表面活性剂的组成和分类
表面活化剂分类
表面活性剂(surfactant)，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。
表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。
表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。
表面活性剂分类及应用1 、前言表面活性剂的种类很多，按其产量排序分别为：阴离子占56%，非离子占36%，两性离子占5%，阳离子占3%。
2 、阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂磺酸盐此类活性剂常见的有直链烷基苯磺酸钠和α-烯基磺酸钠。
直链烷基苯磺酸钠别名LAS或ABS，为白色或淡黄色粉状或片状固体，可溶于水，虽然在较低温度下水溶性较差，常温下在水中的溶解度是3以下，但在复配表面活性剂体系中溶解性很好。
它对碱、稀酸和硬水都比较稳定，分解温度240℃。
10%溶液刺激指数，微生物降解率80%～90%，LD50为1300～2500 mg/kg。
α-烯基磺酸钠别名AOS。
活性物含量38%～40%时，外观为黄色透明液体，极易溶于水。
它在广泛的pH值范围内都有较好的稳定性；30℃ 3天，pH2、pH4、pH10，水解率均为0。
它对皮肤的刺激性小，微生物降解率为100%，LD50为1300～2400 mg/kg。
其中，LAS一般不用于洗发香波，也很少用于淋浴液，常用于衣用液体洗涤剂和洗洁精(餐具液洗剂)。
其在洗洁精中LAS可占表面活性剂总量的一半左右，在衣用液体洗涤剂中LAS所占比例的实际调节范围很宽。
LAS的水溶性主要是体现在较高温度之下(如60℃)和与某些表面活性剂复配的条件下。
应用于洗洁精比较典型的复配体系是三元体系“LAS-AES-FFA”。
应用于衣用液体洗涤剂的复配体系有“LAS-皂基-η•SAA”。
值得注意的是，LAS直接与非离子表面活性剂烷基醇酰胺复配不一定能取得好的效果，“LAS-FFA”体系不稳定且粘度小和外观为白乳状。
表面活性剂概述、结构特点、分类
03 亲水基团的性质和数量对表面活性剂的离子类型、 溶解度和性能有重要影响。
连接基团
01
连接基团是连接疏水基团和亲水基团的桥梁，通常为
碳链或芳香环。
02
连接基团的性质和长度对表面活性剂的聚集状态和性
能有重要影响。
03
连接基团的设计和优化是表面活性剂分子设计中的关
短链表面活性剂
疏水基团较短的表面活性剂，具有较 低的表面张力和较好的润湿性。
长链表面活性剂
疏水基团较长的表面活性剂，具有较 高的表面张力和较好的渗透性。
按亲水基团分类
羧酸盐型
以羧酸及其衍生物作为亲水基团的表面活性剂， 具有较好的耐酸、耐硬水能力。
硫酸酯盐型
以硫酸酯作为亲水基团的表面活性剂，具有较好 的耐碱、耐硬水能力。
磺化法
用浓硫酸或氯磺酸等强酸处理有机物，引入磺 酸基团，形成表面活性剂。
酯化法
通过醇和酸的酯化反应，生成酯类表面活性剂。
绿色合成方法
生物发酵法
利用微生物发酵产生表面活性剂，具有环保、可持续 的优点。
酶催化法
利用酶催化反应合成表面活性剂，选择性高、条件温 和。
绿色氧化还原法
利用环保的氧化剂和还原剂合成表面活性剂，减少对 环境的污染。
亲水亲油平衡值（HLB）
总结词
亲水亲油平衡值是衡量表面活性剂亲水性和亲油性平衡程度的指标。
详细描述
HLB值越大，表面活性剂的亲水性越强；反之，HLB值越小，表面活性剂的亲油性越强。选择合适的 HLB值的表面活性剂对于发挥其应用性能至关重要。
泡沫性能与去污力
总结词
泡沫性能和去污力是衡量表面活性剂在 洗涤、清洁等领域应用效果的性能参数 。
表面活性剂的分类
表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离性质，将表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
