表面活性剂的分类和应用

表面活性剂的分类和应用概述表面张力（σ）：使液体表面分子向内收缩至最小面积的这种力。表面活性剂(surfactant)：具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。结构特征：“双亲”结构（见下图）正吸附：表面活性剂在溶液表面层聚集的现象。表面活性剂的分类和应用表面活性剂的一般结构表面活性剂是指能显著降低水的表面张力的一类物质表面活性剂从结构上看均为两亲分子，即同时具有亲水的极性基团和憎水的非极性基团。极性头8－18C长链烷基等非极性基团表面活性剂的分类和应用非极性基团：最常见的是8－18碳的直链烷烃，或环烃等如C17H35－，R－等2.全氟表面活性剂：将上述碳氢链中的氢原子全部用氟原子取代即可。其疏水作用强于碳氢链，其水溶液表面张力可低至20mN/m以下3.硅化合物类：如下所示的聚硅氧烷链疏水性很突出表面活性剂的分类和应用表面活性剂分类表面活性剂通常采用其极性基团的结构来分类，离子型非离子型阳离子型阴离子型两性型表面活性剂注意：阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。表面活性剂的分类和应用（一）阴离子表面活性剂1.高级脂肪酸盐

①系肥皂类，通式：(RCOO-)nMn＋，如硬脂酸钠、镁等。②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)。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：具有一定的刺激性，只供外用。

这类表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。表面活性剂的分类和应用2.硫酸化物：

①通式：R·O·SO3-M+硫酸化油,高级脂肪醇硫酸酯类。②分类：硫酸化油，如硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油；高级脂肪醇硫酸酯，如十二烷基硫酸钠（SDS），又称月桂醇硫酸钠（SLS）。③性质：可与水混溶，为无刺激的去污剂和润湿剂；乳化性很强，稳定、耐酸、钙，易与一些高分子阳离子药物发生作用产生沉淀。④应用：代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，用于外用软膏的乳化剂。表面活性剂的分类和应用3.磺酸化物：

①通式：脂肪族磺酸化物R·SO3-M+

和烷基芳基磺酸化物RC6H5SO3－M＋②分类：脂肪族磺酸化物，如二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT）、二己基琥珀酸磺酸钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸钠（常用洗涤剂）；胆酸盐，如牛磺胆酸钠、甘胆酸钠。③性质：水溶性及耐酸、耐钙、镁盐性比硫酸化物差，但不易水解。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。表面活性剂的分类和应用(二)阳离子型表面活性剂

这类表面活性剂起作用的部分是阳离子，亦称阳性皂。1、结构：含有一个五价氮原子。胺盐型，通式：[RNH3+]X-，[R2NH2+]X-，如氯苄甲乙胺；季铵盐型，通式：[R1R2N+R3R4]X-，如新洁尔灭。

2、特点：良好的表面活性作用，具有很强的杀菌作用。3、应用：杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械的消毒。4、常用品种：苯扎氯铵(洁尔灭)、苯扎溴铵(新洁尔灭)：常用浓度0.01-0.02%，杀菌力强、稳定。表面活性剂的分类和应用(三)两性离子型表面活性剂

这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团，在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。①分类及常用品种:卵磷脂（豆磷脂、蛋磷脂）：是一类天然表面活性剂，组成复杂，可用于静注用乳剂与脂质体的制备。阴离子部分—磷酸型；阳离子部分—季胺盐类合成活性剂：阴离子部分主要是羧酸盐，其阳离子部分分为：氨基酸型——胺盐（RN＋H2CH2CH2COO－）甜菜碱型——季胺盐（RN＋(CH3)2CH2COO－）②性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、去污力亦强；酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小。表面活性剂的分类和应用表面活性剂的基本特性（一）临界胶束浓度胶束（micelles)：当溶液内表面活性剂分子数目不断增加时，其疏水部分相互吸引，缔合在一起，亲水部分向着水，几十个或更多分子缔合在一起形成缔合的粒子，称为胶束。当溶液中形成胶束后，溶液的性质如渗透压、浓度、界面张力、摩尔电导等都存在突变现象。临界胶束浓度（criticalmicelleconcentration,CMC）：表面活性分子缔合形成胶束的最低浓度。CMC的大小与物质的结构、组成有关。表面活性剂的分类和应用

胶束的形成、大小与形状

胶束的形成:

在临界胶束浓度时水分子的强大凝聚力把表面活性剂分子从其周围挤开，迫使表面活性剂分子的亲油基和亲水基各自互相接近，排列成亲油基在内、亲水基在外的球形缔合体，即胶束。因此胶束的形成并不是由于亲油基和水分子间的斥力或亲油基彼此间的Vanderwaals引力所致，而是受水分子的排挤所致.表面活性剂的分类和应用

不同类型的表面活性剂，在浓度由小到大所形成的胶束有不同的形状，如下所述（球＼棒＼束＼板＼层状）。

若在表面活性剂浓溶液中加入适量的非极性液体，则可形成亲水基指向胶束内，烃链指向非极性液体的胶束，称为反胶束。表面活性剂的分类和应用

胶束的结构

表面活性剂的分类和应用十二烷基磺酸水溶液的电导率与浓度的关系CMC的测定(介绍四种方法)1.表面张力法：以表面张力对浓度的对数作图，曲线的转折点即为CMC值。适合于离子表面活性剂和非离子型表面活性剂。2.电导法：以表面活性剂溶液的摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转折点即CMC值。适合于离子表面活性剂。3.染料法：表面活性剂溶液增溶染料前后吸收光谱的变化。4.光散射法：胶束形成与散射光强度成正比。

