第四章表面活性剂应用基础优秀PPT.ppt

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1、第四章表面活性剂应用基础第一页，本课件共有67页第一节第一节 概述概述第二节第二节 表面活性剂与界面吸附表面活性剂与界面吸附第三节第三节 表面活性剂与胶束表面活性剂与胶束第四节第四节 表面活性剂作用表面活性剂作用第五节第五节 表面活性剂其他性质表面活性剂其他性质第六节第六节 表面活性剂合成表面活性剂合成 第四章第四章 表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础第二页，本课件共有67页4.1 概述概述4.1.1 表面活剂及表面活性剂表面活剂及表面活性剂一、表面现象一、表面现象 （一）界面、表面和界面现象、表面现象的含义（一）界面、表面和界面现象、表面现象的含义 第三页，本课件共有67页4.1 4.1

2、概述概述界面界面是指物质的相与相是指物质的相与相之间的交界面。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、固、气气液等界面称为液等界面称为表面表面相（相（phase）是指体系中物理是指体系中物理和化学性质均匀的部分。和化学性质均匀的部分。第四页，本课件共有67页4.1 概述概述 表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于液体内部分子与液体表面层分子于液体内部分子与液体表面层分子(厚度约厚度约10107 7cm)cm)的处的处境不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是境不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是对称的，互

3、相抵消，而液体表面层分子所受到的周围相邻对称的，互相抵消，而液体表面层分子所受到的周围相邻分子的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引分子的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引力更大，这个力即为力更大，这个力即为表面张力表面张力。第五页，本课件共有67页表面张力表面张力是指一种使表面分子具有向内运动的是指一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。4.1 概述概述第六页，本课件共有67页4.1 概述概述 1 23 c无机盐或糖类物质等无机盐或糖类物质等低级脂肪醇、低级脂肪酸等低级脂肪醇、低级脂肪酸等油酸钠、十二烷基硫酸钠

4、等油酸钠、十二烷基硫酸钠等第七页，本课件共有67页4.1 4.1 概述概述表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用，其结构表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用，其结构特征是具有亲水性与亲脂性两种基团，其作用是能显特征是具有亲水性与亲脂性两种基团，其作用是能显著降低分散系的表面（界面）张力，因此可用作乳化著降低分散系的表面（界面）张力，因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促吸收剂、润湿剂、起泡剂与剂、助悬剂、增溶剂、促吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等，是药用乳剂、混悬剂、脂质体等消泡剂、去污剂等，是药用乳剂、混悬剂、脂质体等的重要辅料。本章重点讨论表面活性剂的基本性质的重要辅料。本章重点讨

5、论表面活性剂的基本性质（如如CMCCMC值、值、HLBHLB值、值、KrafftKrafft点等点等）。第八页，本课件共有67页4.1 4.1 概述概述4.1.2 4.1.2 表面活性剂化学结构特征与分类表面活性剂化学结构特征与分类第九页，本课件共有67页4.1 4.1 概述概述一、离子表面活性剂一、离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂（三）两性离子表面活性剂（三）两性离子表面活性剂二、非离子表面活性剂二、非离子表面活性剂第十页，本课件共有67页（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂1.1.高级脂肪酸盐高级脂肪酸盐 系肥皂

6、类，系肥皂类，通式：通式：(RCOO-)(RCOO-)n nM Mn n，如硬脂酸钠、镁等。，如硬脂酸钠、镁等。分类：分类：一价金属皂一价金属皂(钾、钠皂钾、钠皂)；二价或多价皂；二价或多价皂(铅、钙、铝皂铅、钙、铝皂)；有机胺皂有机胺皂(三乙醇胺皂三乙醇胺皂)。性质：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。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：应用：具有一定的刺激性，只供外用。具有一定的刺激性，只供外用。这类表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。这类表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。4.1 概述概述第十一页，本课件共有67页2.2.硫酸化

7、物：硫酸化物：通式：通式：R RO OSOSO3 3-M M+硫酸化油硫酸化油,高级脂肪醇硫酸酯类。高级脂肪醇硫酸酯类。分类：分类：硫酸化油，如硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油；高级脂肪醇硫酸硫酸化油，如硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油；高级脂肪醇硫酸酯，如酯，如十二烷基硫酸钠（十二烷基硫酸钠（SDSSDS），又称月桂醇硫酸钠（），又称月桂醇硫酸钠（SLSSLS）。性质：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作用产生沉淀。定、耐酸、钙，易与一些高分子阳离子药物发生作用产生沉淀。应用：应用：