根据离子表面活性剂所带电荷，又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
一些表现出较强的表面活性同时具有一定的起泡、乳化、增溶等应用性能的水溶性高分子，称为高分子表面活性剂，如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等，但与低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小，增溶力、渗透力弱，乳化力较强，常用做保护胶体。
一、离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。
1．高级脂肪酸盐系肥皂类，通式为（RCOO-）nMn+。
脂肪酸烃链R 一般在C11～C17之间，以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。
根据M的不同，又可分碱金属皂（一价皂）、碱土金属皂（二价皂）和有机胺皂（三乙醇胺皂）等。
它们均具有良好的乳化性能和分散油的能力，但易被酸破坏，碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏，电解质可使之盐析。
一般只用于外用制剂。
2．硫酸化物主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，通式为R·O·SO3－M+，其中脂肪烃链Ｒ在C12～C18范围。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油，为黄色或桔黄色粘稠液，有微臭，约含48.5％的总脂肪油，可与水混合，为无刺激性的去污剂和润湿剂，可代替肥皂洗涤皮肤，也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。
高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(SDS，又称月桂醇硫酸钠、SLS)、十六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）、十八烷基硫酸钠（硬脂醇硫酸钠）等。
它们的乳化性也很强，并较肥皂类稳定，较耐酸和钙、镁盐，但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀，对粘膜有一定的刺激性，主要用做外用软膏的乳化剂，有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
3．磺酸化物系指脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等。
通式分别为R·SO3-M＋和RC6H5·SO3-M＋。
(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。
表面活性剂介绍
表面活性剂的分类
01
按化学结构分类
阴离子型、阳离子型、非离子型和 两性离子型等。
按应用分类
洗涤剂、化妆品、食品工业、医药、 农药等专用表面活性剂。
03
02
按来源分类
天然表面活性剂和合成表面活性剂。
表面活性剂能够降低固体表面与液体的接 触角，提高固体表面的润湿性，有利于物 质的分离和制备。
在泡沫体系中，表面活性剂可以控制泡沫 的大小和稳定性，发泡和消泡在日化、食 品、医药等领域有广泛应用。
03
表面活性剂的应用领域
工业清洗
总结词
表面活性剂在工业清洗中发挥重要作用，能够降低水的表面张力，使污渍和油 脂更容易被去除。
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石油工业
总结词
表面活性剂在石油工业中用于提高采收率和油水分离效果。
详细描述
