APC04章-表面活性剂及其应用-高等物理化学分析课件

高等物理化学=表面活性剂及其应用表面活性剂一词来自英文surfactant。它实际上是短语surfaceactiveagent的缩合词。它还有一个名字叫做tenside。

表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、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，从而具有一系列应用功能。2023/10/6高等物理化学=表面活性剂及其应用表面活性剂一词来自英文s4.1概述一、表面活性剂的概念表面活性剂(surfactant)是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。表面张力：使液体表面分子向内收缩至最小面积的这种力。

2023/10/64.1概述一、表面活性剂的概念2023/10/6表面活性剂及其应用表面活性剂一词来自英文surfactant。它实际上是短语surfaceactiveagent的缩合词。它还有一个名字叫做tenside。

表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、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，从而具有一系列应用功能。2023/10/6表面活性剂及其应用表面活性剂一词来自英文surfactant英国著名界面化学家Ckint说冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂，这两样东西都不会有。这真是太可悲了。但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，人也没有了。

——英国著名界面化学家Ckint2023/10/6英国著名界面化学家Ckint说冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了二、表面活性剂的结构特点非极性烃链极性基团非极性烃链：8个碳原子以上烃链极性基团：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。表面活性剂分子2023/10/6二、表面活性剂的结构特点非极性烃链极性基团非极性烃链：三、表面活性剂的吸附性1.表面活性剂分子在溶液中的正吸附表面活性剂在溶液的表面层聚集的现象称为正吸附。正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈现出碳氢链性质，体现出较低的表面张力，进而产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。当表面活性剂浓度很低，但降低表面活性张力很显著，则它的表面活性越强，越容易形成正吸附。2023/10/6三、表面活性剂的吸附性1.表面活性剂分子在溶液中的正吸附20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。对于极性固体物质在表面活性剂浓度较低时形成单层吸附，当其达到临界胶束浓度时，转为双层吸附。对于非极性固体，一般只发生单分子层吸附。2.表面活性剂在固体表面的吸附三、表面活性剂的吸附性2023/10/6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2023/10/62023/10/64.2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：

离子表面活性剂

非离子表面活性剂高分子表面活性剂和低分子表面活性剂阳离子表面活性剂阴离子表面活性剂两性离子表面活性剂2023/10/64.2表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离一、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：

①通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐

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。（一）阴离子表面活性剂2023/10/6一、离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。（一）阴离子（一）阴离子表面活性剂2、硫酸化物：

①通式：R·O·SO3-M+②分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红油)；高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠)。

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沉淀。

④应用：代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，主要用于外用软膏的乳化剂。有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。

2023/10/6（一）阴离子表面活性剂2、硫酸化物：2023/10/阴离子表面活性剂脂肪醇硫酸钠

2023/10/6阴离子表面活性剂脂肪醇硫酸钠2023/10/6阴离子表面活性剂3、磺酸化物：

①通式：R·SO3-M+

②分类：脂肪族磺酸化物，如二辛玻珀酸脂磺的钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸钠，常用洗涤剂；烷基苯磺酸化物；胆酸盐，如牛磺胆酸钠。

③性质：水溶性,耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差,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。

2023/10/6阴离子表面活性剂3、磺酸化物：2023/10/6阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重，据统计，世界表面活性剂总产量的40%属于这一类。2023/10/6阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表（二）阳离子表面活性剂起作用的是阳离子，亦称阳性皂。1.结构：含有一个五价氮原子。2.特点：水溶性大，在酸性和碱性溶液中较稳定具有良好的表面活性和杀菌作用。

3.应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消毒。4.常用药物：①苯扎氯铵(洁尔灭)；②苯扎溴铵

(新洁尔灭)2023/10/6（二）阳离子表面活性剂起作用的是阳离子，亦称阳性皂。2023阳离子表面活性剂烷基三甲基氯化铵

阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。如图所示，其亲水基一端是阳离子，故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。阳离子表面活性剂水溶液，大多呈酸性。而阴离子表面活性剂水溶液，一般为中性或碱性，与前者正好相反。这是因为在中和时，各自的酸碱强度不同而造成的。2023/10/6阳离子表面活性剂烷基三甲基氯化铵阳离子表面活性剂正好与阴离（三）两性离子表面活性剂分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂，随介质的pH可成阳或阴离子型。常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也无沉淀。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。

2023/10/6（三）两性离子表面活性剂分子结构上同时具有正负电荷基团的表面两性离子表面活性剂其中的甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。可看成是两性表面活性剂的代表。甜菜碱型两性表面活性剂与氨基

酸型两性表面活性剂最大的差别

是前者无论是在酸性、中性或碱

性都易溶于水。即使在等电点也

无沉淀，且在任何pH值时均可

使用。甜菜碱型表面活性剂2023/10/6两性离子表面活性剂其中的甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液二、非离子表面活性剂在水溶液中不解离。

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，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，应用广泛（外用、内服、注射）。2023/10/6二、非离子表面活性剂在水溶液中不解离。2023/10/6非离子表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不

电离，其亲水基主要是由具有一定

数量的含氧基团成。正是这一特点

决定了非离子型表面活性剂在某些

方面比离子型表面活性剂优越。2023/10/6非离子表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不

电离，其亲水（一）脂肪酸甘油酯

主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯。性质：不溶于水，在水、热、酸、碱及酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸，HLB3~4，表面活性弱。应用：主要用作W/O型辅助乳化剂。

常用品种（一）脂肪酸甘油酯

2023/10/6（一）脂肪酸甘油酯常用品种（一）脂肪酸甘油酯（二）多元醇型1.蔗糖脂肪酸酯简称蔗糖酯，

是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物。根据脂肪酸取代数不同分为：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，HLB5~13，表面活性弱。应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。2023/10/6（二）多元醇型2023/10/6（二）多元醇型Span-20-40-60-65-80-85脂肪酸单月桂单棕榈单硬脂三硬脂单油三油2.脂肪酸山梨醇：司盘类[Spans]

即脱水山梨醇脂肪酸酯是山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸→Spans(混合物)根据脂肪酸品种数量不同分为：应用：HLB1.8~3.8，因其亲油性较强，一般用作水/油乳剂的乳化剂。用于搽剂，软膏，亦可作为乳剂的辅助乳化剂。2023/10/6（二）多元醇型Span-20-40-60-65-80-85脂Tween-20-40-60-65-80-85脂肪酸单月桂单棕榈单硬脂三硬脂单油三油3.聚山梨酯(polysorbate)：吐温[Tweens]

即聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯脱水山梨醇脂肪酸酯+环氧乙烷→Tweens(亲水性化合物)。因也有一次和二次脱水，故为混合物。

脂肪酸品种和数量不同分为：应用：亲水性大大增加，为水溶性表面活性剂，用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。（二）多元醇型2023/10/6Tween-20-40-60-65-80-85脂肪酸单月桂单（三）聚氧乙烯型1.聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类[Myrj]系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。

通式：R·COO·CH2(CH2OCH2)nCH2·OH因n不同，产品常用的有：

Myri-45-49-51-52-53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。

常用的有polyoxyl40stearate(聚氧乙烯40硬脂酸酯)。2023/10/6（三）聚氧乙烯型1.聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类[Myrj]2（三）聚氧乙烯型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产品有: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。3）平平加O(PerogolO)为15单位氧乙烯与油醇的缩合物。

