1、第三章表面活性劑,本章的學(xué)習要求,一、掌握表面活性劑的概念、結(jié)構(gòu)特征、 分類與基本性質(zhì)。 二、熟悉表面活性劑的吸附性、應(yīng)用 與生物學(xué)性質(zhì)。,第二章 表面活性劑,荷葉上的水珠的表面張力作用現(xiàn)象,第二章 表面活性劑,表面張力的產(chǎn)生,第二章 表面活性劑,表面活性劑(surfactant, surface active agent) ：具有很強的表面活性、能夠顯著降低液體表面張力的物質(zhì)。,表面張力：一種使表面分子具有向內(nèi)運動的趨勢， 并使表面自動收縮至最小面積的力,表面活性：使液體表面張力下降的性質(zhì)。,表面活性物質(zhì)：能使液體表面張力下降的物質(zhì)。,第二章 表面活性劑,一、表面活性劑概述、結(jié)構(gòu)特征,（一）

2、幾個概念,OOOOOOOOWWW（肥皂RCOO-）,極性 親水,第二章 表面活性劑,（二）表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征,非極性 疏水,兩親性分子結(jié)構(gòu)！,（1）在溶液中的正吸附。,表面張力 潤濕性 乳化性 起泡性,（2）在固體表面的吸附。,非極性固體表面單層吸附 極性固體可發(fā)生多層吸附,第二章 表面活性劑,（三）表面活性劑的吸附性,第二章 表面活性劑,二、表面活性劑的分類,離子表面活性劑 非離子表面活性劑,高分子表面活性劑保護膠體,（一） 離子表面活性劑,陰離子型表面活性劑,極性親水,非極性疏水,陰離子型 陽離子型 兩性離子型,活性部位（-）,肥皂類 (R-COO) n - Mn+ 硫酸化物 R-SO4

3、 - M 磺酸化物 R-SO3 - M,第二章 表面活性劑,肥皂類： 高級脂肪酸的鹽， 通式: （RCOO ）n Mn+ 良好的乳化性能和油分散能力，但易被酸破壞，一般供外用,第二章 表面活性劑,陰離子表面活性劑,堿金屬皂：一價皂 堿土金屬皂：二價皂 有機胺皂：三乙醇胺皂,硫酸化物：硫酸化油和高級脂肪醇硫酸酯類RO-SO3-M+ 乳化性很強，且較穩(wěn)定。主要用作軟膏的乳化劑，也用于片劑等固體制劑的潤濕或增溶,第二章 表面活性劑,陰離子表面活性劑,硫酸化蓖麻油（土耳其紅油） 十二烷基硫酸鈉SDS （ 月桂醇硫酸鈉）,磺酸化物： R - SO3- M+,陰離子表面活性劑,阿洛索-OT，十二烷基苯磺酸

4、鈉， 甘膽酸鈉等膽鹽,第二章 表面活性劑,陽離子表面活性劑,季銨化合物 R1R2N+R3R4X- 苯扎氯銨(潔爾滅)和苯扎溴銨(新潔爾滅)等。,第二章 表面活性劑,兩性離子表面活性劑,天然 合成,卵磷脂,氨基酸型 甜菜堿型,陰離子羧基 陽離子胺基或季胺基,共同特點？,堿性水溶液中呈陰離子表面活性劑的性質(zhì)，具有很好的起泡、去污作用； 酸性溶液中則呈陽離子表面活性劑的性質(zhì)，具有很強的殺菌能力。,（二） 非離子表面活性劑,1. 脂肪酸甘油酯： 單硬脂酸甘油酯； HLB為34，主要用作W/O型乳劑輔助乳化劑。,第二章 表面活性劑,2.多元醇 蔗糖酯：HLB（513）O/W乳化劑、分散劑 脂肪酸山梨坦（

5、Span） ：W/O乳化劑 聚山梨酯（Tween） ： O/W乳化劑,3.聚氧乙烯型：Myrij(長鏈脂肪酸酯）; Brij （脂肪醇酯）,（二） 非離子表面活性劑,第二章 表面活性劑,4.聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物： Poloxamer泊洛沙姆 國外商品名為普朗尼克 (pluronic) 能耐受熱壓滅菌和低溫冰凍,靜脈乳劑的乳化劑,第二章 表面活性劑,1.表面活性與表面老化 2.膠團 3.HLB值 4. Krafft 點和曇點,第二章 表面活性劑,三、表面活性劑的基本性質(zhì),19,表面活性劑的基本性質(zhì),1. 表面活性(Surface activity) 在平衡溶液中，表面層的溶質(zhì)濃度與本體溶液中

