界面活性剤の基礎知識
『界面』とは一般的に固体、液体、気体のうち「異なった性質を持つ2つの物質の間に存在する境界面」です。
『界面活性剤』とは、界面において機能を発揮して性能を高める化学物質の総称です。
界面活性剤の基本構造
界面活性剤は、ひとつの分子の中に「水になじみやすい部分(親水基)」と「油になじみやすい部分(疎水基)」の両方をあわせ持つユニークな化学構造を持ちます。この構造を利用して、表面張力を弱めたり、分子の集合やミセル(球体)を形成することで、「乳化」「分散」「起泡」「吸着」などさまざまな機能を発揮することが可能となります。水に溶けている界面活性剤はその濃度が低い場合には、分子が界面(表面)に集まって配列しやすい性質をもっています。この現象を吸着と呼んでいます。さらに水中の界面活性剤濃度を高くしていくと、界面活性剤分子が集まり、ミセル(球体)をつくっていきます(このときの濃度を臨界ミセル濃度といいます。cとdの図参照)。ミセルができると水に溶けない油を水に添加した場合、その油をミセルの中に取り込むこと(可溶化)もでき、外見では油が水に溶け込んだように見えます。
界面活性剤の種類
界面活性剤はさまざまな機能を発揮するために分子設計され、大きく分けて4つの種類が存在します。そのうちの3つは水に溶けたときに電離してイオン(電荷を持つ原子または原子団)となるイオン性界面活性剤、残りの1つはイオンにならない非イオン(ノニオン)界面活性剤です。またイオン性界面活性剤のうち、水に溶けた場合のイオンの種類により、アニオン(または陰イオン)界面活性剤、カチオン(または陽イオン)界面活性剤および両性(陰イオンと陽イオンの両方をあわせ持つ)界面活性剤に分類されます。
できます
| 界面活性剤の種類 | 特徴 | 主な用途 | 代表製品群 |
|---|---|---|---|
| アニオン界面活性剤 |
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衣料用洗剤/シャンプー/ボディソープ | ハイテノールシリーズ |
| カチオン界面活性剤 |
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ヘアリンス/衣料用柔軟剤/殺菌剤 | カチオーゲンシリーズ |
| 両性界面活性剤 |
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ボディソープ/台所洗剤/シャンプー | アモーゲンシリーズ |
| 非イオン界面活性剤 |
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衣料用洗剤/乳化・可溶化剤/分散剤/金属加工油 | ノイゲンシリーズ |
主な働きと用途
できます
| 機能 | 作用例 | 用途 | |
|---|---|---|---|
| 乳化 | 混ざり合わないものを混ぜる | 水と油を混ぜ、乳化液(エマルション)をつくる。 |
食品、化粧品、塗料、染料
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| 分散 | 固体粒子を細かくほぐし、分散媒に均一に散らばらせる | 無機フィラーを分散媒に混ぜ、ナノ分散体をつくる。 |
電池材料、情報電子材料、化粧品
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| 湿潤・浸透・濡れ | 基材を濡れやすくする、基材にしみ込みやすくする | 葉の上になじむように湿潤性を付与し、農薬を均一に薄く散布する。 |
農業、農薬、テキスタイル塗料、染料
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| 起泡・消泡 | 泡を立てる、泡を消す | 起泡剤を使用し、成形するコンクリートに空気を取り込む。 |
土木、建築石鹸、洗剤、食品、化粧品
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| 洗浄 | 汚れを落とす | 汚れに吸着し、汚れと基材の間に浸透し、汚れを離して小さく分散、乳化し基材への再汚染を防止する。 |
石鹸、洗剤、電子部材洗浄剤
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| 柔軟・平滑 | 柔らかくする、滑りをよくする | 柔らかく肌ざわりが良い布をつくる。 糸に撚りをかけたり編んだりする工程で滑りをよくする。 |
繊維用仕上げ剤、金属加工油
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| 帯電防止 | 基材表面の静電気を防ぐ | 基材表面物に空気中の水分を吸着し、電気抵抗を下げる。 |
情報電子基板、フィルム、樹脂
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| 防錆 | 金属表面の錆を防ぐ | 金属表面に吸着し、錆の原因になる酸素と水の金属への攻撃を防ぐ保護膜をつくる。 |
金属表面処理膜、電子配線
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| 殺菌 | 細菌を除去する | 負の電荷を持つ細菌に正の電荷を持つ界面活性剤が吸着し細胞膜を破壊する。 |
消毒液、石鹸、洗剤
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界面活性剤の環境への影響
家庭からの排水に含まれる界面活性剤は、そのほとんどが公共の下水処理場で処理されています。しかし、処理されずに河川に流出したり、土壌中に排出されることも考えられます。
界面活性剤は環境中に排出されると、微生物によって、最終的には炭酸ガスと水にまで分解されます。日本では自然環境の保全を目的として、生分解性に優れたものが開発され、積極的に使用されています。
















