【大学】表面活性剂的性能和作用VIP

1、.第二节第二节 表面活性剂的性能和作用表面活性剂的性能和作用当我们将性质不同的某些物质分别溶于水后,发现水的表面张力发生了变化.1是表面张力随浓度增加稍有增加。2是表面张力随浓度增加而降低。3 表面张力在低浓度时随溶质浓度增加而急剧下降。浓度123表面张力氯化钠,氢氧化钾,硝酸钾铵等无机盐醇、醛、酸等有机物烷基苯磺酸盐等.第二节第二节 表面活性剂的性能和作用表面活性剂的性能和作用表面活性剂的定义表面活性剂的定义第一类物质为无表面活性，称非表面活性物质。然而第二类与第三类物质，它们的表面活性又很不相同，为区别他们，将第三类表面活性的物质称为表面活性剂表面活性剂表面活性剂：使液体能表面张力显著降低

2、的物质使液体能表面张力显著降低的物质.第二节第二节 表面活性剂的结构和性能表面活性剂的结构和性能 表面活性剂结构 表面活性剂是一种具有特殊结构和性质的有机化合物，它们能明显改变两相间的界面张力或表面张力，具有润湿、起泡、乳化、增溶等直接作用，及平滑、抗静电、匀染与固色、润滑、防锈、疏水、杀菌和凝集等间接作用。.就结构而言，表面活性剂都有一个共同的特点，即其分子中含有两种不同性质的基团。 一端是长链非极性基团，能溶于油而不溶于水，亦即所谓的疏水基团或憎水基，一般都是长链的碳氢化合物，有时也为有机氟、有机硅、有机磷、有机锡等。另一端则是水溶性的基团，以保证整个表面活性剂能溶于水，并有必要的溶解度。

3、.表面活性剂既亲水又亲油的两亲性，使其具有一部分可溶于水而另一部分易从水中逃离的双重性质。在水溶液中，尽管水分子与疏水基团存在着相互作用，但水分子之间的作用力要远大于它们之间的作用，而疏水基团则存在着相互吸引、相互缔合而离开水相的趋势。在水溶液中疏水基团相互吸引、缔合的作用称为疏水作用（效应）。 表面活性剂分子中具有亲油基和亲水基，为两亲分子。水是强极性液体，当表面活性剂溶于水中时，根据相似相溶原理，其亲水基与水相引而溶于水，其亲油基与水相斥而离开水，结果表面活性剂分子（或离子）吸附在两相界面上，使两相间的界面张力降低。表面活性剂分子（或离子）在界面上越多，界面张力降低越大。.表面活性剂分子在

4、溶液中的正吸附正吸附：正吸附：表面活性剂在浓度较低时，基本集中在表面表面活性剂在浓度较低时，基本集中在表面形成单分子层，其在表面层的浓度大大高于溶液内的形成单分子层，其在表面层的浓度大大高于溶液内的浓度，并使溶液的表面张力降低到水的表面张力以下。浓度，并使溶液的表面张力降低到水的表面张力以下。这种表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为这种表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附正吸附。 .表面活性剂在固体表面的吸附 表面活性剂溶液与固体接触时，其分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，使固子很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。体表面状态和性质发生改变。

5、.液体接触角液体接触角lg sg sl 图2-1 液体的接触角S固相；L液相；G气相； 接触角；x三相接触线上任一点； 固-气界面张力； 液体表面张力固液界面张力 lg sg sl 与液体界面张力有一定关系，也可以衡量固体材料表面的亲水性。.胶束的形成胶束的形成表面活性剂在溶液表面的吸附量随溶液浓度增高而增多，当浓度达到或超过某值后，吸附量不再增加，这些过多的表面活性剂分子在溶液内形成缔合体。这种缔合体称为胶束（micelle)。.above the critical micelle concentration.Concentration of Surfactantcritical micel

6、le concentrationSurface TensionR. Gary Hollenbeck, .临界胶束浓度临界胶束浓度 1.临界胶束浓度表面张力临界胶束浓度（CMC）表面活性剂浓度.临界胶束浓度临界胶束浓度 表面张力随表面活性剂浓度增大而表面张力下降，但当达到某一特定浓度后，表面张力几乎不变，该浓度称为表面活性剂的临界胶束浓度（CMC)。此时表面吸附达到最大。临界胶束浓度的大小反映了表面活性剂的高低，是表面活性剂的重要特征参数。Cmc越小，表明该表面活性剂达到表面（界面）饱和所吸附所需的浓度越低，表面活性越高，发挥润湿、乳化、发泡、加溶等作用所需的浓度也越低。cmc与表面活性剂的内在

