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化學與生活
教師:林維莉
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第06週：界面活性劑：原料與應用
界面活性劑
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定義：凡能使液體之表面張力大幅度降低而顯
現出濕潤、滲透、分散、乳化、清潔等作用之
物質。至目前為止，市面上的界面活性劑大約
有二千多種。
一般業者使用的是石油系的化學合成品，因其
價格低廉，應用廣泛，功能強大。合成介面活
性劑應用的層面非常廣，在紡織、金屬、塗料、
塑膠、食品、制紙、皮革等都用到它，主要的
用途為滲透、乳化、分散、起泡、消泡、潤滑、
洗滌、防靜電、均染、防銹、殺菌…等等。
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界面活性劑基本結構，可
分為親油基(lipophilic
group)、連結基與親水基
(hydrophilic group)三部
分，溶於水後可視親油部
分解離成陰離子、陽離子、
兩性離子(因水溶液之pH而
解離成陽或陰離子)或不解
離成離子，而分為陰離子
性界面活性劑、陽離子性
界面活性劑、兩離子性界
面活性劑和非離子性界活
性劑等四大類
多元醇
的脂肪
酸酯型
縮合物
──無毒，
可用於
食品
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為什麼非用它不可呢？
舉例來說，我們常用
的乳液是穩定的型態，
本來水與油脂是互不
相溶的物質，為了破
壞二者的表面張力，
使它們充分混合成乳
化的狀態，業者便加
入了合成介面活性劑，
使它成為安定的乳霜
狀。
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而清潔用品的洗淨原理就是，把汙穢與洗
潔液之間的介面張力降低，利用濕潤作用
與浸透作用，把汙穢從表面分離，而被介
面活性劑的微膠粒吸附，繼而被氣泡與攪
伴的物理作用相互配合，來達到洗淨的目
的。
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加入鹽巴（氯化鈉）時，水中的氯離子與鈉離子會
破壞微胞結構。離子中的電荷，中和了界面活性劑
的電性，減少 泡泡間的排斥力，泡泡合而為一，
便容易消除，使洗碗精的起泡效果變差，便可解決
洗碗精過多的問題。但如果一開始就沒有微胞產生，
清潔劑就不能利用微胞的結 構去除油汙。台大研
究發現：「鹽會使清潔劑所產生的泡泡變少，但不
會增強清潔劑的洗淨效果。」
殘留碗盤上的洗碗精，藉食物進入身體，會干擾人
體內的荷爾蒙變化。過去國內調查發現，洗碗精內
的「壬基酚」成分，對人的生殖系統有極大傷害且
易致癌。若從下水道進入河川，不僅會讓雄魚雌性
化，人類吃到受汙的海產，也會受到傷害。
天然性界面活性劑
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古時候並沒有各式清潔劑，古人是怎麼洗
澡、洗頭、去污呢？古人懂得運用多種自
然物質進行清潔。例如：洗衣服用草木灰、
洗頭用淘米水，用皂角（即皂角樹的果實，
功能雷同無患子）製成肥皂團洗澡，富貴
人家則用豬苓，或是在皂角中加入香料製
作肥皂團
合成清潔劑
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合成清潔劑可分成硬性、軟性兩大類；其中硬性清
潔劑的成份為烷基苯磺酸鹽 (Alkyl benzene
sulfate(R-C6H4-SO3Na )，簡稱ABS)，是由石油化
學品中的十二烷苯製得，因為它不容易被細菌分解，
所以常常造成水污染，目前已漸被軟性清潔劑取代，
軟性清潔劑的主要成份為直鍊烷基烴磺酸鹽 (LAS)，
