表面活性剂简介解析精选课件PPT
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表面活性剂PPT课件
2021/3/7
CHENLI
14完全不润湿不能源自湿能润湿完全润湿2021/3/7
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二、表面活性剂
（一）表面活性剂的含义 表面活性剂：
能使液体表面张力显著降低的物质。
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表面活性剂分子结构的特点：
①它们大都是长链的有机化合物，烃链长 度一般不少于8个碳原子；
二、非离子表面活性剂
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(一)阴离子型表面活性剂：
带负电荷。起表面活性作用的是阴离子。
1．肥皂类 为高级脂肪酸盐，通式为 (RCOO—)n M n+，良好的乳化能力，一般 用在外用制剂中。
2．硫酸化物 系硫酸化油和高级脂肪醇硫 酸酯类，通式为R·O·SO3－M+。有较强的 乳化能力。对粘膜有刺激性，主要作为外 用软膏的乳化剂。
W=σ×△A W为所做的功，或称 增加的表面自由能 σ为表面张力； △A为增加的表面积。
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(四)液体的铺展
铺展是指一滴液体能在另—种不相溶的液体表面 上自动形成—层薄膜的现象。
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铺展系数与界面张力有如下的关系： S=σ底-（σ铺+σ底·铺）
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(三)表面活性剂在固体表面的吸附
• 表面活性剂溶液与固体接触时，其分子 很容易在固体表面产生吸附，使固体表 面状态和性质发生改变。
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第二节 表面活性剂的分类
一、离子型表面活性剂 (一)阴离子表面活性剂 (二)阳离子表面活性剂 (三)两性离子表面活性剂
第二章表面活性剂(共56张PPT)
C14H29SO4Na 30
C16H33SO4Na 45 C18H37SO4Na 56
活性剂
C10H21CHC6H4SO3Na | CH3
表面活性剂：是这样一种物质，当它的加入量很小时，就能使溶 剂（一般为水）的表面张力或液液界面张力显著降低，改变体系 的界面状态；当它达到一定浓度时，在溶液中缔合成胶团，从而 产生润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡、以及加溶等一系 列作用，以达到实际应用的要求。
是一类即使在很低浓度时也能显著降低表（界）面张力的物质。
6.8
=CH-
-0.475 -0.475 -0.475
2.4
-(C3H5O)-(氧丙烯基) -0.15
2.1
-CP2-
1.9
-CF3-
-0.87 -0.87
例：计算月桂酸钠的HLB值 CH3（ CH2）10-COONa
解：-CH3：， -CH2- ： -COONa：19.1
HLB=7+∑(亲水基团基数)-∑(亲油基团基数) HLB= 7 + 19.1-（-0.475）×
第二章 表面活性剂
第一节 表面活性剂基本概念
一、表面张力
界面上的分子与体相内部分子所处的
状态不同。受力状态不同。
图2—1 液相内部和液-气界面的
分子所受作用力的示意图
表面张力：液体表面任意单位长度上的
收缩力称为表面张力，单位为N·m-1
。
从能量上看，表面分子比内部分 子具有更高的能量。
要使体系的表面积增加，就必须对体系 做功。
团具有的亲水亲油平衡值。 表示表面活性剂的亲水疏水性能。
HLB值大，亲水性强，亲油性弱； HLB值小，亲油性强，亲水性弱。
（1）HLB值的规定
全套课件 表面活性剂
表面活性剂在溶液中的状态 润湿作用 泡沫 乳化作用 加溶与微乳 分散作用 洗涤作用
第一节 表面活性剂在溶液中的状态
