表面活性剂的理化性质和生物学性质
表面活性剂文献综述
表面活性剂一、表面活性剂的性质1.表面活性剂的定义表面活性剂(surfactant)，是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。
具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。
表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
2.表面活性剂的结构特点表面活性剂分子具有独特的两亲性：一端为亲水的极性基团，简称亲水基，也称为疏油基或憎油基，有时形象地称为亲水头，如-OH、-COOH、-SO3H、-NH2；另一端为亲油的非极性基团，简称亲油基，也称为疏水基或憎水基，如R-（烷基）、Ar-（芳基）。
两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接，形成了一种不对称的、极性的结构，因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油，但又不是整体亲水或亲油的特性。
表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”（amphiphilic structure），表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。
3.表面活性剂的性质表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力，也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。
许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。
囊泡和胶束都是此类聚集体。
表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。
当胶束在水中形成，胶束的尾形成能够包裹油滴的核，而它们的（离子/极性）头能够形成一个外壳，保持与水接触。
表面活性剂在油中聚集，聚集体指的是反胶束。
在反胶束中，头在核，尾保持与油的充分接触。
表面活性剂系统的热动力学很重要，不论是理论上还是实践上。
因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。
表面活性剂溶液可能含有有序相（胶束）和无序相（自由表面活性剂分子和/或离子）。
胶束——表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部，避免与极性的水分子接触；分子的极性亲水头端则露于外部，与极性的水分子发生作用，并对胶束内部的憎水基团产生保护作用。
表面活性剂-概论(第一章,第二章)
捕集剂
（a）
（b）
矿物浮选示意图
将粉碎好的矿粉倒入水中，加入捕集剂，捕集剂以亲水基吸附
于矿粉表面，疏水基进入水相，矿粉亲水的高能表面被疏水的碳 氢链形成的低能表面所替代，有力图逃离水包围的趋势，如图所 示。向矿粉悬浮液中加入发泡剂并通空气，产生气泡，发泡剂的 两亲分子会在气-液界面作走向排列，将疏水基伸向气泡内，而亲 水的极性头留在水中，在气-液界面形成单分子膜并使气泡稳定。 吸附了捕集剂的矿粉由于表面疏水，会向气-液界面迁移与气 泡发生“锁合”效应。即矿粉表面的捕集剂会以流水的碳氢链插 入气泡内，同时起泡剂也可以吸附在固-液界面上，进人捕集剂形 成的吸附膜内。在锁合过程中，由起泡剂吸附在气-液界面上形成 的单分子膜和捕集剂吸附在固-液界面上的单分子膜可以互相穿透 ，形成固-液-气三相稳定的接触，将矿粉吸附在气泡上。于是， 依靠气泡的浮力把矿粉带到水面上，达到选矿的目的。
羧酸盐类 阴离子表面活性剂 磺酸盐类 硫酸酯盐类 磷酸酯盐类
离子型表面活性剂
表面活性剂
胺盐 阳离子表面活性剂 季铵盐 杂环类 鎓盐 甜菜碱型 两性表面活性剂 咪唑啉型 氨基酸型 天然型 聚氧乙烯型 多元醇型 烷醇酰胺型 嵌段聚醚型
非离子表面活性剂
元素表面活性剂 特种表面活性剂 高分子表面活性剂 冠醚型表面活性剂 生物表面活性剂
的表面张力，改变体系界面状态，从而产生润湿、乳化、
质。 表面活性剂在溶液中达到一定浓度以上，会形成分子 有序组合体，从而产生一系列重要功能。表面活性剂的
这些特性不仅在生产和生活中有重要作用，而且与生命 活动本身密切相关，成为研究生命现象的奥秘和发展仿 生技术极有价值的体系，因而受到广泛的重视。
1.2 表面活性剂发展简史
表面活性剂
二、 结构特征
– 非极性烃链和极性基团 如肥皂（R- COO-）,其中R-是非极性 烃链，即亲油基团，COO-为极性基团， 即亲水基团
三、表面活性剂的作用原理：
