第三章--表面活性剂要点
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药剂学(表面活性剂)
二、 亲水亲油平衡值
HLB 8-16 O/W型乳化剂 HLB 3-8 W/O型乳化剂 HLB 13-18 增溶剂 HLB 7-9 润湿剂 （二） HLB的理论计算法 HLB基团数
三、增溶作用
• （一）概念：
• 1.增溶： • 表面活性剂在水溶液中达到CMC后，一些水 不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度可 显著增加，形成透明胶体溶液，这种作用称为 增溶(solubilization) • 2.krafft点： • 当温度升高至某一温度时，离子表面活性剂在 水中的溶解度急剧升高， 该温度称为krafft点， 相对应的溶解度即为该离子表面活性剂的临界 胶束浓度(CMC)。
（一）胶束增溶：水不溶性、微溶性药物 在胶束溶液中溶解度显著增加 非洛地平-----0.025%吐温-----10倍 （表）亲水基团---亲油基团， （药）极性基团---非极性基团 cmc，“表”的量，胶束，增溶量. 最大增溶浓度（MAC）
三、增溶作用
（二）温度对增溶的影响： • 胶束形成、增溶质和表面活性剂的溶解度 Krafft点：离子表面活性剂的特征点，表面活性 剂使用温度的下限。 制备温度 〉 Krafft点 • 昙点（cloud point）：聚氧乙烯型“表” 温度，表析出（离子表面活性剂，温度升高 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，表面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）。
三、增溶作用
第三章 表面活性剂
第三节 表面活性剂的基本性质 （P36页）
【教学内容及教学要求】
内容：
• 1. 表面活性剂的基本性质；胶束、HLB值、增溶、潜 溶、昙点概念。 • 2. 胶束的结构形态；影响临界胶束浓度的因素。 • 3. HLB值得计算 • 4. 专业英语词汇：HLB，Kraft point，cloud point.
第三章 表面活性剂的功能与应用分解
第三章 表面活性剂的功能与应用
Chapter Three
1
基本内容
3.1 增溶作用 3.2 乳化与破乳作用 3.3 润湿功能 3.4 起泡和消泡作用 3.5 洗涤和去污作用 3.6 分散和絮凝作用 3.7 其他功能
Chapter Three
2
表面活性剂的基本功能
表面活性剂在表（界）面上吸附，
由于表面活性剂的用量很少，没有改变溶剂 的性质，因此增溶作用与使用混合溶剂提高 溶解度不同。
Chapter Three
5
与普通的溶解过程不同，增溶后溶液的沸 点、凝固点、渗透压等没有明显变化，说 明溶质并非以分子或离子形式存在，而是 以团簇分散在表面活性剂的溶液中。
经X射线衍射证实，增溶后各种胶束都有不 同程度的增大，而整个溶液的的依数性变化 不大。说明增溶不同于真正的溶解。
表 形成吸附膜（一般是单分子膜）
面 Adsorption of Surface-Active 活 Agents at Interfaces 性
剂
的
特
性
表面活性剂在溶液内部自聚形成
多种类型的分子有序组合体
Self-assembly
降低表（界）面张力，改变体 系表（界）面的物理化学性质
起泡、消泡、乳化、破乳、 分散、絮凝、润湿、铺展、 渗透、润滑、抗静电、杀 菌等
Chapter Three
15
增溶作用的本质：
由于胶团的特殊结构，从它的内核到水 相提供了从非极性到极性环境的全过渡。 因此，各类极性或非极性的难溶有机物 都可以找到适合的溶解环境，而存在于 胶团中。由于胶团粒子一般小于0.1um， 加溶后的胶团溶液仍是透明液体。
Chapter Three
16
Chapter Three
1
基本内容
3.1 增溶作用 3.2 乳化与破乳作用 3.3 润湿功能 3.4 起泡和消泡作用 3.5 洗涤和去污作用 3.6 分散和絮凝作用 3.7 其他功能
Chapter Three
2
表面活性剂的基本功能
表面活性剂在表（界）面上吸附，
由于表面活性剂的用量很少，没有改变溶剂 的性质，因此增溶作用与使用混合溶剂提高 溶解度不同。
Chapter Three
5
与普通的溶解过程不同，增溶后溶液的沸 点、凝固点、渗透压等没有明显变化，说 明溶质并非以分子或离子形式存在，而是 以团簇分散在表面活性剂的溶液中。
经X射线衍射证实，增溶后各种胶束都有不 同程度的增大，而整个溶液的的依数性变化 不大。说明增溶不同于真正的溶解。
表 形成吸附膜（一般是单分子膜）
面 Adsorption of Surface-Active 活 Agents at Interfaces 性
剂
的
特
性
表面活性剂在溶液内部自聚形成
