第四章 表面活性剂
药剂学第四章表面活性剂
产生固-气/固-液界面吸附
液体表面依靠吸附于体系的溶质以降低自由能活 表面张力
产生液-气/液-液界面吸附
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液-液(气)吸附：
溶质分子在界面聚集或反聚集，导致溶液表面张 力的变化。
➢ 溶质浓度的增加导致表面张力的缓慢增加，如无 机电解质与水分子具有良好的亲和力。
➢ 20溶21/1质/12 浓度的增加导致表面张力的缓慢降低，如11低
脂肪 单月 单棕 单硬 三硬 单油 三油 酸 桂酸 榈酸 脂酸 脂酸 酸 酸
性质： Spans20-40有一定水溶性，用作 O/W型乳化剂，随着脂肪酸链长的增加和脂 肪酸基团数量的增多，疏水性变大，
2021S/1/p12ans60以上用作W/O乳剂的乳化剂。酸、36
2.多元醇型
（2） 聚山梨酯：吐温[Tweens] 即聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯
一、基本概念
界面表面分子收到的作用力和
内部分子受到的作用力和不同。
表面张力：微观上表面分子受到垂直指向液体 内部的合力，宏观上液体表面上任何部分单位 长度直线上的收缩力。
表面张力方向：表面张力的方向与液面相切， 并与液面的任何两部分分界线垂直。单位N/m。
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一、基本概念 表面自由能：在表面张力作用下，液面发生收缩，
产品有:泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼 克 (Pluronic),。
202性1/1/1质2 ：为淡黄色液体或固体；分子量
34
2.多元醇型
该类表面活性剂为疏水性脂肪酸与亲水性多元 醇如甘油、季戊四醇、失水山梨醇作用生成的 酯。
1
失水
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4 5
山梨醇
表面活性剂第四章乳状液与泡沫
02
表面活性剂能够稳定乳状液和泡沫，防止其破裂和聚结，从而
提高其在工业中的应用效果。
提高分散性和润湿性
03
表面活性剂能够提高固体颗粒的分散性和液体表面的润湿性，
有利于制备稳定的乳状液和泡沫。
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02 形成胶束
表面活性剂分子在溶液中聚集形成胶束，这些胶 束能够将油、水和固体颗粒包裹其中，从而稳定 乳状液。
03 防止液滴合并
表面活性剂分子在液滴表面形成保护层，防止液 滴合并，保持乳状液的稳定性。
表面活性剂在泡沫中的作用
降低界面张力
表面活性剂能够降低气-水界面张力，使气体更容易分散在水中， 形成稳定的泡沫。
稳定性定义
01
泡沫稳定性是指泡沫在一定时间内保持其结构和外观
的特性。
影响稳定性的因素
02 影响泡沫稳定性的因素包括表面活性剂的性质、液相
的粘度、气体的溶解度以及温度和压力等环境因素。
提高稳定性方法
03
通过选择适当的表面活性剂和调整溶液的物理性质，
可以提高泡沫的稳定性。
泡沫的破灭
破灭机制
泡沫的破灭可以由多种机制引起， 如重力、气体溶解度变化、液膜 破裂等。
乳状液类型
总结词
根据分散相和分散介质的类型，乳状液可分为水包油型（O/W）和油包水型（W/O） 两种类型。
详细描述
水包油型（O/W）乳状液是指水作为分散介质，油作为分散相的乳状液。这种类型的 乳状液通常外观呈透明或略带乳白色，广泛应用于化妆品、食品、医药等领域。油包水 型（W/O）乳状液则相反，油作为分散介质，水作为分散相，外观通常呈蓝黑色或暗
褐色，这种类型的乳状液在工业上有广泛应用，如涂料、油墨等领域。
第四章表面活性剂驱
称为油包水乳状液，用W/O表示。
单纯的油和水形不成稳定的乳状液，只有加入表面活性剂之类的物 质才能得到较稳定的乳状液，这类能提高乳状液稳定性的物质，称为乳
化剂。
乳化剂可分为两大类：能使之形成稳定的O/W乳状液的称为O/W乳 化剂；能使之形成稳定的W／O型乳状液的称为W／O型乳化剂。
就分子结构而言，如果乳化剂分子结构中亲水基的亲水能力大于亲油
面张力比气－液表面张力降低的幅度大。
如果表面活性剂在液一固界面上吸附，同样能降低液一 固界而张力．改变固体表面的润湿性。
