表面活性剂PPT.ppt

1、第10章，表面活性剂，总结在第1节。首先，表面活性剂的概念表面活性剂是指那些具有强表面活性的物质，它能显著降低液体的表面张力。表面张力：使液体表面的分子向内收缩到最小面积的力。表面活性剂分子、表面活性剂的结构特征、非极性烃链、极性基团、非极性烃链：含8个以上碳原子的烃链极性基团：羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，还有羟基、酰胺基、醚键等。表面活性剂在溶液表层聚集的现象称为正吸附。正吸附改变了溶液的表面性质，最外层表现出烃链性质，表现出较低的表面张力，导致较好的润湿性、乳化性、起泡性等。当表面活性剂浓度很低，但表面活性张力降低显著时，其表面活性越强，越容易形成正吸附。3.表面活性剂的吸附。表面

2、活性剂分子在溶液中的正吸附。当表面活性剂溶液与固体接触时，表面活性剂分子可能会吸附在固体表面，从而改变固体的表面性质。当表面活性剂浓度较低时，极性固体物质形成单层吸附，当达到临界胶束浓度时，变成双层吸附。对于非极性固体，通常只发生单层吸附。3.表面活性剂的吸附；2.表面活性剂在固体表面的吸附：2.根据分子组成特征和极性基团的解离性质对表面活性剂进行分类：离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚合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；1.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：通式：(RCOO)n-Mn脂肪酸盐分类：单价金属皂(

3、钾钠皂)；二价或多价肥皂(铅、钙和铝肥皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂)的性质：它具有良好的乳化能力，容易被酸和多价盐破坏，多价盐被电解质盐析。用途：本品有一定刺激性，只能外用。(1)阴离子表面活性剂；2)硫酸盐：通式：ROSO3-M分类：硫酸盐油(硫酸盐蓖麻油称为土耳其红油)；高级脂肪醇硫酸盐(十二烷基硫酸钠)。性质：与水混溶，无刺激性洗涤剂和湿润剂；强乳化性、稳定性、耐酸性和耐钙性，易与一些高分子阳离子药物沉淀。使用方法：用肥皂清洗皮肤；它有一定的刺激性，主要用作外用软膏的乳化剂。有时用作固体制剂如片剂的润湿剂或增溶剂。(1)阴离子表面活性剂，3)磺酸盐：通式：RSO3-M分类：脂肪族磺酸盐，如

4、二辛基鏻磺酸钠；烷基芳基磺酸盐，如十二烷基苯磺酸钠，常用洗涤剂；烷基苯磺酸盐；胆酸盐，如牛磺胆酸钠。性质：水溶性、耐酸性、耐钙性、耐镁盐性比硫酸盐差，且不易水解。用途：用作胃肠脂肪乳化剂和单甘酯增溶剂；更好的洗涤剂。(1)作用于阳离子的阴离子表面活性剂，也称为阳离子皂。1.结构：它含有一个五价氮原子。2.特点：水溶性高，在酸性和碱性溶液中稳定，表面活性和杀菌效果好。3.应用：灭菌；防腐。皮肤和粘膜手术器械的消毒。4.常用药物：苯扎氯铵(洁尔美)；苯扎溴铵(苯扎溴铵)，(二)阳离子表面活性剂，在分子结构上既有正电荷基团又有负电荷基团的表面活性剂，在介质的酸碱度下可以是阳离子或阴离子。常见品种：卵

5、磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂。最大优点：适用于任何酸碱度溶液，等电点无沉淀。性能：碱性水溶液中的阴离子性能，良好的发泡性能和较强的去污力；酸性水溶液为阳离子型，杀菌力强，毒性低。(3)两性离子表面活性剂，在水溶液中不能解离。1.结构组成：亲水基团(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；亲脂性基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)；酯键，醚键2。性质：毒性、溶血少、化学解离、不易受电解质和酸碱度影响；它可以与大多数药物相容，并被广泛使用(外用、口服和注射)。(1)脂肪酸甘油酯主要包括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、碱和酶的作用下容易水解成甘油和脂肪酸，HLB3

6、4，表面活性弱。用途：主要用作水包油型辅助乳化剂。(2)1型多元醇。蔗糖脂肪酸酯是由蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物。根据脂肪酸取代数的不同，可分为单酯、二酯、三酯和聚酯。性质：溶于丙二醇和乙醇，但不溶于水和油；在酸、碱和酶的作用下，易水解成蔗糖和脂肪酸，HLB513表面活性较弱。用途：主要用作水包油型乳化剂和分散剂。普通品种，2。脂肪酸脱水山梨醇：span，即脱水山梨醇脂肪酸酯，是山梨醇及其单酐和二酐。各种脂肪酸跨度(混合物)可分为：应用：HLB1.83.8，由于其强亲油性，通常用作水/油乳液的乳化剂。用于搽剂和软膏，也可用作乳剂的辅助乳化剂。(2)多元醇类型，(2)多元醇类型，3。聚山梨