表面活性剂能够降低油水界面张力，改善原油的流动性，提高采收率。同时，它 们在油水分离过程中发挥重要作用，能够将水和原油有效分离，提高油品质量和 产量。
食品工业
总结词
表面活性剂在食品工业中用于食品加工、乳化、增稠和稳定食品体系。
04
表面活性剂的发展趋势与展望
新材料与新技术的应用
纳米材料的应用
表面活性剂在纳米材料制备中发 挥重要作用，如纳米颗粒、纳米 纤维和纳米膜等。
高分子材料的应用
高分子表面活性剂在胶束、乳液 、微乳液等领域具有广泛应用， 可提高材料的性能和稳定性。
绿色环保与可持续发展
生物可降解表面活性剂
随着环保意识的提高，生物可降解表 面活性剂成为研究热点，如脂肪酸酯 、烷基多糖苷等。
表面活性剂的分类及性质
表面活性剂的分类及性质一、表面活性剂概念：能使水的表面张力下降的物质称为水的表面活性剂（surfactant）。
结构特征：具有极性的亲水基和非极性的疏水基，且两部分分别处于表面活性剂分子的两端。
表面活性剂称之为两性分子（亲水亲油分子），但两性分子不一定是表面活性剂。
二、表面活性剂的类型（一）阴离子型（二）阳离子型表面活性剂（三）两性离子型表面活性剂分子中同时具有正电荷基团和负电荷基团的表面活性剂称之为两性离子型表面活性剂。
（四）非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂的两亲性常以其分子亲水和疏水的平衡值(HLB值)表示。
HLB值越低，亲酯越强。
（五）高分子型表面活性剂特点：相对分子量数千以上，有时达数十万，分子内有极性和非极性部分。
常用：蛋白质、阿拉伯胶、树脂、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺。
三、表面活性剂溶液的表面性质液体表面存在表面张力，使液体表面有收缩的趋势。
收缩的液体表面处于最低的能量状态。
两亲性分子在水溶液中趋于表面聚集，疏水基远离水相而获得最低自由能。
由于水分子与非极性基团分子间相互吸引力小于水分子与水分子间的相互吸引力，所以表面收缩力减少。
四、表面活性剂在溶液中形成胶束理论在临界胶束浓度时，溶液的性质如渗透压、密度、界面张力、摩尔电导都存在突变现象。
胶束的种类：（一）离子型表面活性剂（二）非离子型表面活性剂常温下，聚氧乙烯基的聚合度较大时，胶束呈网状；升温时，聚氧乙烯基与水分子之间的氢键被破环，发生失水，胶束则变为球状。
（三）高分子型表面活性剂一些高分子型表面活性剂，分子很长，在溶液中卷曲形成聚氧乙烯基为表面，聚氧丙烯基为内核的胶束，一个或几个分子就可以形成胶束。
表面活性剂的分类
外观：粘稠的黄色液体。
性质：对热稳定，但在酸、碱和酶作用下也会水解 。在水和乙醇及多种溶剂中易溶，不溶于油，低 浓度时在水中形成胶束，其增溶作用不受溶液PH 值影响。
应用：亲水性大大增加，为水溶性表面活性剂，用 作增溶剂、O/W乳化剂、分散剂和润湿剂。
（四）.聚氧乙烯－聚氧丙烯型 O/W型
泊洛沙姆是新型的优良乳化剂 ，国外商品名为普朗 尼克（ pluronic），美国NF名：Poloxamer。 本品为聚氧乙烯丙烯嵌段共聚物，化学结构式为：
2、 醚型通式：RO(CH2OCH2)nH，系聚乙二醇（ PEG）与脂肪醇缩合而成的醚。 1）苄泽类(Brij)，如Brij-30 和-35分别为不同分子量 的聚乙二醇与月桂醇的缩合物，n为10-20时作油/ 水乳化剂 。 • 2）西土马哥(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇 的缩合物。可用作O/W型乳化剂和挥发油的增溶 剂。
2．阳离子表面活性剂
水溶性大，在酸、碱性溶 3 ．两性离子表面活性剂 液中较稳定，具有良好的 表面活性作用和杀菌作用， 只能外用。 天然品:卵磷脂 合成品:氨基酸型与甜菜碱 型。
通式（R1R2N＋R3R4 ）X－ 主要有苯扎氯铵和苯扎溴铵 （新洁尔灭）等。