¨由于其分子结构大都是长链的有机 化合物，含有亲水基团和亲油基团， 当被溶于水中时，在低浓度时几乎被 吸附于液体表面，其亲水基团插入水 中，亲油基团向空中，从而改变了液 体的表面张力。
¨(三)两性离子型表面活性剂: 分子上同时具有正负电荷的表面活性剂，随 介质的PH可成阳或阴离子型。 ①分类及常用品种: ¨卵磷脂： 阴离子部分—磷酸型； 阳离子部分—季胺盐类。 ¨ ¨合成活性剂： 阴离子部分—羧酸盐型、硫 酸脂、磺酸盐。 阳离子部分：季胺盐
¨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。 ¨最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点 时也无沉淀。 ¨②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。
球型----棒状胶束----六角束状结构----板状或 层状结构
（三） cmc的测定
溶液物理性质发生变化的浓度
¨一、表面活性剂胶束 ¨胶束（micelles)：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，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，称为胶束。
(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。
物理药剂学第四章药物表面现象与表面活性剂
3. 磺酸化物 烷基磺酸盐通式：RSO3－M＋ /RC6H5SO3－M＋ e.g.：二己基琥珀酸磺酸钠，十二烷基苯磺 酸钠
有较好的保护胶体的性质，黏度低、去污力 强、起泡性和油脂分散能力强，为优良的洗 涤剂。
4. 胆盐 e.g.：甘胆酸钠、牛磺胆酸钠等 用途：胃肠道脂肪的乳化剂和单硬脂酸甘油 酯的增溶剂
（二）阳离子表面活性剂
季铵盐型 通式：[R1R2N+R3R4]X特点：水溶性大，对酸碱稳定，良好的表 面活性作用，具有很强的杀菌作用。 应用：杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械 的消毒。 e.g.：洁尔灭、新洁尔灭、度米芬等
(三)两性离子型表面活性剂
分子上同时具有正负电荷的表面活性剂,随介质的 pH可成阳或阴离子型。
物理药剂学第四章药物表面现象 与表面活性剂
§1 表面活性剂概述
一、表面活性剂的概念
表面张力的产生
物质处于聚集状态时，其相界面上所 发生的一切物理化学现象称为表面现 象。
其表面较其物质内部具有多余的能量 称为表面自由能，而单位面积上的自 由能又称为表面张力。
溶剂中加入溶质时，溶液的表面张力 因所加溶质的不同而发生变化
用做O/W型乳化剂、分散剂。一些高脂肪 酸含量的蔗糖酯也用做阻滞剂。
2. 聚氧乙烯型
(1)聚氧乙烯脂肪酸酯（酯型） 通式：RCOOCH2(CH2OCH2)nCH2OH e.g.：卖泽, Myrij；聚氧乙烯 40硬脂酸酯 (polyoxyl 40 stearate)， O/W型乳化剂
(2)聚氧乙烯脂肪醇醚（醚型） 通式：RO(CH2CH2O)nH e.g.：苄泽, Brij；Brij 30与Brij 35是不同分 子量聚乙二醇与月桂醇的缩合物 西土马哥、平平加0、埃莫尔弗 这一类表面活性剂通常被用作O/W型乳化剂
表面活性剂的基本性质及作用
新型绿色表面活性剂的研究与开发
1
新型绿色表面活性剂是指具有环保、低毒、生物 可降解等优点的表面活性剂，如糖基表面活性剂、 磷脂表面活性剂等。
2
新型绿色表面活性剂的合成方法主要包括化学合 成和生物合成两种，其中生物合成方法具有环境 友好、生产成本低等优点。
3
新型绿色表面活性剂在应用过程中需注意其性能 与其他传统表面活性剂的差异，以及大规模生产 和应用的可行性问题。
选择合适的润湿剂需要考虑其润湿性能和稳定性，同时还需要考虑其与其他化学品的兼 容性。
起泡和消泡作用
起泡作用
表面活性剂能够降低液体的表面张力，使气体更容易在液体中形成气泡。在泡 沫灭火器、泡沫混凝土、泡沫清洗等领域中，起泡作用是表面活性剂的重要应 用之一。
消泡作用
在一些工业过程中，如纸浆制造、石油开采等，会产生大量的泡沫，影响生产 效率和产品质量。表面活性剂可以作为消泡剂，有效抑制泡沫的产生和稳定， 提高生产效率和产品质量。
详细描述
农药和医药中间体中的表面活性剂能够增加药物的溶解度，使其更好地分散在水中或穿透细胞膜，从而提高药物 的生物利用度和治疗效果。此外，表面活性剂还可以作为药物的载体，帮助药物在体内更好地分布和吸收。
05
词
磺化法是一种常用的表面活性剂合成方法， 通过将芳香族化合物与硫酸反应，引入磺酸 基团，从而制备出阴离子型表面活性剂。
总结词
化妆品中添加表面活性剂是为了提高产品的稳定性、润湿性和乳化效果。
详细描述
在化妆品中，表面活性剂可以作为乳化剂、润湿剂和分散剂，有助于将油性成分和水性成分混合在一 起，形成稳定且易于涂抹的质地。同时，表面活性剂还能帮助增加皮肤的水合作用，使皮肤更加柔软 光滑。
