吐温80的HLB值方法研究

吐温80的HLB值方法研究韦迎春1，张海燕1,2*，邬伟魁1，张明令1，郑琴1，胡鹏翼1，杨 明1,3*(1.江西中医学院现代中药制剂教育部重点实验室，江西 南昌 330004；2.西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室，四川 成都 610003；3.成都中医药大学，四川 成都 611137)摘要：目的 通过分析测定不同厂家吐温80的HLB值，初步评价吐温80的质量。方法 采用水数法，通过多项式方程的拟合对三种溶剂系统进行选择，确定最佳的溶剂系统测定HLB值。结果 不同厂家吐温80的HLB值与文献值有差异。结论 水数法测定吐温80的HLB值简便、易行，可用HLB值对吐温80进行初步筛选。关键词：吐温80；HLB值；水数法； Determination of HLB values in Tween80WEI Ying-chun1,ZHANG Hai-yan1,2, WU Wei-kui1, ZHANG Ming-ling1,ZHEN Qin1,HU Peng-yi1, Yang Ming1,3(1. Key Laboratory of Modern Preparation of TCM, Ministry of Education, Jiangxi University of TCM, Nanchang 330004, China; 2. Key Lab. of Advanced Technology of Materials (Chinese Education Ministry), Southwest Jiaotong University, Cheng du 610003, China;3. Chengdu University of TCM, Chengdu 611137, China)Abstract: Objective To evaluate the quality of Tween 80 ,determined by analysis of different manufacturers HLB values of TWeen 80. Methods To determine the best solvent for determination of HLB values by water counting methods. Results HLB values of Tween 80 from different factories is different from literature values . Conclusion Water counting method for HLB values is fit for determination of Tween 80.Key words: Tween80；HLB values；Water counting methods吐温80是药剂学中广泛应用的非离子型表面活性剂，具有增溶、乳化、去污等作用，吐温80的质量与其理化性质有关，如亲水-亲油平衡值(HLB)、表面张力、粒径、黏度等。亲水-亲油平衡值(HLB)作为表面活性剂的重要参数，定量地描述了表面活性剂的油-水界面的分布状况，最初是为表征乳化剂的乳化能力而提出的1，现已成为考察表面活性剂表面性能的一个重要指标。不同HLB值的表面活性剂具有不同的表面性能和用途差异。本文将对吐温80的亲水-亲油平衡值(HLB)的测定方法进行探讨。图1粗略地表示了表面活性剂的HLB值与其性能和用途之间的关系2。图1 表面活性剂的HLB 值与性能及用途之间的关系由于吐温80生产工艺的复杂性和差异性，不同厂家的吐温80所含杂质的种类和含量有所不同。而这些杂质大多为一些有机酸，可引起HLB值的改变，故HLB值对于不同厂家的吐温80用途的选择具有重要意义。1 仪器和试剂1.1 仪器：HH-4数显恒温水浴锅(国华电器有限公司)；滴定管锥形瓶；SK5210LHC超声波清洗器(上海科导超声仪器有限公司)；BS 124S十万分之一电子天平(赛多利科学仪器北京有限公司)。