表面活性剂课件.ppt

1、2022-6-9表面活性剂1第四章第四章 表面活性剂表面活性剂2022-6-9表面活性剂22022-6-9表面活性剂32022-6-9表面活性剂4n叶面上的水珠为什么成椭圆型？装有稍微过量的水杯，水为什么没有溢出？n水是具有表面张力的。n表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常，处于液体表面层的分子较为稀薄，其分子间距较大，液体分子之间的引力大于斥力，合力表现为平行与液体界面的引力。简而言之，促使液体表面收缩的力叫做表面张力。2022-6-9表面活性剂5n表面张力与药剂有什么关系？在制药中哪些情况会遇到表面张力的问题？n例1：片剂的包衣包衣液的表面张力

2、过大润湿性差，不能及时在片剂表面铺展，导致衣膜不完整或上料率低（大部分包衣材料没法包在片剂表面，而变成了喷雾干燥成为细粉，）包衣液表面张力小，润湿性好，可形成完整衣膜，上料率高2022-6-9表面活性剂6n对于这种表面张力过大引起的问题，该怎么处理？n降低表面张力n加入表面活性剂2022-6-9表面活性剂7第一节第一节 概述概述 一、表面活性剂的概念一、表面活性剂的概念 1、表面活性剂（表面活性剂（surfactant, surface active agent）指那些具有很强表面活性，能使液体的指那些具有很强表面活性，能使液体的表面张力显著下降表面张力显著下降的物质的物质l表面活性表面活性使

3、液体表面张力降低的性质作为表面活使液体表面张力降低的性质作为表面活性性 2022-6-9表面活性剂8q 表面活性剂的含义表面活性剂的含义l表面活性剂：表面活性剂：能显著降低两相间两相间表面张力(或界面张力)的物质界面界面界面表面表面水NaCl肥皂表面张力表面张力 表面张力表面张力 2022-6-9表面活性剂9l 几个概念几个概念1界面界面：是指物质的相与相之间的交界面。相是指体：是指物质的相与相之间的交界面。相是指体系物理和化学性质均匀的部分，有固、液、气三相系物理和化学性质均匀的部分，有固、液、气三相有：液有：液/液（如乳剂）、液液（如乳剂）、液/气（如气雾剂）、固气（如气雾剂）、固/气气（

4、如散剂）、固（如散剂）、固/液（如混悬剂）、固液（如混悬剂）、固/固等。固等。2界面现象界面现象：是指物质在界面上发生：是指物质在界面上发生的物理化学现象的物理化学现象3表面表面：两相中有一相是气体的界面。：两相中有一相是气体的界面。气气/固；气固；气/液。液。4表面现象表面现象：液：液/气、固气、固/气界面上发生气界面上发生的物理化学现象。的物理化学现象。2022-6-9表面活性剂10一、表面活性剂一、表面活性剂l 一般来说，无机盐和糖类物质可使液体表面张力稍有升高，而一些有机酸、醇、醛则可使液体的表面张力稍有下降，如在溶液中加入肥皂、洗衣粉等时，可使液体表面张力(surface tensi

5、on)产生显著显著的下降的下降2022-6-9表面活性剂11一、表面活性剂一、表面活性剂l作为表面活性剂还应具有作为表面活性剂还应具有增溶增溶( (solubilization) )，乳化乳化( (emulsification) )，润湿，润湿( (wetting) )，去污，去污( (detergent) )，杀菌，杀菌( (sterilization) )，消泡，消泡( (antifoaming) )和起泡和起泡( (foaming) )等性质这是等性质这是与一与一般表面活性物质的重要区别般表面活性物质的重要区别，而无机盐和低级醇等物，而无机盐和低级醇等物质不具备这些性质。质不具备这些性质

6、。 表面活性剂是如何降低液体表面张力的？表面活性剂是如何降低液体表面张力的？2022-6-9表面活性剂12表面活性剂的表面活性剂的吸附性吸附性1、表面活性剂分子在溶液中的正吸附、表面活性剂分子在溶液中的正吸附l在溶液中的在溶液中的正吸附正吸附( (positive adsorption) )：l原理原理:n表面活性剂溶解在水中时由于表面活性剂分子的极表面活性剂溶解在水中时由于表面活性剂分子的极性基团和非极性基团的两亲性性基团和非极性基团的两亲性(amphipathy)在水在水/空空气界面产生气界面产生定向（定向（orientation）排列）排列亲水基团向水而亲水基团向水而亲油基团朝向空气亲油