多种类型的分子有序组合体
Self-assembly
降低表（界）面张力，改变体 系表（界）面的物理化学性质
起泡、消泡、乳化、破乳、 分散、絮凝、润湿、铺展、 渗透、润滑、抗静电、杀 菌等
Chapter Three
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增溶作用的本质：
由于胶团的特殊结构，从它的内核到水 相提供了从非极性到极性环境的全过渡。 因此，各类极性或非极性的难溶有机物 都可以找到适合的溶解环境，而存在于 胶团中。由于胶团粒子一般小于0.1um， 加溶后的胶团溶液仍是透明液体。
Chapter Three
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表面活性剂功能与应用——润湿作用
第三章表面活性剂功能与应用一一润湿作用一、润湿功能例子：水润湿玻璃，加入表面活性剂润湿容易；水滴在石蜡上，石蜡几乎不被润湿，加入少量表面活性剂石蜡就容易被润湿了；较厚的毛毡或棉絮放入水中，很难渗透，加入一些表面活性剂就容易浸透了。
表面活性剂具有渗透作用或润湿作用所谓润湿是指一种流体被另一种流体从固体表面或固液界面所取代的过程。
润湿过程往往涉及三相，其中至少两相为流体。
1. 润湿过程润湿作用是一个过程。
润湿过程主要分为三类：沾湿、浸湿和铺展。
产生的条件不同。
其能否进行和进行的程度可根据此过程热力学函数变化判断。
在恒温恒压条件下可方便使用润湿过程体系自由能变化表征。
（1）沾湿主要指液-气界面和固-气界面上的气体被液体取代的过程，在此过程中消失的固-气界面的大小与其后形成的固-液界面的大小是相等的。
如喷洒农药，农药附着于植物的枝叶上。
沾湿附着发生条件：△ G= Y SL- Y SG丫LG V 0 W A= Y SG- Y SL+ Y LG> 0 （沾湿）式中：Y SG Y SL和Y LG分别为气-固、液-固和气-液界面的表面张力（2）浸湿浸湿是指固体浸入液体的过程，原有的固气界面空气被固液取代。
如洗衣时衣物泡在水中；织物染色前先用水浸泡过程浸湿发生条件：△ G = Y SL- Y SG< 0W i = Y SG- Y SL》0 （W:浸湿功）（3）铺展液体取代固体表面上的气体，固-气界面被固-液界面取代的同时液体表面能够扩展的现象。
铺展发生条件为：△ G= Y SL+Y LG-Y SG< 0S= Y S（- Y SL- Y LG》0 （S：铺展功）一般，若液体能够在固体表面铺展，则沾湿和浸湿现象必然能够发生。
从润湿方程可以看出：固体自由能Y SG越大，液体表面张力Y LG越低，对润湿越有利。
2. 接触角和润湿方程（杨氏方程）接触角：固、液、气三相交界处自固-液界面经过液体内部到气液界面处的夹角。
(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。
第三章表面活性剂的重要作用ppt课件
c、原油采收
含表面活性剂的胶束溶液能润湿岩层，溶 解大量原油，可洗下附着在岩层上的大量原 油，提高原油采收率。
3.1.2 胶团与胶团催化
1、胶团催化的机理 (1)、浓集作用
反应物通过疏水作用 和静电作用相体积很 小的胶团中或胶团表 面浓集是提高反应速 率的最重要原因。
❖ 当增溶的反应底物的可反应基团采取适宜定向方式， 能与反应离子进行有效碰撞反应可发生。 ❖ 胶团可增溶底物，但却排斥反应离子或不能有效吸引 时将抑制反应。增溶程度越深，抑制越显著。
3.2 去污作用
油性污垢、固体污垢、特殊污垢（糖、血、盐）
1、污垢的沾附 a、机械力沾附
灰尘等机械污物，较易除去。 b、分子间力沾附
分子间相互吸引，静电作用，是污垢沾附 的主要原因。
c、化学键力沾附 蛋白质、血污、钢笔水、果汁等能与织物
表面的-OH形成氢键或离子键，须采取特殊的 化学方法去除。
2、洗涤作用原理 A、液体污垢
d、液晶形成机理
水合后的表面活性剂能渗入到脂肪醇和高级 醇类极性油污内，形成三组分液晶。
e、结晶集合体破坏机理
沾附于衣物上的烃和甘油形成结晶集合体， 它不能和表面活性剂形成液晶，表面活性剂渗 透到液晶中使液晶被破坏导致分散除去。
f、化学反应去污机理
脂肪酸类油污在碱性洗涤液中发生皂化反应 ，生成水溶性脂肪酸皂而被溶解除去。
月桂酸钾溶液浓度对2-硝基二苯胺 增溶作用的影响
3、增溶作用机制
a.非极性的碳氢链溶于胶束内部。 b.极性长链有机物（醇、胺等）与胶束中的表面活性 剂分子一起穿插排列而溶解。
c不易溶于水也不易溶于油 的有机物（染料、苯二甲酸 二甲酯等）以吸附于胶束表 面的形式而溶解。 d.极性有机物（甲苯酚等） 被包覆在非离子表面活性剂 胶束的聚氧乙烯“外壳”中， 即溶于亲水的极性链中。
大学表面活性剂复习资料（考试用）
大学表面活性剂复习资料（考试用）表面活性剂化学复习资料名词解释题目第一章表面活性剂的概述1.表面：液体或固体和气体的接触面。