1.2 试剂：吐温80(国内及国外共八个厂家的吐温80)；吐温20(sigma公司，美国，HLB值为16.7)；斯盘80(sigma公司，美国，HLB值为4.3)；1，4-二氧六环(上海国药集团，分析纯)；N,N-二甲基甲酰胺(上海国药集团，分析纯)；苯(长沙湘科精细化工厂，分析纯)；甲苯(长沙湘科精细化工厂，分析纯)；异丙醇(天津市福晨化学试剂厂，分析纯)；纯净水。2 方法和结果2.1 实验原理和方法选择HLB值的测定，自Griffin1提出HLB值的概念和计算公式以来,又陆续提出了几十种研究方法3,其中多数都较复杂,实验周期长,在普通实验室里是难以实施。1956年,Greenwald和Brown等1提出,以1，4-二氧六环/苯作为溶剂系统，将水滴入含有表面活性剂的溶剂系统中,以溶液出现浑浊为滴定终点,所耗用水量的毫升数称为“水数”(Water number),并指出多元醇酯等系列表面活性剂的HLB值与水数之间存在良好的线性关系。后来又有人提出了N,N-二甲基甲酰胺/苯溶剂系统4和异丙醇/甲苯溶剂系统5。本实验采用水数法测定HLB值，共选择了1，4-二氧六环/苯、N,N-二甲基甲酰胺/苯和异丙醇/甲苯三种溶剂系统来分析HLB与水数的关系，以选择最佳的溶剂系统用于吐温80的HLB值的测定。2.2 1，4-二氧六环/苯系统2.2.1 标准曲线的绘制：按质量比配成各种HLB值的混合物。混合表面活性剂的HLB值计算公式6为:HLB0=(WAHLBA + WBHLBB)/(WA+WB)(HLB0为复配表面活性剂的HLB值,WA为其中一种表面活性剂组分的质量,HLBA为其HLB值,WB为另一种表面活性剂组分的质量,HLBB为其HLB值)，分别称取不同质量比的吐温20和斯盘80混合物1.0 g于100 mL锥形瓶中，加入30 mL1，4-二氧六环/苯的混合溶剂(体积比为96：4)，控制温度在30 左右，锥形瓶底放一张三号字体的白纸，用滴定管边滴定边摇晃锥形瓶且滴定过程中要保持恒温，三号字变模糊时为滴定终点，记录所耗蒸馏水的体积，绘制标准曲线图。2.2.2 吐温80的HLB值的测定：将1.0000 g吐温80溶于30 mL1，4-二氧六环/苯的混合溶剂(体积比为96：4)中，用蒸馏水滴定到稳定浑浊。滴定过程要慢慢加水，始终保持恒温。记下所加入水的毫升数，即为水数。2.3 N,N-二甲基甲酰胺/苯系统2.3.1 标准曲线的绘制：按质量比配成各种HLB值的混合物。混合表面活性剂的HLB值计算公式6为: HLB0=(WAHLBA+WBHLBB)/(WA+WB)(HLB0为复配表面活性剂的HLB值,WA为其中一种表面活性剂组分的质量,HLBA为其HLB值,WB为另一种表面活性剂组分的质量,HLBB为其HLB值)，分别称取不同质量比的吐温20和斯盘80混合物1.0 g于100 mL锥形瓶中，加入30 mL N,N-二甲基甲酰胺/苯的混合溶剂(体积比为100：5)，控制温度在30 左右，锥形瓶底放一张三号字体的白纸，用滴定管边滴定边摇晃锥形瓶且滴定过程中要保持恒温，三号字变模糊时为滴定终点，记录所耗蒸馏水的体积，绘制标准曲线图。2.3.2 吐温80的HLB值的测定：将1.0000 g吐温80溶于3 0mLN,N-二甲基甲酰胺/苯的混合溶剂(体积比为100：5)中，用蒸馏水滴定到稳定浑浊。滴定过程要慢慢加水，始终保持恒温。记下所加入水的毫升数，即为水数。2.4 异丙醇/甲苯系统2.4.1 标准曲线的绘制：按质量比配成各种HLB值的混合物。混合表面活性剂的HLB 值计算公式6为:HLB0=(WAHLBA+WBHLBB)/(WA+WB)(HLB0为复配表面活性剂的HLB值,WA为其中一种表面活性剂组分的质量,HLBA为其HLB值,WB为另一种表面活性剂组分的质量,HLBB为其HLB值)，分别称取不同质量比的吐温20和斯盘80混合物0.5 g于25 mL锥形瓶中，加入5.8 mL异丙醇/甲苯的混合溶剂(体积比为100：15)，控制温度在40 左右，锥形瓶底放一张三号字体的白纸，用滴定管边滴定边摇晃锥形瓶且滴定过程中要保持恒温，三号字变模糊时为滴定终点，记录所耗蒸馏水的体积，绘制标准曲线图。