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(完整word版)表面活性剂
第三章表面活性剂表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用，其结构特征是具有亲水性与亲脂性两种基团，其作用是能显著降低分散系的表面（界面）张力，因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等，是药用乳剂、悬浊剂、脂质体等的重要辅料.本章重点讨论表面活性剂的基本性质（如CMC值、HLB值、Krafft点与昙点等）与测定方法等。
第一节表面活性剂分类一、表面活性剂（surfactant)：具有很强表面活性,加入少量就能使液体表面张力显著下降的物质。
1.①纯液体在一定温度有一定的表面张力，是液体的物理常数.②当在水中加入无机盐或糖类物质时，则水的表面张力略有升高;③当在水中加入低级脂肪醇、脂肪酸时，则水的表面张力下降,称此类物质为水的表面活性物质。
④当在水中加入油酸钠、十二烷基硫酸钠（高级脂肪酸）时，则水的表面张力能够显著的降低，称此类物质为该溶剂的表面活性剂(surfactant)。
2.表面活性剂分子的结构特征:是由具有极性的亲水基和非极性的亲油基组成,而且两部分分处两端。
因此，表面活性剂具有既亲水又亲油的两亲性质，但具有两亲性的分子不一定都是表面活性剂。
3.表面活性剂的吸附性：表面活性剂由于其特殊结构可以在两相界面发生定向排列,来改变两相界面性质。
从而起到润湿、乳化、增溶、絮凝、反絮凝、起泡、消泡的作用。
（1）在溶液中的正吸附:表面活性剂在溶液表面层聚集的现象为正吸附，正吸附改变了溶液表面的性质。
最外层疏水，表现低表面张力，产生较好的润湿性、乳化性、增溶性、起泡性.（2）在固体表面的吸附：表面活性剂溶液与固体接触时，表面活性剂分子可能在固体表面发生吸附，使固体表面性质发生改变，易于润湿.二、表面活性剂的类型1。
表面活性剂分类方法有多种，根据来源可分为天然表面活性剂与合成表面活性剂；2。
根据溶解性质可分为水溶性表面活性剂与油溶性表面活性剂;3。
根据极性基团的解离性质分为离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂两大类；再根据离子型表面活性剂所带电荷，又分为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。
表面活性剂简介知识分享
EIP法选择非离子型表面活性剂
EIP法是乳状液转变点法，是指乳液从W/O型 转变为O/W的转变点。
表面活性剂简介
By unireason
表面活性剂
• 定义 • 分类 • 亲水亲油性 • 在溶液中的状态 •actant)是这样一类物质，当他溶液中以 很低的浓度分散时，优先吸附在溶液表面或其他界面上， 使表面或界面的自由能（或表面张力）显著降低，改变 了体系的界面状态；当它达到一定浓度时，在溶液中缔 合成胶团。因而，他可以直接地产生润湿或反润湿、乳 化或破乳、发泡或消泡、分散、加溶和洗涤作用；间接 地产生平滑、匀染、杀菌、防锈和消除静电等作用。
4.第二液相存在的影响
少量表面活性剂是不溶性的，它作为第二液相 的存在对表面活性剂的水溶液上的cmc值有一定 影响，极性较大的碳氢化合物会较显著降低表 面活性剂水溶液的cmc值。极性更强的乙酸乙酯 会稍微增加十二烷基硫酸酯钠盐的cmc值。
5.温度的影响
温度对表面活性剂水溶液的影响作用是复杂的，随 温度上升，开始cmc值减小，至某一低值后，也进 一步上升。这是因为温度升高，减少了亲水基的水 合作用，这对胶束化作用有利。然而温度上升引起 疏水集团周围结构水的破坏，又不利于胶束化作用， 这两种相反作用在某一温度下的相对大小决定cmc 是增加还是减少。实验表明离子型表面活性剂cmc 最低值约为25℃，非离子型表面活性剂约为50℃。
表面活性剂的发泡作用
室温下蒸馏水溶液中，含有12-14个碳原子的 直链饱和亲油基的烷基醇硫酸酯钠盐和皂类显 示出很好的发泡能力，另外，在高温下含有较 长碳链的同系物有较好的发泡能力。而非离子 型表面活性剂的起泡能力差，泡沫也不稳定。 稳泡剂中含有羟基、氨基和酰胺基等形成氢键 而有利于泡沫的稳定性
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表⾯活性剂MicrosoftWord⽂档1.表⾯活性剂的分⼦结构特点结构特点：具有双亲性的分⼦结构。
分⼦具有不对称结构，有2部分组成，1部分易溶于⽔，有亲⽔的性质，叫亲⽔基；另1部分易溶于油，有亲油的性质，叫亲油基或疏⽔基按化学结构来分类2.各类表⾯活性剂特性1）阴离⼦型表⾯活性剂与其它表⾯活性剂相⽐，阴离⼦表⾯活性剂⼀般具有以下特性：(1) ⼀般情况下，与阳离⼦表⾯活性剂配伍性差，易沉降或浑浊，但在某特定条件时也可极⼤提⾼表⾯活性。
(2) 抗硬⽔性能差，对硬⽔敏感性RCOO- > ROPO32- > ROSO3- > RSO3-。
