《表面活性劑、膠體與界面化學(xué)基礎(chǔ)》化妝品專業(yè)基礎(chǔ)課主講鐘巖亮考試考核平時成績：考勤+課堂表現(xiàn)

線上考核、互動、評價：50%期末考試：50%基本分類表面活性劑的基本分類陰離子表面活性劑陽離子表面活性劑非離子性表面活性劑*兩性離子表面活性劑特殊類型表面活性劑膠體及分散體系的分類

【學(xué)習(xí)指南】非離子性表面活性劑學(xué)習(xí)目標(biāo)：

掌握非離子表面活性劑的定義、結(jié)構(gòu)基本分類。掌握非離子表面活性劑的特性、用途。內(nèi)容提要：

非離子表面活性劑的定義、結(jié)構(gòu)、基本分類。非離子表面活性劑的特性、用途。非離子性表面活性劑非離子型表面活性劑在水溶液中不電離非離子表面活性劑的親油基原料是具有活潑氫原子的疏水化合物.如脂肪醇、脂肪酸、脂肪胺和脂肪酸酯等。目前使用量最大的是高級脂肪醇。親水基原料有環(huán)氧乙烷,多元醇和氨基醇等。

非離子表面活性劑可以根據(jù)親水基種類的不同分為聚乙二醇型（又叫聚環(huán)氧乙烷、聚氧乙烯型、聚醚型）和多元醇型。其親水基主要是由具有一定數(shù)量的含氧基團（醚基或羥基）與水構(gòu)成氫鍵實現(xiàn)溶解的一類表面活性劑。正是這一特點決定了非離子型表面活性劑在某些方面比離子型表面活性劑優(yōu)越。

在水溶液中不是解離狀態(tài)故稱之為非離子表面活性劑。1、結(jié)構(gòu)組成：①親水基團

醚鍵（—O—）、羥基（-OH）、酰胺基（-ONH2）；

②親油基團(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；③酯鍵、醚健。2、性質(zhì)：毒性小，溶血作用較小，化學(xué)上不解離，不易受電解質(zhì)，pH值的影響；能與大多數(shù)藥物配伍，廣泛應(yīng)用于外用、口服制劑和注射劑。

什么是非離子性表面活性劑呢？？非離子性表面活性劑*非離子型表面活性劑概述：(1)是表面活性劑家族第二大類，產(chǎn)量僅次于陰離子表面活性劑。(2)由于非離子表面活性劑不能在水溶液中離解為離子，因此，穩(wěn)定性高，不受酸、堿、鹽所影響，耐硬水性強。(3)與其它表面活性劑及添加劑相容性較好，與其它表面活性劑的配伍性好；可與陰、陽、兩性離子型表面活性劑混合使用。(4)由于在溶液中不電離，故在一般固體表面上不易發(fā)生強烈吸附。(5)聚氧乙烯型非離子表面活性劑的物理化學(xué)性質(zhì)強烈依賴于溫度，隨溫度升高，在水中變得不溶(濁點現(xiàn)象)。但糖基非離子表面活性劑的性質(zhì)具有正常的溫度依賴性，如溶解性隨溫度升高而增加。(6)非離子表面活性劑具有高表面活性，其水溶液的表面張力低，臨界膠團濃度低，膠團聚集數(shù)大，增溶作用強，具有良好的乳化力和去污力。(7)與離子型表面活性劑相比，非離子表面活性劑一般來講起泡性能較差，因此適合于配制低泡型洗滌劑和其它低泡型配方產(chǎn)品。(8)非離子表面活性劑在溶液中不帶電荷，不會與蛋白質(zhì)結(jié)合，因而毒性低，對皮膚刺激性也較小。(9)非離子表面活性劑產(chǎn)品，大部分呈液態(tài)或漿狀，這是與離子型表面活性劑不同之處。非離子性表面活性劑非離子表面活性劑分類：在分子中不含離子鍵，它的親水基團有:【聚乙二醇型】：多個聚氧乙烯鏈基—（CH2CH2O）—nH；【多元醇型】：-（OH）-n多個羥基；【其它類型：聚醚型和配位鍵型等】酰胺基等基團的作用；按親水基結(jié)構(gòu)的不同，主要分為1、聚氧乙烯非離子表面活性劑(聚乙二醇型)：由含有活潑氫的憎水性原料同環(huán)氧乙烷加成應(yīng)反應(yīng)制成。