一、表面活性剂溶液的性质 1.溶液的物理化学性质 表面活性剂水溶液的表面张力随 浓度的变化而改变，当浓度比较低时， 表面张力随浓度的增加而降低，但当 浓度增加到一定值，表面张力几乎不 再随浓度的增加而降低，也就是说表 面活性剂溶液的表面张力随其浓度对 图1-1表面活性剂溶液特性示意图 数变化的曲线中有一突变点。不仅表面张力的变化有此特 征，许多物理化学性质，如渗透压、密度、摩尔电导率、 折射率、黏度等均有相同的变化规律，如图1-1所示， C围12内H发25S生O4突N变a水。溶液的各种性质都在一个相当窄的浓度范
第一节 表面活性剂在溶液中的状态
2.表面活性剂的溶解度 （1）临界溶解温度（克拉夫特点） 离子型表面活 性剂在水中的溶解度随温度的上升逐渐增加，当达到某一 特定温度时，溶解度急剧陡升，该温度称为临界溶解温度 （Krafft Point），以Tk表示。表1-1列出了一些离子型表 面活性剂的克拉夫特点。离子型表面活性剂的溶解特点与 它在水中离子表面活性剂在水中的溶解度 随温度上升而降低，升至某一温度，溶液出现浑浊，经放置或 离心可得到富胶团和贫胶团两个液相，这个温度称为该表面活 性剂的浊点(Tp)。这个现象是可逆的，溶液冷却后，即可恢复 成清亮的均相。表1-2列出了几个典型非离子表面活性剂的浊点。
出现浊点的原因是：非离子表面活性剂通过它的极性基与 水形成氢键，温度升高不利于氢键的形成。温度升高到一定程 度，非离子表面活性剂与水的结合减弱，水溶性降低，溶液出 现浑浊。
临界胶团浓度是表面活性剂的重要特性参数，它可以 作为表面活性剂性能的一种量度。cmc越小，此种表面活 性剂形成胶团所需浓度越低，为改变体系表面（界面）性 质，起到润湿、乳化、起泡、加溶等作用所需的浓度也越 低。也就是说，临界胶团浓度越低，表面活性剂的应用效 率越高。此外，临界胶团浓度还是表面活性剂溶液性质发 生显著变化的一个“分水岭”。所以，临界胶团浓度是表 征表面活性剂性质不可缺少的数据。通常将临界胶团浓度 时溶液的表面张力作为表征表面活性剂活性的特征参数。 表1-3列出一些表面活性剂的临界胶团浓度。
《表面活性剂》课件
阴离子表面活性剂
带有负电荷的表面活性剂，广泛用于日用清洁 产品。
非离子表面活性剂
不带电荷的表面活性剂，常用于医药化妆品。
阳离子表面活性剂
带有正电荷的表面活性剂，常用于工业清洗剂。
两性表面活性剂
带有正负两种电荷的表面活性剂，常用于农业 助剂。
表面活性剂的应用
日用清洁产品
表面活性剂广泛应用于洗发水、沐浴露等日常清洁 产品。
如何减环保和健康的替代品，减少对有害表面活性剂的使用。
2
加强监管和限制使用
加强对表面活性剂的监管，设定限制和指导标准，保护环境和人类健康。
工业清洗剂
表面活性剂在工业领域中用作清洗剂，去除污渍和 油污。
医药化妆品
表面活性剂在医药化妆品中起到乳化、稳定和溶解 作用。
农业助剂
表面活性剂在农业中用于增加农药和肥料的吸附和 渗透性。
表面活性剂的危害
1 环境污染
表面活性剂排放会对水体和土壤造成严重污 染，破坏生态系统。
2 人体健康影响
长期接触表面活性剂可能对健康造成负面影 响，如皮肤刺激和呼吸系统问题。
《表面活性剂》PPT课件
表面活性剂是一种化学物质，具有特殊的表面性能，广泛应用于各个领域。 本课程将介绍表面活性剂的定义、分类、应用以及危害，并提供减少危害的 方法。
什么是表面活性剂？
表面活性剂是一类具有特殊表面性能的化学物质。它们在液体中能够降低表 面张力，并使液体保持较大的界面积。
表面活性剂的分类
带有负电荷的表面活性剂，广泛用于日用清洁 产品。
非离子表面活性剂
不带电荷的表面活性剂，常用于医药化妆品。
阳离子表面活性剂
带有正电荷的表面活性剂，常用于工业清洗剂。
两性表面活性剂
带有正负两种电荷的表面活性剂，常用于农业 助剂。
表面活性剂的应用
日用清洁产品
表面活性剂广泛应用于洗发水、沐浴露等日常清洁 产品。
如何减环保和健康的替代品，减少对有害表面活性剂的使用。
2
加强监管和限制使用
加强对表面活性剂的监管，设定限制和指导标准，保护环境和人类健康。
工业清洗剂
表面活性剂在工业领域中用作清洗剂，去除污渍和 油污。
医药化妆品
表面活性剂在医药化妆品中起到乳化、稳定和溶解 作用。
农业助剂
表面活性剂在农业中用于增加农药和肥料的吸附和 渗透性。
表面活性剂的危害
1 环境污染
表面活性剂排放会对水体和土壤造成严重污 染，破坏生态系统。
2 人体健康影响
长期接触表面活性剂可能对健康造成负面影 响，如皮肤刺激和呼吸系统问题。
《表面活性剂》PPT课件
表面活性剂是一种化学物质，具有特殊的表面性能，广泛应用于各个领域。 本课程将介绍表面活性剂的定义、分类、应用以及危害，并提供减少危害的 方法。
什么是表面活性剂？
表面活性剂是一类具有特殊表面性能的化学物质。它们在液体中能够降低表 面张力，并使液体保持较大的界面积。
