化妆品食品药物等的乳化剂

1、会计学1化妆品食品药物等的乳化剂化妆品食品药物等的乳化剂第1页/共120页第1页/共120页第2页/共120页第2页/共120页第3页/共120页第3页/共120页第4页/共120页第4页/共120页第5页/共120页第5页/共120页第6页/共120页第6页/共120页第7页/共120页第7页/共120页第8页/共120页第8页/共120页第9页/共120页指甲指甲油油第9页/共120页第10页/共120页香香 水水第10页/共120页第11页/共120页表面张力与表面活性表面张力与表面活性当任意两相接触时当任意两相接触时, , 两相之间决非两相之间决非是一个没有厚度的纯几何面是一个没有厚度

2、的纯几何面, ,而是而是一个具有相当厚度的过渡区一个具有相当厚度的过渡区, , 这一这一过渡区通常称之为过渡区通常称之为界面界面。若其中一相为气体，这种界面通常若其中一相为气体，这种界面通常称为称为表面表面。但由于历史的原因但由于历史的原因, , 这两个概念常这两个概念常常混用。常混用。常见的界面有：常见的界面有：气气- -液液界面，界面，气气- -固固界面，界面，液液- -液液界面，界面，液液- -固固界面界面，固固- -固固界面。界面。第11页/共120页第12页/共120页气气- -液界面液界面第12页/共120页第13页/共120页气气-固界面固界面第13页/共120页第14页/共12

3、0页液液-液界面液界面第14页/共120页第15页/共120页液液-固界面固界面第15页/共120页第16页/共120页固固-固界固界面面第16页/共120页第17页/共120页气气 相相液液 相相 第17页/共120页第18页/共120页（a）（b）第18页/共120页第19页/共120页表面活性剂表面活性剂分子分子疏水基疏水基团团亲水基亲水基团团第19页/共120页第20页/共120页第20页/共120页第21页/共120页钠钠=40=40。n所以对于阴、阳离子型表面活所以对于阴、阳离子型表面活性剂，其性剂，其HLB=0HLB=04040；第21页/共120页第22页/共120页n在表面活

4、性剂有关书籍或手册中可以查到在表面活性剂有关书籍或手册中可以查到某活性剂的某活性剂的HLBHLB。)1 (20ASHLB5EHLB 第22页/共120页第23页/共120页)()(7亲油基的基团数亲水基基团数值HLB第23页/共120页第24页/共120页niiiiBAiiBBAAmixHLBxWWWHLBWHLBWHLBWHLB1.值第24页/共120页第25页/共120页 表面活性表面活性剂概述剂概述表面活性剂在水表面活性剂在水中的性质中的性质HLBHLB用用 途途 不分散不分散0 02 2W/OW/O型乳化剂型乳化剂4 4分散不好分散不好6 6不稳定乳状分散不稳定乳状分散体体8 8润湿剂

5、润湿剂稳定乳状分散体稳定乳状分散体1010半透明至透明的半透明至透明的分散体分散体1212洗涤剂洗涤剂O/WO/W型乳化型乳化剂剂透明溶液透明溶液14141616增溶剂增溶剂第25页/共120页第26页/共120页第26页/共120页第27页/共120页第27页/共120页第28页/共120页磷脂的内盐部分具有亲水性亲水性，脂肪酸长链烃基部分具有疏水性疏水性，因此磷脂是天然的表面活性剂表面活性剂，它在生物体内能使油脂乳化，有助于油脂的运输、油脂的运输、消化和吸收消化和吸收。第28页/共120页第29页/共120页表面活性剂表面活性剂一词来自英文一词来自英文Surfactant。它实际上是短语它

6、实际上是短语Surface（表面）（表面） Active（活性）（活性） Agent（添加剂）的（添加剂）的缩合词。缩合词。表面活性剂表面活性剂是这样一种物质，它活跃是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表于表面和界面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。在一定浓、界面张力的能力和效率。在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体度以上的溶液中形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。，从而具有一系列应用功能。第29页/共120页第30页/共120页张力的物质也称张力的物质也称表面活性物质表面活性物质或或表面活性剂。表面活性剂。第30页/共120页第31页/共120页表面活性

7、剂表面活性剂分子分子非极性烃链（疏非极性烃链（疏水）水）极性基团（亲水）极性基团（亲水）H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO硬脂酸硬脂酸第31页/共120页第32页/共120页阴离子表面活性剂RCOONa羧酸盐R-OSO3Na 硫酸酯盐R-SO3Na磺酸盐R-OPO3Na2磷酸酯盐1.离子型2.非离子型阳离子型阴离子型两性型表面活性剂按离子类型按离子类型第32页/共120页第33页/共120页阳离子表面活性剂R-NH2HCl伯胺盐 CH3 |R-N-HCl仲胺盐 | H CH3 |R-N-HCl叔胺盐 | CH3 CH3