农药和医药中间体
表面活性剂
商品名为苄泽(Brij)，平平加O (Perogol O)是一类聚氧乙烯 蓖麻油化合物，HLB值在12－18间，具有较强的亲水性质， 常用作增溶剂及o/w型乳化剂
（四）聚氧乙烯－聚氧丙烯共聚物
又称泊洛沙姆(poloxamer)，商品名为普流罗尼克(pluronic)。 Poloxamer 188(Pluronic F68)作为一种水包油型乳化剂，是目前 用于静脉乳剂极少数合成乳化剂之一,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。
制剂中存在多种组份时，对主药的增溶效果取决于各组份 与表面活性剂的相互作用。当多种组份与主药竞争
同一增溶位置或某一组分吸附或结合表面活性剂分子 而使主药的增溶量减小，若某些组份可扩大 胶束体积从而增加主药的增溶。
例如：苯甲酸增加羟苯甲酯在聚氧乙烯脂肪醇醚
溶液中的溶解，而二氯酚则减少其溶解
4、抑菌剂的增溶
本章重点
• 掌握表面活性剂的定义及结构特点 • 掌握表面活性剂的分类：阴离子表面活性剂，阳离
子表面活性剂，两性离子型表面活性剂，非离子型 表面活性剂 • 掌握表面活性剂的性质：胶束，HLB值，起昙，配 伍，应用 • 熟悉表面活性剂的生物学性质：对药物吸收的影响， 与蛋白质的相互作用，毒性，刺激性
第三节 表面活性剂的基本性质和应用
一、表面活性剂胶束
当表面活性剂在溶液表面的正吸附达到饱和时,如继 续增加表面活性剂的浓度,不能在表面定向排列的表面活 性剂分子则转入体相。这些过剩的表面活性剂分子依赖 范德华力聚集在一起形成亲油基团向内亲水基团向外在 水中稳定分布的胶束(micelle)。
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(CMC)。
表面活性剂与各种化学反应的深度解析
表面活性剂与各种化学反应的深度解析表面活性剂，这一在日常生活和工业生产中广泛应用的化合物，其特性使得它能够与众多物质发生反应。
本篇文章将深入探讨表面活性剂与各种化学反应的关联，帮助您更全面地理解这一重要的化学物质。
一、表面活性剂的基本性质表面活性剂是一种具有两亲结构的化合物，由疏水性烃基和亲水性基团组成。
这种特殊的结构使得表面活性剂能够降低溶液的表面张力，从而产生丰富的物理化学性质。
二、表面活性剂与酸碱反应酸碱反应是表面活性剂最常见的一种反应类型。
在酸性和碱性条件下，表面活性剂的亲水性基团和疏水性基团之间的平衡会发生改变。
例如，在酸性条件下，表面活性剂的亲水性基团更易与氢离子结合，从而增强其亲水性；而在碱性条件下，疏水性基团更易与氢氧根离子结合，从而增强其疏水性。
三、表面活性剂与氧化还原反应表面活性剂在氧化还原反应中也有着重要的作用。
例如，某些表面活性剂能够作为催化剂，促进氧化还原反应的进行。
同时，在某些情况下，表面活性剂的氧化还原反应也会对其结构和性能产生影响。
四、表面活性剂与聚合反应聚合反应是生成高分子化合物的反应过程。
在聚合反应中，表面活性剂可以作为乳化剂、分散剂等角色，对聚合物的结构和性能产生重要影响。
此外，某些表面活性剂还可以参与到聚合反应中，成为聚合物链的一部分。
五、表面活性剂与生物反应在生物领域，表面活性剂的应用也十分广泛。
例如，脂溶性维生素的吸收需要借助表面活性剂；在生物膜的研究中，表面活性剂可以模拟细胞膜的结构和功能；此外，一些具有特殊功能的表面活性剂还可以参与到生物催化反应中。
六、结论表面活性剂作为一种具有两亲结构的化合物，能够与多种物质发生反应。
了解表面活性剂与各种化学反应的关联，有助于我们更好地应用这一重要的化学物质，推动相关领域的发展。
第2章表面活性剂
二、非离子型
(一)阴离子型表面活性剂
• 带负电荷的表面活性剂称为阴离子型表面 活性剂。起表面活性作用的是阴离子。 1．肥皂类 又分为碱金属皂、碱土金属皂、 有机胺皂 。一般用在外用制剂中。 2．硫酸化物 有十二烷基硫酸钠（SDS， 又称月桂醇硫酸钠）、十六烷基硫酸钠 主要作为外用软膏的乳化剂。 3．磺酸化物 十二烷基苯磺酸钠、二辛基 琥珀酸磺酸钠 ， 常用的洗涤剂
• 表面张力是物质的特性，其大小与温度和 界面两相物质的性质有关。 • 液-液 • 液-固
液体的铺展
• 液体和液体的接触 • 一滴液体在另一种不相溶的液体表面上，是成为 球状，还是形成薄膜状呢？ • S=σ底-（σ铺+σ底· 铺） • S是铺展系数，σ底是底层液体的表面张力， σ铺是铺展液体的表面张力， σ底· 铺是两液间的界面张力。
表面活性剂的亲水基是聚氧乙烯基， 位于外侧的氧原子与水形成氢键，由于分 子的热运动，开始时溶解度随温度的升高 而增大，当温度高达昙点后，氢键受到破 坏，溶解度急剧下降，出现混浊或沉淀。 有的含有聚氧乙烯基的表面活性剂没有昙 点，如 PluroniC F68 极易溶于水，甚至达 到沸点时也不产生混浊，没有起昙现象。
第一节 概述