7、化学结构、无机盐、有机添加剂和其他表面活性剂有关。在一定条件下（如温度、离子强度等），表面活性剂的cmc一定（可通过手册查取），对比cmc可了解表面活性剂的大小。凡有利于表面活性剂分子在表面紧密排列的因素，均可提高表面活性。.临界腔束浓度CMC： (一)胶束的形成 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。 .临界胶束结构临界胶束结构.胶束胶束(micelle).胶束胶束(micelle).胶束胶

8、束(micelle)棒状胶束.胶束胶束(micelle). 用光散射法对胶束的研究证实，对离子表面活性剂来说。 在cmc附近，主要形成球形胶束。 当浓度相当于10倍临界胶束浓度或更大时，胶束呈棒状。（腊肠式）棒状胶束具有一定的柔顺性，像蠕虫样运动，又称蠕虫状胶束。 当浓度再加大时，棒状胶束聚集成束，周围是溶剂；当浓度更大时，形成巨大的层状胶束。浓度进一步增加，得到各向异性的液晶。.微乳状H2O 油.临界胶束浓度临界胶束浓度 若在层状胶束中加入适量的非极性溶液，则可能形成微乳液，形成反相胶束。 对表面活性剂聚集体的研究方兴未艾，已成为有序组合体超分子化学和分子层面上的化学研究部分。表面活性剂分子

9、聚集效应可以产生增溶中心和某些化学反应的微环境，形成胶束反应器。（如纳米材料）。 表面活性剂溶液的流变特性，在石油开采中应用良好。.tCMCCMC的测定的测定1.1.表面张力法：表面张力法：以表面张力对浓度以表面张力对浓度的对数作图，曲线的转折点即为的对数作图，曲线的转折点即为CMCCMC值。适合于离子表面活性剂值。适合于离子表面活性剂和非离子型表面活性剂。和非离子型表面活性剂。2.2.电导法：电导法：以表面活性剂溶液的摩以表面活性剂溶液的摩尔电导率对浓度或浓度的平方根尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转折点即作图，曲线的转折点即CMCCMC值。值。适合于离子表面活性剂适合于离子表面活性

10、剂。3.3.染料法：染料法：表面活性剂溶液增溶染表面活性剂溶液增溶染料前后吸收光谱的变化。料前后吸收光谱的变化。4.4.光散射法：光散射法：胶束形成与散射光强胶束形成与散射光强度成正比度成正比。 庚基乙二醇十二烷基醚的表面庚基乙二醇十二烷基醚的表面张力与浓度的关系张力与浓度的关系 十二烷基磺酸水溶液的十二烷基磺酸水溶液的电导率与浓度的关系电导率与浓度的关系.影响临界胶束浓度（影响临界胶束浓度（CMC)的因素的因素 1.碳氢链长对临界胶束的影响。Log(cmc)=A-BNA 、B 是经验常数，对阴离子和阳离子表面活性剂来说大致相同。A=1.251.92, B=0.2650.296 对非离子表面活

11、性剂来说；N是碳氢链中的碳原子数。.影响临界胶束浓度（影响临界胶束浓度（CMC)的因素的因素2.支链的表面活性剂的cmc高于具有相同碳数的直链的. 3.增加不饱和键时, cmc相应增高;一般来说,每增一个双键, cmc增大34倍. 4.碳氢链中有极性时, cmc显著增高. 5.有苯环cmc增高. 6.含碳氟链的, cmc显著减小.(具有较高的表面活性. 7.离子cmc较非离子大100倍. 8.在表面活性剂中添加盐,使cmc下降.二价比一价降低效应大. 9.随醇的加入量增大, cmc减小.阳离子型疏水尾越长CMC越小;抗衡离子也有影响。一些表面活性剂的临界胶束浓度cmc.一些表面活性剂的临界胶束

12、浓度cmc.非离子型疏水尾越长，CMC越小;亲水头越大，CMC越大.点点 krafft点：点：离子表面活性剂离子表面活性剂在水中的溶解度随温度升高，在水中的溶解度随温度升高，当至某一温度时，其溶解度急剧升高，当至某一温度时，其溶解度急剧升高， 该温度称为该温度称为临界溶解温度krafft点点， 相对应的溶解度即为该相对应的溶解度即为该离子表面活离子表面活性剂的性剂的临界胶束浓度临界胶束浓度(CMC)。 krafft点是点是离子表面活性剂的特征值，离子表面活性剂的特征值， krafft点越高，则点越高，则CMC越小。越小。 krafft点亦是离子表面活性剂应用点亦是离子表面活性剂应用温度的下限，