聚乙二醇型非離子表面活性劑品種多、產(chǎn)量大，是非離子中的大類。凡具有活性氫的化合物均可與環(huán)氧乙烷縮合制成聚乙二醇型非離子表面活性劑。親水性是靠分子中的氧原子與水中的氫形成氫鍵，產(chǎn)生水合物而具有的。2、多元醇類非離子表面活性劑：脂肪酸與多元醇如甘油、失水山梨醇、蔗糖等生成的多元醇部分酯。聚氧乙烯、聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷型三個是同一個類型，只是叫法不同(CH?CH?O)n根據(jù)習(xí)慣，低分子聚氧乙烯稱為聚乙二醇，高分子聚氧乙烯稱為聚環(huán)氧乙烷。blob:/2bb2221b-a3d1-44f4-93ed-d06c0479aea7有的書上也叫做聚醚型。非離子性表面活性劑*非離子表面活性劑的分類：按其親水基結(jié)構(gòu)的不同分類聚乙二醇型（又叫聚環(huán)氧乙烷、聚氧乙烯型、聚醚型）多元醇型其它類型：聚醚型和配位鍵型等脂肪醇聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚脂肪酸聚氧乙烯酯n=1～30,R=C10～C18，（平平加型AEO）

n=1～30,R=C10～C18，（OP系列）

穩(wěn)定性較高(因在其結(jié)構(gòu)中，醇的烴基與聚氧乙烯之間是較穩(wěn)定的醚鍵)；與烷基苯酚聚氧乙烯醚相比，較容易生物降解；比脂肪酸聚氧乙烯酯的水溶性好，并且有好的潤濕性能。特點RCOO(C2H4O)nH

由于分子中含有酯基(—COOR)，所以在酸，堿性熱溶液中皆易水解，不如親油基與親水基與醚鍵結(jié)合的表面活性劑穩(wěn)定。此種表面活性劑起泡性較差，但具有較好的乳化性能。

穩(wěn)定性高，不受強酸、強堿的影響，抗高溫性能好?？捎糜诮饘偎嵯吹娜芤号浞街屑皬妷A性洗滌。遇某些氧化劑，如次氯酸鹽、高硼酸鹽及過氧化物等，亦不易氧化。不易生物降解，毒性較大特點特點非離子性表面活性劑*聚氧乙烯烷基酰醇胺脂肪酸聚氧乙烯聚氧乙烯烷基胺尼諾爾多元醇表面活性劑聚醚（聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚）型表面活性劑非離子性表面活性劑其它①高級硫醇②冠醚③配位鍵型舉例：烷基酚聚氧乙烯醚壬基酚聚氧乙烯醚對酸、堿及氧化劑都較穩(wěn)定，成本也較低。OP-10舉例：多元醇表面活性劑單硬脂酸甘油酯季戊四醇酯失水山梨醇酯聚乙二醇型多元醇型脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）去污能力（主要）:

C13～C16比較好，EO＝9,10，洗滌較好

（EO：環(huán)氧乙烷）

隨著EO(環(huán)氧乙烷)數(shù)的增加，去污能力增強。潤濕性：C13，EO＝5～15，潤濕性好、隨著EO數(shù)的增加，潤濕時間延長起泡性：C10，EO＝7.5～10；C13，EO＝15～20;若接PO（環(huán)氧丙烷），泡沫下降，消泡劑穩(wěn)定性較高(因在其結(jié)構(gòu)中，醇的烴基與聚氧乙烯之間是較穩(wěn)定的醚鍵)；與烷基苯酚聚氧乙烯醚相比，較容易生物降解；比脂肪酸聚氧乙烯酯的水溶性好，并且有好的潤濕性能。補充：環(huán)氧乙烷（oxirane）的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：結(jié)構(gòu)：

（EO：環(huán)氧乙烷）

三元環(huán)醚，張力很大，反應(yīng)活性非常大。開環(huán)反應(yīng)熱：25kcal/mol（非常大，易爆炸）爆炸極限：3％～100％（氣體）雜質(zhì)：醛、水，GB：H2O<1000ppm、

美、日：H2O<50ppm結(jié)構(gòu)通式非離子性表面活性劑——聚乙二醇型O脂肪酸聚氧乙烯酯結(jié)構(gòu)通式RCOO(C2H4O)nH

由于分子中含有酯基(—COOR)，所以在酸，堿性熱溶液中皆易水解，不如親油基與親水基與醚鍵結(jié)合的表面活性劑穩(wěn)定。此種表面活性劑起泡性較差，但具有較好的乳化性能。