8、代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，用于外用软膏的乳化剂。代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，用于外用软膏的乳化剂。4.1 概述概述第十二页，本课件共有67页4.1 概述概述3.3.磺酸化物：磺酸化物：通式：通式：脂肪族磺酸化物脂肪族磺酸化物 R RSOSO3 3-M M+和烷基芳基磺酸化物和烷基芳基磺酸化物 RC RC6 6H H5 5SOSO3 3M M分类：分类：脂肪族磺酸化物，如二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索脂肪族磺酸化物，如二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT-OT）、二己）、二己基琥珀酸磺酸钠；烷基芳基磺酸化物，如基琥珀酸磺酸钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸钠（常用洗涤剂）十二烷基苯磺酸钠（

9、常用洗涤剂）；胆酸盐，如牛磺胆酸钠、甘胆酸钠。；胆酸盐，如牛磺胆酸钠、甘胆酸钠。性质：性质：水溶性及耐酸、耐钙、镁盐性比硫酸化物差，但不易水解。水溶性及耐酸、耐钙、镁盐性比硫酸化物差，但不易水解。应用：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。剂。第十三页，本课件共有67页4.1 概述概述(二二)阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂 这类表面活性剂起作用的部分是阳离子，亦称阳性皂。这类表面活性剂起作用的部分是阳离子，亦称阳性皂。1 1、结构：含有一个五价氮原子。、结构：含有一个五价氮原子。胺盐型，通式：胺盐型，通式

10、：RNH3+X-RNH3+X-，R2NH2+X-R2NH2+X-，如氯苄甲乙胺；，如氯苄甲乙胺；季铵盐型，通式：季铵盐型，通式：R1R2N+R3R4X-R1R2N+R3R4X-，如新洁尔灭。，如新洁尔灭。2 2、特点：良好的表面活性作用，具有很强的杀菌作用。、特点：良好的表面活性作用，具有很强的杀菌作用。3 3、应用：杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械的消毒。、应用：杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械的消毒。4 4、常用品种：、常用品种：苯扎氯铵苯扎氯铵(洁尔灭洁尔灭)、苯扎溴铵、苯扎溴铵 (新洁尔灭新洁尔灭)：常用浓度：常用浓度0.01-0.02%0.01-0.02%，杀，杀菌力强、稳定。菌力强、稳

11、定。第十四页，本课件共有67页4.1 概述概述(三三)两性离子型表面活性剂两性离子型表面活性剂 这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团，在不同这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团，在不同pHpH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。分类及常用品种分类及常用品种:卵磷脂（豆磷脂、蛋磷脂）：是一类天然表面活性剂，组成复杂，可用于静卵磷脂（豆磷脂、蛋磷脂）：是一类天然表面活性剂，组成复杂，可用于静注用乳剂与脂质体的制备。注用乳剂与脂质体的制备。阴离子部分阴离子部分磷酸型；阳离子部分磷酸型；阳离子部分季胺盐类季胺盐类 合成

12、活性剂：阴离子部分主要是羧酸盐，其阳离子部分分为：合成活性剂：阴离子部分主要是羧酸盐，其阳离子部分分为：氨基酸型氨基酸型胺盐（胺盐（RNRNH2CH2CH2COOH2CH2CH2COO）甜菜碱型甜菜碱型季胺盐（季胺盐（RNRN(CH3)2CH2COO(CH3)2CH2COO）性质：性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、去污力亦强；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。酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小。第十五页，本课件共有67页4.1 概述概述二、非离子表面活性剂二、非离子表面活性剂*在水溶液中不是解离状态故称之为非离子

13、表面活性剂。在水溶液中不是解离状态故称之为非离子表面活性剂。1 1、结构组成：、结构组成：亲水基团亲水基团(甘油、聚乙二醇、山梨醇甘油、聚乙二醇、山梨醇)；亲油基团亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)；酯键、醚健。酯键、醚健。2 2、性质：、性质：毒性小，溶血作用较小，化学上不解离，不易受电解质，毒性小，溶血作用较小，化学上不解离，不易受电解质，pHpH值的影响；能与大多数药物配伍，广泛应用于外用、口服制剂和注射值的影响；能与大多数药物配伍，广泛应用于外用、口服制剂和注射剂。剂。第十六页，本课件共有67页4.1 概述概述critical micell