4）埃莫尔弗(Emlphor)为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。Emlphor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CremophoreEL为聚氧乙烯蓖麻油甘油醚，氧乙烯单位为35~40，HLB12~14。

2023/10/6（三）聚氧乙烯型2.聚氧乙烯脂肪醇醚2023/10/6（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物即泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克(Pluronic)。通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH性质：为淡黄色液体或固体；分子量1000~14000；HBL0.5~30；随聚氧丙烯比例增加，则亲油性增强；随聚氧乙烯比例增加，则亲水性增强；具有乳化、润湿、分散、起泡和消泡等多种优良性能，但增溶能力较弱。特点：对皮肤无刺激和过敏性，

对粘膜刺激性很大，毒性中较小，Poloxamer118(pluronic68)可作为o/w型乳化剂，

是目前用于静脉乳剂少数合成的乳化剂之一，用本品制备的乳剂能耐受热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。2023/10/6（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物即泊洛沙姆(poloxamer三.特种表面活性剂特种表面活性剂是指含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性剂。2023/10/6三.特种表面活性剂2023/10/64.3表面活性剂的基本性质（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。

临界胶束浓度（

criticalmicellconcentration,CMC）：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。一、表面活性剂胶束2023/10/64.3表面活性剂的基本性质（一）临界胶束浓度一、表面活性4.3.1表面活性剂胶束（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。

临界胶束浓度（

criticalmicellconcentration,CMC）：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。2023/10/64.3.1表面活性剂胶束（一）临界胶束浓度2023/10/6（二）胶束的结构

2023/10/6（二）胶束的结构2023/10/6（三）临界胶束浓度的测定

CMC时，溶液表面张力基本达到最低值，而且溶液的多种物理性质如摩尔电导、粘度、渗透压、密度、光散射等多种物理性质发生急剧变化。利用这些性质与表面活性剂浓度之间的关系，可推测出表面活性剂的临界胶束浓度。温度、浓度、电解质、pH值等因素对测定结果也会产生影响。2023/10/6（三）临界胶束浓度的测定CMC时，溶液表面张力基本达到最低4.3.2亲水亲油平衡值（一）HLB值的概念亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophilebalance，HLB)系表面活性剂分子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。数值范围：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。

2023/10/64.3.2亲水亲油平衡值（一）HLB值的概念2023/10/2023/10/62023/10/6亲水亲油平衡值（HLB)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3~6的表面活性剂适合作W/O型乳化剂；HLB值在8~18的表面活性剂适合作O/W型乳化剂；HLB值在13~18的表面活性剂适合作增溶剂；HLB值在7~9的表面活性剂适合作润湿剂。2023/10/6亲水亲油平衡值（HLB)特性与应用：2023/10/62023/10/62023/10/6HLB值计算(1)对非离子型表面活性，

可能过经验式求得:非离子表面活性剂的HLB具有加和性。

HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+Wb)(2)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(groupnumber)。

HLB=∑(亲水基团HLB)+∑(亲油基团HLB)+72023/10/6HLB值计算(1)对非离子型表面活性，可能过经验式求得:2023/10/62023/10/64.3.3krafft点当温度升高至某一温度时，离子表面活性剂在水中的溶解度急剧升高，

该温度称为krafft点，

相对应的溶解度即为该离子表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)。

krafft点是离子表面活性剂的特征值，

krafft点越高，则CMC越小。

krafft点亦是离子表面活性剂应用温度的下限，即只有高于krafft点，表面活性剂才能更大地发挥作用。2023/10/64.3.3krafft点当温度升高至某一温度时，离子表面活2023/10/62023/10/64.3.3起昙与昙点对聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升高可导致聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，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，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，此现象称为起昙（tan），此时温度称为昙点(或浊点）。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，聚氧乙烯链越长则浊点越高。2023/10/64.3.3起昙与昙点对聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升高4.3.4表面活性剂的生物学性质一、对药物吸收的影响表面活性剂的存在可能增加药物吸收，也可能降低药物的吸收。若药物系被增溶在胶束内，且能顺利从胶束内扩散或胶束本身迅速与胃肠粘膜融合，则可增加吸收；溶解生物膜脂质增加上皮细胞的通透性，从而改善吸收；形成高粘度团块，降低胃空速率，增加药物吸收；浓度的亦有重要影响，

2023/10/64.3.4表面活性剂的生物学性质一、对药物吸收的影响表面二、表面活性剂与蛋白质的相互作用离子型表面活性剂在酸性或碱性介质中都可能与蛋白质结合。①在碱性中，羧基解离，

[蛋白质]-+[表面活性剂]+→电性结合；

②在酸性中，胺基、氨基解离，

[蛋白质]-+[表面活性剂]+→电性结合。蛋白质构象中的次级键(盐键、氢键、疏水键)+表面活性剂→盐键、氢键、疏水键破坏→蛋白质内部变成无秩序的疏松状态→破坏螺旋结构→蛋白质变性。2023/10/6二、表面活性剂与蛋白质的相互作用离子型表面活性剂在酸性或碱性三、表面活性剂的毒性1.表面活性剂毒性大小：一般是阳离子型>阴离子型>非离子型2.口服给药呈慢性毒性：大小顺序也是阳>阴>非，非离子型表面活性剂口服相对没有毒性。3.静脉给药与口服比较具有较大的毒性。4.阴、阳离子表面活性剂不仅毒性较大，而且有溶血作用。非离子型表面活性剂也有溶血作用，但一般较小。2023/10/6三、表面活性剂的毒性1.表面活性剂毒性大小：2023/102023/10/62023/10/6四、表面活性剂的刺激性各类表面活性剂以外用制剂的形式长期应用或高浓度使用时可能出现皮肤或粘膜损害。但仍以非离子型的对皮肤，粘膜的刺激性为最小。2023/10/6四、表面活性剂的刺激性各类表面活性剂以外用制剂的形式长期应用4.3.4表面活性剂的复配表面活性剂相互间或与其他化合物的配合使用称为复配。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表面活性作用。2023/10/64.3.4表面活性剂的复配表面活性剂相互间或与其他化合物的配4.3.4.1与中性无机盐的配伍在离子表面活性剂溶液中加入可溶性的中性无机盐，则反离子会产生一定的影响：反离子结合率越高和浓度越高，表面活性剂CMC降低就越显著，从而增加了胶束数量，增加烃核总体积，增加了烃类增溶质的增溶量。由于无机盐使胶束栅状层分子间的电斥力减少，分子排列更紧密，减少了极性增溶质的有效增溶空间，故对极性药物的增溶量降低。无机盐对非离子表面活性剂的影响较小，但在高浓度时（>0.1mol/L）可破坏表面活性剂聚氧乙烯等亲水基与水分子的结合，使浊点降低。2023/10/64.3.4.1与中性无机盐的配伍在离子表面活性剂溶液中加入可无机物对表面活性剂溶液性质的影响一、离子型1.加入无机盐，溶液cmc下降，有利于胶束的稳定；且无机盐浓度增加，cmc下降。无机盐浓度过量，不利于乳液的稳定。2.同种表面活性剂，不同的反离子，有不同的cmc。电荷性占主导地位的离子型表面活性剂，无机盐离子价的影响尤其为显著。二、非离子型无机盐影响较小。低浓度时，几乎无显著变化；浓度大时，表面活性才有改变。且影响远小于离子型表面活性剂，且表面张力无明显改变。作用机理：盐析使表面活性剂更易形成胶束，cmc降低。盐溶则相反。2023/10/6无机物对表面活性剂溶液性质的影响一、离子型2023/10/64.3.4.2（二）有机添加剂脂肪醇与表面活性剂分子形成混合胶束，烃核的体积增大，对碳氢化合物的增溶量增加，一般以碳原子在12以下的脂肪醇有较好效果。一些多元醇（如果糖、木糖、山梨醇等）也有类似效果。一些短链醇不仅不能与表面活性剂形成混合胶束，还可能破坏胶束的形成，如C1~C6的醇等。极性有机物（如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等均升高表面活性剂的临界胶束浓度。2023/10/64.3.4.2（二）有机添加剂脂肪醇与表面活性剂分子形成混合极性有机物⒈脂肪醇对表面活性剂溶液的表面张力、临界胶束浓度、起泡性、泡沫稳定性、乳化分散性、增溶性等都有显著的影响。影响的一般规律：随脂肪族碳链的增长，影响提高。（碳链过长则不溶解。）研究范围内，cmc随浓度呈直线变化。低级醇低浓度时，cmc随浓度增大而下降。低级醇高浓度时，cmc随浓度增大而上升。⒉加入强极性或水溶性有机物如尿素、乙二醇、N—甲基乙酰胺等，表面活性剂的cmc不是降低，而是升高。另一类强极性、水溶性有机物如果糖、山梨醇、环已六醇等则使cmc降低。凡增加表面活性剂cmc的这类极性有机物，也能提高表面活性剂的溶解度。称助溶剂。如尿素。⒊醇对表面活性剂表面张力也有显著影响。与表面活性剂疏水基结构类似时，更明显。2023/10/6极性有机物⒈脂肪醇对表面活性剂溶液的表面张力、临界胶束浓度、4.3.4.3（三）水溶性高分子水溶性高分子吸附表面活性剂，减少溶液中游离表面活性剂分子数量，临界胶束浓度升高；

