊)；

    g：重力加速度(980厘米／秒2)。

    根据上式可以看出，沉降比例直接与粒子半径的平方成正比，与粒子及液体的密度成正比，与液体的粘度成反比。故粒子越大、越重则沉降越快，液体的粘度越大，则沉降越慢。

    油墨体系中的粒子是多得无法计数的，形状也不一，加之所用连结料亦极少属于牛顿体，故在实际中应用上述公式是有很大  出入的。然而，司托克公式对我们解释油墨体系中的拉子沉降性能，提供了一个有助的基本关系。

    比较稀的油墨存放在容器中，如不加搅拌，则颜料粒子等会渐渐向下沉积。如果没有一种力来对抗这种下降运动，则容器的底部会沉积成为一层硬而于的沉结块，而再也无法分敌。

    有三种颜料分散体的沉降形式。(A)是分散(解絮凝)颜料的沉降形式。慢慢坚实的沉降，形成一层硬块，无法再分散，(B)是絮凝颜料的沉降形式。较快的沉降，形成疏松软体，极易分散，(c)是胶体结构分散颜料的悬浮体。由于触变胶体结构而使悬浮体比较理想。

    根据司托克定律可以看出，要想解决上述弊病，提高粒子的细度，增加体系的粘度是两种有助的作法。但是从经济与技术角度出发，颜料粒子不可能分散到无限细的程度，从应用角度出发，似乎也无必要。粘度也不可能大到使体系无法使用的程度。所以这两种做法也是有限度的。

    根据上述，胶体的聚集作用与颜料的絮凝作用，对改变或防止体系的沉降作用，是更有效的。

    颜料的絮凝作用和胶体形成的疏松结构，对降低颜料的硬度是有助的。但这种结构是比较弱的，稍加搅动即可破坏。故如不加搅拌，这种体系能悬浮颜料粒子，尽管在存放初期会有一定的沉降现象，随着颜料粒子的向下运动，颜料的内连粒子网就会受到压缩。但是由于支撑结构变得更坚实，故沉降作用到最后就停止了。任何沉降作用当其达到停止点时，体系中的沉降部分还是松软体，而且是易于分散的。

    由于颜料絮凝作用有许多弊病，故一般还是采用胶体结构来解决沉降问题。胶体结构几乎没有什么缺点，这可加入触变剂或所谓增稠剂来得到。

    （二）、增稠剂的种类及特性

    增稠剂一般分两大类，即有机类(如一些表面活性剂，例如胺220-1-Hydroxyethyl-2-heptadecenylglyoxalidine等)和无机类。

    这里主要讨论无机类。无机类中，根据形态又可分为粉状、纤维状及浆状三种。从化学上分，它们又可分为：

    (1)用有机物处理的铝，硅酸镁，膨润土等。

    (2)热裂解硅(熔融胶体硅，烟雾硅)。

    (3)温石棉。

    (4)金属氧化物(如镁和锌的氧化物)。

    膨润土(Bentonite)的水悬浮体的成胶作用是大家了解的，它是一种蒙脱石族层状结构的硅酸层粘土，带有电荷，在层和层之间是水和阳离子，它们可以相互交替，层和层之间的距离可由水的多少来收缩和扩大，这就是它会膨胀的原因。

    十三、光滑助剂与防滑剂；

    （一）、光滑助剂(增滑剂)

    所谓光滑助剂就是加在油墨中后能增加油墨结膜后的光滑性和耐摩擦性的，有利于墨膜的硬度和韧性。

    这一类助剂主要是各种蜡与适当的连结料的混合物。

    制造时一般将蜡与连结料加热熔化，冷却后(不要存放)立即用三辊机轧一遍，以保证其均匀的分散或悬浮。如果不是作为商品，则可以不经三辊机。

    （二）、防滑剂

    这是与光滑助剂相反的一种助剂，它是用以增加摩擦或滑角系数的。一般用于绉纹纸和多层纸袋油墨中，这些印好的纸袋在包装商品后是不希望滑动的。

    这些助剂大多是硅材料在不同连结料中的粗分散体。连结料的采用则取决于印刷方法，而印这些纸袋的方法则主要是柔性凸照相凹版以及铅印印刷。

    十四、防针孔剂

    柔性凸版油墨和照相凹版油墨印刷物是比较容易引起针孔的，因为第一，这类油墨比较稀。第二，印刷时给墨量比较多。尤其印在吸收性差的物体上时，更为明显。例如以硝酸纤维与醇类制的油墨印在防水玻璃纸上时，经常发生针孔。在外观上，干的墨膜上有许多极小而又可见的凹陷口，这就是针孔。

    造成针孔的原因很多，例如溶剂挥发不一致．干性过快、流平性差、增塑剂从墨膜或被印刷体上迁移，而其中有一个主要原因是油墨不能完全润湿承印物体。除此以外，当然还有机械、墨辊调节上的问题等等。

