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1、表面活性剂制作者：刘群 表面张力的产生表面张力的产生:从简单分子引力观点来看，是由于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受力不同而引起的。液体内部分子与液体表面层分子受力不同而引起的。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是对称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吸引力更大，这个力即为表面张力纯液体恒温恒压下，表面张力时一定的。对于溶液，在恒温恒压条
2、件下，其表面张力会随着溶质改变以及溶质浓度改变而改变表面张力表面张力是指一种使表面分子具有向内运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动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。的力。例如，在一定温度的纯水中加入不同的溶质。1 加入无机盐，不挥发性酸碱，蔗糖，加入无机盐，不挥发性酸碱，蔗糖，甘油等溶质甘油等溶质23大部分的低脂肪酸、醇醛等极性有大部分的低脂肪酸、醇醛等极性有机物水溶液机物水溶液,比如乙醇。比如乙醇。属于此类化合物可以表示为属于此类化合物可以表示为RX,R为含有为含有10个或个或10个以上碳原子的烷个以上碳原子的烷基，基，X为极性基团，为极性基团，-OH,
3、-COOH.凡是能使溶液表面张力升高的物质，皆称为凡是能使溶液表面张力升高的物质，皆称为表面惰表面惰性物质性物质凡是能使溶液表面张力降低的物质，皆称为凡是能使溶液表面张力降低的物质，皆称为表面活表面活性物质性物质习惯上，只把那些溶入少量就能显著降低溶液表面习惯上，只把那些溶入少量就能显著降低溶液表面张力的物质，称为张力的物质，称为表面活性剂表面活性剂表面活性大小表面活性大小 其值越大，表示溶质的浓度对溶液表面张力的其值越大，表示溶质的浓度对溶液表面张力的影响越大影响越大什么是表面活性剂什么是表面活性剂表面活性剂表面活性剂含义含义：能使液体（水）表面张力显著降低的物能使液体（水）表面张力显著降低
4、的物质。质。双亲基团双亲基团。为什么表面活性剂能降低液体的表面张力？液体空气界面被表面活性剂分子空气界面所取代 2胶束的结构 临界腔束浓度临界腔束浓度CMC：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（1 1100100nmnm）临界浓度通常在临界浓度通常在0.02%0.02%0.5%0.5%左右左右。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
5、面活性剂(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。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(RCOORCOO)n n M M n+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+。(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。苯扎氯铵苯扎氯铵(洁尔灭洁尔灭),苯扎溴铵苯扎溴铵(新
6、洁尔灭新洁尔灭),氯化苯甲烃铵等。本类因有很强的杀菌作氯化苯甲烃铵等。本类因有很强的杀菌作用，故主要用于皮肤、粘膜、手术器械用，故主要用于皮肤、粘膜、手术器械等的消毒。某些品种如苯扎氯铵，可作等的消毒。某些品种如苯扎氯铵，可作为抑菌剂用于眼用溶液。为抑菌剂用于眼用溶液。(三三)两性离子表面活性剂：两性离子表面活性剂：结构中同时具有亲水正电荷和亲水负电荷结构中同时具有亲水正电荷和亲水负电荷基团。基团。如氨基酸类 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。用途：可作注射用乳剂的乳化剂、脂质用途：可作注射用乳剂的乳化剂、脂质体主要原料体主要原料(四四)非离子表面活性剂非离子表面活
7、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、卖卖泽泽、苄泽苄泽、普流罗尼克普流罗尼克性质：性质：毒性小，不解离，不受毒性小，不解离，不受pH的影响；的影响；能与大多数药物配伍，广泛应用于外用、能与大多数药物配伍，广泛应用于外用、内服、注射制剂。内服、注射制剂。生活中常见的表面活性剂阴离子型-肥皂、洗衣粉阳离子型-季铵盐柔顺剂非离子型-洗洁精两性离子型-儿童洗涤剂（二）（二）亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLB值）：值）：表示表示表面活性剂亲水或亲油能力大小的值表面活性剂亲水或亲油能力大小的值HLB值的计算：HLB=20亲水基质量亲水基质量+亲油基质量（二）（二）亲