13、温度的下限，即只有即只有高于高于krafft点，表面活性剂才能更大程度地发挥作用。点，表面活性剂才能更大程度地发挥作用。临界溶解温度.临界溶解温度.Krafft point (克氏点克氏点 )C14H29COONa+K. Ogino, Y. Ichikawa, Bulletin of The Chemical Society of Japan, 1976, 49, 2683溶解度曲线胶束+结晶分子溶液+结晶胶束溶液分子溶液对离子型表面活性剂,其在水中的溶解度随温度的增大而逐渐提高.当达到某一特定温度时,表面活性剂的溶解度急剧增大,该温度称为临界溶解温度(Krafft).在该温度下胶束开始形成.

14、是三相共存平衡点.临界溶解温度 Krafft温度是离子型表面活性剂的特征参数. 测定方法,通常是观测1%稀溶液突然清亮的温度.临界溶解温度 2.起昙与昙点起昙与昙点(浊点) 对非离子表面活性剂,溶解度随温度的升高而降低。当达到某一温度时,溶液产生混浊,该温度称为非离子表面活性剂的浊点. 该现象具有可逆性,经冷却后可恢复清澈的均相。 浊点与非离子表面活性剂的结构及复配条件有关。. 产生浊点原因： 因乙氧基非离子表面活性剂可与水形成氢键而溶解于水。当溶液受热时，氢键的结合力逐渐减弱甚至消失。出现贫富两相胶束。起昙成浊点。浊点是溶解性重要指标，它的变化有以下规律。.1。对一定疏水基，乙氧基在表明活性

15、剂中含量越大，则越易于溶解，浊点越大。2。在相同乙氧基数下，疏水基中碳原子数越多，则浊点越低，显示溶解性变小。6个乙氧基的C10、C12、C16烷基的聚氧乙烯醚，其浊点分别为60度、40度、32度。3。电介质的加入一般浊点降低。高氯酸盐、硫氰化钠可使浊点升高。.4。有机添加剂的影响。（1）低分子烃可降低浊点，而高分子烃可提高浊点；（2）低分子醇可增高浊点，高分子醇可降低浊点。 （3）强极性助剂如尿素、甲基乙酰胺可显著提高浊点，增大溶解性。（4）阴离子与非离子混合可提高浊点。凡增加溶解度，均可增大浊点。在浊点附近去污率最大。.2.起昙与昙点 对对聚氧乙烯型非离子表面活性剂聚氧乙烯型非离子表面活性

16、剂，温度升，温度升高可导致聚氧乙烯链与水之间的高可导致聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂氢键断裂，当温度上升到一定程度时，聚氧乙烯链可当温度上升到一定程度时，聚氧乙烯链可发生强烈的脱水和收缩，使增溶空间减小，发生强烈的脱水和收缩，使增溶空间减小，增溶能力下降，表面活剂溶解度急剧下降增溶能力下降，表面活剂溶解度急剧下降和析出，溶液出现混浊，此现象称为和析出，溶液出现混浊，此现象称为起昙起昙，此时温度称为此时温度称为昙点昙点(或浊点）或浊点）。 在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越低；在碳氢链长相同时，聚氧乙烯链越越低；在碳氢链长相同时，聚氧乙烯链越长则浊点越高。长

17、则浊点越高。.亲水亲油平衡值（HLB值） HLB：表示表面活性剂亲水或亲油能力大小的值。表示表面活性剂亲水或亲油能力大小的值。现在表明活性剂的HLB值均以石蜡的HLB0油酸钾的HLB20十二烷基硫酸酯钠盐的HLB40所有的HLB值处于040之间. 非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLB值为值为020， 疏水性最大的石蜡的疏水性最大的石蜡的HLB值定为值定为0， 亲水性最大的聚氧乙烯的亲水性最大的聚氧乙烯的HLB值定为值定为20， 其他的表面活性剂的其他的表面活性剂的HLB值则介于值则介于020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

18、亲油性越强。. 特性与应用： 亲油性表面活性剂的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易溶于水； HLB值在36的表面活性剂适合作W/O型乳化剂； HLB值在818的表面活性剂适合作O/W型乳化剂； HLB值在1318的表面活性剂适合作增溶剂； HLB值在79的表面活性剂适合作润湿剂。亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLB)HLB).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：AABBABABHLBWH

