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1、表面活性剂表面活性剂123 表面与表面张力 当任意两相接触时当任意两相接触时, , 两相之间决非是一个没有两相之间决非是一个没有厚度的纯几何面厚度的纯几何面, ,而是一个具有相当厚度的过渡区而是一个具有相当厚度的过渡区, , 这一过渡区通常称之为这一过渡区通常称之为界面界面。（ex:水皮儿）。 由于气相人眼往往看不到，所以常把由气相组由于气相人眼往往看不到，所以常把由气相组成的界面通常称为成的界面通常称为表面表面。 但由于历史的原因但由于历史的原因, , 这两个概念常常混用。这两个概念常常混用。 常见的界面有：常见的界面有：气气- -液液界面，界面，气气- -固固界面，界面，液液- -液液界面
2、，界面，液液- -固固界面，界面，固固- -固固界面。界面。4液液-液界面液界面56 表面分子与体相内部分子所处的状态不同，ex:在液相（水）与气相中，水分子内部受到周围水分子的作用力是对称的，其合力为零，水分子在液体内部移动不需要做功；而表面分子，液相分子对它的作用力远大于稀疏气体对它的作用力，因此所受的力是不对称的，其合力指向液体内部，结果产生了表面分子受到指向液体并垂直于表面的力。（如下图）下 页返 回结 束主 页7表面张力示意图表面张力示意图8（a）（b）910结论：表面分子不稳定，它有向液体内部迁移的趋势，即有缩小表面积的趋势。这个力简称表面张力。ex:水珠、汞滴等。 表面张力的物理
3、意义为：沿着与表面相切的方向，垂直作用于液体表面上任一单位长度的表面紧缩力，通常简称表面张力。下 页返 回结 束主 页11一一 表面活性剂定义表面活性剂定义n能显著地降低溶剂能显著地降低溶剂(一般为水一般为水)表面张力和表面张力和液液-液界面张力；液界面张力；n具有一定结构；具有一定结构；n亲水亲油特性；亲水亲油特性；12二二 表面活性剂的结构特点表面活性剂的结构特点 C17H35COOH C12H25- SO3Na C16H33(CH3)3NCl 非极性非极性 极性极性相似相溶原则相似相溶原则 亲水基团亲水基团亲油基团亲油基团13油油水水1415阴离子表面活性剂RCOONa羧酸盐R-OSO3
4、Na 硫酸酯盐R-SO3Na磺酸盐R-OPO3Na2磷酸酯盐1.离子型2.非离子型阳离子型阴离子型两性型表面活性剂三三 表面活性剂分类表面活性剂分类16三三 表面活性剂分类表面活性剂分类n阴离子型，阴离子型，-COO-、-SO3-n阳离子型，阳离子型，-NH3+n非离子型，非离子型，RO （CH2CH2O）nHn两性离子型，两性离子型，-NH2+-CH2COO-n特殊类型，含氟、含硅。特殊类型，含氟、含硅。17离子型表面活性剂离子型表面活性剂n阴离子型阴离子型：具有较强的：具有较强的乳化乳化能力能力n阳离子型阳离子型：有很强的：有很强的杀菌杀菌作用，用于消毒或者作作用，用于消毒或者作为抑菌剂为
5、抑菌剂n两性离子型两性离子型：因：因pH不同不同而呈现而呈现不同不同的表面活性剂的表面活性剂作用作用。 碱性碱性溶液：呈现溶液：呈现阴离子阴离子表面活性剂的作用，起泡性好，表面活性剂的作用，起泡性好，去污力强去污力强 酸性酸性溶液：呈现溶液：呈现阳离子阳离子表面活性剂的作用，杀菌作用强表面活性剂的作用，杀菌作用强18非离子型，非离子型，RO （CH2CH2O）nHn化学性质稳定，不易受化学性质稳定，不易受pH影响，可以与大部分药物配伍，影响，可以与大部分药物配伍，应用广泛应用广泛n脂肪酸山梨坦（司盘）脂肪酸山梨坦（司盘）： HLB值为值为1.88.6.常作为常作为W/O型乳剂的乳化剂。型乳剂的