由石油化學品中的乙烯聚合或由正烷烴氮化或磺酸
化，易為水中細菌分解，因此又被稱為「菌解性清
潔劑」。
石化品多是因為使用不當會造成環境的負擔。尤其
在人類對環境保護極為重視的今天，石化品的生產
與使用也要注意與環境相容，「菌解性清潔劑」的
發明與推廣就是一個很好的例子。
直鏈式烷基苯磺酸鈉(n-C6H4SO3Na)
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石化合成洗劑不是單一的種類；依照用途於其中添加了許
多駭人的化學物質 LAS 直鏈式十二烷基苯磺酸鈉〈早期
是用ABS；硬性的界面活性劑〉，年產量約兩百萬噸為 何
使用量這麼大呢?主要是廠商強力宣傳，行政機關背後撐腰，
伴著噴流式洗衣機的流行，以及易溶於冷水和硬水的各項
優點，使得銷售量直線上升，而這些石化工 業 廢棄 物造
價便宜，要多少就有多少，使得大資本家競相投入此市場，
於是在短短四十餘年就攻佔肥皂九成九以上的市場。 因為
上述因素使得歐洲各國河川到處漂浮著白色泡沫，雖然歐
洲各國已替換使用較易分解的軟性合成洗劑，但是軟性LAS
的毒性，其實比硬式ABS強，對魚類產生的傷害問題更是嚴
重，魚類只要被LAS污染到，就會立刻死亡，因此可見LAS
對生物有很強的殺傷力!這些都是對環境的破壞!為了促進
LAS界面活性劑的功能，廠商會添加一些催化劑〈添加劑〉，
但以安全面看來尚有許多嚴重的顧慮
界面活性劑的分類
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界面活性劑依其親水端的離子特性分為四大類
型，有陰離子型、陽離子型、非陰離子型，以
及兩性離子型。家庭清潔用品的成分大多混合
陰離子型與非陰離子型兩種（如：洗碗精、洗
衣精）；陽離子型則多應用在殺菌、防霉的清
潔劑或消毒水，也有使用在柔軟精裡，濃度大
於7.5%時具有腐蝕性，誤食的話比較危險。兩
性離子型具有柔軟纖維的功能，常使用在柔軟
精，以及個人清潔用品上。為了加強清潔劑的
功能，常會另外添加不同的輔助成分，所以若
誤食的話對人體也會有不同的刺激或影響，就
讓我們來了解各式清潔劑的成分與其特性分析：
界面活性劑的分類
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類型
產品種類
對生物與人體暴露的危害
陰離子型
清潔劑＊、洗衣粉
破壞水中生物細胞產能的機制，而使細胞壞
死。低磷產品的添加製劑，誤食對人體可能
有鹼性的腐蝕傷害。
非離子型
清潔劑＊、乳化劑、
化妝品
代謝物壬基苯酚使雄性生物產生雌性化。誤
食對人體則有輕微的刺激性。
陽離子型
殺菌劑、衣物柔軟精
誤食對人體有刺激性，高濃度時可能產生腐
蝕作用。
陰離子型界面活性劑（Anionic Surfactant）
（通常使用在清潔劑裡…，洗人、洗狗、洗貓、洗車、洗地板、洗東洗西…等。）
陽離子型界面活性劑（Cationic Surfactant）
（通常使用在潤濕精或護髮商品。）
兩性型界面活性劑（Amphoteric Surfactant）
（通常使用在清潔劑裡…，洗人、洗狗、洗貓、洗車、洗地板、洗東洗西…等。）
非離子型界面活性劑（Ionic Surfactant）
（通常使用在乳化劑較多。）
陰離子界面活性劑
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排入河川中，會破壞生物細胞產能的機制，
而使細胞壞死。分為硬性(ABS)與軟性
(LAS)，軟性的陰離子界面活性劑（直鏈型
烷基苯磺酸鹽類，LAS）能在自然環境中分
解，但是需要在溶氧量充足的水中才能分
解，否則對環境仍具毒性。
陽離子型界面活性劑
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多用在潤髮產品或護髮產品裡。因為頭髮帶正
電荷，為了能順利的清洗掉污垢，所以使用了
陰離子型界面活性劑，但是也因為洗完後，造
