第二章表面现象与表面活性剂课件.ppt
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- 第二 表面 现象 表面活性剂 课件
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1、表面张力?泡泡是由于水的表面张力而形成的。这种张力泡泡是由于水的表面张力而形成的。这种张力是物体受到拉力作用时,存在于其内部而垂直是物体受到拉力作用时,存在于其内部而垂直于两相邻部分接触面上的相互牵引力。水面的于两相邻部分接触面上的相互牵引力。水面的水分子间的相互吸引力比水分子于与空气之间水分子间的相互吸引力比水分子于与空气之间的吸引力强。这些水分子就像被黏在一起一样。的吸引力强。这些水分子就像被黏在一起一样。但如果水分子之间过度黏合在一起,泡泡就不但如果水分子之间过度黏合在一起,泡泡就不易形成了。肥皂易形成了。肥皂“打破打破”了水的表面张力,它了水的表面张力,它把表面张力降低到只有通常状况下
2、的把表面张力降低到只有通常状况下的1/3,而,而这正是吹泡泡所需的最佳张力。这正是吹泡泡所需的最佳张力。肥皂就是表面活性剂?表面活性剂表面活性剂是指那些含有固定的亲水是指那些含有固定的亲水亲油基团,亲油基团,具有很强表面活性具有很强表面活性、能使、能使液体的表面张力显著下降的物质。液体的表面张力显著下降的物质。作业作业 1.什么叫表面张力?说明水为什么会凝什么叫表面张力?说明水为什么会凝结成水滴?结成水滴?2.什么是表面活性剂?什么是表面活性剂?3.单纯的水为什么不能吹泡泡,而肥皂单纯的水为什么不能吹泡泡,而肥皂水却能?水却能?表面活性剂的分类表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离性
3、质根据分子组成特点和极性基团的解离性质: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。1 1)、肥皂类:)、肥皂类:通式:通式:(RCOO)n(RCOO)n-M Mn+n+脂肪酸盐脂肪酸盐 应用:应用:具有一定的刺激性,只供外用。具有一定的刺激性,只供外用。(1 1)、阴离子表面活性剂)、阴离子表面活性剂2 2)、硫酸化物:)、硫酸化物:通式:通式:R RO OSOSO3 3-M M+硫酸化蓖麻油(土耳其红油硫酸化蓖麻油(土耳其红油);月桂醇硫酸;月桂醇硫酸钠钠(十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠)。应用:应用:有一定刺激性,有一定刺激性,主要用于主要用于外用软膏外用软膏的乳化剂。的乳
4、化剂。(1 1)、阴离子表面活性)、阴离子表面活性剂剂3 3)、磺酸化物:)、磺酸化物:通式:通式:R RSOSO3 3-M M+分类:脂肪族磺酸化物,如二辛玻珀酸脂分类:脂肪族磺酸化物,如二辛玻珀酸脂磺的钠;烷基芳基磺酸化物,如十二烷基磺的钠;烷基芳基磺酸化物,如十二烷基苯磺酸钠,常用洗涤剂;烷基苯磺酸化物;苯磺酸钠,常用洗涤剂;烷基苯磺酸化物;胆酸盐,如牛磺胆酸钠。胆酸盐,如牛磺胆酸钠。性质:水溶性性质:水溶性,耐酸、钙、镁盐性比硫酸耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差化物差,不易水解。不易水解。应用:应用:用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增溶剂;较好的洗涤剂。
5、甘油酸的增溶剂;较好的洗涤剂。(1 1)阴离子表面活性剂)阴离子表面活性剂起作用的是阳离子,亦称阳性皂。起作用的是阳离子,亦称阳性皂。1 1).结构:含有一个五价氮原子。结构:含有一个五价氮原子。2 2).特点:水溶性大,在酸性和碱性溶液中特点:水溶性大,在酸性和碱性溶液中较稳定具有良好的表面活性和杀菌作用。较稳定具有良好的表面活性和杀菌作用。3 3).应用:杀菌;防腐;皮肤、粘膜手术器应用:杀菌;防腐;皮肤、粘膜手术器械的消毒。械的消毒。4 4).常用药物:常用药物:苯扎氯铵苯扎氯铵(洁尔灭洁尔灭);苯苯扎溴铵扎溴铵 (新洁尔灭新洁尔灭)(2 2)、阳离子表面活性)、阳离子表面活性剂剂分子结