2.表面活性剂溶液的基本性质
2）乳化
一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一 种液体中的作用。
乳化是发生于两种互不相溶的液一液之间的分散现象。
其中总有一种液体是水(或水溶液)，简称“水相”；而另一 种通常是有机液体，如苯、原油等．简称“油相”。
1）降低表面张力
当表面活性剂溶于水后，必然向溶液表面层进行定向吸附，从而引起 溶液表面的净吸力发生变化。
由于水分子极性较大，当以极性较小的表面活性剂的极性
部分代替了表面层中的水分子时，结果使液体相内部对表面的 吸引力减弱。再由于表面活性剂分子的非极性部分与气相的吸 引力．随着相对分子质量的增加而增大，因此，当表面活性剂 的分子代替了表面层水分子并把其非极性部分露在气相时，气
特殊类型的表活剂：以碳氟链为疏水基的表面活性剂称。
1.表面活性剂的类型
1.表面活性剂的类型
1）离子型表面活性剂
①：阴离子表面活性剂
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。
4-表面活性剂
第四章表面活性剂1 关于表面活性剂的叙述中正确的是( )（A）能使溶液表面张力增加的物质（B）能使溶液表面张力降低的物质（C）能使溶液表面张力不改变的物质（D）能使溶液表面张力急剧上升的物质（E）能使溶液表面张力急剧下降的物质2 表面型活性剂分子的结构特征是( )（A）具有酯键（B）均具有醚键（C）结构中具有醇羟基结构（D）既有亲水基团，又有亲油基团（E）仅具有亲水基团，而无亲油基因3 下列关于表面活性剂的叙述中错误的是( )（A）表面活性剂分子可在溶液表面作定向排列（B）能够降低溶液表面张力的物质叫作表面活性剂（C）能够显著降低溶液表面张力的物质叫作表面活性剂（D）表面活性剂分子结构中具有亲水基与亲油基（E）表面活性剂在溶液表面层的浓度大于其在溶液内部的浓度4 下列属于阳离子型表面活性剂的为( )（A）吐温类（B）洁尔灭（C）磺酸化物（D）硫酸化物（E）肥皂类5 下列属于阴离子型表面活性剂的是( )（A）十六烷基硫酸钠（B）Poloxamer 188（C）Tego（D）司盘65（E）蔗糖脂肪酸酯6 以吐温80为乳化剂制备的乳剂灭菌后出现浑浊现象，最可能的原因是( ) （A）吐温80被水解（B）吐温80被氧化（C）吐温80被增溶（D）吐温80发生了起昙现象（E）吐温80发生了聚合反应7 下列属于两性离子型表面活性的是( )（A）卵磷脂（B）肥皂类（C）聚山梨酯（D）脂肪酸甘油酯（E）季铵盐类8 十二烷基硫酸钠属于( )（A）两性离子型表面活性剂（B）阳离子型表面活性剂（C）阴离子型表面活性剂（D）非离子型表面活性剂（E）灭菌与防腐剂9 聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯的商品名称是( ) （A）Tween 20（B）Tween 80（C）Span 40（D）Tween 60（E）Span 8010 下列属于非离子型表面活性剂的是( )（A）HPMC（B）SLS（C）Tego（D）lecithin（E）polysorbate11 下列属于非离子型表面活性剂的是( )（A）polysorbate 80（B）lecithin（C）sodium cholate（D）MCC（E）SDS-Na12 吐温类表面活性剂的化学名称是( )（A）失水山梨醇脂肪酸酯类（B）聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯类（C）山梨醇脂肪酸酶类（D）三油酸甘油酯类（E）聚乙烯脂肪酸酯类13 下列关于Tween 80的描述中错误的是( ) （A）Tween 80可作为O／W型乳剂的乳化剂（B）Tween 80能与抑菌剂羟苯酯类形成络合物（C）Tween 80属于非离子型表面活性剂（D）Tween 80在碱性溶液中易水解（E）在常用的表面活性剂中，吐温80的溶血作用最强14 吐温类表面活性剂不具有( )（A）助溶作用（B）增溶作用（C）润滑作用（D）乳化作用（E）分散作用15 可静脉注射用亚微米乳的乳化剂为( )（A）吐温85（B）司盘80（C）蔗糖脂肪酸酯（D）SDS（E）lecithin16 最适合作W／O型乳化剂的HLB值是( ) （A）1～3（B）3～8（C）7～15（D）9～13（E）0．