• 液滴呈球状，表面光滑，这是由于液体的 表面张力所致。表面张力指使液体紧张的 力，它是收缩的，是物体的表面积最小， 物体处于最稳定状态。 • 我们吹泡泡，是克服液滴的表面张力，使 肥皂泡变大。 • 肥皂泡变大了，表面积就变大了，物体处 于不稳定的状态，所以，肥皂泡越大就越 容易破裂。破裂的肥皂泡，重又回到液滴 的球状，趋于最稳定状态。
表面活性剂
表面张力:一种使表面分子具有向内运动的趋势,并 一种使表面分子具有向内运动的趋势 并
一定条件下的任何纯液体都具有表面张力 水溶液表面张力的大小因溶质不同而改变
表面活性
使液体表面张力降低的性质
定义：使液体表面张力下降且显著下降 的物质
surfactant
4
Company Logo
surfactant
16
Company Logo
阳离子型表面活性剂
结构
五价氮原子：季铵盐(RNR3’+A-) 特点： 水溶性大，酸、碱性溶液中均稳定 杀菌作用强，主要用于防腐杀菌 不能与大分子阴离子药物共用
CH3
R N＋
图 1
图 2
图 3
图1：达CMC之前，绝大部分吸附于表面少数溶解 图2：达CMC时，形成表面膜并开始有大型球状胶束形成 图3：大于CMC时，大量大型胶束形成 surfactant
9
Company Logo
生成胶束
在CMC时，表面张力达最小 到达CMC后，胶束数量与表剂浓度成正比 相同亲水基团的同系列表剂，亲油基团越 大CMC越小
surfactant
30
Company Logo
表面活性剂基本性质
起昙与昙点 对聚氧乙烯型非离子表面活性剂，T￪可导致聚 氧乙烯链与水之间的氢键断裂，当温度上升到一 定程度时，聚氧乙烯链可发生强烈的脱水和收缩， 使增溶空间减小，增溶能力下降，表活剂溶解度 急剧下降和析出，溶液出现混浊，此现象称为起 昙，此时温度称为昙点(或浊点）。 在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越低； 在碳氢链长相同时，聚氧乙烯链越长则浊点越高 应用： 控制温度
1 2 3
表面活性剂在纳米技术中的应用
3.表面活性剂的理化性质与生物性质
▪ 临界胶束浓度
▪ 表面活性剂在溶液中超过一定浓度时会 从单体（单个离子或分子）缔合成为胶态聚 合物，即胶束（或称胶团）。开始形成胶束 的浓度称为临界胶束浓度 (critical micelle concentration) ，用CMC表示。当溶液中 形成胶束后溶液的性质如渗透压、浓度、界 面张力、摩尔电导等都存在突变现象。
4.弯矩效应——弯矩在正胶团体系中的作用。 （弯矩是指各向异性的界面上应力的法向分 量与切向分量之差的第一阶矩。）与表面活 性剂分子的几何构型和荷电特性有关。
论点： 在胶团体系中，负值的表面活性 剂作用形成的溶液界面张力将促使体系形成 大量的微小胶团，而微小胶团的大量形成将 使界面张力上升到一个很小的正值。
了解表面活性剂在界面上的作用可以有 效的解决微粒的合成细化、稳定、表面修 饰和改性等问题。
2.表面活性剂在界面上的吸附 可以用吉布斯公式表示：
通过吉布斯公式可以选择表面活性剂或计算胶 团尺寸。
（1）表面活性剂在气-液界面上的吸附
可以根据上边公式计算出表面吸附 量的值，并从吸附量值计算出表面上每个表 面活性剂分子所占的平均面积。将此面积与 来自分子结构计算出来的分子大小相比较可 判断表面活性剂分子在吸附层中的取向和排 列状态。
第二章 表面活性剂的分类、功 能和作用原理
一、定义与分类
1.表面活性剂 对于某种水溶液，加入少量溶质，溶液表面
张力急剧下降，但达到一定浓度后，随着溶液浓 度增加表面张力值不再变化。加入的这种溶质就 叫表面活性剂。它对水溶液有表面活性。
例：有机酸盐、有机胺盐、磺酸盐、苯磺酸 盐、聚乙烯醚等
2.分类
（2）表面活性剂在油-水界面上的吸附
表面活性剂的性能与作用
三乙醇胺的性能与作用化学性质及合成方法1.英文名称：Triethanolamine2.ＣＡＳ：102－71－63.分子式：C6H15O3N结构式：N（CH2CH2OH）34.相对分子量：149.19密度：1.12425.熔点：21.2℃饱和蒸气压:0.67(190℃)6.沸点：360℃7.闪点：193℃8.折射率：1.48529.溶解性：有吸湿性，能与水、乙醇、丙酮等混溶。
25℃时在苯中的溶解度4.2%10.理化性质：常温下无色、粘稠液体，稍有氨味，易溶于水、乙醇。
可腐蚀铜、铝及其合金。
液体和蒸汽腐蚀皮肤和眼睛。
具有碱性，能吸收CO2和H2S，其水溶液呈碱性，可与多种酸反应生成酯、酰胺盐，还能和高级脂肪酸形成脂。
具有叔胺的性质,碱性比氨低，能吸收CO2和H2S，其水溶液呈碱性，能与无机酸或有机酸反应生成盐，还能和高级脂肪酸形成脂。
可与多种重金属螯合生成2-4个配位的稳定螯合物,是优良的螯合剂.一般由液氨先配置成一定浓度的氨水，之后与环氧乙烷在微加热的情况下反应。
