【大学课件】表面活性剂PPT

1、第二章第二章 外表活性剂外表活性剂 第二章第二章 外表活性剂外表活性剂 第一节 概述 一、外表现象 一界面、外表和界面现象、外表现象 的含义 界面界面是指物质的相与是指物质的相与 相之间的交界面。相之间的交界面。 通常将有气相组成的气通常将有气相组成的气 固、气固、气液等界面称为外液等界面称为外 表。表。 相相phase是指体系中物是指体系中物 理和化学性质均匀的局部。理和化学性质均匀的局部。 二二 外表张力外表张力surface tension和界面张力：和界面张力： 一个玻璃杯灌满水后，将一个玻璃杯灌满水后，将 硬币顺着杯子的边缘放硬币顺着杯子的边缘放 入杯中，你会发现杯中入杯中，你会发现

2、杯中 已装入数数枚硬币后，已装入数数枚硬币后， 尽管水面高出杯口，堆尽管水面高出杯口，堆 起来很高，呈现向上凸起来很高，呈现向上凸 起的形状，但仍不溢出起的形状，但仍不溢出 来来 。这是因为液体外表。这是因为液体外表 层存在外表张力，好似层存在外表张力，好似 在水的外表上覆盖了一在水的外表上覆盖了一 层弹性膜。当把小物体层弹性膜。当把小物体 放入水中后，虽然水已放入水中后，虽然水已 超出杯口，超出杯口，“堆的很堆的很 高，但仍没有破坏高，但仍没有破坏“弹弹 性膜，因此水也不会性膜，因此水也不会 溢出来。溢出来。 外表张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于 液体内局部子与液体外表层分子(厚度

3、约107cm)的处境 不同。液体内局部子所受到的周围相邻分子的作用力是对 称的，互相抵消，而液体外表层分子所受到的周围相邻分 子的作用力是不对称的，其受到垂直于外表向内的吸引力 更大，这个力即为外表张力。 外表张力是指一种使外表分子具有向内运外表张力是指一种使外表分子具有向内运 动的趋势，并使外表自动收缩至最小面动的趋势，并使外表自动收缩至最小面 积的力。积的力。 外表张力 f b 刚好使皂膜破裂时的力 L 活动金属杆的长度 = fb/2L 三外表自由能 W=fS=2LS W=A W为所做的功，或称增加为所做的功，或称增加 的外表自由能的外表自由能 为外表张力；为外表张力； A为增加的外表积。

4、为增加的外表积。 (四)液体的铺展 铺展是指一滴液体能在另铺展是指一滴液体能在另种不相溶的液体外表种不相溶的液体外表 上自动形成上自动形成层薄膜的现象。层薄膜的现象。 铺展系数与界面张力有如下的关系：铺展系数与界面张力有如下的关系： S = S = 底底 - - 铺铺 + + 底底铺铺 S S为正值，那么发生铺展现象。为正值，那么发生铺展现象。 S S为负值，那么不发生铺展现象。为负值，那么不发生铺展现象。 外表张力小的液体可以在外表张力大外表张力小的液体可以在外表张力大 的液体外表上铺展，反之那么不能铺展。的液体外表上铺展，反之那么不能铺展。 思考： 如果降低底铺，铺展系数会如何？两液体 会

5、怎样？ (五)固体的润湿 润湿润湿wetting是指液体在固体外表上的粘附现是指液体在固体外表上的粘附现 象。象。 完全不润湿完全不润湿不能润湿不能润湿能润湿能润湿 完全润湿完全润湿 二、外表活性剂二、外表活性剂 一外表活性剂的含义一外表活性剂的含义 外表活性剂：外表活性剂： 能使液体外表张力显著降低的物质。能使液体外表张力显著降低的物质。 外表活性剂分子结构的特点：外表活性剂分子结构的特点： 它们大都是长链的有机化合物，烃链长它们大都是长链的有机化合物，烃链长 度一般不少于度一般不少于8 8个碳原子；个碳原子； 分子中同时具有亲水基团和亲油基团。分子中同时具有亲水基团和亲油基团。 二外表活性

6、剂分子在溶液中的正吸附二外表活性剂分子在溶液中的正吸附 正吸附：外表活性剂在浓度较低时，根本集中在正吸附：外表活性剂在浓度较低时，根本集中在 外表形成单分子层，其在外表层的浓度大大高外表形成单分子层，其在外表层的浓度大大高 于溶液内的浓度，并使溶液的外表张力降低到于溶液内的浓度，并使溶液的外表张力降低到 水的外表张力以下。这种外表活性剂在溶液外水的外表张力以下。这种外表活性剂在溶液外 表层聚集的现象称为正吸附。表层聚集的现象称为正吸附。 (三三)外表活性剂在固体外表的外表活性剂在固体外表的 吸附吸附 外表活性剂溶液与固体接触时，其分子外表活性剂溶液与固体接触时，其分子 很容易在固体外表产生吸附

