单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级第五章 表面活性剂第五章 表面活性剂表面活性剂分类 表面活性剂的物理化学性能表面活性剂的概念表面活性剂的重要作用5.1.1 什么是表面活性剂? 5.1 概述第一种类型：水溶液的表面张力随 溶质浓度的增加几乎成直线关系 上升。如Na2SO4,KOH,NH4Cl,KNO3等无机盐以及蔗糖，甘露醇等 多羟基有机物的水溶液。第二种类型：在稀溶液中可比较明显地降低水溶液的表面张力，通 常开始降低的较快，随着浓度的增加，表面张力减小趋势减慢。如 一些醇、醛、酸、酮与胺等的有机物。第三种类型：加入少量物质可显著降低溶液的表面张力。至一定浓 度后表面张力不再有显著变化。如8碳以上的直链有机碱金属盐， 高碳直链磺酸盐，硫酸盐，苯磺酸盐等表面活性剂的水溶液。5.1.1 什么是表面活性剂?5.1 概述像第三类物质那样，加入很少量就能大大降低溶剂的表面张力，使表面呈现活性状态的物质称为表面活性剂。表面活性剂的概念：能显著降低水气界面和水油界面的界面张力的物质称为表面活性剂。亲水基5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 5.1 概述亲油基表面活性剂亲水基（极性部分）亲油基（非极性部分）带电基团 两性离子 极性基团含8个碳原子 以上的碳链5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 5.1 概述5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 5.1 概述亲水基亲油基5.1 概述5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 表面活性剂达 到形成单分子 膜的最低浓度 叫临界胶束浓 度。或者能够 形成胶束的表 面活性剂最低 浓度称为临界 胶束浓度。表面活性剂的浓度变化和表面活性剂的活动情况的关系表面活性原理: 1.表面吸附：在表（界）面上吸附，形成吸附膜。2.溶液内部自聚：在溶液内部自聚，形成多种类型的 分子有序组合体。5.1 概述5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 亲水基亲油基不同碳链长度的脂肪酸钠对石蜡-水界面张力的影响（30）1）7碳原子以下，降低表面张力不明显 2）820个碳原子时，脂肪酸钠盐呈现明显的表面活性。 当亲油基为直链或支链烷烃， 820个碳原子时为合适；当亲油基为烷基酚或苯 基， 816个碳原子时为宜；若亲油基为 烷基萘基，则烷基数为2个，每个烷基碳 原子在3个以上。亲油基亲水基5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 5.1 概述5.2 表面活性剂的分类按分子量大小分：（a）低分子量表面活性剂：1000以下；（b）中高分子量表面活性剂：1000以上；按工业用途分类：渗透剂、润湿剂、乳化剂、分散剂、起泡剂、消泡剂、净洗剂、杀菌剂、匀染剂、缓染剂、柔软剂、平滑剂、抗静电剂、防锈剂等。按疏水基的类型分：（a）碳氢链：以碳氢链为疏水基；（b）聚氧丙烯：由环氧丙烷低聚而成，聚氧丙烷为疏水基；（c）氟表面活性剂：以碳氟链为疏水基；特点：表面活性高，化学性质稳定，具有抗氧化性，耐酸、耐碱和耐高温。（d）硅表面活性剂：以硅氧烷链为疏水基；表面活性仅次于氟表面活性剂。（e）含硼表面活性剂：特点：具有沸点高、不易挥发、高温下稳定等特点，常用于合成树脂的抗静电剂。疏水基亲水基5.2 表面活性剂的分类亲水基团是否带电亲水基团是否带电离子型离子型非离子型：非离子型： 不能电离不能电离阴离子型阴离子型阳离子型阳离子型两性离子型两性离子型亲油基亲水基5.2 表面活性剂的分类按亲水基类型分类是表面活性剂分类的主要方法5.2 表面活性剂的分类 亲水基一端为阴离子，其水溶液一般为碱性或中性。它们在 整个表面活性剂生产中占有相当大的比重（约40%）。5. 2. 1 阴离子表面活性剂 阴离子表面活性剂RCOONa羧酸盐R-OSO3Na硫酸酯盐R-SO3Na磺酸盐R-OPO3Na2磷酸酯盐起表面活性作用的部分是阴离子。1、羧酸盐： 通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐 分类：一价金属皂(钾、钠皂)；二价或多价皂(铅、 钙、铝皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂) 性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐破坏 ，电解质使之盐析。 应用：具有一定的刺激性，只供外用。5.2 表面活性剂的分类5. 2. 1 阴离子表面活性剂 5.2 表面活性剂的分类5. 2. 1 阴离子表面活性剂 2、硫酸酯盐： 通式：ROSO3-M+ 分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红油)； 高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠) 。 性质：可与水混溶，为无刺激的去污剂和润湿剂 ；乳化性很强，稳定、耐酸、钙，易与一些高分 子阳离子药物发生沉淀。 应用：代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，主要 用于外用软膏的乳化剂。有时也用于片剂等固体 制剂的润湿剂或增溶剂。 5.2 表面活性剂的分类5. 2. 1 阴离子表面活性剂 3、磺酸盐： 通式：RSO3-M+ 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。 性质：水溶性, 耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差, 不易水解。 应用： 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。 亲水基一端是阳离子，故常称 之为 “阳性皂”。其水溶液大 多呈酸性。阳离子表面活性剂R-NH2HCl伯胺盐CH3| R-NH-HCl仲胺盐|HCH3| R-N-HCl叔胺盐|CH3CH3| R-N+-CH3Cl-季胺盐|CH35.2 表面活性剂的分类5. 2. 