19、LBWHLBWW 亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLB).理论计算法：如果HLB值是由表面活性剂分子中各种结构基团贡献的总和，则每个基团对HLB值的贡献可用数值表示，此数值称为HLB基团数(group number)。 HLB=(亲水基团亲水基团HLB)+(亲油基团亲油基团HLB)+7亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLB).表面活性剂的乳化作用表面活性剂的乳化作用乳化是一种液体以液滴形式分散于另一互不相溶的液体中，形成比较稳定的乳状液的过程。乳液为多相分散体系。一般乳液尺寸在0.110微米之间。、乳化：乳化：分散相分散于分散介质中形成乳剂的过程。分散相分散于分散介质中形成乳剂的过程。通常两

20、种互不相溶的纯液体不能形成较稳定的乳液，必须有第三种组分（如表面活性剂）即乳化剂的存在。乳化剂：乳化剂：除水相、油相外，加入的凡可以阻止分散相聚集除水相、油相外，加入的凡可以阻止分散相聚集而使乳剂稳定的第三种物质而使乳剂稳定的第三种物质乳化作用是表面活性剂重要的应用特征。.乳化剂的作用：降低表面张力，在分散相液滴的周围形成坚固乳化剂的作用：降低表面张力，在分散相液滴的周围形成坚固的界面膜。的界面膜。1、降低表面张力、降低表面张力稳定的乳剂稳定的乳剂分散分散分散相分散相乳化剂乳化剂分散介质分散介质放置放置搅拌搅拌降低油、水两相表面张力和表面自由能降低油、水两相表面张力和表面自由能制备乳剂时不必消

21、耗更大的能量制备乳剂时不必消耗更大的能量乳剂保持一定的分散状乳剂保持一定的分散状态和稳定性。态和稳定性。.2、形成牢固的乳化膜 乳化剂有规律地排列在液滴表面形成乳化膜，可阻止乳化剂有规律地排列在液滴表面形成乳化膜，可阻止液滴合并。两侧膜（水侧膜和油侧膜）存在两个表面液滴合并。两侧膜（水侧膜和油侧膜）存在两个表面张力，乳化膜向表面张力较大的一面弯曲，即内相是张力，乳化膜向表面张力较大的一面弯曲，即内相是具有较高的表面张力的相。具有较高的表面张力的相。.表面活性剂的乳化作用表面活性剂的乳化作用乳剂的基本组成水相水相 water phase（W）水或水溶液；水或水溶液；油相油相oil phase（O

22、）与水不相混溶的有机液体与水不相混溶的有机液体乳化剂乳化剂emulsifier防止油水分层的稳定剂防止油水分层的稳定剂.基本型基本型O/W内相内相外相外相水包油水包油W/O内相内相 外相外相油包水油包水复合型复合型W/O/W内水相内水相油相油相外水相外水相水包油包水水包油包水O/W/O内油相内油相水相水相外油相外油相油包水包油油包水包油根据结构分类.O/W型乳剂和W/O型乳剂的区别 O/WO/W型乳剂型乳剂W/OW/O型乳剂型乳剂外观外观乳白色乳白色油状色近似油状色近似稀释稀释可用水稀释可用水稀释可用油稀释可用油稀释导电性导电性导电导电不导电或不导电或几乎不导电几乎不导电水溶性颜料水溶性颜料外

23、相染色外相染色内相染色内相染色油溶性颜料油溶性颜料内相染色内相染色外相染色外相染色.乳剂的类型在乳液中，以液滴形式存在的一相为分散相；另一相在乳液中，以液滴形式存在的一相为分散相；另一相为连续相（或分散介质）。一般乳液都有一相是水或为连续相（或分散介质）。一般乳液都有一相是水或水溶液，称为水相；另一相与水不相溶的相，称为有水溶液，称为水相；另一相与水不相溶的相，称为有机相（或油相）。外相为水，内相为油的乳液称为水机相（或油相）。外相为水，内相为油的乳液称为水包油型乳液，以包油型乳液，以O/W表示；反之，则为油包水乳液，表示；反之，则为油包水乳液，以以W/O表示。表示。1.基本型按结构分类.复合

24、型乳剂复合型乳剂(multiple emulsion)：简称复乳，也叫简称复乳，也叫多重乳液多重乳液是二级乳，由是二级乳，由O/W或或W/O的初乳（一级乳）的初乳（一级乳）作为分散相进一步乳化形成的以油为连续相的乳剂作为分散相进一步乳化形成的以油为连续相的乳剂（O/W/O）或以水为连续相的乳剂（）或以水为连续相的乳剂（W/O/W）。粒）。粒径一般在径一般在50m以下。以下。 W1/O/W2依次称为内水相、油相、外水相，内外水依次称为内水相、油相、外水相，内外水相的组成可以相同，若相的组成可以相同，若W1=W2，叫二组分二级乳，叫二组分二级乳，可用可用W/O/W表示；若表示；若W1W2则称为三组

