表面活性剂专业知识培训课件

表面活性剂专业知识第二章第二章 表面活性剂表面活性剂 第一节 概述 一、表面现象（一）界面、表面和界面现象、表面现象的含义 2表面活性剂专业知识n n界面界面界面界面是指物质的相与是指物质的相与是指物质的相与是指物质的相与相之间的交界面。相之间的交界面。相之间的交界面。相之间的交界面。通常将有气相组成的气通常将有气相组成的气固、气固、气液等界面称为液等界面称为表表面面。相相（phase）是指体系中物是指体系中物理和化学性质均匀的部分。理和化学性质均匀的部分。3表面活性剂专业知识（二）（二）（二）（二）表面张力（表面张力（表面张力（表面张力（surface tensionsurface tension）和界面张力和界面张力和界面张力和界面张力：4表面活性剂专业知识5表面活性剂专业知识一个玻璃杯灌满水后，将一个玻璃杯灌满水后，将一个玻璃杯灌满水后，将一个玻璃杯灌满水后，将硬币顺着杯子的边缘放硬币顺着杯子的边缘放硬币顺着杯子的边缘放硬币顺着杯子的边缘放入杯中，你会发现杯中入杯中，你会发现杯中入杯中，你会发现杯中入杯中，你会发现杯中已装入数数枚硬币后，已装入数数枚硬币后，已装入数数枚硬币后，已装入数数枚硬币后，尽管水面高出杯口，堆尽管水面高出杯口，堆尽管水面高出杯口，堆尽管水面高出杯口，堆起来很高，呈现向上凸起来很高，呈现向上凸起来很高，呈现向上凸起来很高，呈现向上凸起的形状，但仍不溢出起的形状，但仍不溢出起的形状，但仍不溢出起的形状，但仍不溢出来来来来 。这是因为液体表面这是因为液体表面这是因为液体表面这是因为液体表面层存在表面张力，好像层存在表面张力，好像层存在表面张力，好像层存在表面张力，好像在水的表面上覆盖了一在水的表面上覆盖了一在水的表面上覆盖了一在水的表面上覆盖了一层弹性膜。当把小物体层弹性膜。当把小物体层弹性膜。当把小物体层弹性膜。当把小物体放入水中后，虽然水已放入水中后，虽然水已放入水中后，虽然水已放入水中后，虽然水已超出杯口，超出杯口，超出杯口，超出杯口，“堆堆堆堆”的很的很的很的很高，但仍没有破坏高，但仍没有破坏高，但仍没有破坏高，但仍没有破坏“弹弹弹弹性膜性膜性膜性膜”，因此水也不会，因此水也不会，因此水也不会，因此水也不会溢出来。溢出来。溢出来。溢出来。6表面活性剂专业知识 表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于液体内部分子与液体表面层分子液体内部分子与液体表面层分子液体内部分子与液体表面层分子液体内部分子与液体表面层分子(厚度约厚度约厚度约厚度约10107 7cm)cm)的处的处的处的处境不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是境不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是境不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是境不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是对称的，互相抵消，而液体表面层分子所受到的周围相邻对称的，互相抵消，而液体表面层分子所受到的周围相邻对称的，互相抵消，而液体表面层分子所受到的周围相邻对称的，互相抵消，而液体表面层分子所受到的周围相邻分子的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引分子的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引分子的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引分子的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引力更大，这个力即为表面张力。力更大，这个力即为表面张力。力更大，这个力即为表面张力。力更大，这个力即为表面张力。7表面活性剂专业知识表面张力表面张力是指一种使表面分子具有向内运动是指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的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。力。8表面活性剂专业知识 表面张力表面张力表面张力表面张力 f f b b 刚好使皂膜破裂时的力刚好使皂膜破裂时的力刚好使皂膜破裂时的力刚好使皂膜破裂时的力 L L 活动金属杆的长度活动金属杆的长度活动金属杆的长度活动金属杆的长度 =f =fb b/2L/2L 9表面活性剂专业知识（三）表面自由能 W=fW=f S=2LS=2L S SW=W=AA WW为所做的功，或称增为所做的功，或称增为所做的功，或称增为所做的功，或称增加的表面自由能加的表面自由能加的表面自由能加的表面自由能 为表面张力；为表面张力；为表面张力；为表面张力；AA为增加的表面积。