14、e concentrationSurface Tension4.1.3 4.1.3 表面活性剂特性表面活性剂特性第十七页，本课件共有67页表面活性剂浓度变大表面活性剂浓度变大C CMC溶液中的分子的憎水基溶液中的分子的憎水基相互吸引，分子自发聚相互吸引，分子自发聚集，形成球状、层状胶集，形成球状、层状胶束，将憎水基埋在胶束束，将憎水基埋在胶束内部内部4.1 概述概述第十八页，本课件共有67页4.1 概述概述第十九页，本课件共有67页棒状胶束棒状胶束4.1 概述概述第二十页，本课件共有67页层状胶束层状胶束4.1 概述概述第二十一页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在

15、溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用4.2.1 4.2.1 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面的吸附状态面的吸附状态 表面活性剂的疏水基有从水溶液中表面活性剂的疏水基有从水溶液中“逃离逃离”出来的趋势，其亲出来的趋势，其亲水基却有与水相互作用而缔合的能力，从而表面活性剂易富集水基却有与水相互作用而缔合的能力，从而表面活性剂易富集于水溶液的表面。于水溶液的表面。第二十二页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用 具有不同化学结构的表面活性剂在溶液表面吸附状具有不同化学结构的表面活性剂在溶液表面吸附状态会有差异，从

16、而影响它在溶液表面的饱和吸附量。态会有差异，从而影响它在溶液表面的饱和吸附量。直链型表面活性剂直链型表面活性剂支链型表面活性剂支链型表面活性剂横截面积横截面积小小大大直立取向直立取向紧密排列紧密排列按一定角度取向按一定角度取向不能紧密排列不能紧密排列饱和吸饱和吸附量大附量大饱和吸饱和吸附量小附量小4.2.2 4.2.2 表面活性剂化学结构对饱和吸附量的影响表面活性剂化学结构对饱和吸附量的影响第二十三页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用全氟烷基表面活性剂全氟烷基表面活性剂较大的横截面积较大的横截面积饱和吸附量小饱和吸附量小具

17、有相同疏水基而不同具有相同疏水基而不同 亲水基的表面活性剂亲水基的表面活性剂亲水基大亲水基大饱和吸附量小饱和吸附量小 具有相同亲水基而不同具有相同亲水基而不同长度的疏水基的表面活性剂长度的疏水基的表面活性剂饱和吸附量相同饱和吸附量相同第二十四页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用离子型表面活性剂离子型表面活性剂同性静电排斥同性静电排斥吸附在溶液表面的最小面积总是要大吸附在溶液表面的最小面积总是要大于亲水基大小接近的非离子表面活性剂于亲水基大小接近的非离子表面活性剂盐盐离子型表面活性剂离子型表面活性剂反离子进入吸附层反离子进入

18、吸附层减小吸附离子之减小吸附离子之间的排斥作用间的排斥作用饱和吸附量大饱和吸附量大第二十五页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用表面活性剂饱表面活性剂饱 和吸附量大和吸附量大分子排列紧密分子排列紧密形成的表面膜形成的表面膜的强度增大的强度增大乳化剂或起泡剂乳化剂或起泡剂支链为疏水基的表面活性剂支链为疏水基的表面活性剂氟烷基，有机硅为疏水基氟烷基，有机硅为疏水基的表面活性剂的表面活性剂破乳剂或消泡剂破乳剂或消泡剂第二十六页，本课件共有67页 4.2.3 表面活性剂在溶液表面吸附速度表面活性剂在溶液表面吸附速度4.2 4.2 表

19、面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用以上只是从以上只是从热力学热力学的角度考虑问题，即的角度考虑问题，即考虑考虑吸附平衡吸附平衡问题。实际上，问题。实际上，吸附速吸附速度度有时具有决定作用。有时具有决定作用。第二十七页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用 当表面活性剂在溶液当表面活性剂在溶液表面达到饱和吸附表面达到饱和吸附时，其表面时，其表面张力才能将到张力才能将到最低值最低值。表面活性剂在溶液表面吸附过。表面活性剂在溶液表面吸附过程程决定于决定于其分子从溶液其分子从溶液内部内部向向表面扩散