通过精制得到各种纯度无色透明的产品一般用途(1)用于制备表面活性剂、切削油、防冻液，在金属加工工业中，可用来制备缓蚀剂，保护金属表面，防止氧化；(2)在电镀行业中，可代替氰化钠，或采用微氰电镀，被称之为微氰或无氰无毒电镀，镀件内在质量完全可与氰镀件媲美；(3)水泥助磨剂主要原料（约占千分之一助磨剂配方总量的15%左右），加入助磨剂可以增加水泥产量10%-20%；(4)直接加入水泥熟料助磨（比例约为万分之一），混合后球磨，不但可增加水泥产量，而且增加细度提高质量标号，降低能耗；(5)混凝土减水剂原料；(6)混凝土早强剂原料。
其他用途(1)洗涤剂原料；美容品原料；护肤品、化妆品原料。
(2)三乙醇胺也是高效螯合剂，可螯合各种重金属。
(3)三乙醇胺也是良好的溶剂，吸湿剂，用于纺织工业中。
(4)三乙醇胺在化妆品中还具有中和剂的作用，它可以与CP-940中和，从而达到增稠和保湿的作用。
药剂学 第二章 表面活性剂
例 HLB值的计算： 值的计算 用司盘80（HLB值4.3）和聚山梨酯 （HLB值16.7） 用司盘 （ 值 ）和聚山梨酯20（ 值 ） 制备HLB值为 的混合乳化剂 值为9.5的混合乳化剂 制备 值为 的混合乳化剂100g，问两者应各用多 ， 少克？ 少克？该混合物可作何用？
3
目的和要求
1.掌握表面活性剂的概念和结构特征。 掌握表面活性剂的概念和结构特征。 掌握表面活性剂的概念和结构特征 2.熟悉表面活性剂的分类。 熟悉表面活性剂的分类。 熟悉表面活性剂的分类 3.掌握亲水亲油平衡值（HLB)的计算和应用。 掌握亲水亲油平衡值（ 的计算和应用。 掌握亲水亲油平衡值 的计算和应用 4.理解并掌握表面活性剂的基本性质及其应用。 理解并掌握表面活性剂的基本性质及其应用。 理解并掌握表面活性剂的基本性质及其应用
9.5 = 4.3×WA＋ × (100- WA) 16.7 100
应使用司盘80 58.1克 应使用司盘80 58.1克，聚山 梨酯20 41.9克 梨酯20 41.9克。 该混合物可作油/水型乳化剂、 该混合物可作油/水型乳化剂、 润湿剂等使用。 润湿剂等使用。
（四）表面活性剂的增溶作用
1.胶束增溶 胶束增溶 表面活性剂在水溶液中达到CMC后，一些水不 表面活性剂在水溶液中达到 后 溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度可显著增 溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度可显著增 加并形成透明胶体溶液， 加并形成透明胶体溶液，称为增溶。 起增溶作用的表面活性剂称增溶剂。被增溶的 物质称为增溶质。 物质称为增溶质。 表面活性剂能够增溶， 表面活性剂能够增溶， 一般认为是由于表面活性 剂在水中形成胶束的结果。 剂在水中形成胶束的结果。
表面活性剂的基本性质
O/W型乳化剂 去污剂 增溶剂
• HLB值大小可以确定乳剂的类型，HLB值小的 油溶性乳化剂可形成W/O型乳剂；HLB值较大 的水溶性乳化剂可形成O/W型乳剂，但HLB值 不能说明乳化能力的大小。 HLB值在3~8的表 面活性剂适合作W/O型乳化剂； HLB值在 8~16的表面活性剂适合作O/W型乳化剂； HLB值在15~20的表面活性剂适合作增溶剂； HLB值在7~9的表面活性剂适合作润湿剂。
OOOWW
胶束形成的原因？ 由于亲油基团的存在，表面活性剂分子与 水分子的排斥力大于吸引力。 在临界胶束浓度时，水分子的强大凝聚力 把表面活性剂分子从其周围挤开，迫使表 面活性剂分子的亲油基和亲水基各自互相 接近，排列成亲油基在内、亲水基在外的 球形缔合体，即胶束。
一表面活性剂的基本性质 在一定温度和一定浓度下，表面活性剂胶束有一定的缔 合数，但不同表面活性剂胶束的分子缔合数各不相同。 离子型表面活性剂：10～100，少数大于1000； 非离子型表面活性剂缔合数较大。 • 相同亲水基的同系列表面活性剂，若亲油基越大， 越容易形成胶束，则CMC越小。溶液的表面张力 达到最小。
一表面活性剂的基本性质 （二）．胶束的形成 1. 胶束：在溶液内部多个表面活性剂分子的亲油基团 互相吸引，缔合在一起，形成亲油基团向内、亲水基团向 外、在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的集合体，称 胶束。 临界胶束浓度Critical Micelle Concentration ： 开始形成胶束 的最低浓度，称CMC。
表面活性剂
药
物
• 肥皂增加甲酚在水中的溶解度(2％～50％)； • 吐温可使非洛地平的溶解度增加10倍;
• 胶束增溶体系是热力学稳定体系也是热力学平衡 体系。在CMC以上，随着表面活性剂用量的增加 ，胶束数量增加，增溶量也增加。
（精选文档）表面活性剂的理化性质和生物学性质
表面活性剂的理化性质和生物学性质一、临界胶束浓度当表面活性剂的正吸附到达饱和后继续加入表面活性剂，其分子则转入溶液中，因其亲油基团的存在，水分子与表面活性剂分子相互间的排斥力远大于吸引力，导致表面活性剂分子自身依赖范德华力相互聚集，形成亲油基团向内，亲水基团向外、在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的胶束（micelles）。