7、基团朝向空气2022-6-9表面活性剂13l在浓度较稀时表面活性剂几乎都集中在在浓度较稀时表面活性剂几乎都集中在表面上形成单分子层表面上形成单分子层表面层的浓度与本体溶液中的浓度明显不同并表面层的浓度与本体溶液中的浓度明显不同并将溶液的表面张将溶液的表面张力降低到纯水的表面张力以下力降低到纯水的表面张力以下表面活性剂在溶液表面层聚集表面活性剂在溶液表面层聚集(aggregation)的现象称为的现象称为正吸附正吸附(active , positive adsorption)n正吸附改变了溶液表面的性质，可产生较好的正吸附改变了溶液表面的性质，可产生较好的润湿性润湿性(wettability)、

8、乳化性、乳化性(emulsifibility)、起泡性起泡性(foamingability)等。等。 u何谓溶液中的正吸附？何谓溶液中的正吸附？1 1、表面活性剂分子在溶液中的、表面活性剂分子在溶液中的正吸附正吸附 （1 1）在溶液中的正吸附）在溶液中的正吸附l表面活性剂的吸附性表面活性剂的吸附性表面张力表面张力润湿性润湿性乳化性乳化性起泡性起泡性2022-6-9表面活性剂152、表面活性剂在固体表面的吸附表面活性剂在固体表面的吸附l在固体表面在固体表面( (solid surface) )的的吸附吸附( (adsorption) )：u固体表面与表面活性剂溶液接触时，表面活性剂分子固体表面与

9、表面活性剂溶液接触时，表面活性剂分子很容易在固体表面发生吸附，由于这种吸附，固体的表面很容易在固体表面发生吸附，由于这种吸附，固体的表面状态和性质可以发生很大的变化，在药剂制备中有状态和性质可以发生很大的变化，在药剂制备中有很大的应用价值很大的应用价值l 如固体疏水性药物粉末(solid hydrophobic powders)表面吸附亲水性表面活性剂有利于药物的润湿润湿和溶解溶解2022-6-9表面活性剂16l 润湿剂 n润湿：液体在固体表面充分铺展或固体被液体充分湿润的过程 n润湿剂：促进液体和固体间润湿过程的物质 n机理：降低固液界面的表面张力 小小大大 l 表面活性剂的润湿作用表面活性

10、剂的润湿作用 第二节第二节 表面活性剂的分类表面活性剂的分类l根据溶解性质根据溶解性质油溶性油溶性水溶性水溶性l根据极性基团的解离性质根据极性基团的解离性质离子表面活性剂离子表面活性剂非离子表面活性剂非离子表面活性剂n离子表面活性剂根据所带电荷又可分为：离子表面活性剂根据所带电荷又可分为：2022-6-9表面活性剂18l 常用的表面活性剂常用的表面活性剂离子型离子型羧酸根离子 磺酸根离子 硫酸根离子 季铵阳离子 阴离子+阳离子烃链酯键或醚键2022-6-9表面活性剂19一、离子表面活性剂一、离子表面活性剂( (ionic surfactants) )（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂

11、（anionic surfactants）l起表面活性作用的部分是阴离子起表面活性作用的部分是阴离子n如肥皂、长链烃基的硫酸盐等如肥皂、长链烃基的硫酸盐等l肥皂类肥皂类(soap-like)系高级脂肪酸的盐通式为系高级脂肪酸的盐通式为（RCOO-）nMn+l脂肪酸烃链脂肪酸烃链R一般在一般在C11C17之间之间n常见的有硬脂酸、油酸、月桂酸常见的有硬脂酸、油酸、月桂酸2022-6-9表面活性剂20（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂l根据M的不同可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂（如三乙醇胺皂）等u它们均具有良好的乳化性能和分散油的能力但易被酸破坏碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏电解质可