（物质和它产生的蒸汽或者真空接触的面）2. 界面：液体与液体，固体与固体或液体的接触面。
（物质相与相之间的分界面称之为界面）3. 表面张力：指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（N/m）。
4. 表面自由能：指液体增加单位表面上所需做的可逆功，或恒温恒压下增加单位表面积时体系自由能的增值，或单位表面上的分子比体相内部同分子量所具有的自由能过剩值，称为表面自由能（J/m2）。
5. 表面活性：在液体中加入某种物质使液体表面张力降低的性质叫表面活性。
如肥皂中的脂肪酸钠，洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。
6. 表面活性剂：是指在某液体中加入少量某物质时就能使液体表面张力急剧降低，并且产生一系列应用功能，该物质即为表面活性剂。
第二章表面活性剂的作用原理1. 吸附：表面上活性剂这种从水内部迁至表面，在表面富集的过程叫吸附。
2. 低表面能固体：表面活性剂的表面能<100mJ/m2的物质3. 高表面能固体：表面活性剂的表面能>100mJ/m2的物质。
4. 胶束：两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。
（2）反胶束：表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内，非极性头尾朝外的含有水分子内核的聚集体，称为反胶团。
（3）临界胶束浓度：表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低，但是当浓度增加到一定值后，表面张力随溶液浓度的增加而变化不大，此时表面活性剂从分子或离子分散状态缔合成稳定的胶束，从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发生明显的突变，这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。
（4）亲水-亲油平衡值（HLB）：系表面活性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。
第三章 表面活性剂要点
三、表面活性剂的吸附性
2.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，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。 • 对于极性固体物质在表面活性剂浓度较 低时形成单层吸附，当其达到临界胶束 浓度时，转为双层吸附。对于非极性固 体，一般只发生单分子层吸附。
表面活性剂在溶液表面的吸附
1800 （实际为1750，取整数）；8代表聚氧乙烯链段分子量
在共聚物中所占的比例80％；由此可以推算Poloxamer188 的分子量为9000（实际为8350）。 5以下为半固体或液体。
2. 在Poloxamer命名规则中，尾数为7或8的共聚物均为固体，
第三节 表面活性剂的基本性质
（掌握CMC、HLB的定义和HLB的计算）
脂质体主要原料；
氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。
后者最大优点：适用于任何pH溶液，在等电点 时也无沉淀。
性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，去污力强；
酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力强。
二、非离子表面活性剂
1. 结构组成 ① 亲水基团 (甘油、聚乙二醇、山梨醇)； ② 亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷 基或芳基)； ③ 亲水基和亲油基以酯键、醚键结合 2. 性质： 毒性小，不解离，不受pH的影响； 能与大多数药物配伍，广泛应用于外用、 内服、注射制剂。
第三章
表面活性剂
（本教材重点章节）
学习要求
1. 掌握表面活性剂的概念及表面活性剂的结构特征 2. 掌握按分子组成特点，表面活性剂的分类 3. 熟练掌握CMC，Krafft点，昙点的定义。 4. 掌握HLB值的定义，熟练掌握HLB值的计算
5. 掌握表面活性剂的增溶作用的机制
第一节
第三章表面活性剂驱油
目前，表面活性剂有数干种之多。按其极性部分的基团 不同(通常以表面活性别在水溶液中离解出的表面活性离子 的类型)来进行分类，可分为四种类型。
一、表面活性剂的类型及性质： 1、阴离子型表面活性剂： 阴离子表面活性剂是发展最早、应用最广的一 类极其重要的产品。其产量占表面活性剂总量的60％ 一70％，尤其在我国，阴离子表面活性剂占总量的 90％左右。此类表面活性剂在水溶液中可离解出表 面活性阴离子。这种表面活性阴离子是由亲油基和亲 水基两部分构成，所以它具有表面活性剂两亲的结构 特点。