水溶性高分子与表面活性剂形成不溶性复合物；但在含有高分子的溶液中，一旦有胶束形成，其增溶效果却显著增加。

2023/10/64.3.4.3（三）水溶性高分子水溶性高分子吸附表面活性剂，水溶性高分子化合物表面活性剂与水溶性高分子化合物复配使用。如：洗涤剂中羟甲基纤维素——污垢悬浮、分散剂。乳状液中明胶、阿拉伯胶——提高乳液的稳定性。结论：⒈高分子疏水性越强，相互作用越大；⒉表面活性剂与高分子电性差异越大，相互作用越强；⒊表面活性剂的碳链越长，相互作用越强。⒋非离子表面活性剂与高分子作用较弱,但表面活性剂碳链增加相互作用提高。2023/10/6水溶性高分子化合物表面活性剂与水溶性高分子化合物复配使用。如4.3.4.4表面活性剂混合体系1.同系物混合体系二个同系物等量混合体系的表面活性介于两者之间而更趋于活性较高（即碳链更长）的同系物，对CMC较小组分有很大的影响。混合体系的CMC与各组分摩尔分数不呈线性关系，也不等于简单加和平均值。2023/10/64.3.4.4表面活性剂混合体系1.同系物混合体系2023/同系物对表面活性剂溶液性质的影响一、表面张力与浓度的关系二、混和液与单一表面活性剂的cmc之间的关系三、结论：实验值和理论值一致性很好。