20、的速度表面扩散的速度，因此，因此，表面活性剂在溶液表面达到饱和吸附量需要一定时间，表面活性剂在溶液表面达到饱和吸附量需要一定时间，这就意味着其溶液的表面张力在未达到表面吸附之前，这就意味着其溶液的表面张力在未达到表面吸附之前，也是随时间变化的。只有当溶液表面达到饱和吸附后，也是随时间变化的。只有当溶液表面达到饱和吸附后，表面张力才会达到平衡。表面张力才会达到平衡。所以表面活性剂在表面达到饱所以表面活性剂在表面达到饱和吸附的快慢决定表面张力下降到平衡的快慢和吸附的快慢决定表面张力下降到平衡的快慢。第二十八页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附

21、及其作用及其作用表面张力的表面张力的时间效应与物质的特性、浓度和反离子的存与时间效应与物质的特性、浓度和反离子的存与否有关否有关。1 1）、当）、当浓度相同浓度相同时，分子较大的表面活性剂水溶液其表面时，分子较大的表面活性剂水溶液其表面张力的时间效应更显著，这种现象可用分子的张力的时间效应更显著，这种现象可用分子的扩散速度扩散速度来来解释；对于同一种类的表面活性剂，浓度较大者，时间效解释；对于同一种类的表面活性剂，浓度较大者，时间效应短，这可用分子的吸附速度来解释。应短，这可用分子的吸附速度来解释。2 2）、对）、对离子型活性剂离子型活性剂，若有反离子存在，则可大大缩短时，若有反离子存在，则可

22、大大缩短时间效应，这是因为反离子的插入减少了表面层活性剂离子间效应，这是因为反离子的插入减少了表面层活性剂离子的斥力，从而使吸附速度增大。而对非离子表面活性剂，的斥力，从而使吸附速度增大。而对非离子表面活性剂，此项影响不大。此项影响不大。第二十九页，本课件共有67页4.2.4 表面活性剂降低表表面活性剂降低表(界界)面张力的能力和效率面张力的能力和效率 4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用较好表面活性较好表面活性的表面活性剂的表面活性剂浓度较稀时既能达浓度较稀时既能达 到饱和吸附状态到饱和吸附状态浓度较稀时，能达浓度较稀时，能达到最低的表面张

23、力到最低的表面张力SAA降低表面张力能力降低表面张力能力(效能效能)和效率和效率第三十页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用表面活性剂的表表面活性剂的表(界界)面张力降低的面张力降低的能力能力-指指SAASAA降低降低 表面张力所能达到的表面张力所能达到的最低值最低值。表面活性剂的降低表表面活性剂的降低表(界界)面张力的面张力的效率效率-指降低溶液表指降低溶液表面张力至一定值时，所需表面活性剂的浓度。面张力至一定值时，所需表面活性剂的浓度。表面活性剂的效率和能力大小表面活性剂的效率和能力大小不一定不一定一致一致 表面活性剂的

24、效率与能力在数值上常常是表面活性剂的效率与能力在数值上常常是相反相反的。的。例如，当憎水基团的链长增加时，效率提高而能力例如，当憎水基团的链长增加时，效率提高而能力降低。降低。第三十一页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用 通常表面活性剂的通常表面活性剂的效率效率随其疏水基团的链在一定范随其疏水基团的链在一定范围内围内增长增长而而提高提高，但相应的效能通常差不多。效率还，但相应的效能通常差不多。效率还随疏水基团的随疏水基团的支化支化或或不饱和程度不饱和程度的的增加增加而而降低降低，但相，但相应的效能却有些增加。应的效能却有些

25、增加。离子亲水基团离子亲水基团之间存在电的斥力也会使之间存在电的斥力也会使效率降低效率降低，所以离子型表面活性的效率比非离子表面活性剂所以离子型表面活性的效率比非离子表面活性剂低低。但但加入电解质加入电解质使反离子同表面活性剂离子牢固缔合使反离子同表面活性剂离子牢固缔合时，效率和功能都大为提高。时，效率和功能都大为提高。第三十二页，本课件共有67页 4.2.5 乳状液及表面活性剂乳状液及表面活性剂(乳化剂乳化剂)对乳液稳对乳液稳 定性的影响定性的影响4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用 如牛奶，含水石油，乳化农药等。如牛奶，含水石油，乳化农药