表面活性剂的分类
表面活性剂的简介PPT课件
3.对 环 境 无 污 染
4.易 于 生 物 降 解
1.2 表面活性和表面活性剂
1. 界面与表面
界面（interface）：两相之间的接触层，即物质相与相之 间的分界面称为界面。包括气－液、气－固、液－液、固 －固和固－液五种；界面不是简单几何面，约有几个分子 厚；具有不同于构成界面两相的独特性质。
如油酸钠就是 这样一种物质。
上述1类物质无表面活 性，因而属于非表面 活性剂；2类物质具有 表面活性，但不是表 面活性剂；只有3类物 质才可成为表面活性 剂。
表面活性
能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面活性。 具有表面活性的物质则称为表面活性物质。
表面活性剂
它能吸附在表面上，在加入量很少时即能大大地 降低溶剂的表面张力，可显著改变表面的物理化 学性质，从而产生润湿、乳化、起泡以及增溶等 一系列应用功能。
第一章 绪论
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
1.1 表面活性剂的发展历史 1.2 表面活性和表面活性剂 1.3 表面活性剂的分子结构特点 1.4 表面活性剂的分类
表面活性剂一词来自英文Surfactant。
它实际上是短语Surface（表面） Active（活性） Agent（添加剂）的缩合词。 它还有一个名字叫做Tenside。
另也有大量传说称肥皂起源在五千多年前。 古代埃及一个给国王做饭的厨师，不慎把一盆油 打翻在炭灰里，当他赶忙扔掉后回来洗手时，发 现手洗得特别干净，他觉得很惊奇抓来一些叫其 他厨师试用，效果也一样。国王知道后便叫人仿 制，这就是肥皂的雏形。
化学原理：
O O C R 1 O O C R 2
4.易 于 生 物 降 解
1.2 表面活性和表面活性剂
1. 界面与表面
界面（interface）：两相之间的接触层，即物质相与相之 间的分界面称为界面。包括气－液、气－固、液－液、固 －固和固－液五种；界面不是简单几何面，约有几个分子 厚；具有不同于构成界面两相的独特性质。
如油酸钠就是 这样一种物质。
上述1类物质无表面活 性，因而属于非表面 活性剂；2类物质具有 表面活性，但不是表 面活性剂；只有3类物 质才可成为表面活性 剂。
表面活性
能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面活性。 具有表面活性的物质则称为表面活性物质。
表面活性剂
它能吸附在表面上，在加入量很少时即能大大地 降低溶剂的表面张力，可显著改变表面的物理化 学性质，从而产生润湿、乳化、起泡以及增溶等 一系列应用功能。
第一章 绪论
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
1.1 表面活性剂的发展历史 1.2 表面活性和表面活性剂 1.3 表面活性剂的分子结构特点 1.4 表面活性剂的分类
表面活性剂一词来自英文Surfactant。
它实际上是短语Surface（表面） Active（活性） Agent（添加剂）的缩合词。 它还有一个名字叫做Tenside。
另也有大量传说称肥皂起源在五千多年前。 古代埃及一个给国王做饭的厨师，不慎把一盆油 打翻在炭灰里，当他赶忙扔掉后回来洗手时，发 现手洗得特别干净，他觉得很惊奇抓来一些叫其 他厨师试用，效果也一样。国王知道后便叫人仿 制，这就是肥皂的雏形。
化学原理：
O O C R 1 O O C R 2
《表面活性剂讲座》课件
烷基多糖、蛋白质表面活性 剂等新型表面活性剂也引起 了广泛关注。
结语
1 总结
表面活性剂在日常生活中发挥着至关重要的作用，但同时也需要我们对其进行科学使用 和环保管理。
2 展望
相信随着科学技术的进步和人们环保意识的提高，表面活性剂将会有更好的应用前景。
可以通过减少表面活性剂的使用量，提高表面活性 剂的降解效率，引导人们使用绿色环保的洗涤剂等 方式进行环保措施。
表面活性剂的未来发展
可持续发展
生物发酵法、纳米复合技术 等是表面活性剂可持续发展 的方向。
智能表面活性剂
能动态调节、响应外界刺激 的表面活性剂正在研究和开 发中。
新型表面活性剂的研究 进展
《表面活性剂讲座》PPT 课件
通过本次表面活性剂讲座，你将了解这个神奇的化学物质，它在我们日常生 活中的作用以及将来的发展。
什么是表面活性剂
定义
所谓表面活性剂，就是能够降低表面张力并在两种不相容的物质间增加亲和力的化学物质。