表面活性剂胶束增溶情况示意图
增溶是表面活性剂浓溶液(浓度大于2％)的特有属性，所以胶束、胶束溶液、 微乳液都具有增溶作用，而表面活性剂的稀溶液根本不具有此性质。 增溶与乳化有所不同，增溶过程是被增溶物以整团的形式溶入胶束区域内， 它仅仅是被增溶物在胶束中“溶解”，不增加体系的界面面积，所以是一个热 力学稳定体系；而乳化作用是增加相界面的分散过程，从而使体系的界面能大 为增加，是热力学不稳定体系。
1)石油磺酸盐
石油磺酸盐具有低界面张力、最佳相态、较 高的增溶能力，而且价格低，货源广。 人们在微乳液驱油配方的研究中发现，石油磺 酿盐平均当量增加时，其对油的增溶作用也随之 增加。反之，对水的增溶作用增强。
增溶参数： 单位体积活性别增溶的油体积或水体积
右图表明：石油磺酸盐的平均当 量为400—500时，有较高的增溶 参数。
例如：十二烷基苯磺酸钠在水溶液中按下式离解：
阴离子表面活性剂可细分为如下 几类 亲油基 阴离子表面活性剂可细分为如下几类：
亲水基
2、阳离子型表面活性剂： 这类物质通常是那些具有表面活性的合氮化合 物。即有机胺衍生出来的盐类，它们在水溶液中 能离解出表面活性阳离子。所以称之为阳离子表 面活性剂。 这类表面活性剂主要有胺盐类、季胺化合物、 含N碱类、不含N碱类等。比较常见的阳离子表面 活性剂为脂肪胺盐酸盐、烷基苯甲基吡啶氯化物、 咪唑酮的衍生物等。
课件3-第三章 表面活性剂驱 (提高采收率)
十六烷基酸钠
符号表示
亲油基
亲水基
亲油基一般是碳氢链，而亲水基一般是－COOM(羧酸基）、一SO3M(磺酸基)、－OSO3M(硫酸基)
等，M表示的是金属原子。
提高采收率原理
3.1 表面活性剂
2、类型 阴离子型活性剂:
第三章 表面活性剂溶液驱油
3.1 表面活性剂 3.2 活性剂水溶液性质 3.3 驱油机理
提高采收率原理
3.1 表面活性剂 3.2 活性剂水溶液体系 3.3 驱油机理
第三章 表面活性剂溶液驱油
提高采收率原理
3.1 表面活性剂
第三章 表面活性剂溶液驱油
3.1 表面活性剂 3.2 活性剂水溶液体系 3.3 驱油机理
表面活性剂是指能够在溶液中自发地吸附于两相界面上，并能显著 地降低该界面自由表面能(表面张力)的物质。 两相界面层的自由表面能：
被驱替原油之间的界面，达到混相驱油的效果。 聚并形成油带机理
提高采收率原理
3.3 驱油机理
3、微乳液驱
第三章 表面活性剂溶液驱油
3.1 表面活性剂 3.2 活性剂水溶液体系 3.3 驱油机理
利用胶束、微乳液的正异常液特性，缓解剖面、平面、结构上的非均质
对波及系数的影响，提高采收率。
图1：被驱替的油聚并为油带
图2：油带在向前移动中不断扩大
提高采收率原理
3.3 驱油机理
2、胶束溶液驱 与活性水相比，胶束溶液有两个特点：
第三章 表面活性剂溶液驱油
3.1 表面活性剂 3.2 活性剂水溶液体系 3.3 驱油机理
表面活性剂浓度超过临界胶束浓度，因此溶液中有胶束存在。胶束可增 溶油，提高了胶束溶液的洗油效率 ； 是胶束溶液中除表面活性剂外，还有醇和盐等助剂的加入。醇和盐等助
第三章 表面活性剂(精简版)
• 硬脂酸钠的制备方法主要有两种： • ① 油脂水解皂化法 • 该法以含硬脂酸较多的牛羊油等为原料，通过与氢
氧化钠水解皂化，制备硬脂酸钠与其他脂肪酸钠的 混合物，直接使用或经精制分离制得纯品。
• ② 硬脂酸直接中和法 • 以硬脂酸为原料，用氢氧化钠或碳酸钠直接中和即
可制得硬脂酸钠。其反应方程式为：
发展前途的洗涤助剂。
2、阳离子表面活性剂
• 所有工业上的阳离子表面活性剂都是有机氮化合物的衍 生物。它们大致可分为两类：一类是胺盐型阳离子表面 活性剂；另一类则是季铵盐型阳离子表面活性剂，在化 合物本身的分子中带有正电荷。
• 阳离子表面活性剂很少作清洗用。主要用作抗静电剂， 织物的柔软剂。此外，阳离子表面活性剂也可用于防霉 和杀菌。
当表面活性剂浓度较低时界面上吸附的分子较少界面强度较差所形成的乳状液稳定性也差当表面活性剂溶液增高至一定浓度后表面活性剂分子在界面上的排列形成一个紧密的界面膜其强度相应增大乳状液珠之间的凝聚所受到的阻力较大因此形成的乳状液稳定性较好
3.1 概 述
20世纪50年代开始随着石油化学工业飞速发展起来的， 与合成塑料、合成纤维一并兴起的一种新型化学品， 素有“工业味精”之称。其用量虽小，但收效甚大， 往往起到意想不到的效果。广泛应用于纺织、化妆品、 制药、食品、船舶、土建、采矿及洗涤剂等各个领域， 许多工业部门必要化学助剂。
• 不能只从降低表面张力的角度来定义表面活性剂， 应该认为，凡是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，称为表面活性物质。