12、使之盐析(salting out)一般用于外用制剂一般用于外用制剂 2022-6-9表面活性剂21（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂l肥皂类肥皂类n为高级脂肪酸盐，分子结构通式为为高级脂肪酸盐，分子结构通式为(RCOO-)nM+其中脂肪烃链其中脂肪烃链R在在C11C18范围，以硬脂酸、油酸、月桂酸范围，以硬脂酸、油酸、月桂酸等较为常用。等较为常用。2022-6-9表面活性剂22（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂l硫酸化物（硫酸化物（sulfates）n主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类l通式为通式为ROSO3-M+l其中脂肪烃链其中脂肪烃链

13、R在在C12C18范围范围l硫酸化油的代表是硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油硫酸化蓖麻油又称土耳其红油又称土耳其红油为黄色或桔黄色粘稠液含为黄色或桔黄色粘稠液含48.5的总脂肪油的总脂肪油可与水混合为无刺激性的去污剂和润湿剂可与水混合为无刺激性的去污剂和润湿剂也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶(solubilization)2022-6-9表面活性剂23（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂n高级脂肪醇类：高级脂肪醇类：l十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠（SDS，月桂酸硫酸钠），月桂酸硫酸钠）l十六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）十六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）l十

14、八烷基硫酸钠（硬脂醇硫酸钠）十八烷基硫酸钠（硬脂醇硫酸钠）n这些是常用的这些是常用的高级脂肪醇硫酸酯类高级脂肪醇硫酸酯类它们的乳化性很强它们的乳化性很强较肥皂类稳定较耐酸和钙、镁盐较肥皂类稳定较耐酸和钙、镁盐但可与一些高分子阳离子药物发生作用而但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀对粘膜有一定刺激性产生沉淀对粘膜有一定刺激性u主要用作主要用作外用软膏的乳化剂（外用软膏的乳化剂（emulsifier)有时有时也用于片剂等也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂固体制剂的润湿剂或增溶剂2022-6-9表面活性剂24n水杨酸乳膏处方：水杨酸 50g 硬脂酸甘油酯 70g 硬脂酸 100g 白凡士林

15、 120g 液状石蜡 100g 甘油 120g 十二烷基硫酸钠 10g 羟苯乙酯 1g 蒸馏水 480ml制备：将水杨酸研细后通过60目筛，备用。取硬脂酸甘油酯，硬脂酸，白凡士林及液体石蜡加热熔化为油相。另将甘油及蒸馏水加热至90度，再加入十二烷基硫酸钠及羟苯乙酯溶解为水相。然后将水相缓慢倒入油相中，边加边搅拌，得到水包油型乳剂基质，再将过筛后的水杨酸加入基质中搅拌均匀，即得水杨酸乳膏。 2022-6-9表面活性剂25（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂l磺酸化物磺酸化物 （sulfonates） l属于有脂肪族磺酸化物、烷基芳属于有脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化物等，

16、基磺酸化物和烷基萘磺酸化物等，通式为通式为RSO3-M+n它们的水溶性、耐钙和耐镁盐性比硫酸化物稍差，它们的水溶性、耐钙和耐镁盐性比硫酸化物稍差，但即使在但即使在酸性水溶液中也不易水解酸性水溶液中也不易水解2022-6-9表面活性剂26（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂l常用的品种有： 二辛基琥珀酸磺酸钠 二己基琥珀酸硫酸钠 十二烷基苯磺酸钠等其中后者是目前广泛应用的洗涤剂广泛应用的洗涤剂洗洁精主要成分： 直链烷基苯磺酸钠直链烷基苯磺酸钠、烷基醇酰胺、烷基糖苷、烷基甜菜碱等。2022-6-9表面活性剂27（二）阳离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂（cationic surfacta

17、nts）l起作用部分是起作用部分是阳离子阳离子(cation)也称阳性皂其分子结构主要部分是一个五价的氮原子也称阳性皂其分子结构主要部分是一个五价的氮原子所以称为季铵化物所以称为季铵化物n其特点是其特点是水溶性大、水溶性大、在酸性与碱性溶液中较在酸性与碱性溶液中较稳定稳定、具有良好的表面活性作用和杀菌作用具有良好的表面活性作用和杀菌作用2022-6-9表面活性剂28（二）阳离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂l医药中的应用：医药中的应用： 阳离子型表面活性剂具有良好的表面活性，还具有强大的杀菌作用，但毒性较大，临床一般作为皮肤、黏一般作为皮肤、黏膜和手术器材的消毒膜和手术器材的消毒。 外用消毒