7、醇酯：吐温是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吐温(亲水化合物)。因为也有一次脱水和二次脱水，所以是一种混合物。脂肪酸的种类和数量分为：应用：亲水性大大增加，它们是水溶性表面活性剂，用作增溶剂、乳化剂、分散剂和湿润剂。1.聚氧乙烯脂肪酸酯：由聚乙二醇和玉米Myrj系列长链脂肪酸缩合而成的酯。通式：RCOOCH2(CH2O CH2)NCH2oH n不同，常用产品有：肉豆蔻-45 -49 -51 -52 -53。用途：具有很强的水溶性和乳化能力，用作增溶剂和油/水乳化剂。常用硬脂酸聚氧乙烯40酯(聚氧乙烯40硬脂酸酯)。(3)聚氧乙烯型；(2)聚氧乙烯脂肪醇醚是由聚乙二醇和脂肪醇

8、缩合而成的醚。RO(CH2O CH2)nH产品的通式为： 1)苯并(Brij)，如Brij-30和-35，它们是不同分子量的聚乙二醇和月桂醇的缩合物，当n为10-20时用作油/水乳化剂。2)鲸蜡醇是聚乙二醇和十六醇的缩合物。3)石油醇O是15个环氧乙烷单元和油醇的缩合物。4) Amore是一种聚氧乙烯蓖麻油化合物，由20多个单元的氧乙烯和油醇缩合而成。Emlphor可溶于水、乙醇和各种有机溶剂HLB1218，亲水性强，乳化能力强，用作增溶剂和油/水乳化剂。例如，Cremophore EL是聚氧乙烯蓖麻油甘油醚，其氧乙烯单元为3540和HLB1214。(3)聚氧乙烯型，即泊洛沙姆，商品名Plur

9、onic。通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH性质：浅黄色液体或固体；分子量为100014000；HBL0.530随着聚氧丙烯比例的增加，亲油性增加；随着聚氧乙烯比的增加，亲水性增加。它具有乳化、润湿、分散、发泡和消泡等优异性能，但其增溶能力较弱。特点：对皮肤无刺激和过敏，对粘膜刺激大，毒性小。泊洛沙姆118 (pluronic68)可用作o/w乳化剂，是目前用于静脉乳剂合成的少数乳化剂之一。用该产品制备的乳液可以经受热压灭菌和低温冷冻，而不改变其物理稳定性。(4)聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物，第2节表面活性剂的基本性质和应用，(1)具有临界胶束浓度的胶束：当溶液中表面

10、活性剂分子的数量不断增加时，疏水部分相互吸引并相互结合，而亲水部分面对水，几十个或更多的分子相互结合形成结合颗粒，称为胶束。临界胶束浓度：形成胶束的表面活性剂分子的最低浓度。(1)表面活性剂胶束和(2)胶束结构，当使用羧甲基纤维素时，溶液的表面张力基本上达到最低值，溶液的许多物理性质，如摩尔电导、粘度、渗透压、密度、光散射等，变化很快。根据这些性质与表面活性剂浓度的关系，可以推导出表面活性剂的临界胶束浓度。温度、浓度、电解质、酸碱度等因素也会对测定结果产生影响。(3)临界胶束浓度的测定；(2)亲水亲油平衡；(1)HLB值亲水亲油平衡的概念(HLB)是表面活性剂分子中亲水亲油基团对油或水的综合亲

11、和力，用来表示表面活性剂的亲水亲油强度。数值范围：HLB 040，其中非离子表面活性剂HLB 020，即石蜡为0，聚氧乙烯为20。特性和应用：亲脂性表面活性剂具有低HLB值，亲水性表面活性剂具有高HLB值；具有高亲油性或亲水性的表面活性剂容易溶于油或水中；HLB值为36的表面活性剂适合作为水包油型乳化剂。HLB值为818的表面活性剂适合作为水包油型乳化剂。HLB值为1318的表面活性剂适合作为增溶剂。HLB值为79的表面活性剂适合作为润湿剂。亲水亲油平衡值(HLB)，(1)对于非离子表面活性剂，根据经验公式，非离子表面活性剂的HLB值可能是添加剂。理论计算方法：如果HLB值是表面活性剂分子中各

12、种结构基团贡献的总和，则每个基团对HLB值的贡献可以用数值来表示，称为HLB基团数。HLB=(亲水基团HLB)(亲脂性基团HLB) 7，计算HLB值，3。表面活性剂的增溶作用(1)胶束增溶表面活性剂在水溶液中达到羧甲基纤维素后，胶束溶液中一些水不溶性或微溶性物质的溶解度会显著增加，形成透明的胶体溶液，称为增溶作用。一些挥发油、脂溶性维生素、类固醇激素和许多其他不溶性药物经常被溶解形成澄清溶液并增加浓度。(1)胶束增溶胶束增溶系统是一个热力学稳定系统和热力学平衡系统。在临界胶束浓度以上，随着表面活性剂用量的增加，胶束数量增加，增溶量相应增加。最大添加剂浓度是当表面活性剂的量为1g时增溶药物达到饱

