表面活性剂培训课件

1、表面活性剂 表面活性剂第1页表面活性剂 第一节 概述 一、表面现象 （一）界面、表面和界面现象、表面现象含义 表面活性剂第2页界面是指物质相与相之间交界面。 通常将有气相组成气固、气液等界面称为表面。 相（phase）是指体系中物理和化学性质均匀部分。表面活性剂第3页（二） 表面张力（surface tension）和界面张力： 表面活性剂第4页表面活性剂第5页一个玻璃杯灌满水后，将硬币顺着杯子边缘放入杯中，你会发觉杯中已装入数数枚硬币后，尽管水面高出杯口，堆起来很高，展现向上凸起形状，但仍不溢出来 。这是因为液体表面层存在表面张力，好像在水表面上覆盖了一层弹性膜。当把小物体放入水中后，即使水

2、已超出杯口，“堆”很高，但仍没有破坏“弹性膜”，所以水也不会溢出来。 表面活性剂第6页 表面张力产生，从简单分子引力观点来看，是因为液体内部分子与液体表面层分子(厚度约107cm)处境不一样。液体内部分子所受到周围相邻分子作用力是对称，相互抵消，而液体表面层分子所受到周围相邻分子作用力是不对称，其受到垂直于表面向内吸引力更大，这个力即为表面张力。 表面活性剂第7页表面张力是指一个使表面分子含有向内运动趋势，并使表面自动收缩至最小面积力。表面活性剂第8页 表面张力 f b 刚好使皂膜破裂时力 L 活动金属杆长度 = fb/2L 表面活性剂第9页（三）表面自由能 W=fS=2LSW=A W为所做功

3、，或称增加表面自由能 为表面张力； A为增加表面积。 表面活性剂第10页(四)液体铺展 铺展是指一滴液体能在另种不相溶液体表面上自动形成层薄膜现象。 表面活性剂第11页铺展系数与界面张力有以下关系： S=底-（铺+底铺） S为正值，则发生铺展现象。 S为负值，则不发生铺展现象。表面活性剂第12页 表面张力小液体能够在表面张力大液体表面上铺展，反之则不能铺展。 思索： 假如降低底铺，铺展系数会怎样？两液体会怎样？表面活性剂第13页(五)固体润湿 润湿（wetting）是指液体在固体表面上粘附现象。 表面活性剂第14页完全不润湿不能润湿能润湿完全润湿表面活性剂第15页一、表面活性剂概念 表面活性剂

4、是指那些含有很强表面活性、能使液体表面张力显著下降物质。 表面活性剂第16页二、表面活性剂（一）表面活性剂含义表面活性剂： 能使液体表面张力显著降低物质。 表面活性剂第17页为何表面活性剂大大降低表面张力？ 这是因为活性剂能大大减小表面静引力引发，所谓净引力是指相内部分子与相外部分子对表面分子吸引力差值。为何活性剂能大大减小表面净吸引力？表面活性剂第18页表面活性剂分子结构特点：它们大都是长链有机化合物，烃链长度普通不少于8个碳原子；分子中同时含有亲水基团和亲油基团。 表面活性剂第19页（二）表面活性剂分子在溶液中正吸附 正吸附：表面活性剂在浓度较低时，基本集中在表面形成单分子层，其在表面层浓

5、度大大高于溶液内浓度，并使溶液表面张力降低到水表面张力以下。这种表面活性剂在溶液表面层聚集现象称为正吸附。 表面活性剂第20页 (三)表面活性剂在固体表面吸附 表面活性剂溶液与固体接触时，其分子很轻易在固体表面产生吸附，使固体表面状态和性质发生改变。 表面活性剂第21页第二节 表面活性剂分类高分子表面活性剂:分子量在数千以上且含有表面活性物质称为高分子表面活性剂 表面活性剂第22页一、离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂(在水中能够解离，起活性作用部分是阴离子）1、肥皂类： 通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐 分类：一价金属皂(钾、钠皂)；二价或多价皂(铅、钙、铝皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂)

6、 性质：含有良好乳化能力，易被酸及多价盐破坏，电解质使之盐析。 应用：含有一定刺激性，只供外用。表面活性剂第23页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ROSO3M+。代替配皂洗涤皮肤；有一定刺激性，用于外用软膏乳化剂。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RSO3M和RC6H5SO3M。 用作胃肠脂肪乳化剂和单脂肪酸甘油酸增溶剂；很好洗涤剂。表面活性剂第24页（二）阳离子表面活性剂 这类表面活性剂起作用部分是阳离子，其分子结构主要部分是一个五价氮原子，其特点是水溶性大，在酸性与碱性溶液中较稳定，含有良好表面活性作用和杀菌作用。惯用具种有苯扎氯铵和苯扎溴