26、等。1 1、乳状液一般介绍、乳状液一般介绍乳状液是一种液体分散在另一种不相溶的液体中形成的多乳状液是一种液体分散在另一种不相溶的液体中形成的多相分散体系。相分散体系。乳状液是一种液体以直径大于乳状液是一种液体以直径大于100nm100nm的细小液滴的细小液滴(分分散相散相)在另一种互不相溶的液体在另一种互不相溶的液体(分散介质分散介质)中所形成的粗中所形成的粗粒分散系。粒分散系。第三十三页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用 仅仅两种不相容的纯液体（如油和水）并不能形成仅仅两种不相容的纯液体（如油和水）并不能形成乳状液，它们

27、必须在乳化剂（如肥皂）的作用下才能稳乳状液，它们必须在乳化剂（如肥皂）的作用下才能稳定。定。液珠称分散相液珠称分散相(也称内相或不连续相也称内相或不连续相)，另一种连成，另一种连成一片的液体称分散介质一片的液体称分散介质(也称外相或连续相也称外相或连续相)。液珠半。液珠半径一般为径一般为 10 10-7-71010-5-5 米米 ，所以乳状液属于粗分散系，所以乳状液属于粗分散系统。乳状液一般由水和与水不互溶的有机液体统。乳状液一般由水和与水不互溶的有机液体(统称统称为油为油)所组成。所组成。第三十四页，本课件共有67页 乳状液乳状液 可分为可分为两大类型两大类型水包油，水包油，O/W，油分散在

28、水中，油分散在水中油包水，油包水，W/O，水分散在油中，水分散在油中O/W(水包油型水包油型)W/O(油包水型油包水型)4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用第三十五页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用 乳状液是乳状液是热力学不稳定体系热力学不稳定体系，其，其稳定性稳定性是是暂时暂时的，的，相对相对的。乳状液的不稳定形式有四种，即的。乳状液的不稳定形式有四种，即分层分层，聚集聚集，凝絮凝絮，聚结聚结。乳液粒子的。乳液粒子的聚结聚结是导致乳状液破坏的是导致乳状液破坏的关键关键

29、，而乳粒的，而乳粒的聚集聚集则为聚结创造了条件。虽然乳状则为聚结创造了条件。虽然乳状液的液的稳定性稳定性与与聚结的速度聚结的速度直接相关，但聚集速度的快直接相关，但聚集速度的快慢也对慢也对乳状液不稳定性起重要作用乳状液不稳定性起重要作用。因此，考虑乳状。因此，考虑乳状液稳定性时两者均予以重视。乳状液分散相絮凝成团，液稳定性时两者均予以重视。乳状液分散相絮凝成团，聚集在一起的速度聚集在一起的速度决定决定于乳粒于乳粒界面张力大小界面张力大小及其粒子及其粒子界面的电性界面的电性，而，而聚结速度聚结速度则决定于乳化剂在乳粒表面则决定于乳化剂在乳粒表面所形成的所形成的吸附膜强度吸附膜强度。第三十六页，本

30、课件共有67页(1)表面活性剂能降低界面张力，有利于形成表面活性剂能降低界面张力，有利于形成 乳乳状液和使乳状液稳定化状液和使乳状液稳定化4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用 由于乳状液存在很大的相界面，体系的总表面能较高，这是由于乳状液存在很大的相界面，体系的总表面能较高，这是乳状液成为乳状液成为热力学不稳定体系热力学不稳定体系的原因，也是分散相液粒发生凝的原因，也是分散相液粒发生凝并的推动力。表面活性剂加入体系，油并的推动力。表面活性剂加入体系，油/水界面张力降低，使乳水界面张力降低，使乳状液界面形成所需消耗的功大大减小，从而使乳状液状液

31、界面形成所需消耗的功大大减小，从而使乳状液容易形成容易形成，同时也同时也减少减少了乳状液的不稳定倾向。了乳状液的不稳定倾向。第三十七页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用(2)油油/水界面膜的性质是乳状液稳定性的决定因水界面膜的性质是乳状液稳定性的决定因素（素（P135）(3)离子型表面活性剂增加乳液的稳定性离子型表面活性剂增加乳液的稳定性(4)乳状液的分散介质粘度越大，分散相液滴的乳状液的分散介质粘度越大，分散相液滴的运动速度越慢，液滴难以聚集和凝结，从而有利运动速度越慢，液滴难以聚集和凝结，从而有利于乳状液的稳定性于乳状