表面活性剂一般都是线型分子，其分子中同时含有亲 水(憎油)性的极性基团和亲油(憎水)性的非极性基团， 从而使表面活性剂既具有亲水又具有亲油的双亲性。 例如，在表面活性剂硬脂酸钠C17H35COONa的分子中 ，C17H35-为亲油基，COO-为亲水基，从分子结构上 看，它是两亲分子。
第三章表面活性剂
a M
2RTA d ln aA
(1) 2
1 2RT
(d
d
ln
a)T
2RT形式
0.059 z z
I
1 2
式中a f c;lg f
1
1 0.33I 2
z :离子强度 :离子间距离
若在溶液中加入过量的，与表面活性离子具有共 同反离子的中性无机盐。如：Na+A-中加入NaCl， 并使其浓度远远大于SAa浓度
形成浊点的原因： 非离子型表面活性剂的 极性基团易与水形成氢键而提高其溶解能 力。温度升高至一定程度时，SAa与水间 的氢键作用削弱而不足以维持其溶解状态。
④在cmc以上表现出可以溶油的特性（加溶作用）
上述特性可归结为表面活性剂的两大特点： 即易在表面发生吸附和在一定浓度形成胶团 等分子有序组合体有关。
(3)聚氧乙烯烷基酰胺 O
CR
H(OC2H4)x O
O(C2H4O)zH
OH
OH
R-CONH(C2H4O)nH
常用作起泡剂、增粘剂
O(C2H4O)yH
OH
(4)多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物
Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类
具有低毒的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验
极性基团：大的基团γcmc也大（一般） ②决定降低表面张力的因素是最外层基团（吸附层） 的结构、组成
－CF3>－CF2>－CH3>－CH2－>－CH=CH－ ③链长对γcmc影响不大，一般CH链增长，γcmc↓ ④具有分枝结构的γcmc小（CH3变多，CH2减少）
C：表面活性剂溶液表面吸附之效用
第三章-表面活性剂PPT课件
7）阴离子表面活性剂是家用洗涤剂、工业 洗涤剂、干洗剂和润湿剂的重要成分。
2021
8
3.2.1 阴离子表面活性剂
分类
1、肥皂类
系高级脂肪酸的盐，通式： (RCOOˉ）n M。脂肪酸烃R一 般为11~17个碳 的长链，常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。 根据M代表的物质不同，又可分为碱金属皂、碱土金属皂 和有机胺皂。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。 但易被破坏，碱金属皂还可被钙、镁盐破坏，电解质亦可 使之盐析。
胶束聚集数增大
形成新的胶团
临界胶束浓度：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度
0.002%-0.5% (0.0001mol/L-0.02mol/L)
2021
20
3.4 临界胶束浓度
2021
21
3.4 临界胶束浓度
CMC是表面活性剂表面活性的一种度量。 形成胶束所需要的浓度愈低；
CMC愈小
达到表面饱和吸附的浓度愈低； 使表面张力降到最低值所需浓度愈低；
2021
阴离子型
RCOONa
R洗SO涤3N、a R去OS污O3性Na
好
ROPO3Na
4
3.2.1 阴离子表面活性剂
起作用的部分是阴离子
特性
1）溶解度随温度的变化存在明显的转折点，即 在较低的一段温度范围内溶解度随温度上升非常 缓慢，当温度上升到某一定值时溶解度随温度上 升而迅速增大，这个温度叫做表面活性剂的克拉 夫点（Krafft point)。一般离子型表面活性剂 都有Krafft点。
②如果表面活性剂的疏水基相同，亲水基使cmc增大的顺序是：
离子型
C O O ->S O 3 ->O S O 3 -
非离子型 聚氧乙烯单元数目增大，cmc略有增大。
2021
8
3.2.1 阴离子表面活性剂
分类
1、肥皂类
系高级脂肪酸的盐，通式： (RCOOˉ）n M。脂肪酸烃R一 般为11~17个碳 的长链，常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。 根据M代表的物质不同，又可分为碱金属皂、碱土金属皂 和有机胺皂。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。 但易被破坏，碱金属皂还可被钙、镁盐破坏，电解质亦可 使之盐析。
胶束聚集数增大
形成新的胶团
临界胶束浓度：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度
0.002%-0.5% (0.0001mol/L-0.02mol/L)