8、水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLB值）：值）：表示表示表面活性剂亲水或亲油能力大小的值表面活性剂亲水或亲油能力大小的值。非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLBHLB值为值为0 02020，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0 0，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2020，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0 02020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。非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLB值具有值具有加和性加和性，因而
9、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混合后的混合后的HLB值：值：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 表面活性剂的实际应用1起泡和消泡：（起泡和消泡：（HLB：1-3）2.乳化：乳化：3.润湿：（润湿：（HLB：7-9）4.助悬助悬5.助磨助磨6.增溶增溶7.消毒、杀菌消毒、杀菌8.去污（去污（HLB：13-16）9.分散分散10.匀染、防锈、消除静电等等匀染、防锈、消除静电等等发泡泡沫灭火器润湿润湿固体表面一种一种流体被另一种流体所代替叫做润湿把能增强水或水溶液取代固体表面空气能力的物质称为润湿剂也有反润湿作用的例
10、子，即阻止水取代空气增溶洗涤的基本原理增溶的方式：增溶的方式：a 内部溶解型内部溶解型 b 交错插入型交错插入型 c 表面吸附型表面吸附型 d 外壳溶解型外壳溶解型苯、甲苯苯、甲苯水杨酸水杨酸 对羟基苯甲酸对羟基苯甲酸 苯、甲苯苯、甲苯水杨酸水杨酸 对羟基苯甲酸对羟基苯甲酸 增溶增加药物吸收，也可降低药物的吸收。若药物被增溶在胶束内，且能顺利从胶束内扩散或胶束本身迅速与胃肠粘膜融合，则可增加吸收；使一些脂溶性纤维素、难溶性药物增加溶解度形成透明溶液药物增溶药物增溶-化妆品工业品（乳化制取膏霜、露液等）；化妆品工业品（乳化制取膏霜、露液等）；-农药；农药；-食品工业；食品工业；提高产品质量，延长
11、贮存期，防止变质，便于加工。乳化乳化什么是乳化两种互不相容的液体加在一起搅拌，一种溶液形成液珠分散在另一种液体中形成乳状液，这个过程称之为乳化能是油、水两相发生乳化，形成稳定乳状液的物质称之为乳化剂 水包油乳状液 O/W 洗发露、嫩肤露 油包水乳状液 W/O 护手霜、润唇膏消毒、杀菌消毒、杀菌新洁尔灭（十二烷基二甲基苄基溴化铵）医疗方面的应用：将洁尔灭配成1：1000的水溶液，用于手术前医务人员双手浸泡消毒。创口感染的洗涤消毒可用0.01%浓度的洁尔灭溶液。工业水处理方面的应用：本品具有高杀菌灭藻能力、毒性小，可溶于水，使用方便，不受水硬度影响 bin（2）分散作用）分散作用 分散作用在日常生
12、活和工农业中有广泛应用。如油漆分散、油墨分散、印染工业中燃料分散、化妆品原料分散、涂料工业涂料分散、造纸工业中纸浆分散等。（3）洗涤作用）洗涤作用 洗涤是通过机械力，液体润湿、渗透、分散、增溶、溶解和乳化作用，使污物与附着固体分离的过程。应用：洗衣粉、洗涤剂、护发素、干洗剂。（7 7）起泡作用）起泡作用 纯液体很难形成气泡，加入表面活性剂，易于在气泡表面吸附，降低界面自由能，使形成气泡的过程能量增加值尽量减少，使气泡具有相对的动力学稳定性。应用：泡沫灭火、泡沫整理、泡沫染色、矿物泡沫浮选。(8)(8)吸附作用吸附作用 表面活性剂分子结构中既含有亲水基团，又含有亲油基团，是一种两亲分子，这种两亲
13、分子固有特征是在界面吸附富集，包括液-气、液-液和固-液界面上吸附。1 增加润湿作用：增加润湿作用：农药喷洒农药喷洒.由于大多农药水溶性差，对植物的由于大多农药水溶性差，对植物的茎叶茎叶润湿不好，滚落浪费且不能展开，杀虫效果差，加入润湿不好，滚落浪费且不能展开，杀虫效果差，加入表面活性剂，提高润湿程度，即可大大提高药效表面活性剂，提高润湿程度，即可大大提高药效.2 降低润湿作用：降低润湿作用：原理是用表面活性物质的极性部分选择性吸附，原理是用表面活性物质的极性部分选择性吸附，非极性部分向外呈憎水性。非极性部分向外呈憎水性。典型的就是矿石的浮选典型的就是矿石的浮选,富集矿物富集矿物.一次性抽血器
14、中盛血的玻璃管一次性抽血器中盛血的玻璃管(定量的定量的),内壁要疏水内壁要疏水水化水化,使用的是硅偶联剂使用的是硅偶联剂,使血液在管内不残留使血液在管内不残留.浮游选矿浮游选矿浮游选矿的原理图 选择合适的捕集剂，使它的亲水基团只吸在矿砂的表面，憎水基朝向水 将粗矿磨碎，倾入浮选将粗矿磨碎，倾入浮选池中。池中。在池水中加入在池水中加入捕集剂和捕集剂和起泡剂起泡剂等表面活性剂。等表面活性剂。搅拌并从池底鼓气，带搅拌并从池底鼓气，带有有效矿粉的气泡聚集表有有效矿粉的气泡聚集表面，收集并灭泡浓缩，从面，收集并灭泡浓缩，从而达到了富集的目的。而达到了富集的目的。表面活性剂自固体表面表面活性剂自固体表面去垢的作用机理：去垢的作用机理：(a)盖满油垢的固体；盖满油垢的固体；(b)由于水的高表面张由于水的高表面张力及不能润湿油污表面，力及不能润湿油污表面，无法除垢；无法除垢；(c)在水中加入洗涤剂；在水中加入洗涤剂；(d)油垢及固体表面进油垢及固体表面进一步吸附洗涤剂，使油一步吸附洗涤剂，使油垢微粒悬浮于溶液中，垢微粒悬浮于溶液中，易于除去；易于除去；