25、分二级乳。则称为三组分二级乳。目前研究较多的是目前研究较多的是W/O/W型复乳，其中的型复乳，其中的W/O液滴称液滴称为复乳滴。为复乳滴。 复乳可以口服也可以注射，通常外水相的复乳可以口服也可以注射，通常外水相的W/O/W型复乳可用于肌内注射或静脉注射，外油相的型复乳可用于肌内注射或静脉注射，外油相的O/W/O型复乳只可用于肌内、皮下或腹腔注射。型复乳只可用于肌内、皮下或腹腔注射。2。复合型.乳剂的类型 1.普通乳普通乳(emulsion)：1100 m，乳白色不透明，乳白色不透明液体。液体。 2.亚纳米乳亚纳米乳(subnanoemulsion)：又称亚微乳：又称亚微乳(submicroem

26、ulsion)， m，常作为胃肠外给，常作为胃肠外给药的载体，如环孢菌素静脉注射脂肪乳。药的载体，如环孢菌素静脉注射脂肪乳。 3.纳米乳（纳米乳（nanoemulsion)：又称微乳，微乳液：又称微乳，微乳液为透明的分散液体。为透明的分散液体。(microemulsion)，10100nm。 .选择乳化剂的原则选择乳化剂的原则1.在所应用的体系中具有较高的表面活性，产生较低的界面张力。2. 在界面上形成相当强度的吸附膜3.表面活性剂必须以一定的速度迁移至界面，使乳化体系的界面张力及时降至较低值HLB法：HLB值为36的表面活性剂可作W/O型乳化剂；HLB值为818的表面活性剂可用作O/W型乳化

27、剂。.影响乳化的因素乳化剂的性质乳化剂的性质v乳化剂的乳化剂的HLBHLB值值与所用油相的要求相符与所用油相的要求相符v乳化剂的溶解度乳化剂的溶解度不能在油水两相中都易溶解不能在油水两相中都易溶解 例如：例如：乳化剂辛苯聚醇乳化剂辛苯聚醇9 9（octoxynol 9octoxynol 9）易溶于水，）易溶于水，在十六烷中的溶解度小于在十六烷中的溶解度小于14g/L(25)14g/L(25)，在二甲苯中，在二甲苯中以任意比例混溶，作乳化剂时，只要加入以任意比例混溶，作乳化剂时，只要加入1g/L1g/L就可制就可制得稳定的得稳定的O/WO/W型十六烷乳剂，但即使加到型十六烷乳剂，但即使加到6g/

28、L6g/L也不能也不能制得稳定的二甲苯乳剂。制得稳定的二甲苯乳剂。.乳化剂的用量 乳化剂用量与分散相的量及乳滴粒径有关。乳化剂用量与分散相的量及乳滴粒径有关。 若用量太少，乳滴界面上的膜密度过小甚至不若用量太少，乳滴界面上的膜密度过小甚至不足以包裹乳滴；足以包裹乳滴； 用量太多，乳化剂不能完全溶解；用量太多，乳化剂不能完全溶解； 一般普通乳剂中乳化剂的用量为一般普通乳剂中乳化剂的用量为5 5100g/L100g/L，具体用量通过实验试制确定。具体用量通过实验试制确定。.相容积分数（）值一般不超过值一般不超过74%74%，在，在404060%60%之间较适宜。之间较适宜。分层的速度分层的速度与相

29、容积分数呈负相关；与相容积分数呈负相关；不超过不超过74%74%的条件下，的条件下，愈大，愈不易发生分愈大，愈不易发生分层，即乳剂愈稳定；层，即乳剂愈稳定；值低于值低于20%20%时乳剂不稳定，而达时乳剂不稳定，而达50%50%（体积比（体积比1 1：1 1）时较稳定。）时较稳定。相体积比相体积比()分散相体积分散相体积 乳剂总体积乳剂总体积100.乳化的温度与时间 升高温度可降低连续相的粘度，有利于剪切力的传递，升高温度可降低连续相的粘度，有利于剪切力的传递，便于乳剂的形成；便于乳剂的形成； 升高温度界面膜膨胀，乳滴的动能增加，乳滴易聚集升高温度界面膜膨胀，乳滴的动能增加，乳滴易聚集合并，乳