6、溶質(zhì)濃度不同吸附。,（2）表面老化(Surface ageing) 表面活性劑溶液從開始發(fā)生表面吸附到取得恒定表面過剩濃度或穩(wěn)定表面張力的時間過程和程度。如圖所示。,（一）表面活性與表面老化,20,1 膠團形成和臨界膠團濃度,表面活性劑聚集，形成親水基向水， 疏水基在內(nèi)，直徑在膠體范圍的締合體。 這種締合體稱為膠團或膠束(micells)。,第二章 表面活性劑,（二）膠團,21,2 臨界膠團濃度(CriticalMicelleConcentration，CMC),3 影響膠團形成的因素,表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu) pH 溫度,碳氫基團：碳氫鏈增加，促 進膠團的形成。 極性基團：增加聚氧乙烯數(shù)， 親水

7、性增加，妨 礙膠團形成,在一定范國內(nèi)，溫度上升，減少分子水合， 增加分子締合數(shù)和降低CMC。,較低的pH使肥皂類的CMC降低,如強酸性陰離子十二烷基硫酸鈉,溶液中膠團數(shù)量開始顯著增加時的濃度。,第二章 表面活性劑,22,（三）親水親油平衡值HLB,HLB親水親油平衡值 (Hdrophile-Lipophile-Balance),親油性,親水性,PEG,石蠟,第二章 表面活性劑,23,1. 最適HLB值使用混合表面活性劑。2. 混合表面活性劑的HLB有加合性。,注,陰離子型和陽離子型表面活性劑不能混合使用反應(yīng)！。,第二章 表面活性劑,24,混合后表面活性劑的HLBAB計算公式,式中， WA表面活

8、性劑A的重量（或百分重量）； WB表面活性劑B的重量（或百分重量）； HLBA表面活性劑A的HLB值； HLBB表面活性劑B的HLB值。,第二章 表面活性劑,25,例 HLB值的計算： 用司盤80（HLB值4.3）和聚山梨酯20（HLB值16.7）制備HLB值為9.5的混合乳化劑100g，問兩者應(yīng)各用多少克？該混合物可作何用？,應(yīng)使用司盤80 58.1克，聚山梨酯20 41.9克。 該混合物可作油/水型乳化劑、潤濕劑等使用。,第二章 表面活性劑,26,乳化一些油相物質(zhì)所需的HLB值如下表,第二章 表面活性劑,27,求出未知表面活性劑的HLB值(a或b) 例如用45某種新表面活性劑和55吐溫60

9、(HLB14.9)組成的復(fù)合乳化劑乳化硅油取得最佳效果，從表查得硅油乳化所需HLB10.5，根據(jù)上式有：,10.5=(HLB新0.45）+（14.9 0.55）,HLB新=5.1,第二章 表面活性劑,28,離子型表面活性劑的溶解度隨著溫度升高而變化，當溫度升高到某一溫度時，其溶解度急聚增加，該溫度就是Krafft 點。 離子表面活性劑的特征值，也是表面活性劑應(yīng)用的溫度下限。 e.g.：SDS-Na (8) & 十二烷基磺酸鈉(70),（四） Krafft點,29,30,曇點(cloud point)：對于聚氧乙烯型非離子表面活性劑溶液，升高溫度至一定程度時，表面活性劑溶解度急劇下降和析出，溶液出現(xiàn)混濁的現(xiàn)象就稱為起曇(clouding formation) ，此時的溫度就稱為。 在曇點溫度時，聚氧乙烯型非離子表面活性劑增溶空間 ，增溶能力 。 但很多聚氧乙烯型表面活性劑在常壓下觀察不到曇點。,起曇和曇點,31,思考題,1. 何謂表面活性劑？它具有何種結(jié)構(gòu)特征？其在溶液中具何種吸附特性？ 2. 試述表面活性劑的分類，并各舉一例。 3. 何謂膠束與臨界膠束濃度？ 4. 何謂HLB值？請問你知道哪幾種HLB值的求算方法，它們的適用范圍為何？ 5. 請寫出曇點和Krafft