6、构上同时具有正负电荷基团的表分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂,随介质的面活性剂,随介质的pHpH可成阳或阴离子可成阳或阴离子型。型。常用品种:卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱常用品种:卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。型两性离子型表面活性剂。最大优点:适用于任何最大优点:适用于任何PHPH溶液,在等电溶液,在等电点时也无沉淀。点时也无沉淀。性质:性质:碱性水溶液中呈阴离子性质,起碱性水溶液中呈阴离子性质,起泡性良好、去污力亦强;泡性良好、去污力亦强;酸性水溶液中酸性水溶液中呈阳离子性质,杀菌力很强,毒性小。呈阳离子性质,杀菌力很强,毒性小。(3 3)、两性离子表面活性剂)、两性
7、离子表面活性剂在水溶液中不解离。在水溶液中不解离。(1 1)、结构组成:)、结构组成:亲水基团亲水基团 (甘油、聚乙二醇、山梨醇甘油、聚乙二醇、山梨醇);亲油基团亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基);酯键、醚健酯键、醚健 (2 2)、性质:)、性质:毒性,溶血作用较小,化毒性,溶血作用较小,化学上不解离,不易受电解质,学上不解离,不易受电解质,pHpH值的影值的影响;能与大多数药物配伍,应用广泛响;能与大多数药物配伍,应用广泛(外用、内服、注射)。(外用、内服、注射)。2 2、非离子表面活性剂、非离子表面活性剂(一)脂肪酸甘油酯(一)脂肪酸甘油酯 主
8、要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯。酯。性质:性质:不溶于水,在水、热、酸、碱及不溶于水,在水、热、酸、碱及酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸,酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸,HLB34HLB34,表面活性弱。,表面活性弱。应用:应用:主要用作主要用作W/OW/O型辅助乳化剂。型辅助乳化剂。(二)多元醇型(二)多元醇型 1.1.蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯 简称蔗糖酯,简称蔗糖酯,是蔗糖和是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物。脂肪酸反应生成的一大类化合物。根据脂肪酸取代数不同分为根据脂肪酸取代数不同分为:单酯、二酯、:单酯、二酯、三酯及多酯。三酯及多酯。性质:性质:溶
9、于丙二醇、乙醇,但不溶于水和溶于丙二醇、乙醇,但不溶于水和油;在酸、碱及酶等作用下易水解成蔗糖油;在酸、碱及酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸,和脂肪酸,HLB513HLB513,表面活性弱。,表面活性弱。应用:应用:主要用作主要用作O/WO/W型乳化剂、分散剂。型乳化剂、分散剂。2.2.脂肪酸山梨坦:脂肪酸山梨坦:司盘类司盘类SpansSpans 即脱水山梨醇脂肪酸酯即脱水山梨醇脂肪酸酯 是山梨糖醇及是山梨糖醇及其单酐和二酐其单酐和二酐+各种脂肪酸各种脂肪酸Spans(Spans(混合混合物物)根据脂肪酸品种数量不同分为:根据脂肪酸品种数量不同分为:应用:应用:HLB1.8-3.8HLB1.8-
10、3.8,因其亲油性较强,一,因其亲油性较强,一般用作般用作水水/油乳剂油乳剂的乳化剂。用于搽剂,的乳化剂。用于搽剂,软膏,亦可作为乳剂的辅助乳化剂软膏,亦可作为乳剂的辅助乳化剂。(二)多元醇型(二)多元醇型Span-20-40-60-65-80-85脂肪酸脂肪酸单月桂单月桂单棕榈单棕榈单硬脂单硬脂三硬脂三硬脂单油单油三油三油Tween-20-40-60-65-80-85脂肪酸单月桂单棕榈单硬脂三硬脂单油三油2.2.聚氧乙烯脂肪醇醚聚氧乙烯脂肪醇醚 系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。通式通式:R:RO O(CH(CH2 2O CHO CH2 2)n nH H 产品有
11、产品有:1 1)苄泽类)苄泽类(Brij)(Brij),如,如Brij-30 Brij-30 和和-35-35分别为不同分子量的聚分别为不同分子量的聚乙二醇与月桂醇的缩合物,乙二醇与月桂醇的缩合物,n n为为10-2010-20时作油时作油/水乳化剂水乳化剂 。2 2)西土马哥)西土马哥(Cetomacrogol)(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇的缩合物。为聚乙二醇与十六醇的缩合物。3 3)平平加)平平加O(Perogol O)O(Perogol O)为为1515单位氧乙烯与油醇的缩合物。单位氧乙烯与油醇的缩合物。4 4)埃莫尔弗)埃莫尔弗(Emlphor)(Emlphor)为一