13、和的浓度。不同表面活性剂的羧甲基纤维素钠和缔合数对增溶介质的影响不同。CMC越低，关联数越大，MAC越高。影响胶束的形成，影响增溶剂的溶解度，并影响表面活性剂的溶解度。第三，表面活性剂的增溶作用。其次，温度对增溶的影响。对于离子表面活性剂，温度的升高主要增加增溶剂在胶束和表面活性剂中的溶解度。1 .克拉夫特点，当温度上升到一定温度时，离子表面活性剂在水中的溶解度急剧增加，称为克拉夫特点，相应的溶解度就是离子表面活性剂的临界胶束浓度。克拉夫特点是离子表面活性剂的特征值。克拉夫特点越高，临界胶束浓度越小。克拉夫特点也是离子表面活性剂应用温度的下限，即只有当它高于克拉夫特点时，表面活性剂才能发挥更大

14、的作用。2。对于聚氧乙烯非离子表面活性剂，聚氧乙烯链和水之间的氢键会随着温度的升高而断裂。当温度升高到一定程度时，聚氧乙烯链会发生强烈的脱水和收缩，这将减小增溶空间和增溶能力，使表面活性剂的溶解度急剧下降并沉淀，造成溶液浑浊。这种现象称为霾开始，此时的温度称为霾点(或浊点)。当聚氧乙烯链相同时，烃链越长，浊点越低。在烃链长度相同的情况下，聚氧乙烯链越长，浊点越高。4、表面活性剂化合物，表面活性剂相互之间或与其他化合物一起使用时称为化合物。合适的复配体系在增溶、乳化和起泡方面优于单一的表面活性剂体系，不合适的配伍会破坏表面活性。(1)与中性无机盐的相容性。当可溶性中性无机盐加入到离子表面活性剂溶

15、液中时，抗衡离子会产生一定的影响。抗衡离子的结合率和浓度越高，表面活性剂CMC的下降越明显，从而增加胶束的数量、烃核的总体积和烃增溶剂的增溶量。无机盐降低了胶束网格层中分子间的电斥力，使分子排列更加紧密，降低了极性增溶剂的有效增溶空间，从而降低了极性药物的增溶量。无机盐对离子型表面活性剂影响不大，但在高浓度(0.1摩尔/升)时，可以破坏聚氧乙烯和水分子等亲水基团的结合，降低浊点。脂肪醇和表面活性剂分子形成混合胶束，增加了烃核的体积和烃的增溶作用。一般来说，碳原子数低于12的脂肪醇效果更好。一些多元醇(如糖、木糖、山梨醇等。)也有类似的效果。一些短链醇不仅能与表面活性剂形成混合胶束，还能破坏胶束

16、的形成，如C1C6醇。极性有机化合物(如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等。)增加表面活性剂的临界胶束浓度。(2)有机添加剂、水溶性聚合物吸附表面活性剂，减少溶液中游离表面活性剂分子的数量，增加临界胶束浓度；水溶性聚合物和表面活性剂形成不溶性络合物；然而，在含有聚合物的溶液中，一旦形成胶束，增溶作用显著增加。(3)水溶性聚合物，1。同系混合体系两个同系同系混合体系的表面活性介于它们之间，往往是活性较高(即碳链较长)的同系物，这对CMC的较小组分有很大影响。混合体系的临界胶束浓度与各组分的摩尔分数不是线性的，也不等于简单的总和平均值。(4)表面活性剂混合体系；(2)非离子表面活性剂和离子表面活性剂混

17、合体系更容易形成混合胶束，且CMC介于两种表面活性剂的CMC之间或更低。对于阴离子表面活性剂和聚氧乙烯非离子表面活性剂的混合体系，当聚氧乙烯的数量增加时，协同效应可能更强，但电解质会削弱协同效应。(4)表面活性剂混合体系；3)阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂混合体系的表面活性剂混合物的协同程度与它们的混合比和烃链长度有关。烃链长度越短，烃链越长，增溶作用越强。带相反电荷的离子表面活性剂的适当相容性可形成具有高表面活性的分子复合物，其对润湿、增溶、发泡和杀菌具有协同作用。如果混合比例不当，混合方法不当，溶解度小的离子化合物将从溶液中沉淀出来。(4)表面活性剂混合体系；(5)表面活性剂增溶的应用；(1)增溶相图增溶体系是由溶剂、增溶剂和增溶剂组成的三元体系，三元体系的最佳配比通常通过实验制作三元相图来确定。制作三元相图：按比例取增溶剂和增溶剂，混合均匀，分别滴加