C12H25OSO3Na含量对混合液表面活性影响较小。非离子表面活性剂同系物混合溶液的cmc理论值和实验值的一致性很好。结论:同系物表面活性剂混合液的表面张力均介于各单体表面张力之间；非同系物，则差异较大。2023/10/6同系物对表面活性剂溶液性质的影响一、表面张力与浓度的关系204.3.4.5表面活性剂混合体系2.非离子型表面活性剂与离子型表面活性剂混合体系两者更容易形成混合胶束，CMC介于两种表面活性剂CMC之间或低于其中任一表面活性剂的CMC。对于阴离子型表面活性剂与聚氧乙烯型非离子表面活性剂混合体系，当聚氧乙烯数增加时，可能发生更强的协同作用，但电解质可使协同作用减弱。2023/10/64.3.4.5表面活性剂混合体系2.非离子型表面活性剂与离子非离子与阴离子表面活性剂的相互作用和协同作用非离子与阴离子表面活性剂的复合如阴离子加阴离子如肥皂，量少时起钙皂分散作用，量多时形成低泡洗涤剂。⒉协同效应：表面活性剂的两元混合体系中，当总的混合表面活性剂浓度低于这两种表面活性剂在混合物中所需浓度，且能获得给定的表面张力时，产生协同效应。离子型加入非离子型，混合液的cmc和表面张力下降，表面活性提高。阴离子加非离子，实用性（如润湿性、去污性）提高。阴离子/非离子型二元混合液的去污性均比相应的单一的表面活性剂明显增加。若疏水基相同时，烷基酚系间协同作用远大于醇系；疏水基结构不同时，OP—8S/C12E间协同作用稍大于C12E9S/OP8，C12E9S/C12E二元混合的协同效应不明显。2023/10/6非离子与阴离子表面活性剂的相互作用和协同作用非离子与阴离子表4.3.4.6表面活性剂混合体系3.阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂混合体系表面活性剂混合物的增效程度与两者混合比例有关及碳氢链长度有关，碳氢链长度越接近以及碳氢链越长，增溶作用也越强。带有相反电荷的离子型表面活性剂的适当配伍可形成具有很高表面活性的分子复合物，对润湿、增溶、起泡、杀菌等均有增效作用。如混合比例不当、混合方法不适，可导致溶解度很小的离子化合物从溶液中沉淀。2023/10/64.3.4.6表面活性剂混合体系3.阳离子型表面活性剂与阴离阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的混合阴阳离子表面活性剂复配的协同效应最大。但要避免沉淀析出。分子间化合物：一定条件下，阴—阳离子表面活性剂强烈的相互作用，组成一种复合物称为——。等摩尔混合：非等摩尔混合：与等摩尔相同，反映在cmc上。在阴离子表面活性剂中加入少量阳离子表面活性剂，即可显著提高表面活性，反之亦然。注意：并非所有的阴阳离子表面活性剂均可混合，只有当疏水基较大且二者碳原子数接近时，才有较高的表面活性。2023/10/6阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的混合阴阳离子表面活性剂复4.3.4.7离子型与两性表面活性剂的混合在LAS中加入一定量的两性表面活性剂C12HAA—2EO，可提高LAS和肥皂的洗涤能力，降低污染能力。与阴、阳型混合不同，它受外部条件的影响。2023/10/64.3.4.7离子型与两性表面活性剂的混合在4.3.5表面活性剂的增溶作用（一）胶束增溶表面活性剂在水溶液中达到CMC后，一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度可显著增加，形成透明胶体溶液，这种作用称为增溶(solubilization)。一些挥发油、脂溶性维生素、甾体激素等许多难溶性药物常借此增溶，形成澄明溶液及提高浓度。2023/10/64.3.5表面活性剂的增溶作用（一）胶束增溶2023/10/（一）胶束增溶胶束增溶体系是热力学稳定体系也是热力学平衡体系。在CMC以上，随着表面活性剂用量的增加，胶束数量增加，增溶量也相应增加。当表面活性剂用量为1g时增溶药物达到饱和的浓度即为最大增溶浓度(maximumadditiveconcentration,MAC)。表面活性剂CMC及缔合数不同，增溶MAC就不同。CMC越低、缔合数越大，MAC就越高。2023/10/6（一）胶束增溶胶束增溶体系是热力学稳定体系也是热力学平衡体系（二）温度对增溶的影响①影响胶束的形成②影响增溶质的溶解③影响表面活性剂的溶解度对于离子表面活性剂，温度上升主要是增加增溶质在胶束中的溶解度以及增加表面活性剂的溶解度。2023/10/6（二）温度对增溶的影响①影响胶束的形成对于离子表面活性剂，温1.增溶相图增溶体系是溶剂、增溶剂和增溶质组成的三元体系，三元体系的最佳比例常通过实验制作三元相图来确定。制作三元相图：按一组比例取增溶剂和增溶质混匀，分别滴加蒸馏水，计算各混浊点处三组分的重量或体积百分数，并绘入三角坐标图中。2023/10/61.增溶相图增溶体系是溶剂、增溶剂和增溶质组成的三元体系，三2023/10/62023/10/62.解离性药物的增溶当解离药物与带有相反电荷的表面活性剂混合时，在不同配比下可能出现增溶、形成可溶性复合物和不溶性复合物等复杂情况。解离药物与非离子表面活性剂的配伍很少形成不溶性复合物，但pH值可明显影响药物的增溶量。对于弱酸性药物而言，在偏酸性环境中有较大程度的增溶；对于弱碱性药物，则在偏碱性条件下有更多的增溶；作为两性离子则在等电点时有最大增溶量。2023/10/62.解离性药物的增溶当解离药物与带有相反电荷的表面活性剂混合3.多组分增溶质的增溶多种组分与主药竞争同一增溶位置某一组分吸附或结合表面活性剂分子增溶量减少某些组分也可扩大胶束体积主药的增溶量增加制剂中有多组分存在时，对主药的增溶效果取决于各组分与表面活性剂的相互作用。2023/10/63.多组分增溶质的增溶多种组分与主药竞争同一增溶位置某一组分4.抑菌剂的增溶抑菌剂或其他抗菌药物在表面活性剂溶液中易被增溶而降低活性，需增加用量才能达到原来相同的抑菌效果。2023/10/64.抑菌剂的增溶抑菌剂或其他抗菌药物在表面活性剂溶液中易被增5.表面活性剂溶液的化学稳定性药物增溶后的稳定性可能与胶束表面性质、结构和胶束缔合体的反应性、药物本身的降解途径、环境的pH值、离子强度等多种因素有关。2023/10/65.表面活性剂溶液的化学稳定性药物增溶后的稳定性可能与胶束表6.增溶剂加入的顺序在实际增溶时，增溶剂的增溶能力可因组分的加入顺序不同出现差别。通常将增溶质与增溶剂先行混合要比增溶剂与水混合的效果好。如果在使用中无需稀释，则用二元相图选择配比较好。在增溶药物时，达到增溶平衡时往往需要较长的时间。2023/10/66.增溶剂加入的顺序在实际增溶时，增溶剂的增溶能力可因组分的第三节增溶第八章泡沫与增溶一、增溶作用二、增溶作用的影响因⒈增溶剂的结构⒉增溶溶解质⒊温度2023/10/6第三节增溶第八章泡沫与增溶一、增溶作用2023/1⒈定义：在溶剂中完全不溶或微溶的物质，借助于添加表面活性剂的作用而得到溶解，并成为热力学稳定的溶液，这种现象叫增溶作用。⒉应用：日化工业：化妆水、水溶性润发膏；高分子材料行业：高分子乳液聚合；石油工业：提高采收率；印染工业：染料的增溶作用，洗涤过程增溶起去油污作用。一、增溶作用2023/10/6⒈定义：在溶剂中完全不溶或微溶的物质，借助于添加表面活性剂的二、增溶作用的影响因素⒈增溶剂的结构⑴同系物中，碳原子数增加，增溶作用增强；⑵疏水基支链较直链增溶作用差；⑶不饱和碳氢链的比饱和的增溶作用差；⑷二价金属的烷基硫酸盐比相应一价的增溶作用强；⑸引入第二个极性基团,对极性烃增溶作用减少，对醇、胺等增溶作用增加。非离子型表面活性剂：⑴同一增溶解质，POE链越长，增溶量减少；随疏水基碳链的增加而增加。⑵相同疏水基的表面活性剂对烃类及极性有机物的增溶作用顺序为：非离子＞阳离子＞阴离子。⒉增溶溶解质⑴有极性基的增溶溶解质，增溶量一般较大；⑵碳链越长，极性越小；增溶程度越低；⑶同类型化合物中，摩尔体积越小，增溶量越大；⑷脂肪烃和烷基芳烃中增溶量随碳链增加而减少。⒊温度增溶量一般随温度上升而增高。非离子型：同上；聚氧乙烯型非离子表面活性剂，浊点为转折点。离子型：增溶程度增加。2023/10/6二、增溶作用的影响因素⒈增溶剂的结构2023/10/64.4润湿和渗透作用第六章润湿和渗透作用4.4.1润湿渗透理论4.4.2润湿剂的结构及分类4.4.3润湿剂和渗透剂4.4.4反润湿2023/10/64.4润湿和渗透作用第六章润湿和渗透作用4.4.14.4.1润湿渗透理论第六章润湿和渗透作用几个概念1.润湿——固体表面上一种流体被另一种流体所取代的过程。2.润湿剂——用来增进润湿的助剂。3.再润湿剂——吸附在织物上的某些物质，经过干燥以后，能使干织物在水中很快被润湿。如毛巾。4.渗透——对织物来说，凡是能促使液体表面润湿的物质，也就能促使织物内部渗透。所以润湿剂也就是渗透剂。液体对固体的润湿液体与固体界面接触：4种情况。θ＝0完全润湿；θ＝180完全不润湿；θ＜90润湿好；θ＞90润湿差。θ角越小，润湿性越好。2023/10/64.4.1润湿渗透理论第六章润湿和渗透作用几个概念24.4.2润湿剂的结构及分类第六章润湿和渗透作用

一、润湿剂的分子结构特点

二、润湿剂的分类

1.阴离子型

2.非离子型2023/10/64.4.2润湿剂的结构及分类第六章润湿和渗透作用一、润湿剂的分子结构特点第六章润湿和渗透作用1.疏水链较短亲水基在末端。2.疏水链带有支链亲水基在中央。2023/10/6一、润湿剂的分子结构特点第六章润湿和渗透作用2023/1二、润湿剂的分类第六章润湿和渗透作用阴离子型和非离子型，阳离子型一般不用做润湿剂。1.阴离子型⑴烷基硫酸盐，月桂醇硫酸钠应用最广。⑵磺酸盐：①烷基苯磺酸盐：十二烷基硫酸钠。②烷基萘磺酸盐：丁基萘磺酸钠，渗透剂BX，也称拉开粉BX。③渗透剂T：丁二酸二异辛酸酯磺酸钠。④胰加漂T：N－甲基油酰氨基乙基磺酸钠。⑶脂肪醇硫酸酯：丝光渗透剂MP。2023/10/6二、润湿剂的分类第六章润湿和渗透作用阴离子型和非离子型，第六章润湿和渗透作用2.非离子型⑴吐温Tween-61聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯。⑵壬基酚和辛基酚聚氧乙烯醚。⑶烷基苷：具有较好的润湿性，生物降解率大于96%。极具开发前途。2023/10/6第六章润湿和渗透作用2.非离子型2023/10/64.4.3润湿剂和渗透剂第六章润湿和渗透作用一、润湿剂和渗透剂的选用二、弱酸和弱碱性溶液的润湿剂三、适用于强碱性溶液的润湿剂四、适用于强酸溶液的润湿、渗透剂2023/10/64.4.3润湿剂和渗透剂第六章润湿和渗透作用一、润湿一、润湿剂和渗透剂的选用第六章润湿和渗透作用⒈最好的润湿剂：促使最快吸附到界面而润湿的表面活性剂，而非具有最大表面活性的物质。⒉渗透剂：选用时，要考虑溶液的PH值及无机盐含量。2023/10/6一、润湿剂和渗透剂的选用第六章润湿和渗透作用二、弱酸和弱碱性溶液的润湿剂第六章润湿和渗透作用染整退浆、漂白、染色、树脂整理，织布上浆、上油。