(3) 羧酸盐在酸中易析出⾃由羧酸，硫酸盐在酸中可发⽣⾃催化作⽤⽽迅速分解。
(4) 阴离⼦表⾯活性剂在⽔中的溶解度随温度变化与⼀般⽆机盐有些相似，即随温度升⾼⽽增⼤；但有⼀个特点，即溶解度随温度的变化存在明显地转折点，这⼀点的突变温度称为克拉夫特点(Krafft Point)。
2）阳离⼦表⾯活性剂阳离⼦表⾯活性剂与阴离⼦表⾯活性剂相⽐，具有以下两个显著特性：(1) 优异的杀菌性（主要是季胺盐类）。
杀菌能⼒主要决定于它对细胞的渗透性和对蛋⽩质的沉淀能⼒。
(2) 容易吸附于⼀般固体表⾯。
这主要是由于⽔介质中的固体表⾯（固-液界⾯）⼀般是负电性，如硅胶、活性炭等，所以正表⾯活性离⼦容易被吸附在固体表⾯上于是有了某些特殊⽤途。
3）⾮离⼦表⾯活性剂与离⼦表⾯活性剂相⽐，⾮离⼦表⾯活性剂具有以下特性：(1)不离解，不受酸、碱、盐影响，耐硬⽔性好，稳定性⾼。
(2)与其它表⾯活性剂相容性好。
(3)在⼀般固体表⾯上不易发⽣强烈吸附。
(4)低，cmc⼩，胶团聚集较⼤，增溶作⽤强。
具有良好乳化⼒和去污⼒。
(5)不带电，不与蛋⽩质结合；毒性低，对⽪肤刺激性⼩。
(6) 即聚氧⼄烯型⾮离⼦表⾯活性剂的物化性质强烈依赖于温度，存在浊点现象。
X射线结果表明聚氧⼄烯链具有“之”字形和直⾓折线形相重叠的结构。
表面活性剂化学知识点概述
表面活性剂化学 第一讲 表面活性剂概述1、降低表面张力为正吸附，溶质在溶液表面的浓度大于其在溶液本体中的浓度，此溶质为表面活性物质。
增加表面张力为负吸附，溶质在溶液表面的浓度小于其在溶液本体中的浓度，此溶质为表面惰性物质。
2、表面张力γ ：作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用 γ表示，单位是N·m -1。
影响纯物质的γ的因素(1) 物质本身的性质（极性液体比非极性液体大，固体比液体大）(2) 与另一相物质有关。
纯液体的表面张力是指与饱和了其本身蒸汽的空气之间的界面张力。
(3)与温度有关：一般随温度升高而下降． (4)受压力影响较小． 3、表面活性剂的分子结构特点 “双亲结构”亲油基：一般是由长链烃基构成，以碳氢基团为主 亲水基：一般为带电的离子基团和不带电的极性基团疏水基的疏水性大小：脂肪烷基＞脂肪烯基＞脂肪烃-芳基＞芳基＞带有弱亲水基的烃基。
相同的脂肪烃疏水性强弱顺序：烷烃＞环烷烃＞烯烃＞芳香烃。
从HLB 值考虑，亲水基亲水性的大小排序： －SO4Na 、－SO3Na 、－OPO3Na 、－COONa 、—OH 、—O － 4、离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂：起表面活性作用的部分是阴离子。
1）高级脂肪酸盐：①通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐②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) ③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。
④应用：具有一定的刺激性，只供外用。
2）硫酸化物： ①通式：R-OSO3-M+②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) 。
③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。
④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。
(整理)表面活性剂的相关知识
表面活性剂表面活性剂是一种功能性精细化工产品。
表面活性剂不仅有洗涤去污作用而且有润湿、分机乳化、增溶、起泡、柔软、抗静电、杀菌等多种性能，因此以表面活性剂为主要成分的清洗剂在民用清洗和工业清洗中都得到广泛应用。
表面活性剂的有关概念一、表面张力与表面活性剂1．表面与表面张力按物理化学定义，在体系内部物理性质与化学性质完全均匀的一部分称为相。
相与相之恫的接触面称为界面。
在固、液、气相之间都存在界面。
由于两种气体之间可以任意互相扩散成均匀一相，因此不存在气—气界面，液体与液体以及液体与固体之间可以存在液-液和液-固界面，两种固体接触也可形成固—固界面，但通常习惯上将气体与固体以及气体与液体之间的界面称为表面。
物体相界向上的分子与相内郡分子受力情况是不同的。
卧7-1是描述水分子受力情况的示意图。
由图可以看出，在水相内部，水分子(a)受到周围水分子的吸引力是平衡的，而在水与空气界面上的水分子(b)受到空气的吸弓[力要比受到水时吸引力小得多。
因此表面层的水分子处于受力不平衡的状态；受到一种指向相内部的拉力使表面收缩。
把这种作用于相表面而指向相内部的表面紧缩力称为表面张力。
表面张力是物质的一种属性，不同的物质有不同的表面张力，常见的液体物质中水有较大的表面张力，而苯、四氯化碳、正辛烷、乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂表面张力较小，见表5—1。