外观为透明或半透明黄 pH 环境在等电点以上呈阴离 色或黄褐色油脂状物质， 子表面活性剂的性质，具有 对热十分敏感，在酸、 很好的起泡、去污作用； 碱及酯酶作用下容易水 pH 环境在等电点以下则呈阳 解，不溶解于水，溶于 离子表面活性剂的性质，具 氯仿等有机溶剂，是制 有很强的杀菌能力。 备注射用乳剂及脂质微 粒制剂的主要辅料。
表面活性剂的分类
表面活性剂的分类方法有很多种
天然表面活性剂
(1) 根据来源
合成表面活性剂
表面活性剂分类
一、表面活性剂１、阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂是表面活性剂的一类。
在水中解离后，生成憎水性阴离子。
如脂肪醇硫酸钠在水分子的包围下，即解离为ROSO2-O-和Na+两部分，带负电荷的ROSO2-O-，具有表面活性。
阴离子表面活性剂分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类，具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。
广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。
２、非离子表面活性剂非离子表面活性剂有良好的耐硬水能力，有低起泡性的特点，因此适合作特殊洗涤剂。
由于它具有分散、乳化、泡沫、润湿、增溶多种性能非离子表面活性剂按亲水基团分类，有聚氧乙烯型和多元醇型两类。
３、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂具有良好的杀菌、杀藻、防霉能力，而且抗菌谱广、用量少、刺激性低、霉性低、无异味、污染少，因此应用广泛。
阳离子表面活性剂带有正电荷，与阴离子表面活性剂所带的电荷相反，两者配合使用一般会形成沉淀，丧失表面活性。
它能和非离子表面活性剂配合使用。
用作织物柔软剂、油漆油墨印刷助剂、抗静电剂、杀菌剂、沥青乳化剂、护发素、焗油膏。
因为一般基质的表面带有负离子，当带正电的阳离子表面活性剂与基质接触时就会与其表面的污物结合，而不去溶解污物所以一般不做洗涤剂。
阳离子和两性离子表面活性剂以及其它胺类衍生物的消费仅为合成表面活性剂总量的10%左右，但其价值约占25%。
因其相对价格比较高，在无须阳离子表面活性剂的特殊性能的体系中，一般使用其它表面活性剂。
二、防腐剂我国最新颁布的 《化妆品卫生规范》 中对 56 类防腐剂在化妆品中的限量和使用生产化妆品的种类及条件作了规定。
虽然针对不同的化妆品所使用的防腐剂也是不同的, 而且随着生产技术的不断改进和提高, 防腐剂的种类也越来越多, 但按化学结构, 化妆品中常用防腐剂可分为 4 类: （1）醇类, 主要有苯甲醇和苯氧乙醇, 其中苯氧乙醇最大的优点是对绿脓杆菌效果明显; （2) 甲醛供体和醛类衍生物, 主要包括咪唑烷基脲, 重氮咪唑烷基脲, 1, 3- 二羟甲基 - 5, 5-二甲基乙内酰脲 ( DMDMH) , 氯化 3- 氯烯丙基六亚甲基四铵( 季铵盐 - 15) 以及甲醛类等;（ 3) 苯甲酸及其衍生物, 主要包括苯甲酸以及对羟基苯甲酸酯类防腐剂, 其中对羟基苯甲酸酯类是最为常用的防腐剂, 一般都以一种或几种对羟基苯甲酸酯复配使用;（ 4) 其他有机化合物, 最常见的有 3- 碘代丙炔氨基甲酸丁酯 ( IPBC) , 2- 溴 - 2- 硝基 - 1, 3- 丙二醇 ( 布罗波尔) 和异噻唑啉酮类 ( 凯松) , 其中 3- 碘代丙炔氨基甲酸丁酯是目前最有效的防霉剂。
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表面活性剂的组成和分类
1．表面活性剂的基本组成
任何一种表面活性剂都是由非极性的亲油(疏水)的碳氢链基和极性的亲水(疏油)基团所组成的。
而且两部分分处两端，形不对称结构见图8-3。
图8-3 表面活性剂分子模型示意图8-4 表面活性剂分子的乳化作用
表面活性剂分子是一种两亲分子，具有既亲油又亲水的两亲性质。