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3.4 临界胶束浓度
2021
21
3.4 临界胶束浓度
CMC是表面活性剂表面活性的一种度量。 形成胶束所需要的浓度愈低；
CMC愈小
达到表面饱和吸附的浓度愈低； 使表面张力降到最低值所需浓度愈低；
2021
阴离子型
RCOONa
R洗SO涤3N、a R去OS污O3性Na
好
ROPO3Na
4
3.2.1 阴离子表面活性剂
起作用的部分是阴离子
特性
1）溶解度随温度的变化存在明显的转折点，即 在较低的一段温度范围内溶解度随温度上升非常 缓慢，当温度上升到某一定值时溶解度随温度上 升而迅速增大，这个温度叫做表面活性剂的克拉 夫点（Krafft point)。一般离子型表面活性剂 都有Krafft点。
②如果表面活性剂的疏水基相同，亲水基使cmc增大的顺序是：
离子型
C O O ->S O 3 ->O S O 3 -
非离子型 聚氧乙烯单元数目增大，cmc略有增大。
第3章 表面活性剂
前材料领域的研究热点之一；
3、在医药与生命科学领域，利用表面活性剂进行药物剂型转换
，制备缓释控药物，探索其用于提纯DNA、传输DNA 的可能等已 成为医药生命科学领域的研究热点。 4、未来，随着高新技术产业的高速发展，将对表面活性剂品种 和产量方面提出更大需求，带动表面活性剂行业发展，为表面 活性剂提供更加广阔的发展空间。
121
（2）表面活性剂行业市场前景
1、除纺织印染、洗涤、农药等传统领域外，表面活性剂由于其 独特的两亲特性及其在溶液中的特殊存在方式、物理化学作用 ，其应用领域已扩展到新材料、生物、能源、信息等高新技术 行业，为整个高新技术产业发展提供了有力支撑。
2、利用表面活性剂合成纳米材料和纳米介孔材料方面已成为当
5
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11
12
13
如何测定溶液的表面张力？
• 最大气泡法测定溶液的表面张力实验
14
表面现象：指在液/气、固/气界面上发生的物理化 学现象。
15
16
有孔纸片托水实验
为什么水不会从孔中流出来呢？
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3.1.3 表面活性剂的分类
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一、胺盐型阳离子表面活性剂
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三、其他阳离子表面活性剂
83
课堂练习
• 1、烷基苯磺酸钠阴离子表面活性剂具有哪 些优点？
• 2、请写出国内商品名为“洁而灭”阳离子表 面活性剂的结构式和化学名全称。
84
• 3.1 概述 • 3.2 阴离子表面活性剂 • 3.3 阳离子表面活性剂 • 3.4 两性离子表面活性剂 • 3.5 非离子表面活性剂 • 3.6 表面活性剂的生产现状和发展动向
3、在医药与生命科学领域，利用表面活性剂进行药物剂型转换
，制备缓释控药物，探索其用于提纯DNA、传输DNA 的可能等已 成为医药生命科学领域的研究热点。 4、未来，随着高新技术产业的高速发展，将对表面活性剂品种 和产量方面提出更大需求，带动表面活性剂行业发展，为表面 活性剂提供更加广阔的发展空间。
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（2）表面活性剂行业市场前景
1、除纺织印染、洗涤、农药等传统领域外，表面活性剂由于其 独特的两亲特性及其在溶液中的特殊存在方式、物理化学作用 ，其应用领域已扩展到新材料、生物、能源、信息等高新技术 行业，为整个高新技术产业发展提供了有力支撑。
2、利用表面活性剂合成纳米材料和纳米介孔材料方面已成为当
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如何测定溶液的表面张力？
• 最大气泡法测定溶液的表面张力实验
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表面现象：指在液/气、固/气界面上发生的物理化 学现象。
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有孔纸片托水实验
为什么水不会从孔中流出来呢？
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3.1.3 表面活性剂的分类
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一、胺盐型阳离子表面活性剂
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三、其他阳离子表面活性剂