18、制剂：苯扎氯胺（洁尔灭）、苯扎溴铵（新洁尔灭）、度米芬等。用于手术前皮肤消毒，粘膜和伤口消毒，手术器械消毒。2022-6-9表面活性剂29第八章液体制剂CH2OOCR1CHOOCR2CH2OPOCH2CH2N+CH3O O-CH3CH3磷酸酯盐型磷酸酯盐型阴离子部分阴离子部分季铵盐型季铵盐型阳离子部分阳离子部分磷脂类通式l卵磷脂注射用乳化剂 l通式： l存在存在等电点（等电点（pI）： （pHpIpHpI）碱性）碱性阴离子，乳化、去污阴离子，乳化、去污 （pHpIpHpI）酸性）酸性阳离子，杀菌阳离子，杀菌2022-6-9表面活性剂30（三）两性离子表面活性剂（三）两性离子表面活性剂（amph

19、oteric surfactants）l这类表面活性剂的分子结构中这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团同时具有正、负电荷基团，在在不同不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质n例如：例如：（1）卵磷脂（）卵磷脂（lecithin）（2）氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂）氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂2022-6-9表面活性剂31（1 1）卵磷脂）卵磷脂（lecithin） n是是天然天然的两性离子表面活性剂的两性离子表面活性剂l主要来源是主要来源是大豆和蛋黄，大豆和蛋黄，根据来源不同，根据来源不同，也可称也可称豆

20、磷脂或蛋磷脂豆磷脂或蛋磷脂2022-6-9表面活性剂32（1 1）卵磷脂）卵磷脂（lecithin）l外观为透明或半透明黄色或黄褐色油脂状物质外观为透明或半透明黄色或黄褐色油脂状物质，对热十分敏感，在，对热十分敏感，在60以上数天内即变为不透以上数天内即变为不透明褐色明褐色n在酸和碱性条件下以及酯酶作用下容易水解在酸和碱性条件下以及酯酶作用下容易水解不溶于水溶于氯仿、乙醚、石油醚等有机溶剂不溶于水溶于氯仿、乙醚、石油醚等有机溶剂u 是制备注射用乳剂注射用乳剂及脂质微粒制剂脂质微粒制剂的主要辅料(supplies)2022-6-9表面活性剂33 依托咪酯脂肪乳注射液与水剂相比较，脂肪乳剂可显著减

21、少注射痛和血管损伤等副作用。2022-6-9表面活性剂34（2）氨基酸型和甜菜碱型两性）氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂离子表面活性剂l 这类表面活性剂为合成化合物，阴离子部分主要是羧酸盐，阳离子部分为季铵盐或胺盐n由胺盐构成者即为由胺盐构成者即为氨基酸型氨基酸型（R-+NH2-CH2CH2-COO-）l季铵盐构成者即为季铵盐构成者即为甜菜碱型甜菜碱型（R-+N-(CH3)2-CH2-COO-）2022-6-9表面活性剂35l氨基酸型氨基酸型在在等电点等电点(isoelectric point)（一般为微酸性）时亲水性减弱，并可能（一般为微酸性）时亲水性减弱，并可能产生沉淀产生沉淀n而而甜

22、菜碱型甜菜碱型则无论在酸性、中性及碱性溶液则无论在酸性、中性及碱性溶液中均易溶，中均易溶，在等电点时也无沉淀在等电点时也无沉淀（2）氨基酸型和甜菜碱型两性）氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂离子表面活性剂2022-6-9表面活性剂36l 两性离子表面活性剂 在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质，具有很好的起泡、去污作用 在酸性溶液中呈阳离子表面活性剂的性质，具有很强的杀菌能力n常用的一类氨基酸型两性离子表面活性剂如常用的一类氨基酸型两性离子表面活性剂如“Tego”杀菌力很强而杀菌力很强而毒性小于阳离子表面活性剂毒性小于阳离子表面活性剂l另外还有一类具有咪唑啉结构的新型两性表面活性剂已上市另