成頭髮上的正負電荷混雜在一起，引起頭髮間
彼此吸附在一起，造成糾結、難以梳理，所以
在清洗完畢後立刻使用全部都帶有正電荷的陽
離子型界面活性劑來跟陰離子起作用，殘餘的
陰離子在與陽離子作用完後，可以輕易的用水
就能沖洗掉，隨後頭髮裡就會全部充滿的正電
荷，以同性相赤的原理，讓頭髮一根根的分別
的排開，因此就能達到柔軟、抗靜電、好梳理
的特性。
非陰離子界面活性劑
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多運用在乳化的配方中。能在環境中分解，不
過其壬基酚聚乙氧基醇類（NEPO）的分解產物
「壬基苯酚（Nonylphenol, NP）」結構類似
雌性荷爾蒙，會造成雄魚的精囊萎縮，如經過
食物鏈也會進入人體，對生殖系統恐有不良影
響。環保署已在今年(97)一月公告列管壬基酚、
壬基酚聚乙氧基醇類兩種物質，並禁止使用於
製造家用清潔劑，如：洗衣精等；另外衛生署
也在6月中公告，洗面乳、洗髮乳、沐浴乳等
用品，所含壬基苯酚濃度不得超過0.1％，違
者產品須下架。
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兩性型界面活性劑因為同時帶有正負電荷，因
此可依pH值得不同來呈現出不同的功能。鹼性
時呈現出陰離子型界面活性劑的功能，酸性時
呈現出陽離子型界面活性劑的功能。
本身兩性型界面活性劑是俱有溫和的清潔力之
效果，因此在訴求低刺激型的商品中，兩性型
界面活性劑適用來當成清潔商品的主要成份，
同時在一般的清潔商品裡，添加兩性型界面活
性劑也可以用來降低或減輕以陰離子性界面活
性劑為主劑之商品對皮膚的刺激性，或是以溫
和不刺激作為訴求之商品。（EX：嬰兒用清潔
商品。）
造成公害問題
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A. 1916年德國化學家以人工合成原料作為洗潔劑，
僅供工業用途。
B. 1933年美國成功地自石油副產物中提煉，肥皂公
司將之商品化推銷給消費者使用。二次大戰後該項技
術引進日本，隨著洗衣機的普及化，石化清潔劑更深
入了每個家庭。
C. 1953年引入臺灣市場。
D. 1952年英國的河川出現合成洗劑污染事件。
E. 1959年德國也發生整條運河被泡泡所覆蓋的事件，
引起世人對此環保問題的關注。
根據世界環保單位的調查統計指出:地球水質與土壤
的污染，竟然有70%來自每個家庭排放出的廢水，也
就是以石化原料製造出來的各式清潔劑所污染。
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泡泡排放入河川湖泊後，使污水與空氣隔絕，造成
水中生物缺氧，製造腐敗物，使得污染更嚴重。其
中磷酸鹽類在洗潔劑中能去除硬水中的鈣與鎂，使
泡末豐富。卻提供了水草、綠藻的營養，使它們大
量繁殖，導致水流量降低，引起腐敗、惡臭、缺氧、
魚類無法存活。破壞了自然生態環境的平衡，可說
是水污染的元兇。
合成洗潔劑是毒性高的焦油及苯的產品，日本曾經
利用合成洗劑來代替農藥使用的例子，後來因價格
高及農藥製造商抗議才作罷。
自然的產品，循環再利用後許多會回歸于自然，而
合成的物品，則不會分解和消失，它會污染土壤、
河流、海洋、是環境污染的大根源。
合成介面活性劑對皮膚的作用
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合成介面活性劑能把皮膚
的油脂與水溶合，破壞皮
脂保護膜，繼而入侵做為
防護壁的角質層與顆粒層。
首先會破壞侵害角質層後，
再溶解顆粒層的油脂，使
防護壁喪失作用無法抵抗
異物侵入，最終傷害「表
皮之母」的基底細胞而向
肌膚內部滲透。
當皮膚接觸到合成介面活性劑時，
1mm/gm中會有0.53%進入血液之中，
當皮膚有傷口時則會有十三倍於此的
劑量進入血液。而其中以黏膜組織、
汗腺發達部位以及角質層薄的臉部，
都較容易受到合成介面活性劑侵入。