5～2017 O／W型乳化剂的HLB值一般在( )（A）6～9（B）3～8（C）3～20（D）8～16（E）15～4018 表面活性剂的增溶机制，是由于形成了( ) （A）共价键（B）复合物（C）络合物（D）聚合物盐（E）胶束19 下列表面活性剂中具有Krafft点的是( )（A）单硬脂酸甘油酯（B）司盘类（C）肥皂类（D）聚氧乙烯脂肪酸酯（E）吐温类20 临界胶束浓度的缩写为( )（A）MC（B）CMS-Na（C）MAC（D）CMC（E）LDso21 与表面活性剂增溶作用相关的表面活性剂性质是( ) （A）HLB值（B）溶液中形成胶束（C）界面活性（D）昙点或浊点（E）溶液与气体表面的正吸附22 下列具有昙点的表面活性剂为( )（A）肥皂类（B）硫酸化物（C）磺酸化物（D）聚山梨酯类（E）脂肪酸山梨坦类23 具有起昙现象的表面活性剂是( )（A）卵磷脂（B）壳聚糖（C）吐温40（D）司盘20（E）三乙醇胺24 增溶剂的HLB值范围一般在( )（A）3～6（B）6～8（C）8～10（D）15～18（E）8～1825 发挥润湿剂作用的表面活性剂，其HLB值一般在( ) （A）3～8（B）7～9（C）8～16（D）13～16（E）15～1826 某挥发油形成稳定乳剂所需HLB值为11．4，现拟用吐温80(HLB=15．0)和司盘80(HLB=4．3)的混合乳化剂，则两者的比例应为( )（A）1：1（B）1：2（C）1：3（D）2：1（E）3：127 将Tween80(HLB=15．0)与Span 80(HLB=4．3)按照4：6的比例混合，则混合物的HLB值为( )（A）4．8（B）6．6（C）8．6（D）12．6（E）15．228 下列有关表面活性剂的正确描述是( )（A）阳离子型表面活性剂具有很强杀菌作用，故常用作杀菌和防腐剂（B）表面活性剂用作乳化剂时，其浓度必须达到临界胶团浓度(CMC)（C）非离子型表面活性的亲水亲油平衡值(HLB)值越小，其亲水性越大（D）表面活性剂均有很高毒性，故应注意给药途径（E）表面活性剂的使用浓度要在临界胶团浓度(CMC)以下，才有增溶作用29 下列对表面活性剂的HLB值表述正确的是( )（A）表面活性剂的亲油性越强，其HLB值越大（B）表面活性剂的亲水性越强，其HLB值越大（C）表面活性剂的CMC越大，其HLB值越小（D）离子型表面活性剂的HLB值具有加和性（E）表面活性剂的HLB值就是油相或水相中的溶解能力30 有关HLB值的错误描述是( )（A）表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲和力称为HLB值（B）HLB值在8-18的表面活性剂，适合用作O／W型乳化剂（C）亲水性表面活性剂有较低的HLB值，亲油性表面活性剂有较高的HLB值（D）非离子型表面活性剂的HLB值有加合性（E）一般将表面活性剂的HLB值限定在0—20之间31 下列术语与表面活性剂特性无关的是( )（A）CMC（B）Krafft point（C）cloud point（D）Z值与F0值（E）HLB32 不同HLB值的表面活性剂用途不同，下列叙述中错误的是( )（A）增溶剂最适范围为15—18以上（B）O／W型乳化剂最适范围为8～16（C）润湿剂与铺展剂最适范围为7~9（D）去污剂最适范围为13—16（E）大部分消泡剂最适范围为5-833 下列有关表面活性剂的叙述中错误的是( )（A）表面活性剂的CMC越低、缔合数越大，增溶的MAC就越高（B）不是所有的聚氧乙烯类表面活性剂都具有昙点（C）在CMC以上，随着表面活性剂用量的增加，增溶量也相应增加（D）某表面活性剂的昙点是其应用温度的下限（E）Krafft点是离子型表面活性剂应用温度的下限34 下列表面活性剂中毒性最小的是( )（A）阴离子型表面活性剂（B）两性离子型表面活性剂中的氨基酸型（C）阳离子表面型活性剂（D）非离子型表面活性剂（E）两性离子型表面活性剂中的甜菜碱型35 聚山梨酯类表面活性剂溶血作用的顺序为( )（A）聚山梨酯20＞聚山梨酯60＞聚山梨酯40＞聚山梨酯80（B）聚山梨酯80＞聚山梨酯60＞聚山梨酯40＞聚山梨酯20（C）聚山梨酯80＞聚山梨酯40＞聚山梨酯60＞聚山梨酯20（D）聚山梨酯40＞聚山梨酯20＞聚山梨酯60＞聚山梨酯80（E）聚山梨酯40＞聚山梨酯80＞聚山梨酯60＞聚山梨酯2036 