图7—1 表面分子与内部，分子受力情况不同2．表面活性剂定义将不同性质的物质分别溶于水时，发现水的表面张力会发生变化，一种情况是水的表面张力随溶质浓度的增加而加大，如将氯化钠、氢氧化钾、硝酸钾等无机物以及蔗糖、甘露醇有机物溶于水时所见到的情况；另一种是水的表面张力随溶质的加入而逐渐减小，如把绝大多数醇、醛、脂肪酸等有机物溶于水时的情况；第三种情况是水的表面张力在稀溶液时随溶质浓度的增加而急剧下降，下降至一定程度后便缓慢下来或不再下降，如在水中加入肥皂，烷基苯磺酸盐的情况。
把物质能使溶剂表面张力降低的性质称为表面活性；第三类物质为非表面滑睦物质，而把具有表面活性的第三类物质称为表面活性剂，即表面活性剂为—类在溶液中浓度很低时就可以显著降低溶剂表面张力的物质。
表面活性剂知识点总结(1)
知识点回顾第1章：绪论1 表面活性剂的定义：指能显著降低水的表面张力的一类物质。
从结构上看均为两亲分子，即同时具有亲水的极性基团和憎水的非极性基团。
亲水基团进入水中，憎水基团企图离开水而指向空气，在界面定向排列。
2 表面活性剂的特征：降低表面张力（能力和效率）；在界面形成定向单层；超过临界浓度后形成胶束；亲水-亲油平衡值（HLB）；一般分子量为300-1000。
3 表面张力、克拉夫点、浊点的定义表面张力：垂直通过液面上任一单位长度，与液面相切的收缩表面的力，简称为表面张力，其单位为mN/m克拉夫点：离子型表面活性剂在温度较低时溶解度很小，但随温度升高而逐渐增加，当到达某一特定温度时，溶解度急剧陡升，把该温度称为克拉夫点浊点：浊点是非离子表面活性剂均匀胶束溶液发生相分离的温度4 典型表面活性剂的命名、代号与结构式，比如1831,1227，BS12，LAS，SAS，AS，AEO，AES等。
5 按照应用功能可分为乳化剂、洗涤剂、润湿剂、发泡剂、消泡剂、分散剂、絮凝剂、渗透剂及增溶剂等。
按结构组合分为普通型、双子（Gemini）型、Bola型、星型等。
6 表面活性剂绿色化四大要素：原料绿色化（采用无毒无害原料，提高制造过程及产品安全性）、制备工艺绿色化（采用原子经济反应实现制造过程零排放，减少反省步骤缩短制备流程，减少过程排放）、产品性能绿色化（改变分子结构提高安全性能，开发新型温和活性剂）、应用过程绿色化（微乳农药，微乳炼油替代消耗臭氧层物质及非臭氧层有机溶剂的水基清洗剂）。
举例阐述四大要素所代表的实际意义。
7 我国表面活性剂行业的现状与发展方向。
第2章：表面活性剂的作用原理1 表面张力的表达方式（力学和能量角度）和测定方法。
力学：f=2γl能量：dG=γdA测定方法：滴重法（滴体积法）、毛细管上升法、环法、吊片法、最大气泡压力法、滴外形法2 影响表面张力的因素：分子间作用力、温度、压力。
3 临界胶束浓度的测定方法。
表面活性剂基础知识
表面活性剂基础知识一、表面活性剂的定义在染整工艺的很多部门，表面活性剂是不可缺少的助剂，其优点是使用量少，收获大。
所谓表面活性剂是指在液体中加入很少量时就能降低溶剂的表面张力，显示出润湿、乳化、分散、净洗、增溶、消泡、发泡等作用的物质，如肥皂、洗涤液、去油灵、匀染剂O等。
通常把能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面活性。
二、表面活性剂的结构特征不论表面活性剂属于何种类型，它们的分子结构中都有一共同特点，即表面活性剂分子都是两亲化合物。
分子结构有两部分组成，一部分易溶于水，具有亲水性的极性基团，称为“亲水基”或叫“憎油基”；另一部分则不溶于水易溶于油中，具有亲油性的非极性基团，称为“亲油基”或叫“憎水基”。
表面活性剂这种结构可用图4-1来表示。
图4-1 表面活性剂的结构特征表面活性剂的亲油基一般由长链烃基组成，其中碳链的长度一般为10—20碳原子组成，结构上差别较小；而亲水性基团的种类较多，差别较大，常见的亲水性基团有磺酸基—SO3H、硫酸酯基—OSO3H、羟基—OH、羧基—COOH等。
总之，表面活性剂分子是由较短的极性基和较长的碳链组成。
这就是表面活性剂的结构特征。
例如洗衣粉和肥皂是比较常见的表面活性剂，从结构上看，它们都有亲水性的极性基团—COONa和—SO3Na，也有非极性的亲油性基团—C6H4—C12H25和—C17H25。
表4-1 表面活性剂分类羧酸盐RCOOMM阴离子型硫酸酯盐ROSO磺酸盐RSO3M磷酸酯盐ROPO3M伯胺盐 RNH 2 HX .仲胺盐 CH 3.阳离子型叔胺盐 R-N HX CH 3.CH 3表面活性剂R-N CH 3.CH 3CH 3+X氨基酸型 RNHCH 2CH 2COOH两性型 咪唑啉 R C N N-CH 2CH 2COO CH 2R'--+甜菜碱型 R N CH 2COO +CH 3CH 3聚乙二醇型 RO(CH 2CH 2O)n H （聚氧乙烯型）非离子型多元醇型C RCOOCH 2CH 2OHCH 2OH CH 2OH 醇酰胺型RCON (CH 2CH 2O)n H (CH 2CH 2O)n H三、表面活性剂的分类表面活性剂溶于水后，按电离和不电离分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。