32、液的稳定性第三十八页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用3.3.表面活性剂与破乳表面活性剂与破乳 破乳破乳的定义：使稳定的乳状液的两相达到完全分的定义：使稳定的乳状液的两相达到完全分离，成为不相溶的两相的过程。离，成为不相溶的两相的过程。(1)(1)物理方法物理方法电沉降、超声、过滤、加热等方法电沉降、超声、过滤、加热等方法第三十九页，本课件共有67页4.2 4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附面吸附及其作用及其作用(2)(2)物理化学方法在于改变乳状液的界面膜性质，降低物理化学方法在于改变乳状液的界面

33、膜性质，降低 界面膜强度或破坏其界面膜，使稳定的乳状液易于界面膜强度或破坏其界面膜，使稳定的乳状液易于 发生破乳发生破乳物理化学方法（物理化学方法（P 137P 137）采用表面活性剂破乳采用表面活性剂破乳加入一反应物与形成稳定乳状液的表面活性剂加入一反应物与形成稳定乳状液的表面活性剂发生化学反应发生化学反应加入电解质加入电解质第四十页，本课件共有67页4.3 4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用4.3.1 4.3.1 临界胶束浓度临界胶束浓度(CMC)(CMC)P 143P 143 表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓表面活性剂是两亲分子。溶解在水

34、中达一定浓度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体，使度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，憎水基向里、亲水基向外，这种多分子聚集体称为这种多分子聚集体称为胶束。胶束。第四十一页，本课件共有67页4.3 4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用当溶液中形成胶束当溶液中形成胶束后后溶液的性质溶液的性质如渗如渗透压、浓度、界面透压、浓度、界面张力、摩尔电导等张力、摩尔电导等都存在都存在突变现象突变现象。第四十二页，本课件共有67页4.3 4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用CMCCMC的测定的

35、测定1.1.表表面面张张力力法法：以以表表面面张张力力对对浓浓度度的的对对数数作作图图，曲曲线线的的转转折折点点即即为为CMCCMC值值。适适合合于于离离子表面活性剂和非离子型表面活性剂。子表面活性剂和非离子型表面活性剂。2.2.电电导导法法：以以表表面面活活性性剂剂溶溶液液的的摩摩尔尔电电导导率率对对浓浓度度或或浓浓度度的的平平方方根根作作图图，曲曲线线的的转转折折点点即即CMCCMC值。适合于离子表面活性剂值。适合于离子表面活性剂。3.3.染染料料法法：表表面面活活性性剂剂溶溶液液增增溶溶染染料料前前后后吸吸收光谱的变化。收光谱的变化。4.4.光散射法：光散射法：胶束形成与散射光强度成正比

36、胶束形成与散射光强度成正比。庚基乙二醇十二烷基醚的表面庚基乙二醇十二烷基醚的表面张力与浓度的关系张力与浓度的关系 十二烷基磺酸水溶液的十二烷基磺酸水溶液的电导率与浓度的关系电导率与浓度的关系第四十三页，本课件共有67页4.3 4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用4.3.2 胶束结构、形状与大小及其影响因素胶束结构、形状与大小及其影响因素 在临界胶束浓度区域，胶束通常呈在临界胶束浓度区域，胶束通常呈球形球形，其，其内核内核接近接近于液态的碳氢链；于液态的碳氢链；在在非水的烃类介质非水的烃类介质中，胶束具有类似的结构，其不中，胶束具有类似的结构，其不同之点在

37、于亲水的极性头构成内核，疏水基与烃基构同之点在于亲水的极性头构成内核，疏水基与烃基构成外层。由于胶束的极性头较小，相应的缔合数也较成外层。由于胶束的极性头较小，相应的缔合数也较小，这类胶束称为小，这类胶束称为“逆胶束逆胶束”。第四十四页，本课件共有67页4.3 4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用胶束的胶束的形状形状和胶束的和胶束的大小大小又与胶束的又与胶束的聚集数有关聚集数有关，而，而聚集数主要聚集数主要决定于决定于表面活性剂的表面活性剂的化学结构化学结构和和外部环境外部环境。(1)增加增加表面活性剂的表面活性剂的碳氢链长度碳氢链长度或或减少减少聚氧乙