庚基乙二醇十二烷基醚的表面张力与浓度的关系表面活性剂的分类和应用CMC测定

当溶液中形成胶束后，溶液的性质如渗透压、浓度、界面张力、摩尔电导等都存在突变现象比电导表面张力渗透压力浊度摩尔电导表面活性剂的分类和应用（二）亲水亲油平衡值定义：HLB(hydrophile-lipophilebalance)系表面活性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。HLB值范围：

HLB0～40，其中非离子表面活性剂HLB0～20，即石蜡为0，聚氧乙烯为20。表面活性剂的分类和应用HLB值计算：(1)多元醇型和聚乙二醇型非离子表面活性剂：

HLB＝(2)大多数多元醇脂肪酸酯：

HLB＝20（1－S/A）

S为酯的皂化价，A为脂肪酸的酸价。(3)混合的非离子表面活性剂：

HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+Wb)

(4)官能团HLB计算法：

HLB=∑(亲水基团HLB)+∑(亲油基团HLB)+7

并不是所以表面活性剂HLB值能用算式计算，须用实验方法加以验证。表面活性剂的分类和应用Krafft点：离子表面活性剂在水中的溶解度随温度升高至某一温度时，其溶解度急剧升高，该温度称为Krafft点。Krafft点是离子型表面活性剂的特征值，Krafft点也是表面活性剂应用温度的下限，或者说，只有在温度高于Krafft点表面活性剂才能更好的发挥作用。如十二烷基硫酸钠的Krafft点为8℃，而十二烷基磺酸钠的Krafft点为70℃，在室温条件下使用，前者作增溶剂为好，后者的Krafft点高就不够理想。（三）Krafft点和昙点（tan）表面活性剂的分类和应用图十二烷基硫酸钠在水中的溶解度与温度关系可以看出随温度升高，其溶解度在某一温度K点急剧升高，转折点K对应的温度称克拉费特点(Krafftpoint)而此点对应的溶解度即为该离子型表面活性剂的临界胶团浓度（图中虚线对应浓度）表面活性剂的分类和应用起昙和昙点非离子型表面活性剂在水溶液中的溶解度随温度升高而下降，使溶液变浊，称此变浊温度为昙点（Cloudpoint），亦称浊点。昙点是非离子型表面活性剂的特征值。此类表面活性剂的昙点在70~100℃，例如吐温20为90℃；吐温60为76℃；吐温80为93℃。吐温类产生昙点的原因是温度升高，聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，水合能力下降，溶解度反而减小，溶液变浊出现昙点，冷却时氢键重新形成，又澄明。表面活性剂的分类和应用二、非离子表面活性剂

在水溶液中不是解离状态故称之为非离子表面活性剂。1、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酯键、醚健。2、性质：毒性小，溶血作用较小，化学上不解离，不易受电解质、pH值的影响；能与大多数药物配伍，广泛应用于外用、口服制剂和注射剂。表面活性剂的分类和应用3、常用品种

①脂肪酸甘油酯

类别：脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯，如单硬脂酸甘油酯。性质：不溶于水，在水、热、酸、碱及酶等下易水解。应用：HLB3～4，表面活性弱，用作W/O型辅助乳化剂。

②多元醇型⑴蔗糖脂肪酸酯(sucroseesters，SE)

简称蔗糖酯，是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物，分为单酯、二酯、三酯及多酯。性质：溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水和油；在酸、碱及酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸。应用：HLB5～13，表面活性弱，用作O/W型乳化剂。表面活性剂的分类和应用⑵脂肪酸山梨坦：山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸→脱水山梨醇脂肪酸酯的混合物

(司盘，span)品种：span20（脱水山梨醇单月桂酸酯），span40(脱水山梨醇单棕榈酸酯)；span60（脱水山梨醇单硬脂酸酯）；span65（脱水山梨醇三硬脂酸酯）；span80（脱水山梨醇单油酸酯）；span85（脱水山梨醇三油酸酯）。应用：粘稠白色至黄色的油状液体或蜡状固体，亲油性较强，～，一般用作W/O型乳剂的乳化剂或混合乳化剂。用于搽剂、软膏，亦作为乳剂的辅助乳化剂。表面活性剂的分类和应用⑶聚山梨酯(polysorbate)：脱水山梨醇脂肪酸酯+环氧乙烷→聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯

(吐温，Tween)品种：Tween20（聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯），Tween40（聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈酸酯），Tween60（聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸酯），Tween80（聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯），Tween85（聚氧乙烯脱水山梨醇三油酸酯）。应用：粘稠性黄色液体，亲水性化合物，为水溶性表面活性剂，用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。表面活性剂的分类和应用③聚氧乙烯型：1）聚氧乙烯脂肪酸酯系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。通式：RCOOCH2(CH2OCH2)nCH2OH，商品名为卖泽(Myrij)，如聚氧乙烯40硬脂酸酯(polyoxyl40stearate)。应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和油/水型乳化剂。2）聚氧乙烯脂肪醇醚系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。通式：R·O·(CH2OCH2)nH。

表面活性剂的分类和应用品种: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。西土马哥(Cetomacrogol)：聚乙二醇与十六醇的缩合物。平平加O(PerogolO)：是15个单位的氧乙烯与油醇的缩合物埃莫尔弗(Emlphor)：一类聚氧乙烯蓖麻油化合物，由20个单位以上的氧乙烯与油醇缩合而成。易溶于水和醇及多种有机溶剂，HLB12～18，具有较强亲水性，乳化能力强，作增溶剂和油/水型乳化剂。如聚氧乙烯蓖麻油甘油醚（CremophoreEL），氧乙烯单位为35～40，HLB12～14。表面活性剂的分类和应用④聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物

通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C