8、 |R-N+-CH3Cl-季胺盐 | CH3第33页/共120页第34页/共120页伯胺盐伯胺盐 R-NH3 季季铵铵盐盐 CH3 |例如例如 C16H33-N+-CH3Br | CH3 十六烷基溴化铵十六烷基溴化铵( (俗俗称称1631)1631)吡啶盐吡啶盐 例如例如 C12H25(NC5H5)+第34页/共120页第35页/共120页两性表面活性剂R-N+HCH2-CH2COO-H 氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO-H 甜菜碱型 | CH3第35页/共120页第36页/共120页(1) 氨基酸型氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂洗涤性能良好

9、，常作为特殊洗涤剂(2)甜菜碱型甜菜碱型 CH3 R-N+-CH2COO- CH3 去污力强，对纤维有保护作用去污力强，对纤维有保护作用第36页/共120页第37页/共120页-由于其特殊结构，具有许多由于其特殊结构，具有许多优异性能，如良好的去污、起泡优异性能，如良好的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性好，对酸和乳化性能，耐硬水性好，对酸碱和多种金属离子都比较稳定，碱和多种金属离子都比较稳定，具有抗静电、杀菌、防腐蚀等使具有抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能，特别是其用性能，特别是其极低毒性极低毒性和和无无刺激性刺激性以及良好的生物降解性能，以及良好的生物降解性能，使其在日用化学品应用中前景广使其在

10、日用化学品应用中前景广阔。同时在纺织、印染、化纤、阔。同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相当用途。除锈方面都有相当用途。第37页/共120页第38页/共120页R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH脂肪醇聚氧乙烯醚第38页/共120页第39页/共120页(1)脂肪醇脂肪醇聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH 俗称平平加系列，具良好湿润性俗称平平加系列，具良好湿润性能能(2)烷基酚聚氧乙烯醚烷

11、基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗称俗称 OP系列，化学性质稳定，抗氧化性能强系列，化学性质稳定，抗氧化性能强(4) 多元醇型多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物乙烯加成物Span类类 及及 Tween类类表面活性剂即属此类；表面活性剂即属此类；具有具有低毒低毒的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验化实验(3) 聚氧乙烯烷基酰胺聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡剂、增粘剂常用作起泡剂、增粘剂 第39页/共120页第40页/共120页 非离子型表面

12、活性剂非离子型表面活性剂稳定性稳定性高高，不易受强电解质无机盐类存，不易受强电解质无机盐类存在的影响，也不易受酸碱的影响在的影响，也不易受酸碱的影响；与其它类型表面活性剂的相容与其它类型表面活性剂的相容性好性好；在水及有机溶剂中皆有；在水及有机溶剂中皆有良良好的溶解性能好的溶解性能，具有良好的乳化具有良好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、稳泡、抗静电等作用，且无涤、稳泡、抗静电等作用，且无毒毒； 广泛用作纺织业、化妆品、广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等的乳化剂、消泡剂食品、药物等的乳化剂、消泡剂、增稠剂，以及医疗方面的杀菌、增稠剂，以及医疗方面的杀菌剂以及洗

13、涤、润湿剂等。剂以及洗涤、润湿剂等。第40页/共120页第41页/共120页第41页/共120页第42页/共120页第42页/共120页第43页/共120页胶束的形成胶束的形成 两亲分子溶解在水中达一定浓两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会度时，其非极性部分会互相吸引互相吸引，从而使得分子自发形成从而使得分子自发形成有序的聚集有序的聚集体体，使憎水基向里、亲水基向外，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，体系能量下降，这种多分子有序聚这种多分子有序聚集体称为胶束。集体称为胶束。胶束胶束第43页/共120页第44页/共120

14、页临界胶束浓度临界胶束浓度 CMC Critical Micell Concentration表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。界胶束浓度。第44页/共120页第45页/共120页（a）是极稀溶液，界面上没聚集）是极稀溶液，界面上没聚集很多的表面活性剂，空气和水

15、直很多的表面活性剂，空气和水直接接触，水的表面张力下降不多，接接触，水的表面张力下降不多，接近于纯水的状态接近于纯水的状态。第45页/共120页第46页/共120页b）浓度相对升高，很快地聚集）浓度相对升高，很快地聚集到水表面上，即到水表面上，即表面吸附量大为表面吸附量大为增加增加、空气和水的接触相对减少、空气和水的接触相对减少，水表面张力下降，水表面张力下降第46页/共120页第47页/共120页（c c）表面活性剂浓度逐渐升高，表面活）表面活性剂浓度逐渐升高，表面活性剂毫无间隙地密集于液面上，形成了性剂毫无间隙地密集于液面上，形成了单分子吸附膜单分子吸附膜。空气与水处于完全隔离。空气与水处