1.退浆加速对织物上浆料的润湿、渗透、洗涤作用。要求对酶的活力无不良影响。阴离子渗透剂使退浆液的PH下降，阳离子渗透剂具有杀菌作用，对酶均有不良影响。一般采用聚乙二醇型非离子渗透剂，如JFC和壬基酚环氧乙烷加成物。⒉漂白次氯酸钠：非离子渗透剂及磺酸基琥珀酸酯阿罗索、烷基萘磺酸盐等。双氧水：壬基苯酚环氧乙烷缩合物，如Tx—10。亚氯酸钠：渗透性大，泡沫少的非离子型渗透剂。如：⒊树脂整理渗透剂不能与树脂整理液中的化学药品发生作用。一般为非离子表面活性剂为主，常用的壬或辛烷基酚聚氧乙烯醚。2023/10/6二、弱酸和弱碱性溶液的润湿剂第六章润湿和渗透作用三、适用于强碱性溶液的润湿剂第六章润湿和渗透作用⒈煮练⒉丝光2023/10/6三、适用于强碱性溶液的润湿剂第六章润湿和渗透作用⒈煮练2第六章润湿和渗透作用⒈煮练煮练剂中加入渗透剂，可加速碱液渗入纤维内部，有利于天然杂质的去除和净化。优良的精练用表面活性剂应具备以下四种能力：⑴润湿和渗入织物表面的能力；⑵扩散和悬浮固体的能力；⑶乳化及去除油脂蜡质的能力；⑷络合和去除硬水中碱土金属的能力。煮练剂一般用阴离子与非离子拼混，然后再与其他物质复合，也可以同一表面活性剂内含有多种官能团来发挥多重效能。2023/10/6第六章润湿和渗透作用⒈煮练煮练剂中加入渗透剂，可加速碱液25%左右的氢氧化钠浸渗，关键是渗透，一般渗透剂在浓碱中是不溶的，需选特殊的渗透剂。⑴酚类渗透剂：苯酚、甲酚、二甲酚及酚类衍生物如辛基酚、异丙基酚等。添加其他溶剂或助剂。醇类：环己醇、甲基环已醇、丁醇等。胺类：脂肪胺、三乙醇胺、N，N——二甲基正丙胺。缺点：腐蚀性强、废碱带色难回收，废水中含酚，有毒，基本上已停止使用。⑵非酚类渗透剂：主要是表面活性剂。其结构的一部分为碱溶性基团（—OH、—COOH、—SO3H），另一部分为碱不溶性基团（如烷基），它们可以是同一分子结构的两个部分，也可以是两种化合物的混合物。一般为5~10个C的低烷基磺酸盐和硫酸盐的阴离子表面活性剂。通常与溶剂如α—乙基已烯磺酸钠与乙二醇单丁醚混用。⒉丝光2023/10/625%左右的氢氧化钠浸渗，关键是渗透，一般渗透剂在浓碱中是不四、适用于强酸溶液的润湿、渗透剂原毛羊毛脂使硫酸难于渗透，炭化时需用渗透剂：