2 阳离子表面活性剂 起作用的是阳离子，亦称阳性皂。1. 结构：含有一个五价氮原子。2. 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。 3. 应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消毒。4. 常用药物：苯扎氯铵(洁尔灭)；苯扎溴铵 (新洁 尔灭) 。5. 2. 2 阳离子表面活性剂 5.2 表面活性剂的分类CH3| R-N+-CH3Cl-季胺盐|CH3在亲水基一端既有阳离子也有阴离子。两性表面活性剂R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸 型CH3| R-N+-CH2COO-甜菜碱型|CH35. 2. 3 两性表面活性剂 5.2 表面活性剂的分类l 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PH可成阳或阴离子型。 l 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。 l 最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也无沉 淀。 l 性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、 去污力亦强； 酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力 很强，毒性小。 5. 2. 3 两性表面活性剂 5.2 表面活性剂的分类R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂R2N-(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H 多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH 脂肪醇聚氧乙烯醚在水溶液中不电离，其亲 水基主要是由具有一定数 量的含氧基团（多为氧乙 烯基CH2CH2O-）组成。5. 2. 4 非离子型表面活性剂 5.2 表面活性剂的分类在水溶液中不解离。 1.结构组成： 亲水基团 (甘油、聚乙二醇、山梨醇)； 亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)； 酯键、醚健 2.性质： 毒性，溶血作用较小，化学上不解离，不易受 电解质，pH值的影响；能与大多数药物配伍，应用广 泛（外用、内服、注射）。5. 2. 4 非离子型表面活性剂 5.2 表面活性剂的分类上节课回顾能显著降低水气界面和水油界面的界面张力的物质称为表面活性剂。表面活性原理: 1.表面吸附：在表（界）面上吸附，形成吸附膜。2.溶液内部自聚：在溶液内部自聚，形成多种类型的 分子有序组合体。表面活性剂的分子结构特点 亲水基亲油基上节课回顾亲水基团是否带电亲水基团是否带电离子型离子型非离子型：非离子型： 不能电离不能电离阴离子型阴离子型阳离子型阳离子型两性离子型两性离子型亲油基亲水基按亲水基类型分类是表面活性剂分类的主要方法上节课回顾5.3 表面活性剂的物理化学性能5.3.1 亲疏平衡值（HLB） 表面活性剂都是两亲分子，由于亲水和亲油基团的不同， 很难用相同的单位来衡量，所以Griffin提出了用一个相对的值 即HLB值来表示表面活性物质的亲水性。HLB值的大小表示表 面活性剂亲水亲油性的相对大小，HLB值越大，表示该表面活 性剂的亲水性越强；HLB值越低，则亲油性或疏水性越强。一般来讲，指定石蜡的HLB=0，油酸的HLB=1，油酸钾的 HLB=20，十二烷基硫酸酯钠的HLB=40。以此为标准，阴离子 表面活性剂HLB在1-40之间，非离子表面活性剂的HLB在1-20 之间。HLB值的确定1.非离子型HLB值的确定2.其他类型表面活性剂HLB值的计算3.混合表面活性剂的HLB值的计算5.3.1 亲疏平衡值（HLB）5.3 表面活性剂的物理化学性能5.3.1 亲疏平衡值（HLB）5.3 表面活性剂的物理化学性能（1）非离子型HLB值的计算对聚乙二醇和多元醇非离子型表面活性剂:5.3 表面活性剂的物理化学性能例：求 的HLB值解：亲水基（CH2CH2O)9 分子量：396表面活性剂分子量：616HLB=396/616*100/5=12.865.3.1 亲疏平衡值（HLB）5.3 表面活性剂的物理化学性能（2）其他类型表面活性剂HLB值的计算例：计算十二烷基磺酸钠（C12H25SO3Na）的HLB值解：据式 ，可得：=11-120.475+7=12.3求甘油硬脂酸单酯的HLB值。解： 20 C 0.475209.52-OH 1.923.81个-COO- 2.4HLB=3.8+2.4-9.5+7=3.75.3.1 亲疏平衡值（HLB）5.3 表面活性剂的物理化学性能（3）混合表面活性剂HLB值的计算mA 、mB为混合表面活性剂种A,B组分的质量，HLBA,HLBB为A,B组分各自的HLB值。根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂。 HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | | | | | | 石蜡 W/O乳化剂 润湿剂 洗涤剂 增溶剂 | | 聚乙二醇 O/W乳化剂 例如：HLB值在26之间，作油包水型的乳化剂； 810之间作润湿剂； 1218之间作为水包油型乳化剂。 5.3 表面活性剂的物理化学性能5.3.1 亲疏平衡值（HLB）HLB值和其在水中的分散情况5.3.1 亲疏平衡值（HLB）5.3 表面活性剂的物理化学性能HLB的三个缺点：（1）它没有考虑到油相与水相本身的性能；（2）它没有考虑表面活性剂浓度的影响（3）它没有考虑到温度及各相体积的影响5.3.2 相转型温度（PIT）5.3 表面活性剂的物理化学性能5.3.2 相转型温度（PIT）非离子型表面活性剂在低温下可形成水包油（O/W）型乳状液，随着温度升高，非离子型表面活性剂的亲 水基团（特别是聚氧乙烯链）的水合程度随温度升高 而降低，表面活性剂亲水性下降，溶解度减小，HLB值下降，最后达到某一温度，使得乳状液从原来的 O/W型转变为油包水型（W/O）。这一温度称为相转 型温度PIT。5.3 表面活性剂的物理化学性能表面活性剂的亲水性越强，PIT越高。 越容