12、类聚氧乙烯蓖麻油化合物,由为一类聚氧乙烯蓖麻油化合物,由2020个单位以上的氧乙烯与油醇缩合而成。个单位以上的氧乙烯与油醇缩合而成。EmlphorEmlphor易溶于水易溶于水和醇及多种有机溶剂,和醇及多种有机溶剂,HLB1218HLB1218,具有较强亲水性,乳,具有较强亲水性,乳化能力强,作化能力强,作增溶剂增溶剂和和油油/水型乳化剂水型乳化剂。如如Cremophore Cremophore ELEL为聚氧乙烯蓖麻油甘油醚,氧乙烯单位为为聚氧乙烯蓖麻油甘油醚,氧乙烯单位为35-4035-40,HLB12-14HLB12-14。即即泊洛沙姆泊洛沙姆(poloxamer)(poloxamer)
13、,商品名普朗尼克,商品名普朗尼克 (Pluronic)(Pluronic)。通式:通式:HO(CHO(C2 2H H4 4O)a-(CO)a-(C3 3H H6 6O)b-(CO)b-(C2 2H H4 4O)cH O)cH 性质:性质:为淡黄色液体或固体;分子量为淡黄色液体或固体;分子量100014000100014000;HBL0.530HBL0.530;随聚氧丙烯比例增加,则亲油性增;随聚氧丙烯比例增加,则亲油性增强;随聚氧乙烯比例增加,则亲水性增强;具有强;随聚氧乙烯比例增加,则亲水性增强;具有乳化、润湿、分散、起泡和消泡等多种优良性能,乳化、润湿、分散、起泡和消泡等多种优良性能,但增
14、溶能力较弱。但增溶能力较弱。特点:特点:对皮肤无刺激和过敏性,对皮肤无刺激和过敏性,对粘膜刺激性对粘膜刺激性很大,毒性中较小,很大,毒性中较小,Poloxamer118(pluronic68)Poloxamer118(pluronic68)可作为可作为o/wo/w型乳化剂,型乳化剂,是目前用于静脉乳剂少是目前用于静脉乳剂少数合成的乳化剂之一,用本品制备的乳剂能耐受数合成的乳化剂之一,用本品制备的乳剂能耐受热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。(一)、表面活性与表面老化一)、表面活性与表面老化表面活性:指在含有表面活性物质的平衡溶表面活性:指在含有表面活
15、性物质的平衡溶液中,因表面溶液层的正吸附作用,物质能液中,因表面溶液层的正吸附作用,物质能降低表面张力的能力降低表面张力的能力。与浓度和分子结构有关与浓度和分子结构有关。表面老化:指含表面活性剂溶液从开始发生表面老化:指含表面活性剂溶液从开始发生表面吸附到取得恒定的表面过剩浓度或稳定表面吸附到取得恒定的表面过剩浓度或稳定表面张力的时间过程和程度。表面张力的时间过程和程度。表面活性的影响因素表面活性剂的表面活性与浓度和分子结构有关。表面活性随表面活性剂浓度的变化而变化,亲油基炭链的长短,支链的多少以及不饱和程度和解离程度。1 1、临界胶团浓度、临界胶团浓度胶团(胶团(micelles)micel
16、les):当溶液内表面活性剂分:当溶液内表面活性剂分子数目不断增加时,其疏水部分相互吸引,子数目不断增加时,其疏水部分相互吸引,缔合在一起,亲水部分向着水,几十个或更缔合在一起,亲水部分向着水,几十个或更多分子缔合在一起形成缔合的粒子,称为胶多分子缔合在一起形成缔合的粒子,称为胶团。团。临界胶团浓度(临界胶团浓度(critical micell critical micell concentration,CMCconcentration,CMC):表面活性剂分子缔):表面活性剂分子缔合形成胶团的最低浓度。合形成胶团的最低浓度。2 2、胶束的结构、胶束的结构 CMCCMC时,溶液表面张力基本达到
17、最低值,时,溶液表面张力基本达到最低值,而且溶液的多种物理性质如摩尔电导、粘而且溶液的多种物理性质如摩尔电导、粘度、渗透压、密度、光散射等多种物理性度、渗透压、密度、光散射等多种物理性质发生急剧变化。利用这些性质与表面活质发生急剧变化。利用这些性质与表面活性剂浓度之间的关系,可推测出表面活性性剂浓度之间的关系,可推测出表面活性剂的临界胶束浓度。剂的临界胶束浓度。温度、浓度、电解质、温度、浓度、电解质、pHpH值等因素对测定值等因素对测定结果也会产生影响。结果也会产生影响。3 3、临界胶束浓度的测定、临界胶束浓度的测定 影响胶束的形成影响胶束的形成影响增溶质的溶解影响增溶质的溶解影响表面活性剂的
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