为增加的表面积。为增加的表面积。为增加的表面积。10表面活性剂专业知识(四)液体的铺展 铺铺铺铺展展展展是是是是指指指指一一一一滴滴滴滴液液液液体体体体能能能能在在在在另另另另种种种种不不不不相相相相溶溶溶溶的的的的液液液液体体体体表表表表面面面面上上上上自动形成自动形成自动形成自动形成层薄膜的现象。层薄膜的现象。层薄膜的现象。层薄膜的现象。11表面活性剂专业知识铺展系数铺展系数与界面张力有如下的关系：与界面张力有如下的关系：S=底底-（铺铺+底底铺铺）S S为正值，则发生铺展现象。为正值，则发生铺展现象。S S为负值，则不发生铺展现象。为负值，则不发生铺展现象。12表面活性剂专业知识 表表面面张张力力小小的的液液体体可可以以在在表表面面张张力力大大的液体表面上铺展，反之则不能铺展。的液体表面上铺展，反之则不能铺展。思考：如果降低底铺，铺展系数会如何？两液体会怎样？13表面活性剂专业知识(五)固体的润湿 润湿润湿润湿润湿（wettingwetting）是指是指是指是指液体液体液体液体在在在在固体固体固体固体表面上的粘附现表面上的粘附现表面上的粘附现表面上的粘附现象。象。象。象。14表面活性剂专业知识完全不润湿完全不润湿不能润湿不能润湿能润湿能润湿完全润湿完全润湿15表面活性剂专业知识二、表面活性剂二、表面活性剂（一）表面活性剂的含义（一）表面活性剂的含义表面活性剂：表面活性剂：能使液体表面张力显著降低的物质。能使液体表面张力显著降低的物质。16表面活性剂专业知识表面活性剂分子结构的特点：表面活性剂分子结构的特点：它它们们大大都都是是长长链链的的有有机机化化合合物物，烃烃链链长长度一般不少于度一般不少于8 8个碳原子；个碳原子；分子中同时具有亲水基团和亲油基团。分子中同时具有亲水基团和亲油基团。17表面活性剂专业知识(三三)表面活性剂在固体表面的吸附表面活性剂在固体表面的吸附 n n表面活性剂溶液与固体接触时，其分子很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。态和性质发生改变。19表面活性剂专业知识第二节第二节 表面活性剂的分类表面活性剂的分类 一、一、离子型表面活性剂离子型表面活性剂 (一一)阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 (二二)阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 (三三)两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂 二、二、非离子表面活性剂非离子表面活性剂 20表面活性剂专业知识(一一)阴离子型表面活性剂：阴离子型表面活性剂：带负电荷带负电荷带负电荷带负电荷。起表面活性作用的是阴离子。起表面活性作用的是阴离子。起表面活性作用的是阴离子。起表面活性作用的是阴离子。1 1肥肥皂皂类类 为高级脂肪酸盐，通通式式为为(RCOO)n M n+，良好的乳化能力，一般用在外用制剂中。2 2硫硫酸酸化化物物系硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，通式为ROSO3M+。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。3磺酸化物磺酸化物 通式为RSO3-M+。21表面活性剂专业知识(二二)阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂：带正电荷带正电荷。起表面活性作用的是阳离子起表面活性作用的是阳离子。洁尔灭、新洁尔灭、氯化苯甲烃铵等。本洁尔灭、新洁尔灭、氯化苯甲烃铵等。本类因有很强的杀菌作用，故主要用于皮肤、类因有很强的杀菌作用，故主要用于皮肤、粘膜、手术器械等的消毒。某些品种如苯粘膜、手术器械等的消毒。某些品种如苯扎氯铵，可作为抑菌剂用于眼用溶液。扎氯铵，可作为抑菌剂用于眼用溶液。22表面活性剂专业知识(三三)两性离子表面活性剂：两性离子表面活性剂：结构中同时具有正电荷和负电荷基团。结构中同时具有正电荷和负电荷基团。卵磷脂卵磷脂是天然的两性离子表面活性剂。主要来源于大豆和蛋黄。23表面活性剂专业知识(四四)非离子表面活性剂非离子表面活性剂脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、司盘、脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、司盘、吐温、吐温、卖泽卖泽、苄泽苄泽、普流罗尼克普流罗尼克24表面活性剂专业知识第三节 表面活性剂的特性 (一一)胶束的形成胶束的形成 临界腔束浓度临界腔束浓度临界腔束浓度临界腔束浓度CMCCMC：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。