7、铵等。表面活性剂第25页(二)阳离子表面活性剂 ： 带正电荷。起表面活性作用是阳离子。 洁尔灭、新洁尔灭、氯化苯甲烃铵等。本类因有很强杀菌作用，故主要用于皮肤、粘膜、手术器械等消毒。一些品种如苯扎氯铵，可作为抑菌剂用于眼用溶液。 表面活性剂第26页（三）两性离子表面活性剂 这类表面活性剂分子结构中同时含有正、负电荷基团，在不一样pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂性质。1卵磷脂 2氨基酸型和甜菜碱型 表面活性剂第27页二、非离子表面活性剂（在水中不解离）1、脂肪酸甘油酯 2、多元醇型(1) 蔗糖脂肪酸酯(2) 失水山梨醇脂肪酸酯 （司盘）表面活性剂第28页(3) 聚山梨酯(吐温)表面活

8、性剂第29页（三）聚氧乙烯型1聚氧乙烯脂肪酸酯系由聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成酯，通式为RCOOCH2（CH2OCH2）nCH2OH 2.聚氧乙烯脂肪醇醚 系由聚乙二醇与脂肪醇缩合而成醚，通式为RO（CH2OCH2）nH （四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物表面活性剂第30页聚氧乙烯和聚乙二醇结构表面活性剂第31页三 表面活性剂命名1、阴离子表面活性剂命名2、阳离子表面活性剂命名3、两性表面活性剂命名4、非离子表面活性剂命名表面活性剂第32页第三节 表面活性剂特征 一、临界腔束浓度CMC： 表面活性剂分子缔合形成胶束最低浓度。 胶体粒子范围（1100nm） 临界浓度通常在0.02%0.5%左右。 表

9、面活性剂第33页2胶束结构 表面活性剂第34页二、亲水亲油平衡值（HLB） 表面活性剂是由亲水基团和亲油基团所组成，其亲水性和亲油性强弱是影响表面活性剂性能主要原因。 每一个表面活性剂都有一定亲水基团含有亲水能力，并对亲油基团亲油能力含有一定平衡关系，这种关系称亲水亲油平衡值。(Hydrophile-lipophile balance)即HLB值，是个相对值。 表面活性剂第35页非离子表面活性剂HLB值为020，疏水性最大石蜡HLB值定为0，亲水性最大聚氧乙烯HLB值定为20，其它表面活性剂HLB值则介于020之间。HLB值越大，其亲水性越强，HLB值越小，其亲油性越强。表面活性剂第36页非离

10、子表面活性剂HLB值含有加和性，因而可利用以下公式来计算两种和两种以上表面活性剂混合后HLB值：对非离子型表面活性剂可按组成乳化剂各成份重量百分比加以计算。 表面活性剂第37页不一样HLB值表面活性剂用途 表面活性剂第38页三、表面活性剂几个主要作用 1、表面活性剂起泡和消泡作用泡沫是一层很薄液膜包围着气体，是气体分散在液体中分散体系。如中草药乙醇或水浸出液含有皂甙、蛋白质、树胶以及其它高分子化合物，当猛烈搅拌或蒸发浓缩时可产生稳定泡沫。表面活性剂第39页这些表面活性剂通常有较强亲水性和较高HLB值，在溶液中可降低溶液界面张力而使泡沫稳定，称这些物质为起泡剂（foaming agent）。表面

11、活性剂第40页在产生稳定泡沫情况下，加入一些HLB值为13亲油性较强表面活性剂，则可与泡沫液层争夺液膜表面而吸附在泡沫表面上，代替原来起泡剂，而其本身并不能形成稳定液膜，故使泡沫破坏，这种用来消除泡沫表面活性剂称为消泡剂（antifoaming agent）。少许辛醇、戊醇、醚类、硅酮等也可起到消泡作用。表面活性剂第41页2、表面活性剂乳化作用（一）降低界面张力 当水相与油相混合时，加入表面活性剂（乳化剂）可降低油水界面张力，分散成稳定乳剂。但要依据所用油及乳剂类型选择适宜乳化剂。表面活性剂第42页（二）形成牢靠乳化膜 乳化剂降低油水界面张力同时被吸附于乳滴表面上，并有规律地定向排列形成膜，可

12、阻止乳滴合并。在乳滴周围形成乳化剂膜称为乳化膜。乳化剂在乳滴表面上排列越整齐，乳化膜就越牢靠，乳剂也就越稳定。表面活性剂第43页3、胶束增溶 最大增溶浓度（maximum additive concentration, MAC）:当表面活性剂用量为1g时增溶药品到达饱和浓度即为最大增溶浓度。 CMC越低，缔合数越大，MAC就越高。 表面活性剂第44页表面活性剂增溶模式表面活性剂第45页表面活性剂第46页4、表面活性剂润湿作用 在固液界面体系中加入表面活性剂后能够降低固液界面张力，从而降低固体与液体接触角，对固体表面起润湿作用。所以，作为润湿剂表面活性剂，要求分子中亲水基和亲油基应该含有适宜平衡，其HLB值普通在711之间，并应有适宜溶解度。 表面活性剂第47页5、表面活性剂去污作用去污剂或洗涤剂（detergent）是用于除去污垢表面活性剂，HLB值普通为1316。惯用去污剂有油酸钠和其它脂肪酸钠盐、