常用表面活性剂溶血作用大小正确的顺序为( )（A）聚氧乙烯烷芳基醚＜聚山梨酯类＜聚氧乙烯烷基醚＜聚氧乙烯脂肪酸酯类（B）聚氧乙烯烷基醚＞聚氧乙烯烷芳基醚＞聚氧乙烯脂肪酸酯＞聚山梨酯类（C）聚山梨酯类＞聚氧乙烯烷芳基醚＞聚氧乙烯脂肪酸酯＞聚氧乙烯烷基醚（D）聚氧乙烯烷芳基醚＜聚氧乙烯烷基醚＜聚山梨酯类＜聚氧乙烯脂肪酸酯类（E）聚氧乙烯烷基醚＜聚氧乙烯烷芳基醚＜聚氧乙烯脂肪酸酯＜聚山梨酯类37 下列表面活性剂中，毒性最强的是( )（A）苯扎氯铵（B）肥皂（C）平平加0（D）司盘80（E）吐温8038 下列关于表面活性剂的叙述中错误的是( )（A）吐温80的溶血作用最小（B）阳离子型表面活性剂的毒性最小（C）卵磷脂无毒、无刺激性、无溶血性（D）Poloxamer 188可作为静脉注射脂肪乳剂的乳化剂（E）阴离子型表面活性剂较非离子型表面活性剂具有较大的刺激性39 下列表面活性剂中属于W／O型乳化剂的是( )（A）Arabic gum（B）Myrij 45（C）Span 80（D）Fween 80（E）Pluronic F 6840 与表面活性剂增溶相关的性质为( )（A）表面活性（B）在溶液表面定向排列（C）HLB值（D）形成胶束（E）昙点41 可作为杀菌剂的表面活性剂是( )（A）非离子型表面活性剂（B）肥皂类（C）两性离子型表面活性剂（D）阳离子型表面活性剂（E）阴离子型表面活性剂42 可作为消毒剂的表面活性剂是( )（A）Tego（B）Cremophor EL（C）Brij 72（D）Pluronic F 68（E）SDS-Na43 Tween80可提高尼泊金类防腐剂的溶解度，但不能增加抑菌力，其原因( ) （A）前者不能改变后者活性（B）两者之间起化学作用（C）两者之间形成复合物（D）形成胶团包裹防腐剂（E）前者使后者分解44 作为疏水性药物常用润湿剂的HLB值范围是( )（A）HLB值在5~20之间（B）HLB值在3—8之间（C）HLB值在7-9之间（D）HLB值在7-13之间（E）HLB值在8~16之间45 下列关于表面活性剂的叙述中正确的是( )（A）表面活性剂既可能促进药物的吸收也可能降低药物的吸收（B）阴离子型表面活性剂与阳离子型表面活性剂不能配伍使用（C）司盘类是常用的去污剂（D）吐温类表面活性剂对皮肤和黏膜的刺激性较小，可大剂量长期使用（E）增溶质同系物随着烃链的增加，其溶解能力上升46 下列关于表面活性剂的叙述中错误的是( )（A）表面活性剂静脉注射的毒性远大于口服给药（B）表面活性剂与蛋白质可发生相互作用（C）一般来讲，非离子型表面活性剂毒性最大（D）表面活性剂长期应用或高浓度使用于皮肤或黏膜，也会出现皮肤或黏膜损伤（E）温度升高，可使聚氧乙烯类表面活性剂的CMC减少，胶束聚集数增加47 下列关于表面活性剂的叙述正确的是( )（A）阴离子型表面活性剂一般作消毒剂使用（B）卵磷脂是非离子型表面活性剂（C）表面活性剂作增溶剂时浓度应大于CMC（D）所有非离子型表面活性剂均具有昙点（E）Krafft点是非离子型表面活性剂的特征值，但与增溶无关48 与表面活性剂应用无关的作用是( )（A）增溶作用（B）杀菌作用（C）润湿作用（D）乳化作用（E）助溶作用49 下列有关增溶的叙述中正确的是( )（A）就增溶剂而言，同系物碳链愈长，则增溶量愈小（B）就药物性质而言，同系物药物分子量愈大，则增溶量愈大（C）增溶剂与药物的混合顺序与增溶无关，增溶量只与温度及增溶剂用量有关（D）药物增溶后形成澄明溶液，但用溶剂稀释后反而会产生浑浊（E）增溶是利用药物与表面活性剂形成络合物的性质50 HLB值用于体现( )（A）乳化能力大小（B）增溶能力大小（C）亲水性大小（D）润湿能力大小（E）消泡能力大小51 属于非离子表面活性剂的是( )。
药剂学电子书第五版 (第四章表面活性剂)
第四章表面活性剂第一节概述一、表面活性剂的概念一定条件下的任何纯液体都具有表面张力,20℃时，水的表面张力为72.75ｍＮ·ｍ-1。
当溶剂中溶入溶质时，溶液的表面张力因溶质的加入而发生变化，水溶液表面张力的大小因溶质不同而改变，如一些无机盐可以使水的表面张力略有增加，一些低级醇则使水的表面张力略有下降，而肥皂和洗衣粉可使水的表面张力显著下降。
使液体表面张力降低的性质即为表面活性。
表面活性剂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。
此外，作为表面活性剂还应具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡和起泡等应用性质，这是与一般表面活性物质的重要区别。
