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1、第六章 表面活性剂结构与性能的关系表面活性剂的化学结构亲水性 （HLB）亲水基疏水基分子量表面活性剂的性质表面活性剂的应用一、HLB值定义亲疏平衡(HLB)值：反映表面活性剂分子中亲水亲油间 的平衡关系的值。亲水性最强的表面活性剂：HLB40亲水性最弱的表面活性剂：HLB1 可见，HLB值越大，表面活性剂的亲水性越强。离子型表面活性剂:HLB=1 40 非离子表面活性剂:HLB=0 201、HLB值定义（一）HLB值的影响2、HLB值的计算聚乙二醇型非离子表面活性剂HLB=亲水基部分的分子量表面活性剂的分子量20例：解：HLB=440 440+22020=13.3由于石蜡没有亲水基，所以HLB
2、0；聚乙二醇完 全由亲水基构成，HLB20。所以非离子表面活性剂 的HLB介于0 20之间。n=10HLB=7+H.V.(亲水基基团值)+ L.V.（疏水基基团值）例：油酸钾的HLB值解：H.V.（COOK）21.1 L.V. (CH3)1(CH)2(CH2)14 (-0.475)1(-0.475)2(-0.475)14 -8.1HLB7 21.18.120离子型表面活性剂：基团值法混合表面活性剂HLBWaHLBa+WbHLBb Wa+Wb 以上内容你记住 了吗？C12H25OSO3Na 练 习1、判断下列表面活性剂属哪种类型，并计算HLB值。2、30的Tween20(HLB值为16.7)与6
3、3的Span20(HLB值为8.6)混合的表面活性剂的HLB值为多少？3、表面活性剂HLB值与性质和用途关系 HLB值值范 围围用 途HLB值值范 围围性 质质1.53.0 3.06.0 79.0 818 1315 1518消泡 W/O型乳化 润润湿、渗透 O/W型乳化 净净洗 增溶13 36 68 810 1013 13分散困难难 微弱分散 略微分散 分散较较易 分散容易 溶解或透明液1、亲水基类型与表面活性剂性质的关系（二）亲水基与表面活性剂性质关系2、亲水基大小与表面活性剂性质关系3、亲水基位置与表面活性剂性质的关系不同亲水基对表面活性剂性能的影响主要在溶解性、化学稳定性、生物降解性、安
4、全性（毒性）、温和性（刺激性）等方面。亲水基类型与表面活性剂性质的关系u 溶解性离子型表面活性剂水溶性随温度升高而增加，具Krafft点； 非离子表面活性剂水溶性随温度升高而减小，具浊点。u 化学稳定性1、酸碱稳定性非离子表面活性剂在酸碱中均较稳定；阴离子型表面活性剂一般在酸中不稳定，碱中较稳定；阳离子型表面活性剂一般在酸中较稳定，碱中不稳定。2、无机电介质稳定性离子型表面活性剂易受无机电介质的影响，在不生成沉淀的情况 下，无机电解质的加入常常能提高离子型表面活性剂的表面活性。但 高价金属离子能导致阴离子表面活性剂产生沉淀。非离子表面活性剂 和两性表面活性剂一般不受无机电解质的影响，抗硬水能力
5、较好。u 相溶性非离子型表面活性剂 与其它几乎所有类型的表面活性剂都有很好的相溶性，可复配使用。而离子型表面活性剂，特别是在阴、阳离子表面活性剂复配使用时，虽可极大地提高表面活性，但必须遵从特殊的复配规律：二者不能形成沉淀。而且此类混合体系一般只能在很低浓度范围内得到均相溶液（有一些例外，但很少），而表面活性剂实际应用时往往需要在更高浓度下才能发挥其应用功能。u 吸附性阳离子型表面活性剂易吸附到带负电的固体表面，而阴离子、非离子表面活性剂则不易在固体表面发生强烈吸附。u 生物降解性u 温和性所有表面活性剂中两性表面活性剂最易降解。对皮肤刺激性最强的大多是阳离子表面活性剂。非离子表面活性 剂的刺
6、激性一般都很低。多数阴离子表面活性剂和两性离子表面活性 剂的刺激居于上述两类之间。u 安全性生物活性比较：阳离子型阴离子型非离子型 两性表面活性剂具较小的毒性和较大的杀菌力，在毒性及杀菌性组合上更优于上述表面活性剂。亲水基大小与表面活性剂性质关系1、亲水基体积增大影响到表面活性剂分子在表面吸附层 所占的面积，从而影响到表面活性剂降低表面张力的能力。例：一般阳离子表面活性剂的cmc比阴离子表面活性剂剂的高。 思考：烷烷基季铵盐铵盐 ，三甲基用三乙基替换换，cmc如何变变化？2、亲水基体积的大小影响到分子有序组合体中分子的排 列状态，从而影响胶束的形状和大小。3、在正负离子表面活性剂混合体系中，亲
7、水基体积增大， 可降低正负离子极性基之间的静电引力，提高混合体系的 溶解性，但表面活性剂有一定的下降。4、对聚氧乙烯非离子表面活性剂，亲水基增长，不仅影 响表面活性剂的溶解性、浊点，而且由于亲水基体积增加， 影响到表面吸附（如吸附分子在表面层所占面积）以及所 形成的分子有序组合体的性质（如增溶性能）等。思考：聚氧乙烯链增长，聚氧乙烯型非离子表面活性剂的溶解性、浊点如何变化？亲水基位置与表面活性剂性质的关系1、亲水基在碳链端点者，cmc比在链中间者低。2、亲水基在碳链端点者，降低表面张力的效率较高，但能力却较低。 故在浓度较稀时，亲水基在链端点者表面张力较低；在高浓度是相反。3、一般亲水基在分子
8、中间的，比末端的润湿效能强。亲水基在分子末端的，比在中间的去污力好。起泡性能一般亦以亲水基在碳链中间者为佳。判断：烷基苯磺酸钠，磺酸基在对位与在邻位相比， 那个去污力强？（三）疏水基与表面活性剂性能的关系1、疏水基的疏水性全氟烃基硅氧烷基一般碳氢链基脂肪族烷烃环烷烃脂肪族烯烃脂肪基芳香烃 芳香烃带弱亲水基的烃基2、 疏水基长度的影响在同一品种的表面活性剂中，随疏水基碳链增长， 其溶解度、cmc减小，降低表面张力的能力增大。3、疏水基支链的影响分子大小相同，一般有分支结构的表面活性剂不易形成胶 团，其cmc比直链者高，但有分支者降低表面张力的能力较强， 即cmc低。有分支者具较好的润湿、渗透性能
9、，但去污性能较差。4、疏水基数目的影响季铵盐正离子表面活性剂中烷基链数目的影响与疏水链分支的 情况相似。（四）表面活性剂分子大小与其性质的关系分子量较小的做润湿剂和渗透剂比较好。 分子量较大的做洗涤剂和乳化分散剂较好。对阴、阳离子表面活性剂，当固定了其亲水基与 憎水基后，HLB值也比较固定，就不能随意改变其分 子量。而非离子表面活性剂通过增加其亲水基疏水基 分子数则比较容易变更其分子量。思考：比较C16H33SO4Na、 C14H29SO4Na 、C12H25SO4Na的润湿性和洗涤 能力？作 业论述题：1、论述离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂性能的差异。2、试论述烷基苯磺酸盐结构与性能的关系。