16、于完全隔离状态，状态，表面吸附达饱和表面吸附达饱和。在溶液内部，。在溶液内部，增加表面活性剂增加表面活性剂, ,先是三三两两以疏水基先是三三两两以疏水基互相靠拢，形成互相靠拢，形成球形胶束的最初形式球形胶束的最初形式。水表面张力急剧下降。水表面张力急剧下降。第47页/共120页第48页/共120页胶束结构示意图胶束结构示意图第48页/共120页第49页/共120页临界胶束浓度临界胶束浓度(critical micelle concentration) 临界胶束浓度简称临界胶束浓度简称CMC 表面活性剂表面活性剂在溶液中在溶液中开始形开始形成胶束的最低浓成胶束的最低浓度称为临界胶束度称为临界胶束

17、浓度。浓度。 在在CMC附近，表面活性剂溶液附近，表面活性剂溶液的许多性质都会出现转折，如表的许多性质都会出现转折，如表面张力、电导率、去污能力等面张力、电导率、去污能力等.第49页/共120页第50页/共120页可以利用可以利用测定表面测定表面张力，电张力，电导率等方导率等方法达到测法达到测定临界胶定临界胶束浓度目束浓度目的的; 表面表面活 性 剂活 性 剂水 溶 液水 溶 液其 浓 度其 浓 度只 有 稍只 有 稍高 于 其高 于 其CMC值值时 ， 才时 ， 才能 充 分能 充 分显 示 其显 示 其作用。作用。CMC第50页/共120页第51页/共120页球形胶束球形胶束随着亲水基随着

18、亲水基不同和浓度不同和浓度不同，形成不同，形成的胶束可呈的胶束可呈现现棒状棒状、层层状或球状等状或球状等多种形状。多种形状。第51页/共120页第52页/共120页棒状胶束棒状胶束第52页/共120页第53页/共120页第53页/共120页第54页/共120页层状胶束层状胶束第54页/共120页第55页/共120页第55页/共120页第56页/共120页胶束的作用胶束的作用乳化作乳化作用用泡沫作泡沫作用用分散作分散作用用增溶作增溶作用用催化作催化作用用第56页/共120页第57页/共120页1 消毒杀菌消毒杀菌2 腈纶匀染腈纶匀染剂剂3 抗静电剂抗静电剂4 矿物浮选矿物浮选剂剂5 相转移催相转

19、移催化剂化剂6 织物柔软织物柔软剂剂7 分散剂分散剂食品加食品加工工印染印染金属加金属加工工电镀电镀采矿采矿采油采油第57页/共120页第58页/共120页润湿作润湿作用用乳化作用乳化作用分散作分散作用用起泡与消起泡与消泡泡增溶作用增溶作用洗涤作用洗涤作用肥皂、洗肥皂、洗涤剂涤剂化妆化妆品品食品加食品加工工纺织工纺织工业业金属加金属加工工石油、石油、建筑建筑功功能能应应用用第58页/共120页第59页/共120页润湿作用润湿作用润湿润湿是是固体表面与液体接触时，原来的固相-气相界面消失，形成新的固相-液相界面的现象。 接触角的示意图：第59页/共120页第60页/共120页第60页/共120页

20、第61页/共120页第61页/共120页第62页/共120页coss gs ll gYoung方程（杨氏方程）方程（杨氏方程）:lsgANM s-l s-g l-g 接触角接触角越小，润湿和渗透作用越好；越小，润湿和渗透作用越好；90不润湿不润湿 10.110.050.1 阴离子阴离子多元醇非多元醇非离子离子阳离子阳离子第103页/共120页第104页/共120页抗静电作用抗静电作用 表面活性剂的抗静电表面活性剂的抗静电机理：机理：1 摩擦带电部分摩擦带电部分 表面电荷表面电荷的逸散的逸散摩擦生电是由于在局部表面存在摩擦生电是由于在局部表面存在的物质之间发生电子移动；的物质之间发生电子移动；电

21、荷的逸散与表面活性剂的吸附电荷的逸散与表面活性剂的吸附量和吸湿性有关；可用已吸湿的量和吸湿性有关；可用已吸湿的水分为介质的离子移动引起电荷水分为介质的离子移动引起电荷的移动来解释；的移动来解释；具有抗静电作用的表面活性剂称为具有抗静电作用的表面活性剂称为抗静电剂抗静电剂；第104页/共120页第105页/共120页 疏水基吸附在物体表面，亲水疏水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气形成一层亲水性膜，基趋向空气形成一层亲水性膜，由于由于单分子膜单分子膜可可降低降低合成纤维的合成纤维的摩擦系数摩擦系数从而从而难以产生静电难以产生静电； 亲水性膜亲水性膜吸收空气中的水分，吸收空气中的水分，因此好像物体表