23、外还有一类具有咪唑啉结构的新型两性表面活性剂已上市（2）氨基酸型和甜菜碱型两性）氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂离子表面活性剂2022-6-9表面活性剂37第八章液体制剂特点：特点： 不解离不解离，不受电解质、不受电解质、pHpH影响影响 毒性、溶血性小毒性、溶血性小 应用广泛应用广泛( (增溶、分散、乳化，外用、内服、注射增溶、分散、乳化，外用、内服、注射) )甘油 聚乙二醇 山梨醇长链脂肪酸 长链脂肪醇 烷基 芳基酯键或醚键脂肪酸甘油脂脂肪酸甘油脂多元醇型多元醇型聚氧乙烯型聚氧乙烯型聚氧乙烯聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物聚氧丙烯共聚物2022-6-9表面活性剂38二、二、非离子表面活性剂非离

24、子表面活性剂（nonionic surfactant）l该类表面活性剂，在水中不解离该类表面活性剂，在水中不解离，分子中构成，分子中构成亲水基团亲水基团的是甘油、的是甘油、聚乙二醇和山梨醇等聚乙二醇和山梨醇等多元醇多元醇n构成构成亲油基团亲油基团的是的是长链脂肪醇长链脂肪醇以及以及烷基烷基或或芳基芳基等它们等它们以酯键或醚键与亲水基团结合以酯键或醚键与亲水基团结合u有很多类不同品种，有很多类不同品种，广泛用于广泛用于外用、口服制剂和注射剂外用、口服制剂和注射剂2022-6-9表面活性剂39二、非离子表面活性剂二、非离子表面活性剂( (种类种类) ) （一）脂肪酸甘油酯（一）脂肪酸甘油酯（二）多

25、元醇型（二）多元醇型 1 1、蔗糖脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯 2 2、脂肪酸山梨坦脂肪酸山梨坦( (司盘司盘) ) 3 3、聚山梨酯（吐温）聚山梨酯（吐温）（三）聚氧乙烯型（三）聚氧乙烯型 1 1、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯( (卖泽卖泽) ) 2 2、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯脂肪醇醚( (苄泽苄泽) )（四）（四）聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物 泊洛沙姆（泊洛沙姆（poloxamer）2022-6-9表面活性剂40脂肪酸山梨坦脂肪酸山梨坦（sorbitan fatty ester） l是失水山梨醇脂肪酸酯由山梨糖醇及其单酐和二酐是失水山梨醇脂肪酸酯由山梨糖醇及其单酐和二酐

26、与脂肪酸反应而成的酯类化合物的混合物商品名为与脂肪酸反应而成的酯类化合物的混合物商品名为司盘（司盘（spans）n根据反应的脂肪酸不同可分为根据反应的脂肪酸不同可分为司盘司盘20（月桂山梨坦）、（月桂山梨坦）、司盘司盘40（棕榈山梨坦）、司盘（棕榈山梨坦）、司盘60（硬脂山梨坦）、（硬脂山梨坦）、司盘司盘65（三硬脂山梨坦）、司盘（三硬脂山梨坦）、司盘80（油酸山梨坦）（油酸山梨坦）和司盘和司盘85（三油酸山梨坦）等（三油酸山梨坦）等2022-6-9表面活性剂41l司盘司盘是粘稠状、白色至黄色的油状液体或蜡状固体是粘稠状、白色至黄色的油状液体或蜡状固体不溶于水易溶于乙醇在酸、碱和酶作用下易水解

27、不溶于水易溶于乙醇在酸、碱和酶作用下易水解其其HLB值从值从1.83.8是常用的是常用的油包水型乳化剂油包水型乳化剂n但在水包油型乳剂中，司盘但在水包油型乳剂中，司盘20和司盘和司盘40常常与吐温配伍用作混合乳化剂与吐温配伍用作混合乳化剂司盘司盘60和司盘和司盘65等则适合在油包水型乳剂中与吐温配合使用等则适合在油包水型乳剂中与吐温配合使用脂肪酸山梨坦（司盘）脂肪酸山梨坦（司盘）2022-6-9表面活性剂42聚山梨酯聚山梨酯（polysorbate） l是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯由失水山梨醇脂肪酸酯与环氧乙烷由失水山梨醇脂肪酸酯与环氧乙烷反应生产的亲水性化合物反应