胶体粒子范围（胶体粒子范围（胶体粒子范围（胶体粒子范围（1 1 1 1100100100100nmnmnmnm）临界浓度通常在临界浓度通常在临界浓度通常在临界浓度通常在0.02%0.02%0.02%0.02%0.5%0.5%0.5%0.5%左右左右左右左右。25表面活性剂专业知识2胶束的结构 26表面活性剂专业知识（二）（二）亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLB值）：值）：表示表表示表面活性剂亲水或亲油能力大小的值面活性剂亲水或亲油能力大小的值。n n非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLBHLB值为值为值为值为0 0 0 020202020，n n疏水性最大的石蜡的疏水性最大的石蜡的疏水性最大的石蜡的疏水性最大的石蜡的HLBHLB值定为值定为值定为值定为0 0 0 0，n n亲水性最大的聚氧乙烯的亲水性最大的聚氧乙烯的亲水性最大的聚氧乙烯的亲水性最大的聚氧乙烯的HLBHLB值定为值定为值定为值定为20202020，n n其他的表面活性剂的其他的表面活性剂的其他的表面活性剂的其他的表面活性剂的HLBHLB值则介于值则介于值则介于值则介于0 0 0 020202020之间之间之间之间。HLB值越大，其亲水性越强，值越大，其亲水性越强，HLB值越小，其亲油性越强。值越小，其亲油性越强。27表面活性剂专业知识非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLBHLB值具有值具有值具有值具有加和性加和性加和性加和性，因而可，因而可，因而可，因而可利用以下公式来计算两种和两种以上表面活性剂利用以下公式来计算两种和两种以上表面活性剂利用以下公式来计算两种和两种以上表面活性剂利用以下公式来计算两种和两种以上表面活性剂混合后的混合后的混合后的混合后的HLBHLB值：值：值：值：28表面活性剂专业知识不同不同HLB值的表值的表面活性剂的用途面活性剂的用途 29表面活性剂专业知识第四节第四节 表面活性剂的生物学性质表面活性剂的生物学性质 表面活性剂对药物吸收的影响表面活性剂对药物吸收的影响 低低低低浓浓浓浓度度度度，增增增增加加加加药药药药物物物物在在在在胃胃胃胃肠肠肠肠道道道道体体体体液液液液中中中中的的的的润润润润湿湿湿湿性性性性。浓浓浓浓度度度度增增增增加加加加到到到到临临临临界界界界胶胶胶胶束束束束浓浓浓浓度度度度以以以以上上上上时时时时，药药药药物物物物被被被被包包包包裹裹裹裹在在在在胶胶胶胶束束束束内内内内而而而而不不不不易易易易释释释释放放放放，或或或或因因因因胶胶胶胶束束束束太太太太大大大大，不不不不能能能能透透透透过过过过生生生生物物物物膜，则会降低药物的吸收。膜，则会降低药物的吸收。膜，则会降低药物的吸收。膜，则会降低药物的吸收。表表表表面面面面活活活活性性性性剂剂剂剂有有有有溶溶溶溶解解解解生生生生物物物物膜膜膜膜脂脂脂脂质质质质的的的的作作作作用用用用，增增增增加加加加上上上上皮皮皮皮细胞的通透性。细胞的通透性。细胞的通透性。细胞的通透性。30表面活性剂专业知识第四节第四节 表面活性剂的生物学性质表面活性剂的生物学性质 表面活性剂与蛋白质的相互作用表面活性剂与蛋白质的相互作用 蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质在在在在碱碱碱碱性性性性介介介介质质质质中中中中羧羧羧羧基基基基解解解解离离离离使使使使其其其其带带带带负负负负电电电电荷荷荷荷，会会会会与阳离子表面活性剂结合；与阳离子表面活性剂结合；与阳离子表面活性剂结合；与阳离子表面活性剂结合；在在在在酸酸酸酸性性性性介介介介质质质质中中中中，其其其其碱碱碱碱性性性性基基基基团团团团则则则则带带带带正正正正电电电电荷荷荷荷，会会会会与与与与阴阴阴阴离子表面活性剂结合。离子表面活性剂结合。离子表面活性剂结合。离子表面活性剂结合。另外另外另外另外表面活性剂还可使蛋白质产生变性。表面活性剂还可使蛋白质产生变性。表面活性剂还可使蛋白质产生变性。表面活性剂还可使蛋白质产生变性。31表面活性剂专业知识第四节第四节 表面活性剂的生物学性质表面活性剂的生物学性质 表面活性剂的毒性表面活性剂的毒性 阳离子型阴离子型非离子型。阳离子型阴离子型非离子型。阳离子型阴离子型非离子型。阳离子型阴离子型非离子型。离子型表面活性剂还具有较强的离子型表面活性剂还具有较强的离子型表面活性剂还具有较强的离子型表面活性剂还具有较强的溶血作用溶血作用溶血作用溶血作用。32表面活性剂专业知识