表面活性剂的基本理论知识
表面活性剂的基本理论知识1．表面张力把液体表面任意单位长度的收缩力称为表面张力，单位为N•m-1。
2．表面活性和表面活性剂将能降低溶剂表面张力的性质称为表面活性，而具有表面活性的物质称为表面活性物质。
把能在水溶液中分子发生缔合且形成胶束等缔合体，并具有较高的表面活性，同时还具有润湿﹑乳化﹑起泡﹑洗涤等作用的表面活性物质称为表面活性剂。
3．表面活性剂的分子结构特点表面活性剂是一种具有特殊结构和性质的有机化合物，它们能明显地改变两相间的界面张力或液体（一般为水）的表面张力，具有润湿﹑起泡﹑乳化﹑洗涤等性能。
就结构而言，表面活性剂都有一个共同的特点，即其分子中含有两种不同性质的基团，一端是长链非极性基团，能溶于油而不溶于水，亦即所谓的疏水基团或憎水基，这种憎水基一般都是长链的碳氢化合物，有时也为有机氟﹑有机硅﹑有机磷﹑有机锡链等。
另一端则是水溶性的基团，即亲水基团或亲水基。
亲水基团必须有足够的亲水性，以保证整个表面活性剂能溶于水，并有必要的溶解度。
由于表面活性剂含有亲水基和疏水基，因而它们至少能溶于液相中的某一相。
表面活性剂的这种既亲水又亲油的性质称为两亲性。
4．表面活性剂的类型表面活性剂是一种既有疏水基团又有亲水基团的两亲性分子。
表面活性剂的疏水基团一般是由长链的碳氢构成，如直链烷基C8～C20，支链烷基C8～C20，烷基苯基（烷基碳原子数为8～16）等。
疏水基团的差别主要是在碳氢链的结构变化上，差别较小，而亲水基团的种类则较多，所以表面活性剂的性质除与疏水基团的大小﹑形状有关外，主要还与亲水基团有关。
亲水基团的结构变化较疏水基团大，因而表面活性剂的分类一般以亲水基团的结构为依据。
这种分类是以亲水基团是否是离子型为主，将其分为阴离子型﹑阳离子型﹑非离子型﹑两性离子型和其他特殊类型的表面活性剂。
5．表面活性剂水溶液的特性①表面活性剂在界面上的吸附表面活性剂分子中具有亲油基和亲水基，为两亲分子。
水是强极性液体，当表面活性剂溶于水中时，根据极性相似相引﹑极性相异相斥原理，其亲水基与水相引而溶于水，其亲油基与水相斥而离开水，结果表面活性剂分子（或离子）吸附在两相界面上，使两相间的界面张力降低。
第十二章、表面活性剂理论-精品文档
一般乳状液的外观常是乳白色不透明的液体，这种 外观现象与分散相颗粒的大小密切相关。 微粒大小（um)– 外观 微粒大小(um)-- 外观 ＞1.0 乳白色 0.1-0.05 乳白色半透明 1.0-0.1 蓝白色 ＜0.05 透明 当分散相微粒直径大于入射光的波长时，主要发生 光的反射，表现为不透明；当分散相微粒直径小于入射 光的波长时，则发生光的散射或透射，而呈现半透明或 透明。 颗粒大小对产品的外观非常重要。工业上加入乳化 剂（表面活性剂）并使用机械进行搅拌，使其达到乳化 目的。
四、乳状液的三种不稳定形式
1.分层：乳状液中由于上下部分出现分散相的浓度差的现 象，称为乳状液的分层。如牛奶上层含脂肪量增加。
ν =
2 1 2 2 g r ( ρρ)
— — — — — — — — — — — — — — — — — —
9 η
Ρ密度η黏度 ν速度 r半径，Stokes定律 2.变型：有一种型式变为另一种型式，如油/水变为水/油， 也叫做转相（内外相互变）。 3.破乳：指乳液完全破坏，造成油—水两相分离。温度、 搅拌、稀释、加入电解质等可促使破乳。另外，酸败、 氧化都有不利影响。 以上过程，可以单独发生，也可同时出现，是化妆 品应该避免的。
二、HLB值的计算
1。按照分子基团的结构来计算 将乳化剂分子结构分解为一些基团，根据每个基团对 HLB值的贡献大小（可分正负）来计算HLB值。 亲水基团 基团数值 亲水基团 数值
-SO3Na -COOK -COONa
N
-COO-COO-游离 -COOH -OH
38.7 21.1 19.1 9.4 6.8 2.4 2.1 1.9
第三节、乳化剂的选择*
一、HLB值的意义 乳化剂分子结构中具有亲水基和亲油基，他们在乳化的 过程中对于形成乳状液类型起什么作用，人们一直试图 回答这个问题。 葛利芬（Griffin)首先提出HLB的概念：HLB是分子中亲水 和亲油的两个相反基团的大小和作用的平衡表示。简单 说，HLB表示亲水亲油的平衡（hydrophlile lipophile balance)。实际上，HLB值是由分子的化学结构、极性强 弱或分子中的水和作用决定的。 HLB值高表示它的亲水性强，反之，则表示亲油性强。 通过它的大小，可以预测乳化剂的性能、作用等。
表面活性剂分析：基础知识
基础知识
表面活性剂（Surfactant） 具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下
降的物质。
双亲结构
疏水基 憎水基
疏油基 憎油基
双亲分子
精细化学品检验技术
项目一 表面活性剂分析
基础知识
表面活性剂的分类 根据疏水基结构进行分类，分直链、支链、芳香链、含氟长链等；
2、阳离子表面活性剂：季铵化物
3、两性离子表面活性剂：卵磷脂，氨基酸型，甜菜碱型