 合成介面活性劑不僅是化妝品、洗潔劑的主原料，
在外用藥膏以及纖維柔軟加工劑方面也使用廣泛。
這些物品都是直接接觸在人體皮膚上的，因接觸而
產生皮膚障害的症狀，像時常接觸的美髮業、'廚
房工作者的手部，常見粗糙、指掌角皮症(富貴手)
等、與合成介面活性劑都有一定的因果關係。
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合成介面活性劑對人體皮膚
會產生之作用
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A.皮膚的脫脂作用---合成介面活性劑與水的作用及物理操作，
使皮脂膜受損。
B.角質層的保濕物質流失，保水能力降低，有乾澀感。
C.合成介面活性劑的吸著作用,使皮膚蛋白質變性。
D.表皮細胞脫離作用。
E.皮膚刺激作用—取決於種類、濃度之因素，對皮膚有不同層
度的刺激。
F.皮膚感受作用—過敏性接觸皮膚炎。
G.對既存皮疹的影響---富貴手會因接觸而惡化。
H.促進化學物質的經皮吸收---合成介面活性劑會破壞皮膚的障
壁功能,使許多化學成份，藉機侵入皮膚內部。
臨床測試易引起皮膚刺激、紅斑的
界面活性劑
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取用自《化妝品的真相－清潔保養用品須知》一書（聯經‧張麗卿著，作者為化學碩
士及大專講師，且曾任化妝品公司研製）
◆高度刺激者：
十二烷基硫酸銨（Ammonium lauryl sulfate）
同義字：Sulfuric acid, Monododecyl ester, ammonium salt
十二烷基硫酸鈉（Sodium lauryl sulfate, SLS）附註：有消息指出此物會致癌，
但許多大廠牌產品都有使用，同時也有許多廠商故意不標示出來。
◆中度刺激者：
聚氧乙烯烷基硫酸鈉（Sodium laureth sulfate‧3EO）
同義字：Ethoxylate alkyl sulfate
Sodium lauryl ether sulfate（或 SLES）
Sodium polyxyethylene lauryl sulfate
十二烷基硫酸三乙醇胺（Triethanolamine lauryl sulfate）
肥皂（Soap）
◆低度刺激者：
聚氧乙烯烷基硫酸鈉（Sodium laureth sulfate‧7EO）
椰子脂肪酸酯鈉鹽（Sodium cocoyl isethionate）
◆微弱刺激者：
聚氧乙烯烷基硫酸鈉（Sodium laureth sulfate‧12EO）
聚山梨糖醇酯二十（Polysorbate-20）
安全性高的界面活性劑
◆中性磷酸酯鹽類：Monoalkyl phosphate: MAP
◆胺基酸系界面活性劑：
Alkyl glutamine acids: AGS（麩醯胺酸）
Potassium N-acyl glutamine
Sodium N-lauroyl-N-methyl-β-amino propionate
Alkyl glutamate
◆天然植物為原料之界面活性劑：
烷基聚葡萄糖甘（Alkyl polyglucoside, APGs）
Decyl polygucose
◆兩性型界面活性劑：甜菜鹼（Betaines）
Mackam MLT
Lauric imidazoline
Cocoamidopropyl betaine
Lauryl amphocarboxyglycinate
Amphoteric-2
◆溫和的界面活性劑：磺基琥珀酸酯類（Sulfosuccinate esters）
Disodium laureth sulfoccinate
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卸妝油製作:
橄欖油或葡萄籽油
乳化劑
精油
配方: 油:乳化劑=90:10 或
清潔力較強: 油:乳化劑=85:15