分类
表面活性剂可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型等。
表面活性剂的作用
日用化妆品
洗发水、沐浴露、洗手液、护肤品等均含有表面活 性剂。
洗涤剂
不同类型、不同用途的洗涤剂均含有不同种类的表 面活性剂，比如衣物清洁用的。
医药化学
油田化学
表面活性剂在医疗方面的应用很广泛，如药物给药、 药物纳米粒子制备、肿瘤靶向等。
表面活性剂在油田开采中发挥着很重要的作用，可 以提高采油效率和注水量。
1
降低表面张力
表面活性剂可以降低液体的表面张力，使其更容易流动和扩散。
2
乳化、分散、溶解
表面活性剂可以使两种不相容的物质混合在一起，如油水混合，洗涤剂里的油污分散，药物 里的水溶性药物更容易被吸收。
结语
1 总结
表面活性剂在日常生活中发挥着至关重要的作用，但同时也需要我们对其进行科学使用 和环保管理。
2 展望
相信随着科学技术的进步和人们环保意识的提高，表面活性剂将会有更好的应用前景。
可以通过减少表面活性剂的使用量，提高表面活性 剂的降解效率，引导人们使用绿色环保的洗涤剂等 方式进行环保措施。
表面活性剂的未来发展
可持续发展
生物发酵法、纳米复合技术 等是表面活性剂可持续发展 的方向。
智能表面活性剂
能动态调节、响应外界刺激 的表面活性剂正在研究和开 发中。
新型表面活性剂的研究 进展
《表面活性剂讲座》PPT 课件
通过本次表面活性剂讲座，你将了解这个神奇的化学物质，它在我们日常生 活中的作用以及将来的发展。
什么是表面活性剂
定义
所谓表面活性剂，就是能够降低表面张力并在两种不相容的物质间增加亲和力的化学物质。
分类
表面活性剂可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型等。
表面活性剂的作用
日用化妆品
洗发水、沐浴露、洗手液、护肤品等均含有表面活 性剂。
洗涤剂
不同类型、不同用途的洗涤剂均含有不同种类的表 面活性剂，比如衣物清洁用的。
医药化学
油田化学
表面活性剂在医疗方面的应用很广泛，如药物给药、 药物纳米粒子制备、肿瘤靶向等。
表面活性剂在油田开采中发挥着很重要的作用，可 以提高采油效率和注水量。
1
降低表面张力
表面活性剂可以降低液体的表面张力，使其更容易流动和扩散。
2
乳化、分散、溶解
表面活性剂可以使两种不相容的物质混合在一起，如油水混合，洗涤剂里的油污分散，药物 里的水溶性药物更容易被吸收。
药剂学10表面活性剂PPT课件
第18页/共74页
▪ 两性离子SAA在碱性溶液中呈阴离子SAA的性质，起泡、去污作用强； ▪ 两性离子SAA在酸性溶液中呈阳离子SAA的性质，杀菌能力强。Tego杀菌
强而毒性小于阳离子SAA，1% TegoMHG-甘氨酸盐（Dodecin HCl）的消 毒能力强于洗必泰、苯扎溴铵、70%乙醇。
第19页/共74页
石油醚等 ▪ 制备注射用乳剂、脂质微粒剂主要辅料
第16页/共74页
卵磷脂结构
CH2-O-OCR1
CH-O-OCR2 CH2-O-P-O-CH2-CH2-N+-CH3
CH3
O
CH3
第17页/共74页
2、氨基酸型、甜菜碱型 ▪ 氨基酸型：R·+N H2·CH2C H2·C OO-，在 等 电 点 时 亲水 性 减 弱 ， 可能 沉 淀 ▪ 甜菜碱型：R·+N ·（C H3）2CH2·COO-，易溶于酸、碱、中性溶液，不沉淀
第10页/共74页
2、硫酸化物 ▪ 硫酸化油、高级脂肪醇硫酸酯类 ▪ R ·O ·S O 3- M +， C 12 ～ C 18间 ▪ 硫酸化油：代表是硫酸化蓖麻油（土耳其红油），无刺激性，为去污剂和润
湿剂，可用于挥发油或不溶性杀菌剂的增溶。
第11页/共74页
▪ 高级脂肪醇硫酸酯类：十二烷基硫酸钠（SDS，月桂醇硫酸钠，SLS）、十 六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）、十八烷基硫酸钠（硬脂醇硫酸钠）。乳化 性强，较肥皂类稳定，较耐酸、钙、镁盐，与一些高分子阳离子药物作用而 沉淀，对粘膜有刺激性。主要用于外用软膏的乳化剂、片剂等润湿剂或增溶 剂。
易溶于丙二醇、乙醇等 ▪ 作O/W型乳化剂、分散剂。
第22页/共74页
2、脂肪酸山梨坦（司盘，span） ▪ 山梨糖醇（单酐、二酐）+ 脂肪酸→山梨醇脂肪酸酯→失水（司盘）
▪ 两性离子SAA在碱性溶液中呈阴离子SAA的性质，起泡、去污作用强； ▪ 两性离子SAA在酸性溶液中呈阳离子SAA的性质，杀菌能力强。Tego杀菌