30、剂稳定性降低；合并，乳剂稳定性降低； 乳化温度一般控制在乳化温度一般控制在7070左右左右，非离子型乳化剂，不非离子型乳化剂，不宜超过其昙点宜超过其昙点； 降低温度特别是经过凝固降低温度特别是经过凝固- -熔化循环，使乳剂的稳定性熔化循环，使乳剂的稳定性降低，往往比升高温度的影响还大，可使乳剂破裂。降低，往往比升高温度的影响还大，可使乳剂破裂。 在乳化开始阶段，搅拌可使液滴分散，但乳剂形成后在乳化开始阶段，搅拌可使液滴分散，但乳剂形成后继续搅拌则增加乳滴间的碰撞机会，促使乳滴聚集合继续搅拌则增加乳滴间的碰撞机会，促使乳滴聚集合并，因此应避免乳化时间过长。并，因此应避免乳化时间过长。.乳液稳定的

31、影响因素乳液稳定的影响因素 降低界面张力，减少乳化的能量，减少表降低界面张力，减少乳化的能量，减少表面自由能；面自由能； 决定乳液的类型：取决于乳化剂与水相决定乳液的类型：取决于乳化剂与水相及油相的相及油相的相 互作用强弱；互作用强弱； 形成稳定界面膜，阻止陈化和聚结；形成稳定界面膜，阻止陈化和聚结； 产生静电和位阻排斥效应；产生静电和位阻排斥效应； 增加界面粘度，阻止自身位移；增加界面粘度，阻止自身位移； 形成液晶相；形成液晶相； 复合界面膜的形成。复合界面膜的形成。.乳液稳定的影响因素乳液稳定的影响因素 影响乳状液稳定的因素是复杂的，在各种因素中，界面膜的形成和膜的强度是影响乳液稳定的主要

32、因素。对于离子型表面活性剂作乳化剂的体系，双电层排斥作用是最重要的稳定因素；对于应用非离子型表面活性剂和高分子表面活性剂的体系，位阻稳定作用和液晶形成是最重要的稳定因素。.乳液稳定的影响因素乳液稳定的影响因素 位阻稳定作用：也称为空间稳定作用，是指分散液的颗粒或乳状液的液滴界面上吸附高分子聚合物，形成的聚合物吸附层阻止分散粒子或液滴间的聚结，使分散液或乳状液稳定的作用。液晶稳定作用： 实验发现很多含有芳香烃的乳状液形成聚凝簇状（液晶）结构，这种结构能防止液滴的聚结.分层（a1)沉降（a2)絮凝（b)(c) 聚结（d)破乳(e)相转变(f) Ostwald熟化乳液的不稳定性乳液的不稳定性.乳液的

33、不稳定性乳液的不稳定性乳液的不稳定性可分为：分层、沉降、絮凝、聚结、破乳、变型或相转变和Ostwald熟化分层或沉降：由于水油两相密度不同，在外力作用下（如重力、离心力、静电力等），滴液将上浮或下沉。絮凝：当乳液中液滴聚集成团，形成三维的液滴簇，称为絮凝物，该过程称为絮凝。聚结：当两液滴相互接触时，液滴之间形成薄的液膜，液膜破坏形成较大的液滴。破乳：油水完全分离。变型或相转变：由于乳化条件改变由O/W转变为W/O或W/O转变为O/W。Ostwald熟化：随着时间的推移，液滴大小向大液滴移动，分布趋向均匀化。.多重乳液制备方法多重乳液制备方法 1.一步乳化法:先在油相中加入少量水形成w/o型乳液

34、,然后再继续加水使之转变成为w/o/w型多重乳液.2. 两步乳化法; 第一步先用亲油性乳化剂制备w/o型乳液,然后将该乳液滴加到含有亲水性乳化剂的水相中,可得w/o/w型多重乳液多重乳液应用:可用作活性物(如润湿剂、香精、药物等）的载体，延长活性物的释放和作用时间，克服某些药物不愉快的气味；并用于酶的固定化，保护生物制品的生物活性。.微乳液的制备：对于o/w微乳液：1。选择一中稍溶于油相的表面活性剂；2。将所选择的表面活性剂溶于油相。3。用搅拌的方法将油相分散于水相中；4。添加第二种水溶性表面活性剂，产生透明的O/W微乳液。微乳液的制备应用微乳液主要用于香精和精油在水或水醇体系的加溶、药物或活

35、性物的加溶，透明凝胶类护肤品。.表面活性基的增溶作用表面活性基的增溶作用 苯在水中的溶解度仅为水,但加入少量的油酸钠后,即可达10mL/100mL水,溶液透明.乙基苯基本不溶于水,但在的十六酸钾中可溶解3克多.这就是表面活性剂的增溶作用.表面活性剂在水溶液中形成胶束后,具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大的能力,且溶液呈透明状,这种作用称为表面活性剂的增溶作用.表面活性基的增溶作用表面活性基的增溶作用 增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的胶束中。 增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子

