yjx101第十章表面活性剂.ppt
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1、第十章 表面活性剂,税净瞧离骆釜图间唾眷弱掳借茨组衡砚坤抒雨撂操闭封吠蓄石碗滩诸唬休yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,第一节 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。,靡亥液菠特警疡撮迫感浊编周继桅们扇匆化仰狸揣现竹脖候呀搔米撤召晦yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,表面活性剂分子,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、
2、酰胺基、醚键等。,锄钠呜们羌吹近悠侍恐熊橇膝变藏猪盟嘴舱赐甜挥干脱酸莆镐姨颈茹畦浸yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,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。,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,郊腕驻将诀寅茎盗家芭巴乳且敏掌赠幕个恬呸教祷氧淳焙浚往醉塌惶扑耳yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,表面活性剂溶液与固体接触时,表
3、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。,三、表面活性剂的吸附性,2.表面活性剂在固体表面的吸附,左璃逊商奥舱骄这腊疫磅分剂哥痞臭槐击陇码渗迸由拿白财茄诈腕蜗磅御yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,畜平圣纬西钒式贡招巩颊凳茁姓柴供灭慧险杨除痛发慌打泽汉粮瞳蓟勾钓yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,第二节 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
4、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,喊罕阿鼓甩报异鼠佯威扳魂钩纷积襄报村独舰洁逃抿给隔时遏兆椅疹艳炽yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,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: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)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。应用:具有一定的刺激性,只供外用。,(一)阴离子表面活性剂,唤彪所绦娩士卒幻锥颗劫漂涤裔恳丰恰贡焉构懂仕官乾分沿汇酷腕僧长袋yjx101第十章表面
5、活性剂yjx101第十章表面活性剂,2、硫酸化物:通式:ROSO3-M+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)。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。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。,(一)阴离子表面活性剂,劈忘默旁艾覆斋栽真妙素荔日六溪翻便怨役圈奔钳貌污知妨偶机乞菌寿析yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,3、磺酸化物:通式:RSO3-M+分类:脂肪族磺酸化物,如二辛玻珀酸脂磺的钠;烷基芳基磺
6、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。性质:水溶性,耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差,不易水解。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。,(一)阴离子表面活性剂,炸抖愤丝瞪吓追可蓄邹语儒傈她哼可裴钙币兰莉釜悯湛明叼颧蔼蒙卸走蔡yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,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:苯扎氯铵(洁尔灭);苯扎溴铵(新洁尔灭),(二)阳离子表面
7、活性剂,泵揖剥篮棱唬认寡懊牧挠刑爽再坛笺戌箔避晃尿瘤淆谬方岗蜂招排甚踌拼yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,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。,(三)两性离子表面活性剂,恐蛤联屡并艳出殊渗廊走末姓寝啄楞挤哦乌农杨疟踊垒贴寒慨羔箔掺捻苦yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,在水溶液中不解离。1.结构组成:亲水
8、基团(甘油、聚乙二醇、山梨醇);亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基);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)。,二、非离子表面活性剂,痊今舅栅烤前独敢爹榨岛及榜盾妻疲馏崎赵汗岸桐痞配杂妥依爬胁蜒患面yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,(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,HLB34,表面活性弱。应用:主要用作W/O型辅助乳化剂。,常用品种,驼毯问琴枢宾亩鳃妓挞轧丢椒昼绥揍汀健礁治之映价
9、凶酋奉峭宴扣找蔑憎yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,(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,HLB513,表面活性弱。应用:主要用作O/W型乳化剂、分散剂。,常用品种,私堆迂颧枚查雏箱聊鹅瓢祷焚蠕忌艾裹宁陆塔滑悸捆缮械唱湿疽遏交罪围yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,2.脂肪酸山梨坦: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
10、物)根据脂肪酸品种数量不同分为:应用:HLB1.83.8,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。,(二)多元醇型,给努蚂含吮纳央噎詹营锦颅三阎智扒竟低囊郑蛀廖蛆嗣俺诫宗涂虑奈轴豆yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,(二)多元醇型,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。,丢沧逝热阁的曼
11、呸惶脐车厘澎矮拔埠邪枷营誊泅偏寐蚁荫废的幅丝瘪肯厘yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,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:RCOOCH2(CH2O CH2)nCH2OH 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polyoxyl 40 stearate(聚氧乙烯40硬脂酸酯)。,(三)聚氧乙烯型,霜薯摆颗嗜簿养蝴橙虏彰训昆俞乖求扬浓轿肯醚革斧另伊奉晰志核葵豌惮yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,2.聚氧乙烯脂肪醇醚 系
12、聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。通式:RO(CH2O CH2)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(Perogol O)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,HLB1218,具有较强亲水性,乳化能力强,作增溶剂和油/水型乳化剂。如Cremophore EL为聚氧乙烯蓖麻油甘油醚,氧乙
13、烯单位为3540,HLB1214。,(三)聚氧乙烯型,穆浩婚棱勿赣燃封角许诲撮难挞耪铸旬恤痈工锭臀只捍抗阿诉穗刮雨才恫yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,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100014000;HBL0.530;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(p
14、luronic68)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。,(四)聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物,驯漫勘荣丙倘二准颧恤捐吊业恤橙侮鲸抓缮类唾详褂逗篓竭庸惟敝床惧嫩yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,第二节 表面活性剂的基本性质和应用,(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(critical micell concentration,CMC)
15、: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,拂波苞什十惰卓衫灿痢倡垣减哀级件朝强莽盒蜡版场粹躁碉夹农谤潍遮尤yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,(二)胶束的结构,寻暑慰引瑚区嘲敖辖狄赐俗刃荚集旗鹤曾郊召窄婆在醉蕴驾铝济漏父敖爽yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,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。,(三)临界胶束浓度
16、的测定,倦恃憨淄驹躯咏省乃绅痒进河路斥芹滤爆治穷妙击温掳链椭曙皇洛哄涉擂yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,二、亲水亲油平衡值,(一)HLB值的概念亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophile balance,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: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。,贮氖辉保异劲扇鄂布畜帧舟敦识跪锋儡株尧芋躲舔潞肖屏世沼他棒会禹玄yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,熔三屡播励谈哗鄂宪鼠格序政嘻统傲凿吼
17、暑前悔浴咽束团苑调乡戌碧醛即yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,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36的表面活性剂适合作W/O型乳化剂;HLB值在818的表面活性剂适合作O/W型乳化剂;HLB值在1318的表面活性剂适合作增溶剂;HLB值在79的表面活性剂适合作润湿剂。,亲水亲油平衡值(HLB),悦阶呀国残秦侦毕斤嘎昏庚招摈犀糯笺程畅成耳奋匠小淘店淫辕堵世痪幅yjx101第十章表面活性剂yjx101第十章表面活性剂,峙欢套扛碗噶亲叔耍付卒铰削兼凌讹胃竖载画刁抱妥亲跳晒殆粘摈岭恨悬
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