强而毒性小于阳离子SAA，1% TegoMHG-甘氨酸盐（Dodecin HCl）的消 毒能力强于洗必泰、苯扎溴铵、70%乙醇。
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石油醚等 ▪ 制备注射用乳剂、脂质微粒剂主要辅料
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卵磷脂结构
CH2-O-OCR1
CH-O-OCR2 CH2-O-P-O-CH2-CH2-N+-CH3
CH3
O
CH3
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2、氨基酸型、甜菜碱型 ▪ 氨基酸型：R·+N H2·CH2C H2·C OO-，在 等 电 点 时 亲水 性 减 弱 ， 可能 沉 淀 ▪ 甜菜碱型：R·+N ·（C H3）2CH2·COO-，易溶于酸、碱、中性溶液，不沉淀
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2、硫酸化物 ▪ 硫酸化油、高级脂肪醇硫酸酯类 ▪ R ·O ·S O 3- M +， C 12 ～ C 18间 ▪ 硫酸化油：代表是硫酸化蓖麻油（土耳其红油），无刺激性，为去污剂和润
湿剂，可用于挥发油或不溶性杀菌剂的增溶。
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▪ 高级脂肪醇硫酸酯类：十二烷基硫酸钠（SDS，月桂醇硫酸钠，SLS）、十 六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）、十八烷基硫酸钠（硬脂醇硫酸钠）。乳化 性强，较肥皂类稳定，较耐酸、钙、镁盐，与一些高分子阳离子药物作用而 沉淀，对粘膜有刺激性。主要用于外用软膏的乳化剂、片剂等润湿剂或增溶 剂。
易溶于丙二醇、乙醇等 ▪ 作O/W型乳化剂、分散剂。
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2、脂肪酸山梨坦（司盘，span） ▪ 山梨糖醇（单酐、二酐）+ 脂肪酸→山梨醇脂肪酸酯→失水（司盘）
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临界胶束浓度（简称CMC） ----溶液本体中形成胶束所需表面活性剂的最低浓 度。CMC一般是一定的范围。
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2021/3/2
表面活性剂浓度大 于CMC时，溶液性 质的变化如图：
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2021/3/2
疏水效应及似冰理论
• 疏水效应：表面活性剂非极性基团有逃离水形成 胶束的溶液
(c)大于临界 胶束的溶液
表面活性物质的分子在溶液本体及表面层中的分布
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2021/3/2
各种胶束的形状：
球状
层状
棒状
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2021/3/2
2.1.4临界胶束浓度(critical micelle concentration)
表面张力：垂直作用于单位长度相界面 上，与表面平行（平面）或相切（曲面） 的收缩力 力的方向：与液面相切，与单位线段垂直 力的类型：表面收缩力 力的单位量纲：N·m-1 表面层分子受力不均匀 产生 内压力 导致 表面张力 体系的一种强度性质，受到多种因素（分 子间作用力、温度、压力等）的影响
当水中加入溶质成为溶液后，比之纯 水，溶液的表面张力会发生改变，或 者升高或者降低。如图
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。对非离子型的表面活性剂
（不含N、P、S等杂原子），HLB的计算公式为：
HLB值=
亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量
×100/5
例如：石蜡无亲水基，所以HLB=0 聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20
其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0～20之间