二、表面活性剂的结构特征表面活性剂分子一般由非极性烃链和一个以上的极性基团组成，烃链长度一般在8个碳原子以上，极性基团可以是解离的离子，也可以是不解离的亲水基团。
极性基团可以是羧酸及其盐、磺酸及其盐、硫酸酯及其可溶性盐﹑磷酸酯基﹑氨基或胺基及它们的盐，也可以是羟基、酰胺基、醚键﹑羧酸酯基等。
如肥皂是脂肪酸类（R-COO-）表面活性剂，其结构中的脂肪酸碳链(R-)为亲油基团，解离的脂肪酸根（COO-）为亲水基团。
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表面活性剂在水中溶解时，当水中表面活性剂的浓度很低时，表面活性剂分子在水-空气界面产生定向排列，亲水基团朝向水而亲油基团朝向空气。
当溶液较稀时，表面活性剂几乎完全集中在表面形成单分子层，溶液表面层的表面活性剂浓度大大高于溶液中的浓度，并将溶液的表面张力降低到纯水表面张力以下。
表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附。
正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈现出碳氢链性质，从而表现出较低的表面张力，随之产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。
如果表面活性剂浓度越低，而降低表面张力越显著，则表面活性越强，越容易形成正吸附。
因此，表面活性剂的表面活性大小，对于其实际应用有着重要的意义。
提高原油采收率原理(第四章表面活性剂驱)
检验水包油 乳状液
3.增溶作用 1）增溶：表面活性剂在水溶液中达到CMC后，难溶性物质 的溶解度显著增加，形成透明胶体溶液，这种作用称为增溶。 增溶在热力学上是稳定的。 2）克拉夫特点 离子型表面活性剂的溶解度随温度增加而急剧增大，这 一温度称为克拉夫特点，克拉夫特点越高，其CMC越小。 3）昙点（浊点） 非离子表面活性剂，温度升高至某一温度时，其溶解度 急剧下降并析出，溶液出现混浊，此现象称为起昙，此时温 度称为昙点(或浊点）。
图 相对渗透率曲线随油水界面张力的变化 油水界面张力 1－大于10mN· m-1；2－接近0.5mN· m-1；3－接近0mN· m-1
界面张力降低→毛管阻力降低→剩余油 饱和度和束缚水饱和度降低→采收率提高
三、微乳驱机理 微乳驱有胶束溶液驱的全部机理，即 1. 低界面张力机理； 2.润湿反转机理； 3.乳化机理； 4.增溶机理； 5.提高表面电荷密度机理； 6.聚并形成油带机理： 7.微观驱油机理 （1）部分混相驱机理； （2）就地微乳液非混相驱机理； （3）就地微乳液混相驱机理。
胶束。助剂与活性剂定向排列在界面形成混合膜，因此使
其稳定。
微乳液微观结构
三、微乳液的相态
1.三元相图的性质
2.用拟三元相图表示相态
2.用拟三元相图表示相态
2.用拟三元相图表示相态
2.用拟三元相3.用用体积分数图表示相态
3.用用体积分数图表示相态
二、表面活性剂的亲水-亲油平衡值（HLB）
1）亲水-亲油平衡值：是表面活性剂分子中亲水和亲油基团 对油或水的综合亲合力。 2）计算： HLB=Σ (亲水基团HLB数)-Σ (亲油基团HLB数)+7 3）数值范围：离子型表面活性剂HLB值范围为0-40，非离子 表面活性剂HLB值范围为0-20。 4）HLB值愈大，亲水性愈强； HLB值愈小，亲油性愈强。 5)非离子表面活性剂的HLB值具有加和性。
第四章表面活性剂(阴离子)
4 石油磺酸盐 制备方法： 用发烟硫酸、二氧化硫或硫酸处理高沸点的石油 馏分，随后中和得到混合物。混合物的主要成分 是高分子量的磺酸盐。 石油磺酸盐是将沸点超过260℃，通常含有5～30 ％的芳烃和可磺化烃的石油原料经磺化而制得。 所有经过磺化处理的产品中，大部分是没有反应 的烃油。这种烃油称之为矿物油或白油。含有脂 肪烃或脂环烃，特别是环烷烃类石油磺酸盐是一 种在油中生成，并溶解油中的副产品，可以把它 们从矿物油中分离出来。
• 硫酸化反应：凡与硫酸作用而导入 亲水基的反应； • 硫（酸）化：凡与硫酸作用而生成 硫酸脂盐的反应； • 磺化:凡与硫酸作用而生成磺酸盐 的反应。
四、磷酸脂盐类 • 反应、制备与硫酸盐脂盐相似，不同的是有单酯和双酯 之分。单酯溶于水，而双酯难溶于水，在水中呈乳浊状。
O 2ROH + P2O5 + H2O 2R O 4ROH + P2O5 2R O P