4、非离子表面活性剂：Байду номын сангаас脂肪酸甘油酯，聚山梨酯
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根据亲水基进行分类，分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO衍生物、内酯等；
根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等，
还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。
精细化学品检验技术
项目一 表面活性剂分析
表面活性剂的分类 按极性基团的解离性质分类
基础知识
1、阴离子表面活性剂 ：硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠
表面活性剂的基本理论知识
表面活性剂的基本理论知识1．表面张力把液体表面任意单位长度的收缩力称为表面张力，单位为N•m-1。
2．表面活性和表面活性剂将能降低溶剂表面张力的性质称为表面活性，而具有表面活性的物质称为表面活性物质。
把能在水溶液中分子发生缔合且形成胶束等缔合体，并具有较高的表面活性，同时还具有润湿﹑乳化﹑起泡﹑洗涤等作用的表面活性物质称为表面活性剂。
3．表面活性剂的分子结构特点表面活性剂是一种具有特殊结构和性质的有机化合物，它们能明显地改变两相间的界面张力或液体（一般为水）的表面张力，具有润湿﹑起泡﹑乳化﹑洗涤等性能。
就结构而言，表面活性剂都有一个共同的特点，即其分子中含有两种不同性质的基团，一端是长链非极性基团，能溶于油而不溶于水，亦即所谓的疏水基团或憎水基，这种憎水基一般都是长链的碳氢化合物，有时也为有机氟﹑有机硅﹑有机磷﹑有机锡链等。
另一端则是水溶性的基团，即亲水基团或亲水基。
亲水基团必须有足够的亲水性，以保证整个表面活性剂能溶于水，并有必要的溶解度。
由于表面活性剂含有亲水基和疏水基，因而它们至少能溶于液相中的某一相。
表面活性剂的这种既亲水又亲油的性质称为两亲性。
4．表面活性剂的类型表面活性剂是一种既有疏水基团又有亲水基团的两亲性分子。
表面活性剂的疏水基团一般是由长链的碳氢构成，如直链烷基C8～C20，支链烷基C8～C20，烷基苯基（烷基碳原子数为8～16）等。
疏水基团的差别主要是在碳氢链的结构变化上，差别较小，而亲水基团的种类则较多，所以表面活性剂的性质除与疏水基团的大小﹑形状有关外，主要还与亲水基团有关。
亲水基团的结构变化较疏水基团大，因而表面活性剂的分类一般以亲水基团的结构为依据。
这种分类是以亲水基团是否是离子型为主，将其分为阴离子型﹑阳离子型﹑非离子型﹑两性离子型和其他特殊类型的表面活性剂。
5．表面活性剂水溶液的特性①表面活性剂在界面上的吸附表面活性剂分子中具有亲油基和亲水基，为两亲分子。
水是强极性液体，当表面活性剂溶于水中时，根据极性相似相引﹑极性相异相斥原理，其亲水基与水相引而溶于水，其亲油基与水相斥而离开水，结果表面活性剂分子（或离子）吸附在两相界面上，使两相间的界面张力降低。
表面活性剂基础知识
表面活性剂亲水基团不同影响其性质 M-5
• (5)氨类化合物 一级胺、二级胺、三级胺及氨基酸开始都有一定
的缓凝作用，其顺序为RNH2＞R2NH＞R3N，而羟胺在某些情 况下会加速凝结过程。
• 四级铵盐的铵正离子(NH4＋)，同普通金属阳离子一样具有促 凝作用。
• 胺类的化合物中，作为混凝土外加剂最具实用意义的是羟胺， 特别是三乙醇胺，它可以用作水泥的助磨剂和混凝土的早强剂。 三乙醇胺能持久地加速混凝土的硬结过程，起促硬作用。三乙醇 胺加速C3A的水化，并能在C3A—石膏—水体系中加快钙矾石的生
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表面活性剂的结构与性能的关系H-4
表面活性剂分子量与性能关系 对单体或聚合度较低的高分子，其性能主要表现为降低表面张力，具有引气和 分散作用。而在平均分子量1500～10000范围的聚合物主要是混凝土高效减水剂， 其性能表现为吸附、分散、润滑、电性保护等减水作用；相对分子量大于10000 的聚合物主要表现为保水作用；当分子量再大时水溶性开始变差，不适用于混凝 土。
合物，随着水化进行，它自行分解不影响水化继续进行，只是对 水泥初期水化产物产生抑制作用，这对新拌混凝土的塑化和后期 强度的增长是有利的。
• 羟基酸和多元醇的缓凝作用与它们在水泥粒子表面吸附作
用有关，主要是影响了C3A水化反应的速率。
第二十五页，共42页。
表面活性剂亲水基团不同影响其性质 M-4
• (4)磺酸盐 磺酸盐型的表面活性剂在水泥分散剂中占有很重 要的地位，它是典型的阴离子表面活性剂。由于水化初期水 泥粒子的表面带有正电荷，有利于阴离子表面活性剂的吸附， 从而引起延缓水泥水化反应的作用，这也可以看成是分散性 提高了。尤其是芳烃磺酸盐对固体粉末的分散作用特别有效。 脂肪族磺酸盐，如十二烷基苯磺酸盐可用作混凝土的引气剂， 具有明显的缓凝作用。芳香族磺酸盐憎水基的链较短时，并 不延缓水泥的水化反应，只有当其链长到一定程度时，才能 延缓水化反应，对水泥水化反应的延缓机理是当掺量在某一 范围以内，分子在粒子表面上是水平式吸附。但掺量超过某 一浓度时，分子便在粒子表面垂直地被紧密地吸附着，从这 个浓度开始水泥粒子差不多完全被“疏水化”了，故水化反 应应明显地被抑制。如果再继续增加浓度，则由单分子吸附 变成双分子吸附或多分子吸附。