图4 两亲分子示意图1
Surfactants
(a)离子型
2021/3/2
(b)非离子型
11
表面
活性
分子的一端是由一个较长的烃
剂的 链组成的，它是憎水性，能溶于油
分子
但不能溶于水中，因此称为憎水基 或亲油基；分子的另一端是较短的
特点：极性基团，它能溶于水中而不能溶
于油中，称为憎油基或亲水基
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2021/3/2
HLB值的计算方法
➢ Griffin法：其中又分为三类进行计算
➢ Davies法（即基团贡献法）
➢ MeGowan法：依据分子的大小及水溶性来确定 HLB值，通过查表，得到n和V0，然后代入公式 中求取
关于HLB值的计算，我们在后面讲乳化和乳化 剂的选择时，将进一步了解
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2021/3/2
HLB值的水溶法估算
在常温下，将表面活性剂加入水中，依据其在水中 的溶解度和分散状态，估计其大致的HLB范围，见表
HLB值
水中状态
HLB值
水中状态
1 ～4 3 ～6 6 ～8
不分散 分散不好 震荡后成乳白色分散体
8 ～10 10 ～13
>13
稳定的乳白色分散体 半透明至透明分散体
• 纯水中，水分子可以自由取向并在各个方向与 其它水分子形成氢键，不受任何限制。这可使 体系能量降至最低。当另一种分子进入水中形 成溶液时，溶质分子在一些方向阻碍水分子间 的相互作用，为使体系能量尽可能低，水分子 必须选取最多地形成氢键的方向定位。从而使 水分子的排列有序化。这类似于冰中水分子排 列的情况，故叫做似冰理论
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2021/3/2
一般表面活性剂分子都是由亲水性的极性基团(亲水基)和 憎水(亲油)性的非极性基团(憎水基或亲油基)两部分所构 成，如图所示。
CH3(CH2)7=CH(CH2)7 COO- H+
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2021/3/2
因此表面活性剂分子加入水中时，憎水基为了逃 逸水的包围，使得分子形成如下两种排布方式。
2.1 表面活性剂
• 冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我 们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂， 这两样东西都不会有。这真是太可悲了。但 是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有 人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有 表面活性剂，人也没有了。
——英国著名界面化学家Ckint
2021/3/2
2
其一，憎水基被推出水面，伸向空气，亲水基留 在水中，结果表面活性剂分子在界面上定向排列，形 成单分子表面膜；
其二，分散在水中的表面活性剂分子以其非极性 部位自相结合，形成憎水基向里、亲水基朝外的多 分子聚集体，称为缔合胶体或胶束。
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2021/3/2
单分子膜
小型 胶束
球状 胶束
• 该理论可用于解释表面活性剂非极性基团的疏水 效应，并可用于推断一些因素对CMC的影响趋 势
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2021/3/2
表面活性剂在水中的溶解度——krafft点 与 C.P值
• krafft点的定义：离子型表面活性在水中的溶 解度随温度的升高而慢慢增加，但达到某一温 度后，溶解度迅速增大，这一点的温度。
• C.P值的定义：非离子型的表面活性剂溶液随 温度的升高会变浑浊，当溶液出现浑浊的温度 就是C.P值。
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2021/3/2
2.2亲水亲油平衡(hydrophile-lipophile balance)
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