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课堂练习
• 1、烷基苯磺酸钠阴离子表面活性剂具有哪 些优点？
• 2、请写出国内商品名为“洁而灭”阳离子表 面活性剂的结构式和化学名全称。
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• 3.1 概述 • 3.2 阴离子表面活性剂 • 3.3 阳离子表面活性剂 • 3.4 两性离子表面活性剂 • 3.5 非离子表面活性剂 • 3.6 表面活性剂的生产现状和发展动向
表面活性剂
因副反应随T的升高而加快，可通过降低反应温度或快速移 取反应生成的HCl来抑制。
雾化法连续硫酸化流程：
原料高级醇和氯 磺酸配比1：1.02，循 环比1：100，反应生 成的HCL由水流泵抽 出，反应热由石墨冷 却器移走。
（3）氨基磺酸硫酸化工艺 氨基磺酸是一种温和的硫酸化剂，副反应少，由于价格较贵， 其应用受到限制。其反应：
3、两性表面活性剂 在水溶液中呈两性状态，随介质不同显示不同活性，主要有： 氨基酸型： R-NHCH2CH2COOH
甜菜碱型 ： RN+(CH3)2CH2COO4、非离子表面活性剂 在水中不会离解成离子，因分子中的氧与水形成氢键而溶 于水中。主要有：
聚乙二醇型： R-O(CH2CH2O)nH 多元醇型： R-COOCH2C(CH2OH)3
乙烯不断插入到三乙基铝的烷基-铝键中得到高分子烷基铝。 C、高级三烷基铝氧化得醇化铝
(C2H4)nC2H5 Al (C2H4)nC2H5 (C2H4)nC2H5 + 1.5O2 O(C2H4)nC2H5 Al O(C2H4)nC2H5 O(C2H4)nC2H5
D、醇化铝水解得高碳醇
O(C2H4)nC2H5 Al O(C2H4)nC2H5 O(C2H4)nC2H5
二、多羧酸皂
C3-C24的烯烃与顺丁烯二酸酐加热——烷基琥珀酸酐。可 用作润滑油添加剂、除锈剂； 因分子中含有两个亲水基，其表面活性不好，将其中一个 羧基用丁醇或戊醇酯化生成单羧酸钠盐，即变为性能良好的活
性剂。
CH CO O CH CO R CH2 CH CH CH2 R CH2 CH CH H2O CH CO CO CO O OH CH2 CH CO OH
二、表面活性剂分类 阴离子型 如：RCOO-Na+
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阴离子型
离子型
阳离子型 两性离子型 脂肪酸甘油酯
表 面 活 性 剂
（水中能电离）
非离子型
（水中不电离）
多元醇型
聚氧乙烯型 聚氧乙烯-聚氧丙烯型
一、离子表面活性剂
（一）阴离子表面活性剂 1、高级脂肪酸盐： ① 通式：(RCOO-)nMn+ 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，用于外用制剂。 不可口服。
水
第二节 表面活性剂的分类
（本章重点，p32）
根据分子组成特点和剂型基团的解离性质：
一、离子表面活性剂 （一） 阴离子表面活性剂：高级脂肪酸盐、硫酸化物、磺酸 化物，胆酸盐 （二）阳离子表面活性剂：季铵化物、新洁尔灭 （三）两性离子表面活性剂：卵磷脂，氨基酸型和甜菜碱型 二、非离子表面活性剂 （一）脂肪酸甘油酯 （二）多元醇型 （三）聚氧乙烯型 （四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物
常用品种
2.脂肪酸山梨坦（司盘类 Span）
不溶于水，易溶于乙醇， 酸、碱和酶作用易水解， HLB值小，常用作W/O 型乳化剂。
司盘20（月桂山梨坦） 司盘40（棕榈山梨坦） 司盘60（硬脂山梨坦） 司盘65（三硬脂山梨坦） 司盘80（油酸山梨坦） 司盘85（三油酸山梨坦）
司盘分子通式
常用品种
3. 聚山梨酯 ( 吐温 Tween)
三、表面活性剂的吸附性
2.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，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。 • 对于极性固体物质在表面活性剂浓度较 低时形成单层吸附，当其达到临界胶束 浓度时，转为双层吸附。对于非极性固 体，一般只发生单分子层吸附。
表面活性剂在溶液表面的吸附
3、磺酸化物
① 通式：R· SO3-M+
② 分类：脂肪族磺酸化物，如二辛琥珀酸磺酸钠；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。 ③ 性质：水溶性, 耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差, 不 易水解。 ④ 应用： 黏度低、去污力、油脂分散力都强，常用优 良洗涤剂。