CH2 CH CH3 C12H24 C12H25
H2SO4 + SO3 C12H25 + SO3
发烟硫酸 C12H25 SO3 H
三氧化硫液体
C12H25
SO3 H + NaOH
C12H25
SO3 Na
2、 烷基磺酸盐（AS-Alkyl Sulfonate） 结构通式：R-SO3Na 制备方法： （1）以石油为原料，与氯气、二氧化硫进行氯磺化， 再加碱中合而成：
第四章 表面活性剂(二） 阴离子型表面活性剂 离子型表面活性剂： 指表面活性剂溶于水时，凡电离生成离子的 叫离子型表面活性剂。 非离子型： 指表面活性剂溶于水时，不能电离生成离子 的叫非离子型表面活性剂。
一、羧酸盐类（R-COONa） • 制作方法： • 1 采用天然油脂、木炭、石灰共沸法制得肥皂； • 2 油脂与碱作用生成脂肪酸钠与甘油。
第4章 表面活性剂在固液界面的吸附作用
4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
4.1.2 稀溶液吸附 3.吸附量及其测定 (1)固体自溶液中的吸附量测定(浓差法)： 对于二组分稀溶液，一般的关系是：
n0 x2 2 x1 1 x2 m
式中，Δx2=x20-x2，x代表溶液中的摩尔分数，下标1 和2分别表示溶剂和溶质，下标0表示吸附前溶液的数量， n代表物质的量，m代表吸附剂的量。
10
4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
4.1.1 固体表面特点 3. 固体表面的电性质 固体与液体接触后可因多种原因而使固体表面带 有某种电荷，原因如下： (1)电离作用 硅胶在弱酸性和碱性电解质中，表面硅酸电离而 使其带负电 活性炭表面的一些含氧基团在水中也可电离，在 中性介质中通常带负电
3
概述
吸附剂: 具有吸附能力的固体物质。 吸附质: 被吸附的物质。 在研究表面活件剂在固液界面吸附时通常把表面 活性剂叫做吸附质，固体叫做吸附剂。 注意: 吸附只发生在相界面上，被吸附的物质并 不进入到固体内部，否则就称为吸收。如镍-氢电 池中储氢材料对氢气的吸收等,而非简单的吸附。 物理吸附: 吸附剂与吸附质之间以范德华力相互 作用而发生的吸附。
132固体自稀溶液中吸附的特点固体表面特点低表面能固体和高表面能固体固体表面能mjm固体表面能mjm聚六氟丙烯18聚对苯二甲43聚四氟乙烯195石英325石蜡255氧化锡440聚乙烯355184010132固体自稀溶液中吸附的特点固体表面特点固体表面的电性质固体与液体接触后可因多种原因而使固体表面带有某种电荷原因如下
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
4.1.1 固体表面特点
3. 固体表面的电性质 (2)选择性吸附 有些固体优先自水吸附H+或OH-而使其带正电或 负电。
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剂HLB值的计算
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• HLB值与应用的关系
亲 油 性 表 面 活 性 剂 HLB 低 ， 亲水性表面活性剂的HLB高； 亲油性或亲水性很大的表面活 性剂易溶于油或水。
• 3-6：W/O型乳化剂； • 8-18：O/W型乳化剂； • 13-18：增溶剂； • 7-9：润湿剂。
40
二、亲水亲油平衡值（HLB）
高亲油性越好，亲水性越差）
34
2.温度对溶解特性的影响
• 昙点：聚氧乙烯型非离子表面活性剂，升 温可导致聚氧乙烯链与水间氢键断裂，升 到一定温度时，聚氧乙烯链发生强烈脱水 和收缩，使增溶空间减小，增溶能力下降， 溶解度急剧下降并析出，溶液出现混浊的 现象。此温度为昙点或浊点
聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越
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：具有一定刺激性，一般供外用。
13
硫酸酯盐：
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SDS) 。
③性质：与水混溶，为无刺激去污剂和润湿 剂；乳化性很强，稳定、耐酸和钙镁盐， 易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。