在一定温度和一定的浓度范围内，表面活性剂胶束有一定的分子缔合数，但不同表面活性剂胶束的分子缔合数各不相同，离子表面活性剂的缔合数约在10～100，少数大于1000。
非离子表面活性剂的缔合数一般较大，例如月桂醇聚氧乙烯醚在25℃的缔合数为5000。
表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度（critical micell concentration, CMC），不同表面活性剂的CMC不同，见表4-2。
具有相同亲水基的同系列表面活性剂，若亲油基团越大，则CMC越小。
在CMC 时，溶液的表面张力基本上到达最低值。
在CMC到达后的一定范围内，单位体积内胶束数量和表面活性剂的总浓度几乎成正比。
表4-2 常用表面活性剂的临界胶束浓度CMC/molL-1 名称测定温度/℃CMC/molL-1 名称测定温度/℃25 1.6×10-2辛烷基磺酸钠25 1.50×10-1氯化十二烷基铵辛烷基硫酸钠40 1.36×10-1月桂酸蔗糖2.38×10-6酯十二烷基硫酸钠40 8.60×10-3棕榈酸蔗糖酯9.5×10-5十四烷基硫酸钠40 2.40×10-3硬脂酸蔗糖酯6.6×10-5十六烷基硫酸钠40 5.80×10-4吐温20 25 6.0×10-2(g/L,以下同)十八烷基硫酸钠40 1.70×10-4吐温40 25 3.1×10-2硬脂酸钾50 4.50×10-45吐温60 25 2.8×10-2油酸钾50 1.20×10-3吐温65 25 5.0×10-2月桂酸钾25 1.25×10-2吐温80 25 1.4×10-2十二烷基磺酸钠25 9.0×10-3吐温85 25 2.3×10-2（二）胶束的结构在一定浓度范围的表面活性剂溶液中，胶束呈球形结构（图4-1a），其碳氢链无序缠绕构成内核，具非极性液态性质。
第三章表面活性剂知识介绍详解演示文稿
SUN YAT-SEN UNIVERSITY-Zhao Chunshun 第7页，共92页。
SUN YAT-SEN UNIVERSITY-Zhao Chunshun
第8页，共92页。
SUN YAT-SEN UNIVERSITY-Zhao Chunshun
➢ 表面活性剂的概念、结构特征和种类
第三章表面活性剂知识介绍详解 演示文稿
第1页，共92页。
优选第三章表面活性剂知识介绍
第2页，共92页。
SUN YAT-SEN UNIVERSITY-Zhao Chunshun
➢ 表面活性剂的概念、结构特征和种类
✓ 概念
✓ 结构特征
✓ 吸附性
第3页，共92页。
SUN YAT-SEN UNIVERSITY-Zhao Chunshun
脂肪酸链 C11~C17
碱金属皂：硬脂酸钠，硬脂酸钾 碱土金属皂：Ca2＋， Mg2＋， Al3＋，
有机胺皂：脂肪酸＋三乙醇胺
第13页，共92页。
（1）阴离子表面活性剂
SUN YAT-SEN UNIVERSITY-Zhao Chunshun
②硫酸化物 主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类
通式：ROSO3－M＋， 脂肪烃链 C12~C18 十二烷基硫酸钠(SDS，月桂醇硫酸钠 ) 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）
✓ 吸附性
表面活性剂在溶液中的正吸附
表面活性剂在固体表面的吸附
正吸附－表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附。 表面活性剂浓度越低，而降低表面张力越显著，则 表面活性越强，越容易形成正吸附。
第9页，共92页。
➢ 表面活性剂的种类
SUN YAT-SEN UNIVERSITY-Zhao Chunshun
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
表面活性剂的理化性质和生物学性质表面活性剂的理化性质和生物学性质一、临界胶束浓度当表面活性剂的正吸附到达饱和后继续加入表面活性剂，其分子则转入溶液中，因其亲油基团的存在，水分子与表面活性剂分子相互间的排斥力远大于吸引力，导致表面活性剂分子自身依赖范德华力相互聚集，形成亲油基团向内，亲水基团向外、在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的胶束（micelles）。
在一定温度和一定的浓度范围内，表面活性剂胶束有一定的分子缔合数，但不同表面活性剂胶束的分子缔合数各不相同，离子表面活性剂的缔合数约在10～100，少数大于1000。
非离子表面活性剂的缔合数一般较大，例如月桂醇聚氧乙烯醚在25℃的缔合数为5000。