22、面多了一层因此好像物体表面多了一层水层水层，产生的产生的静电易于传递到大气中静电易于传递到大气中，从而从而降低了物体表面的电荷降低了物体表面的电荷；2 表面活性剂抗静电原表面活性剂抗静电原理在于：理在于：第105页/共120页第106页/共120页杀菌作用杀菌作用定义：能与蛋白质发生作用的一定义：能与蛋白质发生作用的一类表面活性剂；类表面活性剂；杀菌机理：首先表面活性剂吸杀菌机理：首先表面活性剂吸附于菌体，然后浸透菌体的细附于菌体，然后浸透菌体的细胞膜并破坏之；胞膜并破坏之； 以阳离子表面活性剂和两性以阳离子表面活性剂和两性表面活性剂为主；如烷基二甲表面活性剂为主；如烷基二甲基苄铵盐，烷基三甲

23、基铵盐、基苄铵盐，烷基三甲基铵盐、聚氨基单羧酸类等；聚氨基单羧酸类等；第106页/共120页第107页/共120页带苄基的季胺氯化物；改变烷基的带苄基的季胺氯化物；改变烷基的碳原子数，杀菌力会有很大的改变，碳原子数，杀菌力会有很大的改变，一般以一般以12121414为宜，为宜，1010的水溶液的水溶液的杀菌力大于苯酚的杀菌力大于苯酚50507070倍；倍；第107页/共120页第108页/共120页匀染作用匀染作用 在印染工业中，以达到在印染工业中，以达到均均匀染色匀染色为目的的表面活性剂称为目的的表面活性剂称为匀染剂；为匀染剂；达到均匀染色的两种途径：达到均匀染色的两种途径：降低染色速度，使

24、染料分子与纤维降低染色速度，使染料分子与纤维缓慢接触；缓慢接触； 对已发生不匀染色的织物，能使深对已发生不匀染色的织物，能使深色部分的染料分子向浅色部分迁移，色部分的染料分子向浅色部分迁移，称为称为“移染移染”第108页/共120页第109页/共120页第109页/共120页第110页/共120页（1）亲纤维匀染剂）亲纤维匀染剂 表面活性剂与纤维的吸附亲和力表面活性剂与纤维的吸附亲和力较大，染料只能在匀染剂后追踪，延较大，染料只能在匀染剂后追踪，延长染色时间达到缓染的目的，在染色长染色时间达到缓染的目的，在染色工艺完成后，染料不能再移动。工艺完成后，染料不能再移动。（2）亲染料匀染剂）亲染料匀

25、染剂表面活性剂与染料有较大亲和力，表面活性剂与染料有较大亲和力，在染色时可拉住染料分子，达到缓在染色时可拉住染料分子，达到缓染目的，同时亦可移染；染目的，同时亦可移染；聚乙二醇类聚乙二醇类非离子表面非离子表面活性剂活性剂第110页/共120页第111页/共120页1表面活性剂要易于生物降解，原料表面活性剂要易于生物降解，原料可再生，广泛使用后，对环境无污染，可再生，广泛使用后，对环境无污染，对人、畜安全温和。对人、畜安全温和。 2表面活性剂要高效、多功能，除有表面活性剂要高效、多功能，除有清洁作用外，还要有抑菌、杀菌、滋润清洁作用外，还要有抑菌、杀菌、滋润皮肤等作用，并应不断开发新用途。皮肤等

26、作用，并应不断开发新用途。3耐硬水、低温洗涤效果好，浓缩的耐硬水、低温洗涤效果好，浓缩的表面活性剂洗涤用品是一个发展方向，表面活性剂洗涤用品是一个发展方向，这包括浓缩洗衣粉和液体洗涤剂。这包括浓缩洗衣粉和液体洗涤剂。 第111页/共120页第112页/共120页第112页/共120页第113页/共120页液液-液界面液界面第113页/共120页第114页/共120页 表面活性表面活性剂概述剂概述表面活性剂在水表面活性剂在水中的性质中的性质HLBHLB用用 途途 不分散不分散0 02 2W/OW/O型乳化剂型乳化剂4 4分散不好分散不好6 6不稳定乳状分散不稳定乳状分散体体8 8润湿剂润湿剂稳定乳状分散体稳定乳状分散体1010半透明至透明的半透明至透明的分散体分散体1212洗涤剂洗涤剂O/WO/W型乳化型乳化剂剂透明溶液透明溶液14141616增溶剂增溶剂第114页/共