7、，使固体外很容易在固体外表产生吸附，使固体外 表状态和性质发生改变。表状态和性质发生改变。 第二节第二节 外表活性剂的分类外表活性剂的分类 一、离子型外表活性剂一、离子型外表活性剂 (一一)阴离子外表活性剂阴离子外表活性剂 (二二)阳离子外表活性剂阳离子外表活性剂 (三三)两性离子外表活性剂两性离子外表活性剂 二、非离子外表活性剂二、非离子外表活性剂 ( (一一) )阴离子型外表活性剂：阴离子型外表活性剂： 带负电荷。起外表活性作用的是阴离子。带负电荷。起外表活性作用的是阴离子。 1 1肥皂类肥皂类 为高级脂肪酸盐，通式为通式为 ( (RCOORCOO) )n n M M n+ n+，良好的乳

8、化能力，一般 用在外用制剂中。 2 2硫酸化物硫酸化物 系硫酸化油和高级脂肪醇硫 酸酯类，通式为ROSO3M+。有较强的 乳化能力。对粘膜有刺激性，主要作为外 用软膏的乳化剂。 3磺酸化物磺酸化物 通式为RSO3-M+。 (二二)阳离子外表活性剂阳离子外表活性剂 ： 带正电荷。起外表活性作用的是阳离子。带正电荷。起外表活性作用的是阳离子。 洁尔灭、新洁尔灭、氯化苯甲烃铵等。洁尔灭、新洁尔灭、氯化苯甲烃铵等。 本类因有很强的杀菌作用，故主要用于本类因有很强的杀菌作用，故主要用于 皮肤、粘膜、手术器械等的消毒。某些皮肤、粘膜、手术器械等的消毒。某些 品种如苯扎氯铵，可作为抑菌剂用于眼品种如苯扎氯铵

9、，可作为抑菌剂用于眼 用溶液。用溶液。 ( (三三) )两性离子外表活性剂：两性离子外表活性剂： 结构中同时具有正电荷和负电荷基团。结构中同时具有正电荷和负电荷基团。 卵磷脂是天然的两性离子外表活性剂。 主要来源于大豆和蛋黄。 (四)非离子外表活性剂 脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、司盘、脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、司盘、 吐温、吐温、 卖卖 泽泽 、 苄泽苄泽 、 普流罗尼克普流罗尼克 第三节 外表活性剂的特性 (一)胶束的形成 临界腔束浓度CMC： 外表活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。 胶体粒子范围1100nm 临界浓度通常在0.02%0.5%左右。 2胶束的结构 二亲水亲油平衡值二亲水亲油平衡值HLB

10、HLB值：表示外值：表示外 表活性剂亲水或亲油能力大小的值。表活性剂亲水或亲油能力大小的值。 非离子外表活性剂的非离子外表活性剂的HLBHLB值为值为0 02020， 疏水性最大的石蜡的疏水性最大的石蜡的HLBHLB值定为值定为0 0， 亲水性最大的聚氧乙烯的亲水性最大的聚氧乙烯的HLBHLB值定为值定为2020， 其他的外表活性剂的其他的外表活性剂的HLBHLB值那么介于值那么介于0 02020之间。之间。 HLB值越大，其亲水性越强，值越大，其亲水性越强， HLB值越小，其亲油性越强。值越小，其亲油性越强。 非离子外表活性剂的非离子外表活性剂的HLBHLB值具有加和性，因而可值具有加和性，

11、因而可 利用以下公式来计算两种和两种以上外表活性剂利用以下公式来计算两种和两种以上外表活性剂 混合后的混合后的HLBHLB值：值： AABB AB AB HLBWHLBW HLB WW 不同不同HLBHLB值的外表值的外表 活性剂的用途活性剂的用途 第四节第四节 外表活性剂的生物学性质外表活性剂的生物学性质 外表活性剂对药物吸收的影响外表活性剂对药物吸收的影响 低浓度，增加药物在胃肠道体液中的润低浓度，增加药物在胃肠道体液中的润 湿性。浓度增加到临界胶束浓度以上时，湿性。浓度增加到临界胶束浓度以上时， 药物被包裹在胶束内而不易释放，或因药物被包裹在胶束内而不易释放，或因 胶束太大，不能透过生物膜，那么会降胶束太大，不能透过生物膜，那么会降 低药物的吸收。低药物的吸收。 外表活性剂有溶解生物膜脂质的作用，外表活性剂有溶解生物膜脂质的作用， 增加上皮细胞的通透性。增加上皮细胞的通透性。 第四节第四节 外表活性剂的生物学性质外表活性剂的生物学性质 外表活性剂与蛋白质的相互作用外表活性剂与蛋白质的相互作用 蛋白质在碱性介质中羧基解离使其带负蛋白质在碱性介质中羧基解离使其带负 电荷，会与阳离子外表活性剂结合；电荷，会与阳离子外表活性剂结合； 在酸性介质中，其碱性基团那么带正电在酸性介质中，其碱性基团