6、乳化剂。 （HLB值：表示表面活性剂的亲水疏水性能）值：表示表面活性剂的亲水疏水性能） n聚山梨酯（吐温）聚山梨酯（吐温）： 常用于增溶和作为常用于增溶和作为O/W型的乳化剂型的乳化剂n泊洛沙姆泊洛沙姆：对皮肤无刺激性也无过敏性，可作为：对皮肤无刺激性也无过敏性，可作为静脉注射静脉注射用乳液的用乳液的O/W型的乳化剂型的乳化剂192021四：表面活性剂的基本特性n1. 胶束的形成胶束的形成n两两亲亲分分子子溶溶解解在在水水中中达达一一定定浓浓度度时时，其其非非极极性性部部分分会会互互相相吸吸引引，从从而而使使得得分分子子自自发发形形成成有有序序的的聚聚集集体体，使使憎憎水水基基向向里里、亲亲水
7、水基基向向外外，减减小小了了憎憎水水基基与与水水分分子子的的接接触触，使使体体系系能能量量下下降降，这这种种多多分分子有序聚集体称为子有序聚集体称为胶束。胶束。22胶束结构示意图胶束结构示意图23a.球形胶束球形胶束 胶束的形状胶束的形状24b.棒状胶束棒状胶束2526 临界胶束浓度临界胶束浓度CMC （Critical Micell Concentration） 表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在
8、一起形成胶内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。27 （b）浓度相对升高，很快地聚集到）浓度相对升高，很快地聚集到水表面上，即水表面上，即表面吸附量大为增加表面吸附量大为增加、空气和水的接触相对减少，水表面空气和水的接触相对减少，水表面张力下降。张力下降。 （a）是极稀溶液，界面上没聚集）是极稀溶液，界面上没聚集很多的表面活性剂，空气和水直很多的表面活性剂，空气和水直接接触，水的表面张力下降不多，接接触，水的表面张力下降不多，接近于纯水的状态接近于纯水的状态。28（c c）表表面面活活性性剂
9、剂浓浓度度逐逐渐渐升升高高，表表面面活活性性剂剂毫毫无无间间隙隙地地密密集集于于液液面面上上，形形成成了了单单分分子子吸吸附附膜膜。空空气气与与水水处处于于完完全全隔隔离离状状态态，表表面面吸吸附附达达饱饱和和。在在溶溶液液内内部部，增增加加表表面面活活性性剂剂, ,先先是是三三三三两两两两以以疏疏水水基基互互相相靠靠拢，形成拢，形成球形胶束的最初形式球形胶束的最初形式。29表面活性剂浓度由小变大表面活性剂浓度由小变大C CMC 溶液中的分子的溶液中的分子的憎水基相互吸引，分憎水基相互吸引，分子自发聚集，子自发聚集，形成球形成球状、层状胶束状、层状胶束，将憎，将憎水基埋在胶束内部。水基埋在胶束
10、内部。302.起昙现象对于一些对于一些聚氧乙烯类非离子表面活性剂聚氧乙烯类非离子表面活性剂，当温度升高到一定程度时，聚氧乙烯链与当温度升高到一定程度时，聚氧乙烯链与水之间的水之间的氢键断裂氢键断裂，致使其在水中的，致使其在水中的溶解溶解度急剧下降度急剧下降并析出，溶液并析出，溶液由清变浊由清变浊或分层，或分层，这一现象称为起昙，此温度称为昙点。这一现象称为起昙，此温度称为昙点。31前提：温度升高前提：温度升高对象：对象：聚氧乙烯类聚氧乙烯类表面活性剂的溶液表面活性剂的溶液现象：澄明变混浊现象：澄明变混浊323. 亲水亲水亲油平衡亲油平衡 亲水一亲油平衡值亲水一亲油平衡值 (Hydrophile
11、-Lipophile Balance) 指表面活性剂的亲水基和疏水基之间在大小和力指表面活性剂的亲水基和疏水基之间在大小和力量的平衡关系。反映着一平衡程度的量被称为亲水量的平衡关系。反映着一平衡程度的量被称为亲水亲油平衡值（亲油平衡值（简称简称HLB值值）。是一个相对值。）。是一个相对值。 石蜡的石蜡的HLB值为值为0、油酸的、油酸的HLB值为值为1、油酸钾的、油酸钾的HLB值为值为20、十二烷基硫酸钠的、十二烷基硫酸钠的HLB值为值为40作为标准，作为标准，HLB值越大，亲水性越强；值越大，亲水性越强；HLB值越小，亲油性越强值越小，亲油性越强下 页返 回结 束主 页33 按表面活性剂在实际