28、生产的亲水性化合物商品名为商品名为吐温（吐温（Tweens）美国药典品名为美国药典品名为Polysorbaten根据脂肪酸不同根据脂肪酸不同有吐温有吐温20（聚山梨酯（聚山梨酯20）、）、吐温吐温40（聚山梨酯（聚山梨酯40）、吐温）、吐温60（聚山梨酯（聚山梨酯60）、）、吐温吐温65（聚山梨酯（聚山梨酯65）、吐温）、吐温80（聚山梨酯（聚山梨酯80）、）、吐温吐温85（聚山梨酯（聚山梨酯85）等。）等。2022-6-9表面活性剂43聚山梨酯（吐温）聚山梨酯（吐温）l吐温吐温是粘稠的黄色液体对热稳定是粘稠的黄色液体对热稳定在酸、碱和酶作用下会水解在水和乙醇在酸、碱和酶作用下会水解在水和乙醇

29、以及多种有机溶剂中易溶不溶于油以及多种有机溶剂中易溶不溶于油低浓度时在水中形成胶束低浓度时在水中形成胶束其增溶作用不受溶液其增溶作用不受溶液pH值影响值影响n吐温是常用的吐温是常用的增溶剂增溶剂(solubilizingagent)、乳化剂乳化剂(emulsifier)、分散剂分散剂(dispender)和润湿剂和润湿剂(wettingagent)2022-6-9表面活性剂44聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物n又称又称泊洛沙姆（泊洛沙姆（poloxamer）商品名为商品名为普朗尼克普朗尼克（pluronic）2022-6-9表面活性剂45l本品为本品为高分子非离子表面活性剂高分子非

30、离子表面活性剂具有乳化具有乳化(emulsify)、润湿润湿(wetting)、分散、分散(dispersion)、起泡、起泡(foaming)和和消泡消泡(defoaming)等等多种性能多种性能但但增溶能力较弱增溶能力较弱u poloxamer 188(Pluronic F68)，作为一种水包油型乳化剂，是目前用于静脉乳剂用于静脉乳剂极少数合成乳化剂合成乳化剂之一，用本品制备的乳剂能够耐受热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物2022-6-9表面活性剂46第二节第二节 表面活性剂的基本性质表面活性剂的基本性质一、表面活性剂胶束一、表面活性剂胶束（

31、一）临界胶束浓度（一）临界胶束浓度（critical micelle concentration, CMC）l表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度2022-6-9表面活性剂47l 临界胶束浓度临界胶束浓度(CMC)(CMC)：CMC是表面活性剂的特征性指标 CMC与HLB值和表面活性大小有关 胶团的缔合数正吸附 CMC 亲水性 2022-6-9表面活性剂48l当表面活性剂在溶液表面的正吸附达到当表面活性剂在溶液表面的正吸附达到饱和饱和(saturation)时时如如继续增加继续增加表面活性剂的浓度不能在表面表面活性剂的浓度不能在表面定向排列的表面活性剂分子则转入定向排列的表面活

32、性剂分子则转入体相溶液体相溶液n因其亲油基团的存在，水分子对表面活性剂分子的因其亲油基团的存在，水分子对表面活性剂分子的排斥力排斥力(repulsion)远大于相互间的远大于相互间的吸引力吸引力(attractiveforce)，这些过剩的这些过剩的表面活性剂分子表面活性剂分子依赖范德华力依赖范德华力聚集在一起，形成亲油基团向内聚集在一起，形成亲油基团向内，亲水基团向外，在水中能稳定分布的，亲水基团向外，在水中能稳定分布的胶束（胶束（micelle）u表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度称为称为临界胶束浓度临界胶束浓度( (CMC) )（一）临界胶束浓度（一

33、）临界胶束浓度2022-6-9表面活性剂49( (二二) ) 胶束的结构胶束的结构（structure of micelle）l在一定浓度范围内，在一定浓度范围内，胶束在溶液中呈球形结构，胶束在溶液中呈球形结构，并有恒定并有恒定的分子缔合数，其碳氢链构成内核，且自由缠绕保持类似的分子缔合数，其碳氢链构成内核，且自由缠绕保持类似于液体的状态于液体的状态n对对离子型表面活性剂离子型表面活性剂，则有则有反离子反离子吸附在胶束表面，吸附在胶束表面，随着溶液随着溶液中表面活性剂浓度增加（中表面活性剂浓度增加（20以上），胶束不再能保持球形结构以上），胶束不再能保持球形结构，转变为具有更高分子缔合数的棒状