1、表面张力、表面活性和表面活性剂的概念 2、表面活性剂的分子结构特点 3、胶束、cmc及影响cmc的因素（难点） 4、表面活性剂的分类及HLB值的确定方法
19世纪初，laplace指出表 面张力来源于两个事实： （1）分子在一定距离内 有相互作用 （2）气相分子的密度显 著小于液相的密度，表 面分子收到的应力不对 称，合力指向液体内部
透明溶液
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2021/3/2
亲水亲油平衡(hydrophile-lipophile balance)
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2021/3/2
• 结构的有序化使水的构型熵减少，体系自由能升 高。极性基团与水分子间有氢键或其它强烈相互 作用，可降低体系自由能，可补偿溶解体系自由 能的升高，使溶解体系得以稳定。但非极性基团 与水分子间没有强烈的相互作用，无法补偿这种 因熵减少而引起的自由能升高，而出现了逃离水 的趋势，相当于被水分子“挤”出来
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2021/3/2
表面活性剂浓度大 于CMC时，溶液性 质的变化如图：
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2021/3/2
疏水效应及似冰理论
• 疏水效应：表面活性剂非极性基团有逃离水形成 胶束的溶液
(c)大于临界 胶束的溶液
表面活性物质的分子在溶液本体及表面层中的分布
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2021/3/2
各种胶束的形状：
球状
层状
棒状
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2.1.4临界胶束浓度(critical micelle concentration)
表面张力：垂直作用于单位长度相界面 上，与表面平行（平面）或相切（曲面） 的收缩力 力的方向：与液面相切，与单位线段垂直 力的类型：表面收缩力 力的单位量纲：N·m-1 表面层分子受力不均匀 产生 内压力 导致 表面张力 体系的一种强度性质，受到多种因素（分 子间作用力、温度、压力等）的影响
当水中加入溶质成为溶液后，比之纯 水，溶液的表面张力会发生改变，或 者升高或者降低。如图
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。对非离子型的表面活性剂
（不含N、P、S等杂原子），HLB的计算公式为：
HLB值=
亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量
×100/5
例如：石蜡无亲水基，所以HLB=0 聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20
其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0～20之间
图4 两亲分子示意图1
Surfactants
(a)离子型
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(b)非离子型
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表面
活性
分子的一端是由一个较长的烃
剂的 链组成的，它是憎水性，能溶于油
分子
但不能溶于水中，因此称为憎水基 或亲油基；分子的另一端是较短的
特点：极性基团，它能溶于水中而不能溶
于油中，称为憎油基或亲水基
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2021/3/2
HLB值的计算方法
➢ Griffin法：其中又分为三类进行计算
➢ Davies法（即基团贡献法）
➢ MeGowan法：依据分子的大小及水溶性来确定 HLB值，通过查表，得到n和V0，然后代入公式 中求取
关于HLB值的计算，我们在后面讲乳化和乳化 剂的选择时，将进一步了解
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2021/3/2
HLB值的水溶法估算
在常温下，将表面活性剂加入水中，依据其在水中 的溶解度和分散状态，估计其大致的HLB范围，见表