易溶于水和乙醇，酸、 碱和酶作用易水解， HLB值大，常用作O/W 型乳化剂、增溶剂。 聚山梨酯20(吐温20) 聚山梨酯 40(吐温40) 聚山梨酯60(吐温60) 聚山梨酯65(吐温65) 聚山梨酯80(吐温80) 聚山梨酯85(吐温85)
吐温分子通式
常用品种
（三）聚氧乙烯型
1.聚氧乙烯脂肪酸酯（卖泽类，Myrij）
脂质体主要原料；
氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。
后者最大优点：适用于任何pH溶液，在等电点 时也无沉淀。
性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，去污力强；
酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力强。
二、非离子表面活性剂
1. 结构组成 ① 亲水基团 (甘油、聚乙二醇、山梨醇)； ② 亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷 基或芳基)； ③ 亲水基和亲油基以酯键、醚键结合 2. 性质： 毒性小，不解离，不受pH的影响； 能与大多数药物配伍，广泛应用于外用、 内服、注射制剂。
概述
1
2
3 c 图1 表面张力等温线
二、表面活性剂的结构特点
• 两亲结构
亲油基（ 碳氢链 R-、 C8~C18之间 ） 亲水基（-OH、COO-、 -NH2、 -COOR )
亲油基
亲水基
三、表面活性剂的吸附性
1.表面活性剂分子在溶液中的正吸附
• (1) 表面活性剂在溶液的表面层聚集的现象称 为正吸附。 • (2) 正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈 现出碳氢链性质，体现出较低的表面张力， 进而产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。 • (3) 当表面活性剂浓度低时，降低表面张力很 显著，它的表面活性越强。
（二）阳离子表面活性剂
1.结构：含有一个五价氮原子，带正电荷。 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。 但易与一些大分子阴离子药物发生沉淀。 3.应用：杀菌；防腐；毒性大，主要用于皮 肤、粘膜和手术器械的消毒。 4.常用品种：①苯扎氯铵(洁尔灭)；②苯扎 溴铵 (新洁尔灭)
第三章
表面活性剂
（本教材重点章节）
学习要求
1. 掌握表面活性剂的概念及表面活性剂的结构特征 2. 掌握按分子组成特点，表面活性剂的分类 3. 熟练掌握CMC，Krafft点，昙点的定义。 4. 掌握HLB值的定义，熟练掌握HLB值的计算
5. 掌握表面活性剂的增溶作用的机制
第一节
一、定义
• 表面活性剂 (surfactant)是指那 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。 σ
常用品种
（一）脂肪酸甘油酯
• 种类：有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘 油酯。 • 性质：不溶于水，在水、热、酸、碱及 酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸， HLB为3~4。
• 应用：主要用作W/O型辅助乳化剂。
常用品种
（二）多元醇型
1.蔗糖脂肪酸酯 • 种类：单酯、二酯、三酯及多酯。 • 性质：在酸、碱及酶等作用下易水解成游 离脂肪酸和蔗糖， HLB为5~13。溶于丙 二醇、乙醇，但不溶于水，但在水和甘油 中加热可形成凝胶。 • 应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。
2、硫酸化物
① 通式：R· O· SO3-M+ ② 分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油)；高级脂肪 醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠) 。 ③ 性质：可与水混溶，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。
• 通式：R· COO· CH2(CH2O CH2)nCH2· OH
阳离子表面活性剂
苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。
苯扎溴铵：十二烷基二甲基苄基溴化铵 CH3(CH2)11N+Me2C7H7B源自（R1R2N+R3R4X-）
（三）两性离子表面活性剂
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。
卵磷脂：不溶于水，可作注射用乳剂的乳化剂、