表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度（critical micell concentration, CMC），不同表面活性剂的CMC不同，见表4-2。
具有相同亲水基的同系列表面活性剂，若亲油基团越大，则CMC 越小。
在CMC时，溶液的表面张力基本上到达最低值。
在CMC到达后的一定范围内，单位体积内胶束数量和表面活性剂的总浓度几乎成正比。
表4-2 常用表面活性剂的临界胶束浓度名称测定温度/℃CMC/molL-1 名称测定温度/℃CMC/molL-1辛烷基磺酸钠25 1.50×10-1氯化十二烷基铵25 1.6×10-2辛烷基硫酸钠40 1.36×10-1月桂酸蔗糖酯2.38×10-6十二烷基硫酸钠40 8.60×10-3棕榈酸蔗糖酯9.5×10-5十四烷基硫酸钠40 2.40×10-3硬脂酸蔗糖酯6.6×10-5十六烷基硫酸钠40 5.80×10-4吐温20 25 6.0×10-2(g/L,以下同)十八烷基硫酸钠40 1.70×10-4吐温40 25 3.1×10-2硬脂酸钾50 4.50×10-45吐温60 25 2.8×10-2油酸钾50 1.20×10-3吐温65 25 5.0×10-2月桂酸钾25 1.25×10-2吐温80 25 1.4×10-2十二烷基磺酸钠25 9.0×10-3吐温85 25 2.3×10-2（二）胶束的结构在一定浓度范围的表面活性剂溶液中，胶束呈球形结构（图4-1a），其碳氢链无序缠绕构成内核，具非极性液态性质。
碳氢链上一些与亲水基相邻的次甲基形成整齐排列的栅状层。
亲水基则分布在胶束表面，由于亲水基与水分子的相互作用，水分子可深入到栅状层内。
对于离子型表面活性剂，则有反离子吸附在胶束表面。
随着溶液中表面活性剂浓度增加（20％以上），胶束不再保持球形结构，则转变成具有更高分子缔合数的棒状胶束（图4-1ｂ），甚至六角束状结构（图4-1c），表面活性剂浓度更大时，成为板状或层状结构（图4-1d和e）。
从球形结构到层状结构，表面活性剂的碳氢链从紊乱分布转变成规整排列，完成了从液态向液晶态的转变，表现出明显的光学各向异性性质，在层状结构中，表面活性剂分子的排列已接近于双分子层结构。
在高浓度的表面活性剂水溶液中，如有少量的非极性溶剂存在,则可能形成反向胶束，即亲水基团向内，亲油基团朝向非极性液体。
油溶性表面活性剂如钙肥皂、丁二酸二辛基磺酸钠和司盘类表面活性剂在非极性溶剂中也可形成类似反向胶束。
（三）临界胶束浓度测定当表面活性剂的溶液浓度达到临界胶束浓度时，除溶液的表面张力外，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质发生急剧变化。
或者说，溶液物理性质发生急剧变化时的浓度即该表面活性剂的CMC。
利用这些性质与表面活性剂浓度之间的关系，可推测出表面活性剂的临界胶束浓度。
但测定的性质不同以及采用不同的测定方法得到的结果可能会有差异。
另外，温度、浓度、电解质、pH等因素对测定结果也会产生影响。
二、亲水亲油平衡值（一）HLB值的概念表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲和力称为亲水亲油平衡值（hydrophile－lipophile balance，HLB）。
根据经验，将表面活性剂的HLB 值范围限定在0～40，其中非离子表面活性剂的HLB值范围为0～20，即完全由疏水碳氢基团组成的石蜡分子的HLB值为0，完全由亲水性的氧乙烯基组成的聚氧乙烯的HLB值为20，既有碳氢链又有氧乙烯链的表面活性剂的HLB值则介于两者之间。
亲水性表面活性剂有较高的HLB值，亲油性表面活性剂有较低的HLB值。
亲油性或亲水性很大的表面活性剂易溶于油或易溶于水，在溶液界面的正吸附量较少，故降低表面张力的作用较弱。
表面活性剂的HLB值与其应用性质有密切关系,HLB值在3～6的表面活性剂适合用做W/O型乳化剂，HLB值在8～18的表面活性剂，适合用做O/W型乳化剂。
作为增溶剂的HLB值在13～18，作为润湿剂的HLB值在7～9等，一些常用表面活性剂的HLB值列于表4-3。
非离子表面活性剂的HLB值具有加和性，例如简单的二组分非离子表面活性剂体系的HLB值可计算如下：（4-1）如，用45％司盘60（HLB=4.7）和55％吐温60（HLB=14.9）组成的混合表面活性剂的HLB值为4.31。
但上式不能用于混合离子型表面活性剂HLB值的计算。
