第十章__表面活性剂分析

第十章表面活性剂

第一节表面活性剂分类

一、表面活性剂的概念

●表面张力：一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的

力。

●表面活性：使液体表面张力下降的性质。

●表面活性物质：能使液体表面张力下降的物质。

第一节表面活性剂分类

一、表面活性剂(surfactant)

●定义：指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。

增溶、乳化、润湿、杀菌、去污、起泡和消泡等

●表面活性剂分子的结构特征

✓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。

表面活性剂的吸附性

(1) 在溶液中的正吸附

OOOOOOOOWWW（肥皂R-COO−）

亲油的非极性烃链亲水的极性基团

双亲性分子结构

长度不少于羧酸磺酸硫

酸及其盐羟

(2) 在固体表面的吸附

非极性固体表面单层吸附

极性固体可发生多层吸附

●离子型表面活性剂

●阳离子

●阴离子

●两性离子

●非离子型

（一）阴离子表面活性剂

⏹高级脂肪酸盐通式：RCOO－M＋

如硬脂酸钠、钙、镁等；

良好的乳化能力，但易被酸破坏，一般供外用

⏹硫酸盐通式：ROSO3－M＋

如十二烷基硫酸钠、十六醇硫酸钠等;

乳化能力很强，较稳定。主要用作外用软膏的乳化剂

⏹磺酸盐、烷基磺酸盐通式：RSO3－M＋

如二己基琥珀酸磺酸钠；

⏹烷基苯基磺酸盐通式：RC6H5SO3－M＋

表面张力↓

润湿性↑

乳化性↑

如阿洛索-OT 、十二烷基苯磺酸钠等； 渗透力强，去污力强，为优良洗涤剂 胆盐 甘胆酸钠、牛胆磺酸钠等。 （二）阳离子表面活性剂

⏹ 胺盐型 通式：[RNH3+]X-，[R2NH2+]X- 如氯苄甲乙胺等；

⏹ 季铵盐型 通式：[R1R2N+R3R4]X- 如洁尔灭、新洁尔灭等。 （三）两性离子表面活性剂

⏹ 氨基酸型 通式：RN ＋H2CH2CH2COO －

磷脂类 磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸等

⏹ 甜菜碱型 通式：R(CH3)2N+CH2COO －

⏹ 碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质，具有很好的起泡、去污作用； ⏹ 酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质，具有很强的杀菌能力。 磷脂中主要的分子结构式

（四）非离子型表面活性剂

⏹ 多元醇型 ⏹ 聚氧乙烯型

⏹ 聚氧乙烯-聚氧丙烯型 ⏹ 蔗糖脂肪酸酯 1. 多元醇型

⏹ 脱水山梨醇脂肪酸酯类(司盘型：Span)， 也称脂肪酸山梨坦 ⏹ 通式：

主要用作 W/O 型辅助乳化剂

聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯类（吐温型：Tween 也称为聚山梨酯 polysorbate ）通式： HLB 值：1.8 ～ 8.6

O

OH

OH

OH

CH 2OOCR

Span 20（脱水山梨醇单月桂酸酯） Span 40 (脱水山梨醇单棕榈酸酯) Span 60 (脱水山梨醇单硬脂酸酯) Span 65 (脱水山梨醇三硬脂酸酯) Span 80 (脱水山梨醇单油酸酯) Span 85 (脱水山梨醇三油酸酯)

W/O 型乳化剂

Tween 20 (聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯) Tween 40 (聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈酸酯) Tween 60 (聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸酯) Tween 80 (聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯) Tween 85 (聚氧乙烯脱水山梨醇三油酸酯) 2. 聚氧乙烯型

⏹ 酯型 通式：RCOOCH2(CH2OCH2)nCH2OH

聚氧乙烯二醇基；卖泽(Myrij)类表面活性剂，聚氧乙烯40硬脂酸酯(polyoxyl 40 stearate)。

HLB 值：﹥8 增溶剂、润湿剂、 O/W 型乳化剂

⏹ 醚型 通式：RO(CH2OCH2)nH ，

苄泽(Brij)类表面活性剂；如Brij 30 与 Brij 35是不同分子量的聚合物等。 HLB 值较高，作增溶剂、O/W 型乳化剂 3. 聚氧乙烯-聚氧丙烯型

⏹ 泊洛沙姆 (美国 NF 名 Poloxamer)

国外商品名普朗尼克 (Pluronic) ，本品为聚氧乙烯丙烯嵌段共聚物

⏹ 化学结构式为

HO-(C2H4O)a-(CHCH2(CH3)O)b-(C2H4O)a-H

其中 b 至少为 15，(C2H4O)a ，a 为化合物总量的10 ~ 80％。 Poloxamer188系 O/W 型乳化剂，可用于静脉乳剂 4. 蔗糖脂肪酸酯

⏹ 蔗糖脂肪酸酯 (Sucrose esters ，简称 SE)

⏹ 由蔗糖分子中一个或数个羟基与脂肪酸(硬脂酸、软脂酸、棕榈酸等)酯化而成； ⏹ SE 是单酯、双酯及三酯的混合物，改变其比例，其亲水性就发生变化，同时HLB

值也可在 5 ~ 13 内范围变化。

O/W 型乳化剂和分散剂，高脂肪酸含量的蔗糖酯可用作阻滞剂 （五）高分子型表面活性剂

⏹ 相对分子质量往往在数千以上，有时达数十万

⏹

子型

⏹

第二节表面活性剂的理化性质

与生物性质

⏹临界胶束浓度

⏹亲水亲油平衡值(HLB)

⏹Krafft 点与昙点

⏹表面活性剂的生物学性质

一、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)

⏹Critical micelle concentration：开始形成胶束的浓度称为临界胶束浓度或称临界胶

团浓度，用CMC 表示。

（一）胶束的形成、大小与形状

⏹表面活性剂的浓度达到CMC值时，形成胶束；

⏹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；

⏹胶束的形成并不是由于亲油基和水分子间的斥力或亲油基彼此间的Vander waals引

力所致，而是受水分子的排挤所致。

离子型表面活性剂胶束

形状

⏹浓度比临界胶束浓度稍大，并且无其它添加剂存在时，胶束为球状；

⏹在浓溶液中，胶束呈棒状；

⏹浓度更大时，棒状胶团聚集成束，周围是溶剂；

⏹浓度再大时，胶束合并为层状胶束。

2. 非离子型表面活性剂胶束