烷基苯酚聚氧乙烯醚(OP)結(jié)構(gòu)通式R的碳原子數(shù)要少些，一般是八碳或九碳烷基，很少有十二個碳原子以上特點

穩(wěn)定性高，不受強酸、強堿的影響，抗高溫性能好。可用于金屬酸洗的溶液配方中及強堿性洗滌。遇某些氧化劑，如次氯酸鹽、高硼酸鹽及過氧化物等，亦不易氧化。缺點

不易生物降解，毒性較大非離子性表面活性劑——聚乙二醇型

聚氧乙烯烷基胺脂肪伯胺的氮原子上兩個活潑氫或脂肪中胺氮原子上一個活潑氫和環(huán)氧乙烷的加成物制備結(jié)構(gòu)式

聚氧乙烯烷醇酰胺當(dāng)x、y、n皆為1時，則為結(jié)構(gòu)式具有較強的起泡及穩(wěn)泡作用，常用作起泡劑或穩(wěn)泡劑。此類表面活性劑比脂肪酸聚氧乙烯酯耐水解(特別是在堿性溶液中)，穩(wěn)定性較好。非離子性表面活性劑——聚乙二醇型多元醇型非離子表面活性劑甘油脂肪酸酯（glycerinester）失水山梨醇酯（產(chǎn)品：span系列）聚氧乙烯失水山梨醇酯（產(chǎn)品：Tween系列）蔗糖酯（sugarester）烷基糖苷（APG）多元醇酯型表面活性劑是一類親油基上帶有多個羥基，依靠羥基與水的親和力的兩親性表面活性劑，親油基為高級脂肪酸。多元醇型非離子表活親水基主要是羥基的表面活性劑。但也有不少是混合型的，即在多元醇的某個羥基上再接上一個聚氧乙烯鏈。主要是脂肪酸與多羥醇作用而生成的酯。

非離子性表面活性劑——多元醇型

結(jié)構(gòu)類型常見的有甘油酯、聚甘油酯、糖酯及失水六醇酯。斯盤/司盤(Span)型表面活性劑在多醇型非離子表面活性劑中，比較常用的主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及聚氧乙烯的加成物。山梨醇是由葡萄糖加氫而制取的多元醇，在適當(dāng)?shù)臈l件下，能從分子內(nèi)失水成為失水山梨醇。常用的斯盤(Span)型表面活性劑即為高級脂肪酸的失水山梨醇酯，多為油溶性的。

Span（例如：司盤80）系列產(chǎn)品在水中不溶，乳化性能非常好，并具有低毒、無刺激性等特性，在醫(yī)藥、食品、化妝品中廣泛用作乳化劑和分散劑。它常與Tween系列產(chǎn)品復(fù)配使用，乳化能力更好。Span系列也可用作紡絲油劑，對纖維表面具有良好的平滑作用。

乳化劑Span-60就是失水山梨醇的單硬脂酸，其合成如下根據(jù)酯化的脂肪酸種類的不同，可得到具有不同商品型號的Span型表面活性劑，Span-20、Span-40、Span-65、Span-80、Span-85等

非離子性表面活性劑——多元醇型Tween（例如：吐溫60）系列產(chǎn)品加成60～100molEO(環(huán)氧乙烷)后水溶性和分散性都較好。HLB在9～14的親水性相對較小，分散力相對較強；HLB在15以上的親水性相對較大，分散力相對較小。Tween系列產(chǎn)品主要用于油田助劑，可作為油井生產(chǎn)中防蠟劑、降黏劑和降阻劑。也可用于醫(yī)藥、化妝品的乳化劑。若與烷基苯磺酸鈉復(fù)配可以提高去污能力、起泡力和抗多價金屬離子能力。

吐溫(Tween)型表面活性劑

斯盤型表面活性劑再與環(huán)氧乙烷加成，得到相應(yīng)的吐溫(Tween)型非離子表面活性劑，由于聚氧乙烯鏈的引入，可以大大增加其水溶性。

多元醇表面活性劑的特點多元醇型非離子表面活性劑除具有一般非離子型表面活性劑的良好表面活性，還具有無毒性的特點，可以用于食品工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)中。非離子性表面活性劑——多元醇型Span和Tween的命名Span－20\司盤20：失水山梨醇月桂酸單酯（2－C12，0－單酯）Span－40\司盤40：