表4-3 常用表面活性剂的HLB值表面活性剂HLB值表面活性剂HLB值阿拉伯胶8.0 吐温20 16.7西黄蓍胶13.0 吐温21 13.3 明胶9.8 吐温40 15.6 单硬脂酸丙二酯 3.4 吐温60 14.9 单硬脂酸甘油酯 3.8 吐温61 9.6 二硬脂酸乙二酯 1.5 吐温65 10.5 单油酸二甘酯 6.1 吐温80 15.0 十二烷基硫酸钠40.0 吐温81 10.0 司盘20 8.6 吐温85 11.0 司盘40 6.7 卖泽45 11.1 司盘60 4.7 卖泽49 15.0 司盘65 2.1 卖泽51 16.0 司盘80 4.3 卖泽52 16.9 司盘83 3.7 聚氧乙烯400单月桂酸酯13.1 司盘85 1.8 聚氧乙烯400单硬脂酸酯11.6 油酸钾20.0 聚氧乙烯400单油酸酯11.4 油酸钠18.0 苄泽35 16.9 油酸三乙醇胺12.0 苄泽30 9.5 卵磷脂 3.0 西土马哥16.4蔗糖酯5～13 聚氧乙烯氢化蓖麻油12～18 泊洛沙姆188 16.0 聚氧乙烯烷基酚12.8阿特拉斯G-263 25～30 聚氧乙烯壬烷基酚醚15.0（二）HLB值的理论计算法如果把表面活性剂的HLB值看成是分子中各种结构基团贡献的总和，则每个基团对HLB值的贡献可以用数值表示，这些数值称为HLB基团数（group number），将各个HLB基团数代入下式，即可求出表面活性剂的HLB值，该计算值与一些实验测定法的结果有很好的一致性：H LB=Σ（亲水基团 HLB数）-Σ（亲油基团HLB数）+7如十二烷基硫酸钠的HLB值为：HLB=38.7-（0.475×12）+7=40.0表面活性剂的一些常见基团及其HLB基团数列于表4-4。
表4-4 用于计算HLB值的基团数亲水基团基团数亲油基团基团数-SO4Na 38.7 -CH-0.475-SO3Na 37.4 -CH2-0.475-COOK 21.1 -CH30.475-COONa 19.1 ＝CH- 0.476-N＝ 9.4 -CH2-CH2-CH2-O-0.15酯(失水山梨醇环) 6.8 -CH-CH2-O- 0.15酯（自由） 2.4 CH3-COOH 2.1 苯环1.662-OH（自由） 1.9 -CF2- 0.870-O- 1.3 -CF30.870-OH（失水山梨醇环） 0.5 CH3-(CH2CH2O)- 0.33 -CH2-CH-O-0.15三、Krafft点与昙点（一）Krafft点对于离子型表面活性剂，例如十二烷基硫酸钠在水中的溶解度随温度变化曲线AKB，如图9-10。
可以看出随温度升高，其溶解度在某一温度K点急剧升高，转折点K对应的温度称克拉费特点(Krafft point)。
而此点对应的溶解度即为该离子型表面活性剂的临界胶团浓度（图中虚线对应浓度）。
当溶液中表面活性剂的浓度未超过溶解度时，在区域Ⅰ为溶液状态AK线以下；当继续加入表面活性剂时，则有表面活性剂析出，在区域ⅡAKB线以上；此时再升高温度，体系又成为澄明溶液，KB曲线以下（区域Ⅲ），但与Ⅰ相不同，相是表面活性剂的胶束溶液。
Krafft点是离子型表面活性剂的特征值，Krafft点越高的表面活性剂，临界胶团浓度越小。
Krafft点也是表面活性剂应用温度的下限，或者说，只有在温度高于Krafft点表面活性剂才能更好的发挥作用。
如十二烷基硫酸钠的Krafft点为8℃，而十二烷基磺酸钠的Krafft点为70℃，在室温条件下使用，前者作增溶剂为好，后者的Krafft点高就不够理想。
（二）昙点（Cloud Point）对非离子型表面活性剂在水溶液中得溶解度随温度升高而下降，使溶液变浊，称此变浊温度为昙点（Cloud point），亦称浊点。
昙点是非离子型表面活性剂的特征值。
此类表面活性剂的昙点在70~100℃，例如吐温20为90℃；吐温60为76℃；吐温80为93℃。
吐温类产生昙点的原因是温度升高，聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，水合能力下降，溶解度反而减小，溶液变浊出现昙点，冷却时氢键重新形成，又澄明。
在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，则昙点越低；在碳氢链长相同时，聚氧乙烯链越长则昙点越高。
四、表面活性剂的生物学性（一）表面活性剂对药物吸收的影响研究发现表面活性剂的存在可能增进药物的吸收也可能降低药物的吸收，取决于多种因素的影响。
如药物在胶束中的扩散、生物膜的通透性改变、对胃排空速率的影响、粘度等，很难作出预测。
如果药物被增溶在胶束内，药物从胶束中扩散的速度和程度及胶束与胃肠生物膜融合的难易程度具有重要影响。
如果药物可以顺利从胶束内扩散或胶束本身迅速与胃肠粘膜融合，则增加吸收，例如应用吐温80明显促进螺内酯的口服吸收。
表面活性剂溶解生物膜脂质增加上皮细胞的通透性，从而改善吸收，如十二烷基硫酸钠改进头孢菌素钠、四环素、磺胺脒、氨基苯磺酸等药物的吸收。
吐温80和吐温85增加一些难溶性药物的吸收则是因其在胃肠中形成高粘度团块降低了胃排空速率。
但当聚氧乙烯类或纤维素类表面活性剂增加胃液粘度而阻止药物向粘膜面的扩散时，则吸收速率随粘度上升而降低。
许多表面活性剂对胰岛素鼻粘膜吸收有促进作用，例如分别将含有1%Poloxamer108、1%Brij35或癸酸钠（NaCap）的胰岛素溶液，经大鼠鼻腔给药半小时后，即可引起血糖较大幅度的降低。