1.耐强酸的聚乙二醇型非离子渗透剂（如壬基苯酚环氧乙烷缩合物）

2..磺酸型阴离子渗透剂（如渗透剂T）。第六章润湿和渗透作用2023/10/6四、适用于强酸溶液的润湿、渗透剂原毛羊毛脂使硫酸难于4.4.4反润湿一、防（拒）水二、防油三、易去污和防污第六章润湿和渗透作用2023/10/64.4.4反润湿一、防（拒）水第六章润湿和渗透作用2一、防（拒）水⒈机理θ>90°，θ越大，拒水效果越好。液体表面张力不变，必须减少固体表面张力或使固—液表面张力增大。拒水整理剂：含长链脂肪烃的化合物。⒉防（拒）水剂的选用：防水的要求、织物的性能。主要的防水剂种类：⑴石蜡—金属盐类：防水效果较差、不耐洗，但生产简单、价格低、应用方便。⑵季胺化合物类防水剂：如国产防水剂PF。⑶树脂衍生物类防水剂：如防水剂AEG，适用于棉及涤棉织物的防水。⑷脂肪酸铬（铝）络合物：防水剂CR、防水剂AC。⑸有机硅防水剂：网状树脂弹性防水整理剂。耐久的干洗、皂洗性，提高整理后织物的耐磨性和可缝纫性。适于天然纤维、合成纤维及其混纺织物的防水整理。⑹含氟防水剂：新型防水剂，是所有防水剂中防水性能最优秀的。2023/10/6一、防（拒）水⒈机理2023/10/6二、防油⒈机理防(拒)油性：当织物通过油类液体而不被润湿时，即称此织物具有防油性。防油剂：为使织物具有这种防止油类沾污的特殊性能所用的助剂。防油原理：改变纤维表面性能,降低临界表面张力。防水——产生较大的接触角；防油——临界表面张力大幅下降,对表面张力较小的油产生较大的接触角。⒉防油剂——有机氟化合物⑴可在水溶液或溶剂介质中使用；⑵具耐久性，可经受洗涤或干洗；⑶能保持处理织物的透气和透水性；⑷同时达到防水防油效果。第六章润湿和渗透作用2023/10/6二、防油⒈机理第六章润湿和渗透作用2023/10/6三、易去污和防污⒈防污和易去污剂机理防污整理三个途径：防油污整理。易去污整理：亲水性防污整理，也称脱油污整理。抗静电整理。⒉防污和易去污剂防污剂：防油污、易去污、抗静电。易去污整理剂：易去污、搞抗静电。2023/10/6三、易去污和防污⒈防污和易去污剂机理2023/10/6⒈防污和易去污机理防污整理三个途径：防油污整理：易去污整理：亲水性防污整理，也称脱油污整理。主要是提高衣服穿着过程中的防污性，及沾污到织物上的污垢变得容易脱落，并改善洗涤过程中的再污染现象。抗静电整理：通过离子型抗静电剂整理后，其疏水基指向纤维，亲水基指向空气，在纤维表面形成亲水性薄膜；同时，抗静电剂与纤维所带电荷中和。减少纤维与空气中带电尘粒的吸附。2023/10/6⒈防污和易去污机理防污整理三个途径：2023/10/6⒉防污和易去污剂防污剂：防油污、易去污、抗静电。易去污整理剂：易去污、搞抗静电。⑴带亲水链段的含氟防污整理剂：分子结构中既含有全氟脂肪族疏水性链段，同时也存在—OH、COOH、聚醚等亲水性链段。⑵丙烯酸型易去污整理剂：以丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物为主体。对纤维有亲和力，在织物上形成薄膜无色透明、耐光、耐老化、耐洗涤。⑶聚乙二醇型易去污整理剂：聚乙二醇与聚对苯二甲酸乙二醇酯的嵌段共聚物。第六章润湿和渗透作用2023/10/6⒉防污和易去污剂防污剂：防油污、易去污、抗静电。第六章润4.5乳化和分散作用第七章乳化和分散作用4.5.1 乳状液4.5.2 乳化剂4.5.3 乳状液的制备4.5.4 分散2023/10/64.5乳化和分散作用第七章乳化和分散作用4.5.1 乳状4.5.1乳状液一、几个概念二、乳状液的性质三、乳状液的稳定性四、乳状液分层、变型和破乳五、微乳状液第七章乳化和分散作用2023/10/64.5.1乳状液一、几个概念第七章乳化和分散作用2023/一、几个概念第七章乳化和分散作用1.乳化作用：两种互不相溶的液体，其中一相以微滴状分散于另一相中。2.乳化剂：起乳化作用的表面活性剂。3.乳状液：乳状液：多相分散体系中至少有一种液体以液珠形式均匀地分散于一个与它不相混合的液体之中，其液珠直径一般大于0．1μm，其体系须达到最低稳定度，而这种稳定度可通过表面活性剂或固体粉未的存在而大大增加。一般一相是水（溶液），另一相为油。如W/O：油包水型。O/W：水包油型。4.分散作用：若一相以固体微粒状固体均匀分散于另一液相中，这种作用称分散作用。5.分散剂：起分散作用的表面活性剂。6.悬浮体：分散形成的溶液。液体对固体的润湿。2023/10/6一、几个概念第七章乳化和分散作用1.乳化作用：两种互不相二、乳状液的性质第七章乳化和分散作用⒈外观和液珠大小外观：一般乳白色不透明液体，如果分散相及分散介质颜色较深时乳状液也有颜色，如果两相色散率不同则乳状液不透明。液珠大小：决定对光的吸收、反射散射、折射等性质，从而具有不同的外观。⒉光学性质内相液珠直径大于入射光波长时，发生反射；内相液珠直径小于入射光波长时，完全透过；内相液珠直径略小于入射光波长时，发生散射；内相液珠透明，发生折射。彩色乳状液：分散相和连续相折射率相同，色散率不同，乳状液透明且有彩色效果。⒊粘度粘度：阻止或妨碍物体分子流动的因素。⒋电性质：电导。2023/10/6二、乳状液的性质第七章乳化和分散作用⒈外观和液珠大小202三、乳状液的稳定性第七章乳化和分散作用提高乳状液稳定性的途径：⒈降低两相间的表面张力——必要条件。如印花糊料：煤油+水界面张力为40mN/m，加入平平加O后降为1mN/m。⒉提高界面膜的物理性质⑴表活剂浓度升高，膜强度增加；⑵表活剂分子间作用力增大，膜强度增加；⑶表活剂间有协同作用，膜强度增加。⒊提高界面电荷2023/10/6三、乳状液的稳定性第七章乳化和分散作用提高乳状液稳定性的途提高乳状液稳定性的措施：第七章乳化和分散作用首先选择乳化能力强的乳化剂，并确定最佳配比，其次考虑以下因素：⑴减小内相液珠的直径（2μm），提高分子的均匀性；⑵缩小两相的密度差；⑶提高连续相粘度；⑷降低两液相间界面张力；⑸使液滴表面带有更多电荷；⑹投入一些有效的乳化剂稳定剂；⑺尽量避免温度变化、振动、磨擦、蒸发、浓缩、稀释等情况的发生。2023/10/6提高乳状液稳定性的措施：第七章乳化和分散作用首先选择乳化能四、乳状液分层、变型和破乳第七章乳化和分散作用⒈分层－－分层不代表破乳，但随着液珠变大，最后导致破乳。⒉变型——乳状液有两种不同类型，这两种类型能发生相互转换。引起乳液变型的因素：⑴乳化剂分配系数——乳化剂在水和油相中的溶解度之比。分配系数越大，越易形成O/W型，稳定性越好；反之亦然。⑵相体积：P166球形排列（理想状态），液珠体积占74.02%，分散介质占25.02%。实际上，液珠为多面体，体积大于74.02%，不稳定。⑶容器：亲水性强的容器壁易形成O/W型乳状液；疏水性强的壁面，易形成W/O型乳状液。⑷温度和电解质：温度增加，会使复合界面膜上表面活性剂发生迁移，乳状液类型发生改变。乳状液加入一定量的电解质，也会发生变型。2023/10/6四、乳状液分层、变型和破乳第七章乳化和分散作用⒈分层－－分⒊破乳——乳状液两相完全分离。界面膜破裂。破乳的方法：⑴加热：温度升高，有利于破乳；⑵电沉降：高压静电场，对W/O破乳效果好，因为水极性大，静电使水聚结。⑶过滤：利用油和水对固体过滤材料的润湿性的差别。分离油水。⑷加入破乳剂：如肥皂作乳化剂，可加酸使皂水解，界面膜破裂。第七章乳化和分散作用2023/10/6⒊破乳——乳状液两相完全分离。界面膜破裂。第4.5.2乳化剂第七章乳化和分散作用一、乳化剂的分类二、表面活性剂类乳化剂三、高分子乳化剂和保护胶体四、乳化剂的选用2023/10/64.5.2乳化剂第七章乳化和分散作用一、乳化剂一、乳化剂的分类一般分类：表面活性剂型、高分子型、天然产物型、固体粉未型。其中表面活性剂型又分为：⒈阴离子型：脂肪酸类、硫酸酯类、磺酸盐类。⒉非离子型：脂肪酸多元醇酯、含氧乙烯醚类化合物。⒊阳离子型：胺盐类、含氮及不含氮碱类。⒋两性型：氨基和羧基类，氨基硫酸酯类等。第七章乳化和分散作用2023/10/6一、乳化剂的分类一般分类：第七章乳化和分散作用2023/1⒈阴离子型乳化剂：W/O乳化成O/W。如土耳其红油（蓖麻油硫酸水解磺化，烧碱中和，为O/W型。⒉阳离子型乳化剂：W/O型。化妆品。⒊非离子型乳化剂：W/O、O/W均可，可复配，尤其与阳离子复配，应用广泛。⒋两性型乳化剂：W/O、O/W均可，应用不广，但用于化妆品、药品、纺织助剂，其毒性小，对皮肤刺激小，且具有一定的杀菌力。第七章乳化和分散作用二、表面活性剂类乳化剂2023/10/6⒈阴离子型乳化剂：W/O乳化成O/W。如土耳其红油（蓖麻油硫⒈天然产物卵磷脂：O/W羊毛脂中的胆甾醇W/O，保护胶体为羊毛脂。阿拉伯胶：稳定乳液。⒉合成产物：羧甲基纤维素：O/W型，3%即可将水的粘度增加1万倍。PVA：可做保护胶体。⒊无机物：硅酸钠－－胶状硅酸－－乳化－－稳定乳液。三、高分子乳化剂和保护胶体2023/10/6⒈天然产物三、高分子乳化剂和保护胶体2023/10/6四、乳化剂的选用适合的乳化剂3－5%，不适合，增加浓度也无用。选用原则：最小的用量、最低的价格、最好的性能。根据HLB值选择乳化剂：HLB具有加和性，而表面活性剂混合能使界面膜强度提高，乳液稳定性提高。但复合时乳化效率提高（协同作用）也可降低（消除作用）。除HLB值外，还要考虑以下因素：⑴乳化剂与分散相的亲和性应高；⑵对分散相和分散介质的亲和性应平衡，一般用HLB小或大的复配；⑶选用离子型乳化剂有利于乳液的稳定；⑷印染工业中乳化剂不能影响织物性能及后续加工。2023/10/6四、乳化剂的选用适合的乳化剂3－5%，不适合，增加浓4.5.3乳状液的制备一、乳化方法⒈转相乳化法⒉自然乳化法⒊界面复合物生成法二、乳化设备⒈搅拌混合器⒉胶体磨⒊高剪切混合乳化机⒋均化器⒌超声波乳化器三、乳化条件油相温度控制在高于熔点10~15℃，水相温度稍高于油相温度；乳化后降温速度：试验确定。2023/10/64.5.3乳状液的制备一、乳化方法2023/10/64.6原油破乳及化学破乳剂2023/10/64.6原油破乳及化学破乳剂2023/10/61.自喷井：原油在地压作用下自发涌出地面，此时原油一般含水量甚微，原油与水自然分层。2.注水加压驱油：随着原油开采和地压的不断减小，采用注水加压驱油，但原油和水易于分层。原油开采初期2023/10/61.自喷井：原油在地压作用下自发涌出地面，此时原油一般含1.二次采油中加入大量的油田助剂（大部分是表面活性剂）2.地层中一些脂肪酸盐等表面活性物质3.原油本身含有的天然表面活性物质如胶质、沥青质、树脂、石蜡及水湿性颗粒