表面活性剂相关知识
一、离子型与非离子型表面活性剂复配的规律可归纳如下:(1)在离子型表面活性剂中加入非离子型表面活性剂,溶液的表面活性提高;(2)在非离子型表面活性剂中加入离子型表面活性剂,溶液的表面活性增加,但ycmc却比未加离子型表面活性剂时高;(3)在非离子型表面活性剂中加入离子型表面活性剂,溶液独点升高;(4>大量的研究表明,阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的相互作用明显强于阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的相互作用。
二、正-负离子表面活性剂复配体系正、负离子表面活性剂复配体系在所有的表面活性剂复配体系中其协同作用最强。
与单一表面活性离子间的作用相比,两种表面活性剂离子间存在强烈的异性电荷静电吸引作用。
两种活性离子间存在较强的库伦力,复配体系中各组分的吸收自由能降低,从而提高了表面活性;两种混合体系吸附层组成接近对称,碳氧链在界面排列更紧密;由于极性基团间没有同种电荷的静电斥力,疏水基之间也存在相互吸引作用,因此,大大促进了正、负离子表面活性剂之间的缔合,在溶液界面和表面更易于吸附,也更容易形成胶束,从而具有很高的表面活性。
三、双子表面活性剂的优异性能双子表面活性剂由于结构的特殊性，也表现出了一些优异的性能，表现在以下方面：(1) 吸附性能更强，易在气/液表面形成饱和吸附，从而有较高的表面活性，使界面张力得到大幅度的降低。
(2) 在溶液中的临界胶束浓度CMC 低，能比较容易的形成胶束增强各种性能。
(3) 双子表面活性剂既能饱和吸附降低界面张力也能形成胶束增强溶解能力，但是前者的趋势更加明显，效率更高。
(4) 具有很低的Krafft 点。
(5) 双子表面活性剂和其它种类的表面活性剂复配会形成很强的协同作用，当和非离子型表面活性剂按一定的比例复配后形成的混合体系协同效应最明显，表面性能更加优越。
(6) 双子表面活性剂具有较强的钙皂分散能力，是很多领域常用的分散剂。
(7) 在很多场合，双子表面活性剂是性能优良的润湿剂。
表面活性剂知识
表面活性剂知识22009-10-02 21:53:54| 分类：清洗工艺|字号订阅3；润湿渗透作用当固体与液体接触时，原来的固-气和液-气表面消失，形成新的固-液界面，这种现象叫做润湿纺织纤维是一种多孔物质，有着巨大的表面。
当溶液沿着纤维铺展时，还会渗入到纤维的空隙里并将空气驱赶出去，把原来空气-纤维接触面变成了液体与纤维的界面，这是一个典型的润湿过程。
溶液进入到纤维内部，这一过程叫渗透。
把帮助润湿和渗透作用发生的表面活性剂叫润湿剂，渗透剂。
比如用水润湿玻璃时，在水中加入少量的表面活性剂，润湿就很容易发生；把水滴在固体石蜡表面时，水会收缩成一水珠，石蜡表面不会被润湿，而在水中加入少量表面活性剂，石蜡就容易润湿了。
表面活性剂之所以有润湿渗透作用，是与其有降低表面张力的作用分不开的。
4；乳化作用乳化作用是指两种不相混溶的液体（油和水）中的一种以极小的粒子均匀地分散到另一种液体中形成乳状液的现象。
把油滴分散到水中称为水包油型乳状液，水滴分散到油中则称为油包水型乳状液。
把能起到乳化作用的表面活性剂称作乳化剂。
作乳化剂使用的表面活性剂有两种主要作用：1是降低两种液体间的稳定作用，因为当油在水中分散成许多微小粒子时，就扩大了她与水的接触面积，因此它和水之间的斥力也随之增加而处于不稳定状态，当加入一些表面活性剂作乳化剂时，乳化剂分子的亲油基一端吸附在油滴微粒表面，而亲水基一端伸入水中，并在油滴表面定向排列组成一层亲水性分子膜，使油水界面张力降低，并且减少油滴之间相互吸引力，防止油滴聚集重新恢复水油两层的原状；2是保护作用，表面活性剂在油滴周围形成的定向排列亲水分子膜又是一层坚固的防护膜，能防止油滴碰撞时相互聚集。
如果是由离子型表面活性剂形成的定向排列分子膜还会使油滴带有电荷，油滴带上同种电荷后斥力增加，也防止油滴在频繁碰撞中发生聚集。
5；分散作用把固体以极小的微粒分散到液体中形成悬浮体的作用叫做分散作用。
表面活性剂有促进固体分散形成稳定悬浮液的作用，所以添加的表面活性剂叫分散剂。
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表面活性剂表面活性剂是一种功能性精细化工产品。
表面活性剂不仅有洗涤去污作用而且有润湿、分机乳化、增溶、起泡、柔软、抗静电、杀菌等多种性能，因此以表面活性剂为主要成分的清洗剂在民用清洗和工业清洗中都得到广泛应用。
表面活性剂的有关概念一、表面张力与表面活性剂1．表面与表面张力按物理化学定义，在体系内部物理性质与化学性质完全均匀的一部分称为相。