•性质：毒性低、溶血作用小，化学上不解 离，不易受电解质和pH值的影响；能与大 多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、 注射）。
•分类：聚乙二醇型、多元醇型
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2.非离子表面活性剂 • 聚乙二醇型（聚氧乙烯型） 聚氧乙烯脂肪醇醚与聚氧乙烯烷基酚醚 ① 通 式 ： RO(CH2OCH2)nH 与 R-
在等电点以下—呈阳离子型表面活性剂性质 （杀菌）
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• 两性离子表面活性剂 c.常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱 型两性离子型表面活性剂。 d.最大优点：适用于任何pH溶液，甜菜碱 型等电点时也不沉淀。
甜菜碱型
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2.非离子表面活性剂
在水溶液中不解离。
•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)；③两类基团通过酯 键、醚键连接。
第四章 表面活性剂
1
课程要求
§ 掌握
• 掌握表面活性剂的概念、结构特征和基本性质； 掌握表面活性剂的分类方法和基本类型；
§ 熟悉
• 熟悉表面活性剂的吸附性
§ 了解
• 了解表面活性剂对药物吸收的影响、与蛋白的结 合及其毒性。
2
第一节 表面现象与表面张力
一、概述
1.表面张力(surface tension)：指作用于液体 表面任何部分单位长度直线上的收缩力。 表面张力的方向与该直线垂直并与液面相
低；碳氢链长相同时，聚氧乙烯链越长则
浊点越高
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3.亲水亲油平衡值
• HLB值的概念
亲 水 亲 油 平 衡 值 ( h y d r o p h i l e - l i p o p h i l e balance, HLB)：表面活性剂分子中亲水和 亲油基团对油或水的综合亲和力。是用来 表示表面活性剂亲水亲油性强弱的数值。
④应用：用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪 酸甘油酸的增溶剂；较好的洗涤剂。
15
1.离子型表面活性剂 • 阳离子表面活性剂 a.起作用的亲水基端是阳离子，又称逆性
肥皂或阳性皂。其水溶液大多呈酸性。 b.结构：[R1R2N+R3R4]X¯—— 季铵盐。
烷基三甲基氯特点：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。
现象。
8
3.表面活性剂的结构特征
不论何种类型的表面活性剂，都是由性质 不同的两部分组成。一部分是由疏水亲油 的碳氢链组成的非极性基团，另一部分为 亲水疏油的极性基。这两部分分别处于表 面活性剂分子两端，为不对称分子结构。
两亲分子示意图
9
表面活性剂分子
非极性烃链
一般为8-20 个碳原子组 成的烃链
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2、温度对溶解特性的影响
• Krafft点：在低温时，离子型表面活性剂在 水中溶解度随温度升高而缓慢增加，但当 温度升高至某一值后，溶解度迅速增加， 该温度称为Krafft点。相对应的溶解度为该 离子表面活性剂的CMC
CMC
33
• Krafft点： Krafft点的意义 a.是离子型表面活性剂的特征值； b.是离子型表面活性剂应用温度的下限， c.可用于判断表面活性剂的亲水亲油性（越
22
2.非离子表面活性剂 • 聚乙二醇型（聚氧乙烯型）
聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物（泊洛沙姆）
Poloxamer Pluronic
分子量
EO
PO
EO
溶解性 （水）
401
L121
4400
6
67
6
不溶
407
F127
12000
101
56
101
易溶
338
F108
15000
141
44
141
易溶