12、中的不同用途，选择合适的按表面活性剂在实际中的不同用途，选择合适的HLB值。值。若过小，不溶于水；过大，不能形成胶束若过小，不溶于水；过大，不能形成胶束。其应用如下其应用如下。 表面活性剂表面活性剂HLB值的应用值的应用 （重点）下 页返 回结 束主 页 亲油亲油 | 亲水亲水 HLBHLB值值 0 0 1 1 3 3 6 6 7 7 8 8 1010 12 12 13 1513 15 18 20 18 20 | |消泡消泡| | | 润湿剂润湿剂 |增溶剂增溶剂| | 石蜡石蜡 W/O乳化剂乳化剂 |去污去污| 聚乙二醇聚乙二醇 | 渗透作用渗透作用 | | | O/W 乳化剂乳化剂 | |
13、HLB与表面活性剂应用关系与表面活性剂应用关系344.表面活性剂的配伍变化阳离子表面活性剂+阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂+大分子阴离子药物阴离子表面活性剂+大分子阳离子药物离子型表面活性剂在酸碱条件下都能与蛋白质发生反应355.表面活性剂的毒性阳离子阳离子阴离子阴离子非离子非离子非离子型表面活性剂的毒性较低非离子型表面活性剂的毒性较低离子型表面活性剂不仅毒性大，有较强的离子型表面活性剂不仅毒性大，有较强的溶血作用，一般只适合外用溶血作用，一般只适合外用36第二节：表面活性剂的应用增溶：增溶： 增加溶解度增加溶解度乳化：乳化： 乳化是一种液体以极微小液滴均匀地分散在乳化是一种液体以极微小液滴
14、均匀地分散在互不相溶的另一种液体中的作用。互不相溶的另一种液体中的作用。润湿：润湿： 润湿是指液体在固体表面上黏附的现象润湿是指液体在固体表面上黏附的现象37增溶在在超过超过CMC的水溶液中加入的乳化剂全都的水溶液中加入的乳化剂全都形成胶形成胶束束，胶束的内部是乳化剂的亲油性部分，外侧则，胶束的内部是乳化剂的亲油性部分，外侧则排列着亲水基团。此时若向该体系中加入不溶于排列着亲水基团。此时若向该体系中加入不溶于水的烃类物质，则有可能水的烃类物质，则有可能形成透明而稳定溶解形成透明而稳定溶解的的体系。这种因乳化剂胶束发生的溶解现象称为体系。这种因乳化剂胶束发生的溶解现象称为增增溶作用溶作用。 某些
15、某些难溶性药物难溶性药物在表面活性剂的作用下，在溶剂在表面活性剂的作用下，在溶剂中增加溶解度并形成溶液的过程，叫中增加溶解度并形成溶液的过程，叫增溶增溶。具有。具有增溶能力的表面活性剂叫增溶能力的表面活性剂叫增溶剂增溶剂。被增溶的物质。被增溶的物质叫增溶质。叫增溶质。38增溶由于表面活性剂胶束的作用，而增大溶解度的过由于表面活性剂胶束的作用，而增大溶解度的过程叫做增溶程叫做增溶最适宜的最适宜的HLB值为值为1518影响因素影响因素药物的性质：分子量越大，增溶量通常越小药物的性质：分子量越大，增溶量通常越小加入顺序：药物加增溶剂充分混匀后，能更好溶加入顺序：药物加增溶剂充分混匀后，能更好溶解解增
16、溶剂的用量：增溶剂的用量：39增溶的机制前提：表面活性剂的前提：表面活性剂的浓度浓度超过超过CMC机制：机制：难溶性的药物一般是难溶性的药物一般是被增溶剂胶束包藏或被增溶剂胶束包藏或吸附，使溶解增大吸附，使溶解增大40乳化乳化是一种液体以极微小液滴均匀地分散乳化是一种液体以极微小液滴均匀地分散在在互不相溶互不相溶的另一种液体中的作用。的另一种液体中的作用。乳化剂的作用乳化剂的作用 降低界面张力，使乳剂易于形成降低界面张力，使乳剂易于形成 形成保护膜，防止液滴碰撞合并形成保护膜，防止液滴碰撞合并 HLB决定了乳剂的类型决定了乳剂的类型 HLB值值38：形成：形成W/O型乳化剂型乳化剂 HLB值值818：形成：形成O/W型乳化剂型乳化剂4142润湿润湿是指液体在固体表面上黏附的现象促进液体在固体表面上铺展或渗透的表面活性剂，称为润湿剂一般HLB值在79之间43
