1.乳化効果
界面活性剤分子中の親水性基と親油性基の、油または水に対する包括的な親和性。経験上、界面活性剤の親水性親油性バランス（HLB）値の範囲は0～40であるのに対し、非イオン界面活性剤は0～20の範囲です。
混合加法式：HLB=（HLBa Wa+HLBb /Wb）/（Wa+Wb）理論計算：HLB=∑（親水基のHLB値）+∑（親油基のHLB値）-7 HLB：3-8 W/O型乳化剤：Tween；一価石鹸のHLB値：8-16 O/W型乳化剤：Span；二価石鹸。
1種類以上の液体を、直径が10⁻7mを超える液滴として別の混和しない液体に分散させることで形成される粗分散系をエマルジョンと呼びます。エマルジョンを安定に維持するためには、乳化剤を添加する必要があります。乳化剤の構造に応じて、水を連続相とする水中油型（O/W）エマルジョン、または油を連続相とする油中水型（W/O）エマルジョンを形成します。エマルジョンを破壊するために、別の種類の界面活性剤を添加する必要がある場合があります。この界面活性剤は解乳化剤と呼ばれ、エマルジョン内の分散相と分散媒を分離します。例えば、原油に解乳化剤を添加して油と水を分離します。
2.発泡・消泡効果
界面活性剤は医薬品業界でも広く利用されています。製剤においては、一部の揮発性油、脂溶性セルロース、ステロイドホルモンなど、多くの水に不溶性の薬物が、界面活性剤の可溶化作用によって透明な溶液を形成し、濃度を高めることができます。製剤製造プロセスにおいて、界面活性剤は乳化剤、湿潤剤、懸濁剤、発泡剤、消泡剤として不可欠な役割を果たします。「泡」とは、液膜に包まれた気体と定義されます。特定の界面活性剤は水と混合すると一定の強度を持つ膜を形成し、空気を閉じ込めて泡を発生させます。このような界面活性剤は発泡剤と呼ばれ、フロス浮選、泡消火、洗浄・染み抜きなどに用いられます。一方で、消泡剤が必要となる場合もあります。例えば、砂糖製造や漢方薬の加工工程では過剰な泡が発生しますが、適切な界面活性剤を添加することで液膜の強度を低下させ、泡を除去し、事故を防ぐことができます。
3. 懸濁効果
農薬業界では、水和剤、乳剤、濃厚乳剤には、一定量の界面活性剤が必要です。例えば、水和剤の有効成分は主に疎水性の有機化合物です。水の表面張力を低下させる界面活性剤の存在下でのみ、農薬粒子は水に濡れ、水性懸濁液を形成できます。
鉱石の浮選における界面活性剤の応用は、浮選促進効果を期待するものです。鉱石パルプを撹拌しながらタンクの底から空気を吹き出すと、有効な鉱石粒子を含んだ気泡が表面に集まります。これらの気泡を集め、泡を破壊して濃縮することで、鉱石の濃縮という目的を達成します。鉱石を含まないシルトや岩石はタンクの底に残り、定期的に除去します。鉱石粒子表面の5%がコレクターで覆われると、表面は疎水性になり、鉱石粒子が気泡に付着して液面に浮上し、容易に収集できるようになります。適切なコレクターは、親水基が鉱石粒子表面にのみ吸着し、疎水基が水に向くように選択する必要があります。
4.消毒・滅菌
医薬品業界では、殺菌剤や消毒剤として使用されています。これらの殺菌・消毒効果は、細菌バイオフィルム中のタンパク質と強く相互作用し、これらのタンパク質を変性または無効化することによるものです。これらの消毒剤は水への溶解性が比較的高く、濃度に応じて、術前皮膚消毒、創傷・粘膜消毒、器具消毒、環境消毒などに応用できます。
5.洗剤と洗浄効果
油汚れの除去は、湿潤作用や泡立ちといった前述の機能と関連した、比較的複雑なプロセスです。洗剤には通常、洗浄対象物への湿潤効果を高めるために様々な補助成分を添加する必要があるほか、泡立ち、漂白作用、洗浄面を占有して再汚染を防ぐといった機能も備えています。中でも、主成分である界面活性剤の除染プロセスは、以下の通りです。水は表面張力が高く、油汚れに対する濡れ性が低いため、油汚れを洗い流すことが困難です。界面活性剤を添加すると、疎水基が布地表面に接して汚れに吸着し、汚れが徐々に表面から剥離します。汚れは水中に浮遊するか、泡とともに表面に浮上して除去され、清潔な表面は界面活性剤分子によって占有されます。最後に、界面活性剤の機能は、その役割の一つの側面だけによるものではなく、多くの場合、複数の要因の複合的な作用の結果であることに留意する必要があります。例えば製紙業界では、蒸解剤、古紙脱墨剤、サイズ剤、樹脂バリア制御剤、消泡剤、柔軟剤、帯電防止剤、スケール防止剤、柔軟剤、脱脂剤、殺菌剤、殺藻剤、腐食防止剤などとして使用できます。
投稿日時: 2025年12月29日