亲油基团是容易在油脂中溶化或被油脂湿润的原子团，和油一年有排斥水的性质。
但是，疏水基不一定都是亲油基，亲油基只是疯水基中的一部分。
亲水基是由容易溶于水或被水湿润的原子团所组成的。
许多表面活性剂的亲水基团都是无机性质的，但也有有机物，例如非离子表面活性剂的亲水基。
这种分子就会在水溶液体系中，相对于水介质而采取独特的定向排列，并形成一定的结构，如图8-4所示。
它表现出两种重要的基本性质：溶液表面的吸附与在溶液内部形成胶团。
2．表面活性剂的非极性亲油基团
亲油基团是具有易于在油中溶化的性质的原子集合体。
亲油基和油一样具有排斥水的性质，因此又称为疏水基。
常见的亲油基主要有下面几种：
(1)C8～C20
(2)C8～C20带支链烷基；
(3)烷基碳原子数8～16的烷基苯基；
(4)烷基萘基，烷基碳原子数>3，一般为双烷基；
(5)松香衍生物；
(6)高分子量的聚氧丙烯基；
(7)长链全氟或高氟代烷基；
(8)—低分子量的全氟聚氧丙烯基；
(9)聚硅氧烷基。
3．表面活性剂的极性亲水基团
它是由易溶解于水的或易被水湿润的原子团所组成的，有的是无机物，有的是有机物，它们都具有无机性质。
在工业上常用的表面活性剂的极性亲水基团很多；主要包括以下几类。
(1)阴离子表面活性剂中的极性亲水基团
羧酸基一COO-；磺酸根一SO-3
硫酸根一OSO-3；磷酸根十OPO2-3等。
(2)阳离子表面活；睦剂中的极性亲水基团
伯氨基一NH3·H+；叔氨基一(CH3)2N·H+；
仲氨基一CH3NH·H+；季镑基一(CH3)3N+等。
(3)两性表面活性剂中的极性亲水基团
氨基羧基一N+H(CH2)2COO-；
内铵基羧基一N+(CH3)2CH2COO-等。
(4)—非离子型表面活性剂中的极性亲水基团
聚乙二醇型中的醚基—O—和羟基—OH；
多元醇型中的羟基—OH等。
由亲水基和亲油基组成多种多样的表面活性剂小表面活喇亲水性、水溶性除了受亲水基的种类的影响以外，还受各种条件的影响。
对亲水基的亲水性影响最大的是温度。
离子型表面活性剂的水溶性随温度升高而升高。
例如，作为肥皂之一的棕榈酸钠，在冷水中几乎不溶解；在温热的水中溶解度也很小，到
70℃左右溶解度明显增加。
钠皂的水溶性与温度的关系见图825。
由图可见在广定温度以上，钠皂的溶解度迅速增大，该温度称为所对应的离子型表面活性剂的克拉夫特点(KrafftPoint)。
克拉夫特点是离子型表面活性剂的溶解度明显上升的温度(是一个窄的温度范围)，也是水中离子型表面活性剂的浓度达到，临界胶束浓度的温度，在此温度，其溶解度等于，临界胶束浓度；磺酸盐型和硫酸酯型的阴离子表面活性剂、胺盐型阳离子表面活性剂等离子型的表面活性剂，大多能看到克拉夫特点的现象。
与离子型表面活性剂相反；温度越高，聚乙二醇型非离子表面括性剂反而越难溶于水。
例如，壬酚10mol环氧乙烷加成物溶解于水呈透明状大约加热到65℃，壬酚10mol环氧乙烷加成物溶解度；下降，随温度再升高，变成不溶于水，呈细小的“油滴”析出，溶液变混浊；稍加冷却，溶液又变清澈透明，因为壬酚10mol环氧乙烷加咸物文可溶子水。
聚乙二醇型等非离子表面活性剂一般都具有这种特性，在某一温度以上很快变成不溶解于水，该温度称为表面活性剂的浊点。
4．表面活性剂的分类
表面活性剂种类很多，性能干差万别。
其性能取决于亲油基的大小和结构，以及亲水基团的种类和性能。
亲水基团对表面活性剂性质的影响远比亲油基团的影响大。
因此，一般是按照亲水基的电离状况及其离子的带电性质对表面活性剂进行分类。
表面活性剂分为离子型和非离子型，前者在水溶液中可以电离；后者在水溶液中不电离。
离子型表面活性剂(又包括阴离子型、阳离子型及两性离子型表面活性剂)和非离子型表面括性剂等；有些新型的表面括性剂
则是按照其所含亲油基的特殊性能分类的。
按表面活性剂的组成和结构其主要分类法如图8-6所示；
除图8-6中所示的各种表面活性剂以外，还有一些特殊的表面活性剂：如含氟表面活性剂，含硅表面活性剂，冠醚类大环化合物表面活性剂等。