失水山梨醇棕櫚酸單酯（4－C16，0－單酯）Span－60\司盤60：

失水山梨醇硬脂酸單酯（6－C18，0－單酯）Span－80\司盤80：

失水山梨醇油酸單酯（8－C18：1，0－單酯）Span－65\司盤65：

失水山梨醇硬脂酸三酯（6－C18，5－三酯）Span－85\司盤85：

失水山梨醇油酸三酯（8－C18：1，5－三酯）

Tween系列的命名規(guī)則與此相同。

Tween20（吐溫20）；聚乙氧基月桂酸清涼茶醇；聚環(huán)氧乙烷山梨糖醇單月桂酸酯；聚氧乙烯山梨糖醇酐單月桂酸酯；非離子型表面活性劑。氣相色譜固定劑。水溶性乳化劑。分離分析揮發(fā)油、脂肪酸酯、醇、酮、鹵化物。Tween40（吐溫40）

；聚氧乙烯山梨糖醇酐單棕櫚酸酯;聚氧乙烯失水山梨醇單棕櫚酸酯;非離子型表面活性劑。氣相色譜固定液。分離分離脂肪酸酯、醇、酮、鹵化物。為油/水型乳化劑，用作穩(wěn)定劑、增溶劑、擴散劑、抗靜電劑、纖維潤滑劑等Tween60（吐溫60）

；聚乙氧基單硬脂酸清涼茶醇；聚環(huán)氧乙烷山梨糖醇單硬脂酸酯；聚氧乙烯山梨糖醇酐單硬脂酸酯；非離子型表面活性劑。分離分析脂肪酸酯、醇、酮、鹵化物。乳化劑。擴散劑。Tween80（吐溫80）;聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯。用作乳化劑、潤濕劑，滲透劑、擴散劑等，食品工業(yè)用作冰淇淋乳化劑。Span－80（司盤80）

與環(huán)氧乙烷在堿催化下縮聚，得到吐溫80。非離子性表面活性劑——多元醇型親水性的來源：表面活性劑與水分子之間形成氫鍵濁點：當(dāng)表面活性劑的水溶液溫度升高時，分子的熱運動加劇，結(jié)合在氧原子上的水分子脫落，形成的氫鍵遭到破壞，親水性降低，表面活性劑在水中的溶解度下降；當(dāng)溫度升高到一定程度時，表面活性劑就會從溶液中析出，使原來透明的溶液變混濁，我們就稱這時的溫度為非離子表面活性劑的濁點（CloudPoint）與離子型表面活性劑krafft點的區(qū)別離子型表面活性劑在溫度高于krafft點時，溶解度顯著增加非離子表面活性劑只有當(dāng)溫度低于濁點時，在水中才有較大的溶解度。如果溫度高于濁點，非離子表面活性劑就不能很好地溶解并發(fā)揮作用非離子性表面活性劑——特性非離子性表面活性劑——特性

影響非離子型表面活性劑濁點的因素疏水基的種類

疏水基的親油性越大，表面活性劑的親水性越低，濁點越低由親油性小的疏水基構(gòu)成的表面活性劑水溶性較大，濁點較高10mol聚氧乙烯基月桂胺月桂醇月桂酸酯濁點（℃）988832表1疏水基的種類對濁點的影響

疏水基碳鏈的長度

疏水基愈長，碳數(shù)愈多，疏水性愈強，親水性愈弱，濁點降低10mol聚氧乙烯月桂醇(C12)十四醇(C14)十六醇(C16)十八醇(C18)濁點（℃）88787468表2疏水基碳鏈的長度對濁點的影響

非離子性表面活性劑——特性添加劑的影響

向非離子表面活性劑的溶液中添加非極性物質(zhì)，濁點會升高添加芳香族化合物或極性物質(zhì)，濁點下降加入NaOH等堿性物質(zhì)，會使?jié)狳c急劇下降n456789101112濁點（℃）7.031.051.667.279.087.894.8100.3>100表3C12H25(OCH2CH2)nOH的濁點親水基的影響聚氧乙烯型非離子表面活性劑的濁點隨環(huán)氧乙烷加成數(shù)或聚氧乙烯鏈長的增加而升高，親水性增強5.非離子表活的水?dāng)?shù)含義：將1.0g非離子表面活性劑溶于30ml二氧六環(huán)中，向得到的溶液中滴加水直到溶液混濁，這時所消耗的水的毫升數(shù)，即稱為水?dāng)?shù);用途：可用來表示非離子表面活性劑的親水性;與親水性的關(guān)系：水?dāng)?shù)上升，親水性增強非離子性表面活性劑——特性非離子表面活性劑的臨界膠束濃度一般比陰離子型表面活性劑低1～2個數(shù)量級；非離子表面活性劑臨界膠束濃度較低的原因(1)本身不發(fā)生電離，不帶電荷，沒有靜電斥力，易形成膠束(2)親水部分體積較大，只靠極性原子形成氫鍵溶于水，與溶劑作用力較弱，易形成膠束影響非離子表面活性劑臨界膠束濃度的因素(1)疏水基碳鏈長度增加，表面活性劑的親水性下降，cmc降低(2)聚氧乙烯聚合度增加，表面活性劑的親水性增強，cmc提高非離子表活的臨界膠束濃度CMC非離子表面活性劑的CMC較低十六烷基硫酸鈉的cmc5.8×10-4mol/L十六醇6mol環(huán)氧乙烷加成物的cmc1.0×10-6mol/L原因？？？規(guī)律121親水基2疏水基非離子性表面活性劑——特性非離子表面活性劑的起泡性通常比離子型低。