2.4.2 吐温80的HLB值的测定：将1.0000 g吐温80溶于5.8 mL异丙醇/甲苯的混合溶剂(体积比为100：15)中，用蒸馏水滴定到稳定浑浊。滴定过程要慢慢加水，始终保持恒温。记下所加入水的毫升数，即为水数。2.5 标准曲线的拟合将三种溶剂系统所得的水数与相应HLB值采用统计软件分别进行多项式方程的拟合，拟合曲线如图1、图2、图3，拟合方程如下：1，4-二氧六环/苯溶剂系统：y = 115.17x3 - 409.76x2 + 489.83x - 180.33，R = 0.9999。N,N-二甲基甲酰胺/苯溶剂系统：y = 23.199x3 - 45.548x2 + 38.592x + 2.1625，R = 0.9966。异丙醇/甲苯溶剂系统：y = 86.101x3 - 148.04x2 + 87.624x - 1.8128，R = 0.999。由图2、图3、图4和方程、分析得出，1，4-二氧六环/苯溶剂系统为最佳溶剂系统，原因是，该系统的标准曲线的多项式方程的拟合度最好，且水数值均较大，其它两个系统的水数值均较小，对测定带来一定困难，故采用1，4-二氧六环/苯溶剂系统。图2 1，4-二氧六环/苯溶剂系统标准曲线 图3 N,N-二甲基甲酰胺/苯溶剂系统图4 异丙醇/甲苯溶剂系统标准曲线2.6 吐温80的水数和HLB值表1 吐温80的HLB值(n=3) 厂家水数mLLOG(水数)HLB值文献值7样112.71.10380415.9915样213.51.13033416.1415样312.51.09691015.9415样412.31.08990515.9015样512.71.10380415.9915样612.91.11059016.0315样712.81.10721016.0115样811.81.07188215.7615 表2 HLB方差分析由表2可知， P0.05，具有统计学意义，即各样品之间存在显著性差异，故可用HLB表征吐温80的质量。由表1可知，样8的HLB值与文献值最接近，国内以样4的HLB值与文献值最接近，故可推测样8所含杂质较少，样2所含杂质较多。3 讨论本实验分析了三种溶剂系统的优劣，找出了最佳溶剂系统，提高了实验值的准确度，并通过对不同厂家吐温80的HLB值的进行简单的测定，初步认为水数法可作为一种简便、快速、及时的测定吐温80的HLB值的方法，但由于HLB值是由“水数”推算得出，且水数是肉眼观察而得，故可能存在一定的误差，为能更准确的测定HLB值，需要寻找更可靠的方法来进行测定。参考文献：1 Ricardo C. PASQUALI, Natalia SACCO & Carlos BREGNI.The Studies on Hydrophilic-Lipophilic Balance (HLB): Sixty Years after William C. Griffins Pioneer Work (1949-2009)J.Lat. Am. J. Pharm,2009,28 (2):313-317.2 屠锡德,张钧寿,朱家璧.药剂学M.北京:人民卫生出版社,2004.3 郑 忠,胡纪华编著.表面活性剂的物理化学原理M.广州:华南理工大学出版社,1995.4 M.J.Schick.Non-ionic SurfactantsM.New York:Marcel Dekker,1967.5 陈萍华,蒋华麟,舒红英.水数法测定低氢硅油的HLB值J.江西化工，2007，3:72-73.6 Becher P.Emulsions Theory and PracticesM.New York:Reinhold,1965.7 英R.C.罗，美P.J.舍斯基，英 P.J.韦 勒 编，郑俊民 主译.药用辅料手册(原著第四版)M.北京：化学工业出版社，2005.7 / 7文档可自由编辑打印