36、形成的胶束中。.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 .表面活性基的增溶作用表面活性基的增溶作用a 内部溶解型内部溶解型: 非极性分子在胶束内部的增溶非极性分子在胶束内部的增溶.被增溶物进入胶束内部被增溶物进入胶束内部,正庚烷、苯、乙苯等简单烃类的增溶即正庚烷、苯、乙苯等简单烃类的增溶即属于这种方式增溶，其增溶量随着表面活性剂的浓度增高而增属于这种方式增溶，其增溶量随着表面活性剂的浓度增高而增大。

37、大。b 交错插入型交错插入型: 在表面活性剂分子间的增溶在表面活性剂分子间的增溶被增溶物分子在胶束被增溶物分子在胶束“栅栏栅栏”之间，即非极性碳氢链插入胶束之间，即非极性碳氢链插入胶束内部，极性头处于表面活性剂极性之间，通过氢键或偶极子相内部，极性头处于表面活性剂极性之间，通过氢键或偶极子相互联系起来。当极性有机物的烃链较大时，极性分子插入胶束互联系起来。当极性有机物的烃链较大时，极性分子插入胶束的程度增大，甚至极性基也被拉入胶束内。长链醇、胺、脂肪的程度增大，甚至极性基也被拉入胶束内。长链醇、胺、脂肪酸和各种极性染料等极性化合物的增溶属于这种方式。酸和各种极性染料等极性化合物的增溶属于这种方

38、式。.表面活性基的增溶作用表面活性基的增溶作用c 表面吸附型：在胶束表面的增溶。表面吸附型：在胶束表面的增溶。被增溶物分子吸附于胶束的表面区域，或靠近胶被增溶物分子吸附于胶束的表面区域，或靠近胶束束“栅栏栅栏”表面的区域，如高分子物质、甘油、表面的区域，如高分子物质、甘油、蔗糖及某些不溶于烃的染料。蔗糖及某些不溶于烃的染料。d 外壳溶解型：在聚氧乙烯链间的增溶外壳溶解型：在聚氧乙烯链间的增溶具有聚氧乙烯链的非离子表面活性剂与前三种不同，被增具有聚氧乙烯链的非离子表面活性剂与前三种不同，被增溶物包藏于胶束外层的聚氧乙烯的亲水链中。溶物包藏于胶束外层的聚氧乙烯的亲水链中。 .表面活性基的增溶作用表

39、面活性基的增溶作用 影响增溶作用的因素： 1增溶剂(表面活性剂）的分子结构 碳原子数增加，胶束增大，cmc减小，增溶作用增大。 对烃类和极性有机物的增溶作用顺序： 非离子表面活性剂阳离子阴离子.表面活性基的增溶作用表面活性基的增溶作用 2。被增溶物的分子结构一般而言,增溶物进入胶束或结合胶束的阻力越小,增溶量越大.对一定表面活性剂,增溶量随烃类增溶物链长的增加而减小.增溶物的极性越小,增溶度越低.表面活性基的增溶作用表面活性基的增溶作用 3。电解质(无机盐效应) 有利于烃类的增溶,不利于极性物的增溶.4。有机添加物有利于增溶 5。温度 提高温度有利于增溶.表面活性基的增溶作用表面活性基的增溶作

40、用一、增溶一、增溶剂剂（一）增溶机理一）增溶机理 增溶体系是溶剂、增溶剂和增溶质组成的三增溶体系是溶剂、增溶剂和增溶质组成的三元体系，三元体系的最佳配比常通过实验制元体系，三元体系的最佳配比常通过实验制作三元相图确定。作三元相图确定。 制作三元相图：按一组比例取增溶剂和增溶制作三元相图：按一组比例取增溶剂和增溶质混匀，分别滴加纯化水，计算各混浊点处质混匀，分别滴加纯化水，计算各混浊点处三组分的重量或体积百分数，并绘入三角坐三组分的重量或体积百分数，并绘入三角坐标图中。标图中。.表面活性剂分散和凝聚作用表面活性剂分散和凝聚作用 分散作用 加入和颗粒表面电荷相同的表面活性剂可以润湿固体表面,增加分