38、烯链聚氧乙烯链(非离子型非离子型)的的长度长度，胶，胶 束的束的聚集数显著增加聚集数显著增加(2)往往离子型表面活性剂离子型表面活性剂溶液中加入溶液中加入无机盐类无机盐类时，胶束的聚集数往往随盐类时，胶束的聚集数往往随盐类 浓度浓度增加增加而而增大增大(3)表面活性剂水溶液浓度在表面活性剂水溶液浓度在CMC以上时，在胶束中溶入以上时，在胶束中溶入极性极性或或非极性非极性有机有机 物，会使物，会使胶束胀大胶束胀大，从而，从而增加聚集数增加聚集数，直至达到有机物的，直至达到有机物的增溶极限增溶极限为止为止(4)温度温度对对离子型离子型表面活性剂水溶液中胶束的聚集数表面活性剂水溶液中胶束的聚集数影响

39、不大影响不大，但对，但对非离子非离子 型表面活性剂型表面活性剂的影响却很显著，的影响却很显著，温度升高温度升高使其使其聚集数增加聚集数增加，特别是接近，特别是接近 浊点时，增加很多浊点时，增加很多第四十五页，本课件共有67页4.3 4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用4.3.3 胶束的增溶作用胶束的增溶作用 在溶剂中添加表面活性剂后在溶剂中添加表面活性剂后,能明显使本来不溶或微能明显使本来不溶或微溶于溶剂的物质溶解或使其溶解度增加的现象称为溶于溶剂的物质溶解或使其溶解度增加的现象称为增溶增溶作用作用。一般把被增溶的物质称为一般把被增溶的物质称为增溶物增溶

40、物；加入的表面活性剂；加入的表面活性剂成为成为增溶剂增溶剂。第四十六页，本课件共有67页4.3 4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用增溶作用有如下特点增溶作用有如下特点：（P 146P 146）（1 1）与溶液中增溶剂形成的胶束有关；与溶液中增溶剂形成的胶束有关；（2 2）增溶是）增溶是热力学稳定体系热力学稳定体系；（3 3）增溶对溶液的）增溶对溶液的依数性依数性影响很小，说明增溶影响很小，说明增溶不不 同于同于真正的溶解。真正的溶解。第四十七页，本课件共有67页4.3 4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用增溶作用

41、的机理：增溶作用的机理：（1 1）增溶物进入增溶剂的球形或层状胶束的内芯，如：正庚烷、）增溶物进入增溶剂的球形或层状胶束的内芯，如：正庚烷、苯等非极性简单碳氢化合物的增溶方式；苯等非极性简单碳氢化合物的增溶方式；（2 2）增溶物或深或浅地穿插到原胶束层中形成混合胶束，如：）增溶物或深或浅地穿插到原胶束层中形成混合胶束，如：具有长碳链的醇、酸等极性有机物的增溶方式。具有长碳链的醇、酸等极性有机物的增溶方式。（3 3）聚乙二醇型非离子表面活性剂水溶液增溶时，可能靠醚氧）聚乙二醇型非离子表面活性剂水溶液增溶时，可能靠醚氧键把增溶物包藏在胶束外层曲折的聚氧化乙烯的亲水链中。键把增溶物包藏在胶束外层曲折

42、的聚氧化乙烯的亲水链中。第四十八页，本课件共有67页4.3 4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用2.2.增溶位置及状态增溶位置及状态增溶的方式：增溶的方式：a a 内部溶解型内部溶解型 b b 交错插入型交错插入型 c c 表面吸附型表面吸附型 d d 外壳溶解型外壳溶解型苯、甲苯苯、甲苯水杨酸水杨酸 对羟基苯甲酸对羟基苯甲酸 第四十九页，本课件共有67页影响增溶作用的因素：影响增溶作用的因素：（1）表面活性剂结构；）表面活性剂结构；（2）增溶物的结构；）增溶物的结构；（3）无机盐效应；无机盐效应；（4）温度的影响。）温度的影响。增溶的应用：增溶的应用：

43、（1）乳液聚合；）乳液聚合；（2）注水驱油；）注水驱油；（3）去污）去污3.3.影响增溶作用的因素影响增溶作用的因素4.3 4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用第五十页，本课件共有67页4.5 4.5 表面活性剂的其他性质及其应用意义表面活性剂的其他性质及其应用意义4.5.1 4.5.1 表面活性剂的溶解性及对应用的影响（表面活性剂的溶解性及对应用的影响（P 156P 156）对于离子型表面活性剂，例如十二烷基硫酸钠在对于离子型表面活性剂，例如十二烷基硫酸钠在水中的溶解度随温度变化曲线水中的溶解度随温度变化曲线AKBAKB，如图，如图第五十一页，本课件共