    针孔是个不易克服的弊病，尽管知道了不少造成针孔的原因，但这些原因却又是比较难以协调解决的。

    有一种经过特殊改性的多羟基树脂，它可以像海绵一样吸收不同的溶剂或增塑剂，井可降低墨膜的表面张力，以更好地润湿被印刷物体。

    一定规格的硅酮油类，对克服针孔也是有助的。

    十五、防脏剂

    平印印刷中印版上非图纹部分起脏是常有的事，造成脏版的因素也很多，有制版的问题，也有平印药水及油墨的问题。

    这个弊病较老的克服办法是在油墨中加入高粘度的连结料，以使油墨更加抗水。

    新的防脏剂的基础是：使用以溶剂为基体的助剂或调墨油(连结料)，它与油墨的混容性比较差，从而可以防止油墨起脏。这样就能产生一定的迁移作用和在油墨上产生一表面层，对印刷药水起选择性吸收或与之相混，使油墨印刷得更清晰。

    十六、  紫外线吸收剂

    一个油墨的耐光性，主要取决于颜料，其次是连结料。

    紫外光是一种破坏性很强的射线，它的有害射线的波长约为290-400毫微米。它对有色体(如颜料、染料等)的颜色具有极大的破坏性，使油墨中的一些色彩很快地褪化。它也可以加速氧化作用，导致高分子连结料的连续固化(光固化油墨即是利用此机理)以及分解（如氯化橡胶，聚氯乙烯树脂能放出氯化氢)，使这些聚合物的颜色发生变化并导致结构破坏。

    对高分子材料而言，灯光、阳光、空间高能射线都能使它老化、泛黄、龟裂、表面失去光泽等。

    高分子材料的光氧老化，是由于综合因素作用而发生的复杂过程。这些因素中，最重要的是阳光中的紫外线和大气中的氧。这一复杂过程一般称为“光化氧化降解作用”，或称为光氧老化。

    高分子材料第一阶段的光氧老化称为“初期老化阶段”。这个阶段发生的变化，人的肉眼是观察不到的。这一阶段的光氧老化进行得较为缓慢。首先是由于光量子的冲击，产生了高分子的游离基，接着发生分子链的断裂和交联。这时，由于氧化作用而生成了羰基、羟基等典型的降解产物。第二阶段称为“后期老化阶段”。在此阶段中，由于进一步的氧化作用，产生了大量着色基团，并发生严重交联或降解，于是就可以观察到高分子材料的物理性质发生了变化，例如，出现了着色、变脆等等。

    由于紫外光的破坏，使许多色彩鲜艳的物质变得暗淡无光，使许多漂亮的印刷品在阳光照射下，失去了它本来的面貌。

    当然，这种结果的造成，还是由于物质本身的结构所造成的，一个酞菁蓝颜料的耐光性可达八级，而一个所谓的耐晒品蓝颜料的耐光性却只有四级。也就是说：内因是主要的，紫外光只是个外因。

    紫外光的破坏作用，可以采取在体系中加入紫外线吸收剂的做法来降低其效应。

    紫外线吸收剂可以提高有色体的耐晒程度。可以限制高分子聚合物生成游离基，并使之免于分解成氢过氧化物。

    紫外线吸收剂能屏蔽紫外线光波。减少紫外线的透射作用，或能强烈地吸收高能量的紫外线，进行能量转换，以热能形式或无害的较长波长把能量放出，或能迅速地使已经被紫外线激发的(高)分子回到稳定的基态。

    理想的紫外线吸收剂应当是：激发态的吸收分子应当能很快地消耗剩余能，而对其它物质(如有色体、连结科等)无害。可以采用对基态进行分步回旋的路线，这样，它能释放低频率的能量子。反之，分子结构将遭到相反的重排，而造成像热能一样很慢地释放自由能。这样，在有色体、连结料、以及活化的吸收分子之间的振动就不理想了。如果激发分子不能很快地消耗剩余能，则它就可能被分解而失去效用。

    目前常用的紫外线吸收剂按其作用机理大致可分为四类，即紫外线吸收剂、先驱型紫外线吸收剂(本身不具吸收紫外线的作用，光照后分子能重排，成为紫外线吸收剂)、消光效应(淬灭剂－Quencher)剂和颜料(光屏蔽剂)。

    这里主要介绍紫外线吸收剂。

    紫外线吸收剂主要包括：(1)邻羟基二苯甲酮类，如UV－9、UV－531等；(2)苯并三唑类，如UV－P，UV－327，UV－326等；(3)水扬酸酯类，如BAD、TBS等；(4)三嗪类；(6)取代丙烯氰类等。

    紫外线吸收剂的用量约在0．2—10％之间。

    紫外线吸收剂应当具备如下几点：能有效地吸收紫外线，具有良好的光稳定性，即使在长期曝晒下，其吸收能力不降低；具有良好的热稳定性，与体系(如聚合物，连结料)的相溶性好；挥发性低，无毒或低毒；化学稳定性好，不与体系中其它组分发生不利反应；不污染；耐水解及耐水抽出性优良；价廉；耐溶剂萃取性，无色等等。