相与相之恫的接触面称为界面。
在固、液、气相之间都存在界面。
由于两种气体之间可以任意互相扩散成均匀一相，因此不存在气—气界面，液体与液体以及液体与固体之间可以存在液-液和液-固界面，两种固体接触也可形成固—固界面，但通常习惯上将气体与固体以及气体与液体之间的界面称为表面。
物体相界向上的分子与相内郡分子受力情况是不同的。
卧7-1是描述水分子受力情况的示意图。
由图可以看出，在水相内部，水分子(a)受到周围水分子的吸引力是平衡的，而在水与空气界面上的水分子(b)受到空气的吸弓[力要比受到水时吸引力小得多。
因此表面层的水分子处于受力不平衡的状态；受到一种指向相内部的拉力使表面收缩。
把这种作用于相表面而指向相内部的表面紧缩力称为表面张力。
表面张力是物质的一种属性，不同的物质有不同的表面张力，常见的液体物质中水有较大的表面张力，而苯、四氯化碳、正辛烷、乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂表面张力较小，见表5—1。
图7—1 表面分子与内部，分子受力情况不同2．表面活性剂定义将不同性质的物质分别溶于水时，发现水的表面张力会发生变化，一种情况是水的表面张力随溶质浓度的增加而加大，如将氯化钠、氢氧化钾、硝酸钾等无机物以及蔗糖、甘露醇有机物溶于水时所见到的情况；另一种是水的表面张力随溶质的加入而逐渐减小，如把绝大多数醇、醛、脂肪酸等有机物溶于水时的情况；第三种情况是水的表面张力在稀溶液时随溶质浓度的增加而急剧下降，下降至一定程度后便缓慢下来或不再下降，如在水中加入肥皂，烷基苯磺酸盐的情况。
把物质能使溶剂表面张力降低的性质称为表面活性；第三类物质为非表面滑睦物质，而把具有表面活性的第三类物质称为表面活性剂，即表面活性剂为—类在溶液中浓度很低时就可以显著降低溶剂表面张力的物质。
如肥皂在水中含量为10=3mol/L时就可将水的表面张力从73mN/m降低到32mN/m，它就是一种表面活性剂。
3．表面活性剂的双亲结构特点这里介绍的是普通的碳氢表面活性剂，这种表面活性剂的分子结构是长链的疏水基团和亲水的离子基团或极性基团组成的，如常用的肥皂，它的主要成分是硬脂酸瑚硼(C17H35COONa)，它的分子中一部分是碳氢基团组成的长链(C17H35—)，与石油中含有的汽泔谰等矿物油成分相同，由于它与通常说的油(包括矿物油、动植物油)结构相似，因此当它与油接触时，容易相互吸引而溶解，所以把表面活性剂结构中的这部分称为亲油基，同时因这埔部分结构对水有排斥作用，所以又称为憎水基(疏水基)，而肥皂结构中的羟酸钠部分叫(一COONa)，在水中电离成羧酸根离子和钠离子是易与水结合而溶于水的，所以这部分被称为亲水基。
把表面活性剂分子是由亲油基和亲水基两部分吲结合在一起形成的这种结构称为双亲结构。
图7—2是表面活性剂分子结构的示意图。
有时也用～O表示其结构，～表示亲油基，O表示亲水基。
表面活性剂的疏水基主要是烃基包括长链的直链、支链、环状链烃基，也可能含有芳烃基，而亲水基分为离子型及非离子型两大类，其中离子型包括阴离子、阳离子和两性离子。
通常根据1皋+水基类将表面活性剂分为阴离子、阳离子、两性离子和非离子表面活性剂四大类。
要发挥出表面活性剂的作用，仅仅在组成上含有亲油基和亲水基是不够的，必须在亲油性和亲水性之间保持一定的平衡。
下面以脂肪酸钠的结构为例说明。
由图7—3可见，作为有表面活性剂作用的脂肪酸钠是贪碳数为12、14、16、18的几种。
含碳数在12以下的如醋酸钠(含有两个碳原子) CH3COONa的亲油基相对亲水基而言是过小了，所以只有亲水性而无亲油性，它是以分子状态完全溶于水的，也就起不到表面活性剂的作用。
相反，含碳数在20以上的脂肪酸钠，亲油基又显得过大，可以完全溶解在亲油性溶剂中但不溶于水，也没有表面活性剂的作用。
图7—3 脂肪酸钠中亲油基和亲水基比例实验证明，含有12～18个碳原子的脂肪酸钠(肥皂)既难溶于水又难溶于亲油性溶剂，才具有表面活性剂的各种特性。
而且含12个碳原子的月桂酸钠C11H23COONa有比较大的亲水性，含18个碳原子的硬脂酸钠C17H35COONa 则有较强的亲油性。
因此组成表面活性剂分子中的各种亲水基和亲油基之间存在着一定平衡关系。
了解这种性质对研究表面活性剂的性质以及作为洗涤剂的特点有着重要的意义。
二、表面活性剂的HLB值人们曾设法寻找定量数据来描述表面活性剂结构与亲水性和亲油性的关系，发现当表面活性剂的亲水基保持不变时，亲油基部分越长(即相对分子质量越大)，则水溶性越小，因此认为亲油基的亲油性是可以用亲油基部分的相对分子质量太小来表示的，但是由于亲水基的种类繁多，单位相对分子质量的亲水基的亲水性大小也不相等，所以一般不能用亲水基部分的相对分子质量来表示它的亲水性。
但聚乙二醇型的非离子表面活性剂，它的亲水性是与它的亲水基聚乙二醇部分-(或聚氧乙烯部分)的相对分子质量成正比的亲水基的相对分子质量越大，亲水性越强，因此对它是可用亲水基部分相对分子质量大小来表示其亲水性。
格里芬(Griffin)，提出用亲水亲油平衡值(HydrophileLipophiticBalance，简称HLB)来表示表面活性剂的亲水性。
