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表面活性剂化学知识点
表面活性剂化学
第一讲表面活性剂概述
1、降低表面张力为正吸附,溶质在溶液表面的浓度大于其在溶液本体中的浓度,此溶质为表面活性物质。增加表面张力为负吸附,溶质在溶液表面的浓度小于其在溶液本体中的浓度,此溶质为表面惰性物质。
2、表面张力? :作用于单位边界线上的这种力称为表面张力,用?表示,单位是N·m-1。
影响纯物质的γ的因素
(1) 物质本身的性质(极性液体比非极性液体大,固体比液体大)
(2) 与另一相物质有关。纯液体的表面张力是指与饱和了其本身蒸汽的空气之间的界面张力。
(3)与温度有关:一般随温度升高而下降.
(4)受压力影响较小.
3、表面活性剂的分子结构特点
“双亲结构”
亲油基:一般是由长链烃基构成,以碳氢基团为主
亲水基:一般为带电的离子基团和不带电的极性基团
极性头 8-18C 长链烷基等非极性基团
疏水基的疏水性大小:脂肪烷基>脂肪烯基>脂肪烃-芳基>芳基>带有弱亲水基的烃基。
相同的脂肪烃疏水性强弱顺序:烷烃>环烷烃>烯烃>芳香烃。
从HLB 值考虑,亲水基亲水性的大小排序: -SO4Na、-SO3Na、-OPO3Na、-COONa、—OH、—O-
4、离子表面活性剂
(一)阴离子表面活性剂:起表面活性作用的部分是阴离子。
1)高级脂肪酸盐:
①通式:(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐
②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)
③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。
④应用:具有一定的刺激性,只供外用。
2)硫酸化物:
①通式:R-OSO3-M+
②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) 。
③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。④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。
3)磺酸化物:
①通式:R·SO3-M+
②分类:脂肪族磺酸化物,如二辛玻珀酸脂磺酸钠;烷基芳基磺酸化物,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。
③性质:水溶性, 耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差, 不易水解。
④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。
(二)阳离子表面活性剂: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:①苯扎氯铵(洁尔灭);②苯扎溴铵(新洁尔灭)
(三)两性离子表面活性剂
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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。
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? 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。
5、非离子表面活性剂:在水溶液中不解离。
1)结构组成:亲水基多为聚氧乙烯基构成,由所含氧乙烯基数目控制其亲水性。稳定性高,与其他类型表面活性剂相容性好,可混合使用
①亲水基团(甘油、聚乙二醇、山梨醇);
②亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基);
③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)。
6、亲水亲油平衡对非离子型的表面活性剂,HLB的计算公式为:
HLB值= 亲水基质量
亲水基质量+憎水基质量×100/5
例如:石蜡无亲水基,所以HLB=0;聚乙二醇,全部是亲水基,HLB=20。其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0~20之间。根据需要,可根据HLB值选择合适的表面活性剂。例如:HLB值在2~6之间,可作油包水型的乳化剂;8~10之间作润湿剂;12~18之间作为水包油型乳化剂。
HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
| |———| |——| |——| |——| | |————| 聚乙二醇 O/W乳化剂石蜡 W/O乳化剂润湿剂洗涤剂增溶剂|
7、表面活性的表征
1)胶团化能力: 临界胶团浓度(cmc) 浓度范围,开始大量形成胶团
cmc越小,越容易自聚
2)表面张力降低的量度
(1)降低溶剂表面张力至一定