聚乙二醇型非離子表面活性劑的起泡性在EO(eo是環(huán)氧乙烷的簡稱,化學(xué)式是C2H4O)的加成摩爾數(shù)少時，溶解性差，起泡性差。隨著EO加成摩爾數(shù)的增加，起泡性逐漸增加。

EO的加成摩爾數(shù)為10-15時，一般都表現(xiàn)出高的起泡性。

聚乙二醇型非離子型表面活性劑中，高級脂肪醇與環(huán)氧乙烷的加成物是目前廣泛使用的一類非離子型洗滌劑。月桂醇聚氧乙烯醚及壬基酚聚氧乙烯醚是其中最好使用，用量最多的產(chǎn)品。脂肪醇聚氧乙烯醚中的EO鏈的聚合度一般在10時具有較好的洗滌能力。壬基酚聚氧乙烯醚用于羊毛洗滌時，EO鏈以6-12最好，用于棉布洗滌時，EO鏈以10為最好。非離子活性物不帶電荷，不會與蛋白質(zhì)結(jié)合。所以對皮膚的刺激較小，毒性也較低，并隨EO鏈的增長而降低。生物降解性以直鏈烷基較好，烷基酚類較差，EO數(shù)越多，生物降解性也越差。非離子表面活性劑特性小結(jié)：

常用品種

①脂肪酸甘油酯類別：脂肪酸單甘油酯和脂肪酸二甘油酯，如單硬脂酸甘油酯。性質(zhì)：不溶于水，在水、熱、酸、堿及酶等下易水解。應(yīng)用：HLB3～4，表面活性弱，用作W/O型輔助乳化劑。②多元醇型⑴蔗糖脂肪酸酯(sucroseesters，SE)簡稱蔗糖酯，是蔗糖和脂肪酸反應(yīng)生成的一大類化合物，分為單酯、二酯、三酯及多酯。

性質(zhì)：溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水和油；在酸、堿及酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸。

應(yīng)用：HLB5～13，表面活性弱，用作O/W型乳化劑。非離子性表面活性劑（補充）⑵脂肪酸山梨坦：[脂肪酸山梨坦:是失水山梨醇脂肪酸酯,商品名為司盤(span)]山梨糖醇及其單酐和二酐+各種脂肪酸→脫水山梨醇脂肪酸酯的混合物(司盤，span)

品種：span20（脫水山梨醇單月桂酸酯），span40(脫水山梨醇單棕櫚酸酯)；span60（脫水山梨醇單硬脂酸酯）；span65（脫水山梨醇三硬脂酸酯）；span80（脫水山梨醇單油酸酯）；span85（脫水山梨醇三油酸酯）。應(yīng)用：粘稠白色至黃色的油狀液體或蠟狀固體，親油性較強，

HLB1.8～3.8，一般用作W/O型乳劑的乳化劑或混合乳化劑。用于搽劑、軟膏，亦作為乳劑的輔助乳化劑。非離子性表面活性劑非離子性表面活性劑（補充）⑶聚山梨酯(polysorbate)：脫水山梨醇脂肪酸酯+環(huán)氧乙烷→聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯:

(吐溫，Tween)

品種：Tween20（聚氧乙烯脫水山梨醇單月桂酸酯），Tween40（聚氧乙烯脫水山梨醇單棕櫚酸酯），Tween60（聚氧乙烯脫水山梨醇單硬脂酸酯），Tween80（聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯），Tween85（聚氧乙烯脫水山梨醇三油酸酯）。應(yīng)用：粘稠性黃色液體，親水性化合物，為水溶性表面活性劑，用作增溶劑、乳化劑、分散劑和潤濕劑。非離子性表面活性劑非