这种含水原油经过喷油嘴、集输管道逐渐形成比较稳定的W/O型乳状液，一般水珠直径为0.1-10μm。原油乳状液的形成：2023/10/61.二次采油中加入大量的油田助剂（大部分是表面活性剂）2.地由于原油中含有大量的水分1.加大输油管线和设备的负荷，增加投资费用。2.引起输油管道腐蚀，在管壁上结垢进而堵塞输油管道。3.进入炼油厂时会造成催化剂中毒，从而造成经济损失。4.原油含水使乳状液粘度大大增加，迫使系统加大推动力及提高输运温度，导致集输能耗加大。为此，在石油出口、进入炼油厂时，都对原油中的残水量有一定的要求，一般不得大于0.5%。含水原油破乳的意义：2023/10/6由于原油中含有大量的水分为此，在石油出口、进1.电破乳脱水法：缺点：高电场强度，含水量低时水链难以形成。2.热沉降脱水法：①加热可使乳状液液滴平均动能加剧，增加碰撞几率和强度，有利于水滴聚集成团。②降低界面膜黏度和强度，使水滴易于聚结。3.化学破乳方法：向原油中加入表面活性剂，使油水分层，目前多使用聚氧乙烯醚与聚氧丙烯醚的嵌段共聚物或无规共聚物。原油破乳方法：2023/10/61.电破乳脱水法：缺点：高电场强度，含水量低时水链难以形成。ColloidsandSurfacesA2005(252):113-1192023/10/6ColloidsandSurfacesA2005(1.AE型破乳剂：N(CH2CH2N)CH2CH2NMMMMMN(CH2CH2N)CH2CH2NHHHHHoo

(CHCH2O)x(CH2CH2O)yHCH3M=2.AP型破乳剂：

AP型破乳剂与AE型合成方法基本相同，只是在M处再次聚合一次聚氧丙烯醚嵌段。nn常见破乳剂的介绍与合成2023/10/61.AE型破乳剂：N(CH2CH2N)CH2