34、胶束或六角束状结构，表面，转变为具有更高分子缔合数的棒状胶束或六角束状结构，表面活性剂浓度更大时，成为板状或层状结构活性剂浓度更大时，成为板状或层状结构C非离子型表面活性剂（增溶极性增溶质）非离子型表面活性剂（增溶极性增溶质） A、B离子型表面活性剂（增溶极性和非极性增溶质）离子型表面活性剂（增溶极性和非极性增溶质） l不同类型增溶质在球状胶束中的位置示意图不同类型增溶质在球状胶束中的位置示意图2022-6-9表面活性剂52l 球形到层状结构，表面活性剂的碳氢链从球形到层状结构，表面活性剂的碳氢链从紊乱分布紊乱分布转变为转变为规整排列规整排列，完成了从，完成了从液态液态到到液晶态液晶态的转变，

35、表现出明显的的转变，表现出明显的光学各向异性性质光学各向异性性质( (二二) ) 胶束的结构胶束的结构2022-6-9表面活性剂53二、亲水亲油平衡值二、亲水亲油平衡值（hydrophilic-lipophile balance,HLB） （一）（一）HLB值的概念值的概念l表面活性剂分子中表面活性剂分子中亲水和亲油基团对水的亲水和亲油基团对水的综合亲合力综合亲合力称为称为HLBu一般将表面活性剂的一般将表面活性剂的HLB值范围限定在值范围限定在040间间对于一个已知的或给定的油相，用不同对于一个已知的或给定的油相，用不同HLB值的乳化剂将值的乳化剂将其乳化时，必有一个其乳化时，必有一个HLB

36、值为值为最适最适HLB值，此时形成的乳剂最稳定。值，此时形成的乳剂最稳定。2022-6-9表面活性剂54（一）（一）HLB值的概念值的概念n非离子表面活性剂非离子表面活性剂的的HLBHLB值为值为0 02020n即完全由疏水碳氢基团组成石蜡分子的即完全由疏水碳氢基团组成石蜡分子的HLB值为值为0完全由亲水性的氧乙烯基组成的聚氧乙烯的完全由亲水性的氧乙烯基组成的聚氧乙烯的HLB值为值为20既有碳氢链又具氧乙烯链的表面活性剂的既有碳氢链又具氧乙烯链的表面活性剂的HLB值值则介于两者之间则介于两者之间u亲水性表面活性剂亲水性表面活性剂有有较高较高的的HLB值值亲油性表面活性剂亲油性表面活性剂有有较低

37、较低的的HLB值值l亲油性或亲油性或亲水性亲水性很大的表面活性剂易溶于油或很大的表面活性剂易溶于油或易溶于水易溶于水在溶液在溶液界面的正吸附量较少界面的正吸附量较少故故降低表面张力降低表面张力(surfacetension)的的作用较弱作用较弱2022-6-9表面活性剂55l表面活性剂的表面活性剂的HLB值与其应用性质有密切关系值与其应用性质有密切关系HLB值在值在38的的表面活性剂适合用作表面活性剂适合用作W/O型乳化剂型乳化剂HLB值在值在816的表面活性剂适合于的表面活性剂适合于O/W型乳化剂型乳化剂(emulsifier)n作为作为增溶剂增溶剂的的HLB值在值在1518l作为作为润湿剂

38、润湿剂(wettingagent)的的HLB值在值在79（一）（一）HLB值的概念值的概念2022-6-9表面活性剂56n 亲水亲油平衡值(HLB)：衡量表面活性剂亲水亲油相对强弱的指标 HLB大亲水性强 HLB小亲油性强0369121518亲水亲油增溶剂O/W乳化剂W/O乳化剂去污剂润湿剂与铺展剂大部分消泡剂石蜡0 聚乙二醇20 十二烷基硫酸钠40n非离子表面活性剂非离子表面活性剂的的HLB值具有值具有加和性加和性(additivity)如简单的二组份非离子表面活性剂体系的如简单的二组份非离子表面活性剂体系的HLB值可按如下计算值可按如下计算： HLBab = (HLBa Wa + HLBb Wb)/(Wa + Wb) W质量质量举例：举例：45司盘司盘60（HLB4.7）和）和55吐温吐温60（HLB14.9）组成的混合）组成的混合表面活性剂的表面活性剂的HLB值为值为10.31（454.7+5514.9）/(45+55)10.31n但上式但上式不能用于混合离子型表面活性剂不能用于混合离子型表面活性剂HLB值的计算值的计算