237
F87
7700
HLB=∑(亲水基团HLB)-∑(亲油基团HLB)+7 适用范围：普适，与实验结果一致性高
37
• HLB值的概念 HLB值的计算 b.HLB值的理论计算法
38
• HLB值的概念 HLB值的计算 b.非离子型表面活性剂的加和性
W为表面活性剂的重量，HLBa和HLBb为两种表面活性剂的HLB值
适用范围：不能用于混合离子型表面活性
7
第二节 表面活性剂
一、定义和特点
1.表面活性剂(surfactant)：能使液体的表面 张力显著降低的物质。
2.应用：表面活性剂分子在溶液中可以集中
在溶液表面、两种不想混溶的液体的界面或
集中在液体和固体的界面，很少的用量就可
以起到降低表面张力和界面张力的作用，进
而改变包括混合、润湿、铺展与吸附等表面
64
37
64
易溶
188
F68
8350
80
27
80
易溶
108
F38
500
46
16
46
易溶
毒性、刺激性小，不易引起过敏反应
23
2.非离子表面活性剂 • 多元醇型
脂肪酸山梨坦： ①又称司盘（Span）：即失水山梨醇脂肪
酸酯，是山梨糖醇及其单酐和二酐与脂 肪酸反应而成的酯类化合物
O
CH2OOCR
OH
OH
OH
• 临界胶束浓度(critical micell concentration,
CMC)：表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓
度。
30
• 常见的胶束结构
31
• 临界胶束浓度的测定 当表面活性剂在溶液中的浓度达到CMC时，除溶 液的表面张力外，溶液的多种物理性质如摩尔电 导、粘度、渗透压、密度、光散射等多种物理性 质发生急剧变化。利用一现象测定溶液的物理性 质，并将物理性质发生急剧变化时的表面活性剂 攻读作为该表面活性剂的CMC（电导法、 表面张 力法、光散射法、染料法、增溶法以及荧光探针 法）
是在司盘类的剩余羟基上结合聚氧乙烯 得到的酯类化合物
O
CH2OOCR
H(C2H4O)xO
O(C2H4O)yH O(C2H4O)zH
26
聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯： ② 分类：根据脂肪酸链长不同分类
Tween -20 -40 -60 -65 -80 -85 脂肪酸 单月桂 单棕榈 单硬脂 三硬脂 单油 三油
3. 常用表面活性剂的HLB值（查手册）
41
4.毒性
• 表面活性剂的毒性
表面活性剂毒性大小：阳离子型>阴离子
型>非离子型；阳离子型>两性离子型
口服给药呈慢性毒性：也是阳离子型>阴 离子型>非离子型；非离子型表面活性剂
口服基本没有毒性。
静脉给药：毒性均较口服大。阴或阳离子
表面活性剂不仅毒性较大，而且有溶血作
29
1.形成胶束
• 胶束(micelles)：低浓度时，表面活性剂会在液
体界面发生定向排列，形成亲水基朝向内疏水基 团向外的单分子层，此时疏水基团离开水性环境， 体系处于最低自由能状态。随着表面活性剂浓度 的增加，当液体表面不同容纳更多的表面活性剂 分子时，剩余的表面活性剂自发形成亲水基向水、 疏水基在内的缔合体，称为胶束
5
• 概念 润接触角：平衡时，气-液-固三相交界处，
气-液界面和固-液界面之间的夹角。接触角 0-180，越小润湿性越好，0完全润湿，<90 可以润湿，>90 不能润湿。
θ
6
3.吸附
• 概念 吸附(adsorption)：固体表面通过富集气体或溶
液中的溶质实现稳态平衡，液体表面靠吸附于 体系的溶质以降低自由能或表面张力，由此产 生固-气（液）与液-液（气）界面吸附 分类：物理吸附和化学吸附（如离子交换吸附、 氢键吸附等）
切沿着与表面相切的方向
3
二、常见表面现象
1.液体铺展：当一种液体滴到另一液体的表 面，分子之间相互作用使一种液体覆盖在另 一种液体表面并形成一层液膜的现象。
4
2.润湿
• 概念 润湿(wetting)：促进液体在固体表面铺展或渗
透的作用称为润湿。其热力学定义是，若固 体与液体接触后体系自由能G降低，称润湿。 润湿的形式：粘附润湿(adhesional wetting)、 铺 展 润 湿 (spreading wetting) 和 浸 湿 (immersional wetting) 。
C6H5O(CH2OCH2)nH ②主要用途：增溶剂和O/W型乳化剂 ③举例：
蓖麻油聚氧乙烯醚 （临界胶束浓度极低、HLB12-14，可用于紫杉醇增溶） 21