41、散体系的稳定性. 非离子和高分子表面活性剂,吸附与颗粒表面,亲水基的溶剂化作用,防止颗粒聚结.分散性较强,是优良的分散剂。例如：聚氧乙烯醚、聚乙二醇、羧甲基纤维素等。.表面活性剂分散和凝聚作用表面活性剂分散和凝聚作用 凝聚作用：当分散离子吸附有与其表面电荷相反的离子表面活性剂，可促进颗粒间的絮凝，产生凝聚作用。稳定性降低，从体系中析出。.发泡和消泡作用发泡和消泡作用 泡沫是气体在液体中的分散体系。 能形成稳定的气泡至少需两个以上的组分。表面活性剂是典型的易产生泡沫的体系。形成过程如下图，表面活性剂分子排列于气泡液膜两侧，形成双分子膜，这种气泡液膜中含有大量的表面活性剂，其浓度远大于溶液主体的浓

42、度，如主体为0.5%,膜液浓度则高达30。.泡水溶液空气泡气泡的形成.起泡力和泡沫稳定性起泡力和泡沫稳定性 起泡性能良好的物质称为起泡剂 一些阴离子表面活性剂，如脂肪酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等均具有良好的起泡能力。 表面活性剂浓度低于cmc时泡沫稳定性较高。对于非离子来说低于浊点时起泡力大。 高起泡力的表面活性剂有：十二烷基硫酸三乙醇胺、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸盐、C10C18烯基磺酸钠等.表面活性剂的稳泡性表面活性剂的稳泡性 稳泡剂 能促进液膜上表面活性剂排列结构紧密的化合物，可增强液膜表面强度、促进气泡稳定，称为稳泡剂。 稳泡剂可通过降低表面活性剂的cmc，并与表面活性剂形成混合界面膜，

43、使界面膜分子排列紧密，增强液膜表面强度、促进气泡稳定的效果。.表面活性剂的稳泡性表面活性剂的稳泡性 常用的稳泡剂：脂肪酸烷醇酰胺，如：脂肪酸单乙醇酰胺、脂肪酸丙醇酰胺、脂肪酸N,N二乙醇酰胺等，脂肪酸酰胺、甜菜碱和磺基甜菜碱、氧化胺、烷基二甲基氧化胺等。 使用时，对长链极性化合物稳泡剂，与含有相似疏水基的表面活性剂合用，可产生良好的稳泡效果。如月桂醇与十二醇硫酸钠、月桂酸与月桂酸钾、月桂基烷醇酰胺与烷基苯磺酸钠等体系。.表面活性剂的稳泡性表面活性剂的稳泡性 因极性有机化合物可与表面活性剂及水分子形成氢键、使体系粘度增大，可作稳泡剂。其稳定顺序为极性基取代的烷醇酰胺未取代的烷醇酰胺甘油醚伯醇.

44、另外两性表面活性剂可产生强烈的氢键效应阴氧离子复配体系可产生强烈的静电吸引，使表面膜更紧密，稳泡性能更好。.消泡和消泡剂消泡和消泡剂 消泡剂都是易在气泡表面液体上铺展的液体。其表面张力一般较低（如乙醇）在铺展中降低了表面粘度和表面弹性；并带走邻近表面的一层液体，使液膜局部变薄，泡沫破裂。 消泡为抑泡和破（消）泡两种 例聚乙二醇的两端接上疏水基的非离子表面活性剂具有良好的抑制泡沫作用。 常用的消泡剂有：支链脂肪醇（如异戊醇、低级醇（丁醇）、脂肪酸及其酯、多酰胺、含氟醇或含氟脂肪酸、有机硅酮、磷酸三丁酯、聚醚类、包括聚丙二醇、嵌段环氧丙烷和环氧乙烷共聚物。.表面活性剂的复配性能表面活性剂的复配性能

45、表面活性剂是配方的核心成分之一。表面活性剂相互间或与其他化合物的配合使用称为复配复配。适当的复配体系在增溶、乳化、起泡等性能方面适当的复配体系在增溶、乳化、起泡等性能方面优于单一表面活性剂体系，不适当的配伍将破坏优于单一表面活性剂体系，不适当的配伍将破坏表面活性作用。表面活性作用。适当的复配体系在增溶、乳化、起泡等性能方面适当的复配体系在增溶、乳化、起泡等性能方面优于单一表面活性剂体系，不适当的配伍将破坏优于单一表面活性剂体系，不适当的配伍将破坏表面活性作用。表面活性作用。.中性无机盐对表面活性剂的影响中性无机盐对表面活性剂的影响对于离子表面活性剂，加入电介质可显著提高溶液的表面活性，降低临界胶束浓度。Lgcmc=A-Klgc对于非离子来说影响较弱。在低浓度下（小于0.1mol/L)对表面活性几乎没有影响.但在