HLB值
水中状态
HLB值
水中状态
1 ～4 3 ～6 6 ～8
不分散 分散不好 震荡后成乳白色分散体
8 ～10 10 ～13
>13
稳定的乳白色分散体 半透明至透明分散体
• 纯水中，水分子可以自由取向并在各个方向与 其它水分子形成氢键，不受任何限制。这可使 体系能量降至最低。当另一种分子进入水中形 成溶液时，溶质分子在一些方向阻碍水分子间 的相互作用，为使体系能量尽可能低，水分子 必须选取最多地形成氢键的方向定位。从而使 水分子的排列有序化。这类似于冰中水分子排 列的情况，故叫做似冰理论
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2021/3/2
一般表面活性剂分子都是由亲水性的极性基团(亲水基)和 憎水(亲油)性的非极性基团(憎水基或亲油基)两部分所构 成，如图所示。
CH3(CH2)7=CH(CH2)7 COO- H+
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2021/3/2
因此表面活性剂分子加入水中时，憎水基为了逃 逸水的包围，使得分子形成如下两种排布方式。
2.1 表面活性剂
• 冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我 们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂， 这两样东西都不会有。这真是太可悲了。但 是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有 人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有 表面活性剂，人也没有了。
——英国著名界面化学家Ckint
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其一，憎水基被推出水面，伸向空气，亲水基留 在水中，结果表面活性剂分子在界面上定向排列，形 成单分子表面膜；
其二，分散在水中的表面活性剂分子以其非极性 部位自相结合，形成憎水基向里、亲水基朝外的多 分子聚集体，称为缔合胶体或胶束。
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2021/3/2
单分子膜
小型 胶束
球状 胶束
• 该理论可用于解释表面活性剂非极性基团的疏水 效应，并可用于推断一些因素对CMC的影响趋 势
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2021/3/2
表面活性剂在水中的溶解度——krafft点 与 C.P值
• krafft点的定义：离子型表面活性在水中的溶 解度随温度的升高而慢慢增加，但达到某一温 度后，溶解度迅速增大，这一点的温度。
• C.P值的定义：非离子型的表面活性剂溶液随 温度的升高会变浑浊，当溶液出现浑浊的温度 就是C.P值。
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2021/3/2
2.2亲水亲油平衡(hydrophile-lipophile balance)
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
1、表面张力、表面活性和表面活性剂的概念 2、表面活性剂的分子结构特点 3、胶束、cmc及影响cmc的因素（难点） 4、表面活性剂的分类及HLB值的确定方法
19世纪初，laplace指出表 面张力来源于两个事实： （1）分子在一定距离内 有相互作用 （2）气相分子的密度显 著小于液相的密度，表 面分子收到的应力不对 称，合力指向液体内部
透明溶液
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亲水亲油平衡(hydrophile-lipophile balance)
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• 结构的有序化使水的构型熵减少，体系自由能升 高。极性基团与水分子间有氢键或其它强烈相互 作用，可降低体系自由能，可补偿溶解体系自由 能的升高，使溶解体系得以稳定。但非极性基团 与水分子间没有强烈的相互作用，无法补偿这种 因熵减少而引起的自由能升高，而出现了逃离水 的趋势，相当于被水分子“挤”出来