SP型破乳剂与AP型合成方法基本相同，只是起始剂为正十八碳醇。JournalofColloidandInterfaceScience2004(270):163-1703.SP型破乳剂2023/10/6SP型破乳剂与AP型合成方法基本相同，只是起Phys.Chem.Chem.Phys2004(5):1570-15744.含硅破乳剂：2023/10/6Phys.Chem.Chem.Phys2004(5):Ind.Eng.Chem.Res.1994(33):1271-1279原油破乳模型：平板破乳模型2023/10/6Ind.Eng.Chem.Res.1994(33):1Ind.Eng.Chem.Res.1994(33):1271-1279破乳剂能够破乳的先决条件是具有较高的表面活性。2023/10/6Ind.Eng.Chem.Res.1994(33):1(1)破乳剂用量对破乳的影响ColloidsandSurfacesA2005(252):113-119影响原油破乳的重要因素：2023/10/6(1)破乳剂用量对破乳的影响ColloidsandSurPolym.Adv.Technol2002(13):346-352Energy&Fuels2003(17):1554-1559破乳剂用量并不是越大越好，破乳剂终究也是表面活性剂，用量过大会出现二次乳化的现象，破乳率反而下降。一般用量在100~200ppm时即能得到满意效果。2023/10/6Polym.Adv.Technol2002(13):346当破乳剂“溶解”进原油后即开始向油水界面迁移，经过一段时间后达到较为稳定的浓度分布，开始与原油中的天然表面活性剂竞争吸附在油水界面从而发生破乳，这个过程一般15min中左右即可以完成。所以优化原油在破乳灌中的停留时间可减少不必要的能耗。Ind.Eng.Chem.Res.1991(30):367-375(2)破乳时间对原油破乳的影响2023/10/6当破乳剂“溶解”进原油后即开始向油水界面迁移温度升高：A.原油黏度降低，有利于破乳剂向油水界面扩散，降低油水界面张力。B.亲水和憎水链节向油水界面转移，使破乳剂所占据有效面积增大，排替出更多的成膜物质，有利于提高破乳率。Ind.Eng.Chem.Res.1994(33):1271随着温度升高，破乳率减缓，并无满意解释(3)温度对原油破乳的影响2023/10/6温度升高：Ind.Eng.Chem.Res.1994(3油田生产的原油其所含组分几乎每天都不尽然相同，所以单一破乳剂很难适应这种变化而失效。一般可将一种主要的破乳剂与多种破乳剂或小分子表面活性剂甚至与无机盐、有机酸复配以增强其广普性和快速性，同时也可以降低破乳剂的生产成本。破乳剂的复配在油田生产中是一项重要和经常性的工作，其复配的效果往往由试验决定。这种工作更多的是经验性的，复配规律不是很强。破乳剂的复配：2023/10/6油田生产的原油其所含组分几乎每天都不尽然相同，所以单一破(1)高分子和超高分子量的破乳剂适应性强，破乳效果好。(2)疏水基中含有硅氧烷链或硅氧烷链的破乳剂效果比烃链的效果好(3)支链型破乳剂比直链型的破乳效果好。高效破乳剂所具有的分子结构特点：2023/10/6(1)高分子和超高分子量的破乳剂适应性强，破乳效果好。高效破JournalofColloidandInterfaceScience2002(255):241-2472023/10/6JournalofColloidandInterfa4.7分散一、定义二、表面活性剂的分散作用三、分散剂四、高温分散性第七章乳化和分散作用2023/10/64.7分散一、定义第七章乳化和分散作用2023/10/一、几个定义分散——将固体颗粒均匀分布于分散液的过程。分散相——固体颗粒，分散介质——液体。分散体系(液)——分散相均匀地分散在分散介质中所得的稳定的浊液。分散剂——能使固体表面迅速润湿又能提高粒子间能垒的表面活性剂。絮凝剂——降低粒子间能垒或在粒子间发生桥连作用而使粒子迅速凝结或絮凝的表面活性剂。第七章乳化和分散作用2023/10/6一、几个定义分散——将固体颗粒均匀分布于分散液的过程。第七章二、表面活性剂的分散作用⒈固体粒子的润湿⒉粒子的分散或碎裂⒊阻止粒子的重新凝聚第七章乳化和分散作用2023/10/6二、表面活性剂的分散作用⒈固体粒子的润湿第七章乳化和分散作三、分散剂⒈阴离子分散剂：十二烷基苯磺酸钠、月桂醇硫酸酯钠盐等,低分子分散剂。⒉非离子表面活性剂：氨基苯酚聚氧乙烯醚等。用于有机物的分散。⒊阳离子分散剂：用作油中分散剂。⒋无机分散剂：硅酸盐、缩合磷酸盐等。⒌高分子分散剂：羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、海藻酸钠、木质素磺酸盐等天然产物的微衍生物，聚乙烯醇等作分散剂和分散稳定剂。染料分散剂除具有优异的分散力外，还应考虑上染率、防止染斑及色变、色牢度等染色性能的影响。第七章乳化和分散作用2023/10/6三、分散剂⒈阴离子分散剂：十二烷基苯磺酸钠、月桂醇硫酸酯钠盐四、高温分散性温度升高，分散稳定性降低。如涤纶，温度升高，分散稳定性降低，染料粒子变粗，匀染性下降，产生色斑、色点、色差。⒈阴离子表面活性剂：大部分阴离子表面活性剂的高温分散性较差，但苯乙烯化后有助于高温分散性的提高；⒉阳离子与两性表面活性剂：高温分散性较差；⒊非离子表面活性剂：高温分散性较差。第七章乳化和分散作用2023/10/6四、高温分散性温度升高，分散稳定性降低。如涤纶，温度升高，分4.8泡沫与增溶第八章泡沫与增溶4.8.1泡沫形成及其稳定4.8.2消泡2023/10/64.8泡沫与增溶第八章泡沫与增溶4.8.1泡沫形4.8.1泡沫形成及其稳定一、泡沫的形成二、泡沫的稳定性与破裂三、提高泡沫稳定性四、泡沫的质量第八章泡沫与增溶2023/10/64.8.1泡沫形成及其稳定一、泡沫的形成第八章泡沫与一、泡沫的形成第八章泡沫与增溶气泡——气体分散在液体中的状态。一个界面。泡沫——许多气泡相互凝结在一起彼此之间以很薄的液膜隔开。两个界面。2023/10/6一、泡沫的形成第八章泡沫与增溶气泡——气体分散在液体中的二、泡沫的稳定性与破裂⒈泡沫的稳定性泡沫保持其中所含液体及维持自身存在的能力，泡沫的即泡沫的寿命长短。主要决定于表面液膜的强度。⒉气泡合并⒊破裂泡沫的稳定性：排液的快慢和液膜的强度。⑴表面张力：低表面张力有利于泡沫的形成，但只有表面膜具有一定强度时，才有助于泡沫的稳定。2023/10/6二、泡沫的稳定性与破裂⒈泡沫的稳定性2023/10/6二、泡沫的稳定性与破裂⑵表面粘度——衡量液膜强度。表面粘度大的溶液所形成的泡沫寿命较长；溶液的表面张力与泡沫稳定性并无确定的关系。提纯后的十二烷基硫酸钠：不具有高的表面粘度和泡沫寿命。⑶溶液粘度：溶液粘度大，泡沫液膜不易破坏。原因一是增加液膜表面强度，二是液膜两表面膜临近的液体不易排出。要形成稳定的泡沫，首先要有表面膜的形成，溶液粘度为辅助因素。2023/10/6二、泡沫的稳定性与破裂⑵表面粘度——衡量液膜强度。2023/二、泡沫的稳定性与破裂⑷表面张力的修复作用一是表面过程，即表面分子自低表面张力区域向高表面张力区域的过程；二是溶液中分子吸附至表面上的过程。二者都可使变薄的液膜恢复。一般表面活性剂浓度小于cmc时，吸附速度较慢，主要靠表面迁移而复原，泡沫稳定性好；若超过cmc较多时，表面吸附速度快，泡沫稳定性差。2023/10/6二、泡沫的稳定性与破裂⑷表面张力的修复作用2023/10/6二、泡沫的稳定性与破裂⑸气体通过液膜的气体透过性表面粘度高者，气体透过性低，泡沫稳定性好；反之亦然。表面吸附分子排列越紧密,气体越难通过。如十二烷基硫酸钠中加入十二醇。⑹表面电荷的影响⑺温度：提高温度对泡沫稳定性有不良影响。原因：粘度降低，排液速率增加；其次液膜中分子运动加剧、气体体积增加，液膜变薄。2023/10/6二、泡沫的稳定性与破裂⑸气体通过液膜的气体透过性2023/1三、提高泡沫稳定性表面活性剂

——降低表面张力，提高泡沫表面膜的强度和弹性。⒈稳泡剂：常用的有硬脂酸胺、十二醇。相对分子质量大的比小的稳泡性好；网状结构比链状稳泡性好。⒉增稠剂：甲基纤维素、羟乙基纤维素、海藻酸钠、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、合成龙胶、蛋白质、及其部分水解物。提高泡沫原液本体粘度，并形成弹性薄膜。2023/10/6三、提高泡沫稳定性表面活性剂2023/10/6四、泡沫的质量⒈泡沫破灭半衰期：泡沫流失时，流出的液体达到其所含液体体积一半所需要的时间。⒉初见液：泡沫中出现可察觉的第一滴液体所需时间。即开始排液时间。⒊气泡尺寸及分布：将一滴泡沫滴于玻片上，显微镜测定。2023/10/6四、泡沫的质量⒈泡沫破灭半衰期：泡沫流失时，流出的液体达到其泡沫的质量⒋发泡倍率：发泡比、吹泡率、充气率。一定体积的液体发泡前的质量与同体积的泡沫质量之比，即发泡原液密度与泡沫密度之比。衡量发泡质量的最重要指标之一。测定：一定体积内容器内放满原液质量W1，同一容器内放满由该原液得到的泡沫质量为Wf。发泡倍率=W1/Wf。2023/10/6泡沫的质量⒋发泡倍率：发泡比、吹泡率、充气率。2023/10泡沫的质量⒌发泡力：泡沫形成的难易程度和生成泡沫量的多少。是表面活性剂起泡效率和超级泡效能的综合度量。2023/10/6泡沫的质量⒌发泡力：泡沫形成的难易程度和生成泡沫量的多少。是4.8.2消泡第八章泡沫与增溶一、消泡二、消泡剂⒈消泡剂的类型⒉消泡剂的种类2023/10/64.8.2消泡第八章泡沫与增溶一、消泡2023/1一、消泡消泡——泡沫稳定化的反过程。包括两方面的含义：一是抑泡，二是破泡。包括物理消泡和化学消泡。物理消泡：化学消泡：2023/10/6一、消泡消泡——泡沫稳定化的反过程。包括两方面的含消泡破泡剂：易于在溶液表面铺展的液体，表面张力较低。作用如下：①降低液膜局部表面张力，使