表面活性剂的HLB值越大，其亲水性越强，反之，则疏永性(亲油性)越强。
由于聚乙二醇型非离子表面活性剂的亲水，亲油性都与它的亲水性、亲油性部分的相对分子质量成正比，因此它们的HLB值可通过相对分子质量求出，具体经验公式为：亲水基部分相对分子质量100HLB值= —————————————————————×——亲油基部分相对分子质量+亲水部分相对分子质量 5亲水基部分相对分子质量 100= ————————————×——表面活性剂相对分子质量 5=（亲水基分子质量分数）× 20由于石蜡完全没有亲水性，它的HLB值为o；而完全由亲水基组成的聚乙二醇的，HLB值为20，因此聚乙二醇型非离子表面活性剂的HLB值介于0～20之间。
对于离子型表面活性剂不能用上式计算其HLB值，而是根据这些表面活性剂的乳化性能不同，通过与乳化标准油的比较实验测出它们的HLB值的。
计算阴离子型和非离子型表面活性剂HLB值可用基团法。
计算公式为：HLB＝∑H一∑上+7 (7—2)式中∑H为表面活性剂亲水基基团值总和，见表7—1；∑L为表面活性剂亲油基基团值总和，见表7—1。
例如计算十二烷基硫酸钠(C12H-25OS03Na)表7—1 常见亲水基团和亲油基团的基团值的HLB值，查表中数值HLB＝38.7一(12×0.475)+7＝40。
实验法是根据乳化标准油的比较实验求出的。
此时规定了几个HLB值的标准，把亲油性强的石蜡和油酸的HLB 值确定为0和1，而把亲水性强的油酸钠和聚乙二醇确定为18和20，然后得出各种表面活性剂的HLB值。
表7—2列出常用表面活性剂的HLB值。
注：表中化学名称后的阿拉伯数代表氧乙烯基团数。
如需要迅速确定某表面活性剂HLB值，而手头无数据可查时可采用熔度法来了解其HLB值的近似值；具体方法是把待测表面活性剂加人水中，然后根据水中产生的现象来估计表面活性剂的HLB值，如表7—3所示。
值按下式算出，如有x、y、z三种表面活性剂的HLB值分别为a、b、c，其质量分别为X、y、Z，则混合物的HLB值为：aX+bY+cZHLB=————————X+Y+Z必须注意，HLB值的确定，仅是从表面活性剂本身性质出发的，没有考虑到表面活性剂]在使用时与水、油以及气相、固相间的相互作用，而实际上这些相互影响往往远比表面活性剂本身的性质重要。
所以在选择表面活性剂时，单靠HLB值数据是不够的。
只有当心中完全无数时不知该采用何种表面活性剂时才可用HLB值来帮助参考。
前面讲的表面活性剂HLB值与用途的对应关系也只适用于非离子表面活性剂，，对其他表面活性哜lJ并不适用；三、表面活性剂在水中状态与临界胶束浓度(cmc)表面活性剂分子在水中是以下列三种形式存在的。
1．以分子状态溶解由于表面活性剂分子是难溶于水的，只有在浓度极低的情况下，才有微量表面活性剂分子真正以分子状态溶解于水。
在这种情况下，表面活性剂分子周围被水分子包围，由于亲水基与水的结合力大于亲油基与水的排斥力，才使表面活性剂分子能溶于水中。
2．吸附于相界面当表面活性剂在水中浓度逐渐提高时，由于水分子与表面活性剂分子中的亲油基之间存在斥力，表面活性剂分子为保持稳定而有力图离开水溶液的趋势而向水与其他物质的界面运动，并按亲水基指向水的内部，亲油基指向水面以外的定向排列方式存在以使体系的能量保持最低，把这种存在方式称为表面活性剂的界面吸附。
在界面上表面活性剂是以几个分子厚度的吸附层存在，即形成了界面单分子膜。
在盛有表面活性剂水溶液的容器里，在水与空气以及水与容器壁的界面上都存在着定向吸附的表面活性剂分子。
由于在界面上用表面活性剂分子的表面代替了水分子的表面，而使水的表面张力急剧下降。
界面吸附是表面活性剂最本质的特性。
但由于表面有一定限度，当表面被占满时，表面活性剂分子不能再以这种状态存在。
3．以胶束状态存在于水中表面活性剂为使其亲油基在水中不被排斥而能保持稳牢，所采取的另一种途径是让分子中的亲油基互相靠在一起，尽可能减少亲油基与水的接触面积。
这种由几十到几百个表面活性剂分子相互靠在+起，把亲油基包围在内部几乎不与水接触而只把亲水基朝向水中所组成的分子聚集体称为胶束。
由，于胶束与水之间没有排斥作用，所以表面活性剂分子-以胶柬状态存在时，可以稳定地分散在水中，而且当表面活性剂溶÷液浓度较高时，其大部分分子是似胶束形式存在的。
表面活性剂在溶液中开始形成胶束的浓度称为临界胶束浓度，表7—4列有各种表面活性剂的临界胶束浓度值。
由表7—4可以看出，同系列的阴离子表面活性剂(以脂肪酸钠为例)，随着亲油基(疏水基)部分的加大，临界胶束浓度减小，即在水中的表面活性剂分子受到水的斥力加大，开始形成胶束时的浓度降低。
而一般非离子表面活性剂的临界胶束浓度要’比阴离子表面活性剂低，说明它们在水中更易形成胶束。
表面活性剂形成胶束的过程是：最初由两三个分子形成小型胶柬，随着表面活性剂浓度的增加，小型胶束逐渐聚集成大型胶束，而且有球状、棒状及层状等形式。
能形成胶束是表面活性剂的重要特性。
有些有机物(如乙醇)虽然也有一定降低水的表面张力的作用，但它，不能在水中形成胶束，这是它们与表面活性剂的根本区别。