44、有67页4.5 4.5 表面活性剂的其他性质及其应用意义表面活性剂的其他性质及其应用意义 十四烷基羧酸钠在水十四烷基羧酸钠在水中的溶解度与温度关系中的溶解度与温度关系 第五十二页，本课件共有67页4.5 4.5 表面活性剂的其他性质及其应用意义表面活性剂的其他性质及其应用意义 可以看出随温度升高，其溶解度在某一可以看出随温度升高，其溶解度在某一温度温度KpKp点急剧升高，转折点点急剧升高，转折点KpKp对应的温对应的温度称克拉夫点度称克拉夫点(Krafft pointKrafft point)。而此点对应的溶解度即为该离子型表面而此点对应的溶解度即为该离子型表面活性剂的活性剂的临界胶团浓度临界

45、胶团浓度（图中虚线对应浓（图中虚线对应浓度）度）。第五十三页，本课件共有67页KrafftKrafft点是点是离子型表面活性剂离子型表面活性剂的的特征值特征值，KrafftKrafft点也是表面活性剂应用温度的点也是表面活性剂应用温度的下限下限，或者说，只有在温度高于或者说，只有在温度高于KrafftKrafft点表面活性点表面活性剂才能剂才能更好更好的发挥作用。的发挥作用。4.5 4.5 表面活性剂的其他性质及其应用意义表面活性剂的其他性质及其应用意义第五十四页，本课件共有67页4.5 4.5 表面活性剂的其他性质及其应用意义表面活性剂的其他性质及其应用意义（二）浊点（二）浊点（Cloud

46、PointCloud Point）非非离离子子型型表表面面活活性性剂剂在在水水溶溶液液中中的的溶溶解解度度随随温温度度升升高高而而下下降降，使使溶溶液液变变浊浊，称称此此变变浊浊温温度度为为浊浊点点（Cloud pointCloud point），），亦称浊点。亦称浊点。浊浊点点是是非非离离子子型型表表面面活活性性剂剂的的特特征征值值。此此类类表表面面活活性性剂剂的的浊浊点点在在7010070100，吐吐温温类类产产生生昙昙点点的的原原因因是是温温度度升升高高，聚聚氧氧乙乙烯烯链链与与水水之之间间的的氢氢键键断断裂裂，水水合合能能力力下下降降，溶溶解解度度反反而而减减小小，溶溶液液变变浊浊出出

47、现现浊浊点，冷却时氢键重新形成，又澄清。点，冷却时氢键重新形成，又澄清。第五十五页，本课件共有67页4.5 4.5 表面活性剂的其他性质及其应用意义表面活性剂的其他性质及其应用意义定义：定义：HLB(hydrophile-lipophile balance)系表面活系表面活性剂中亲水和亲油基团对油或性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力，是用来表示水的综合亲合力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。的数值。HLB值范围：值范围：HLB 040，其其中中非非离离子子表表面面活活性性剂剂HLB 020，即即石石蜡蜡为为0，聚聚氧乙烯为氧乙烯为20。4.5.2 亲

48、水亲油平衡值及其利用亲水亲油平衡值及其利用第五十六页，本课件共有67页4.5 4.5 表面活性剂的其他性质及其应用意义表面活性剂的其他性质及其应用意义HLBHLB值计算：值计算：(1)(1)多元醇型和聚乙二醇型非离子表面活性剂：多元醇型和聚乙二醇型非离子表面活性剂：HLB(2)(2)大多数多元醇脂肪酸酯：大多数多元醇脂肪酸酯：HLB20（1S/A）S为酯的皂化价，为酯的皂化价，A为脂肪酸的酸价。为脂肪酸的酸价。(3)(3)混合的非离子表面活性剂混合的非离子表面活性剂：HLBab=(HLBaWa+HLBbWb)/(Wa+Wb)(4)(4)官能团官能团HLB计算法：计算法：HLB=(亲水基团亲水基

49、团HLB)+(亲油基团亲油基团HLB)+7 并不是所以表面活性剂并不是所以表面活性剂HLB值能用算式计算，须用实验方法加以验证。值能用算式计算，须用实验方法加以验证。第五十七页，本课件共有67页4.5 4.5 表面活性剂的其他性质及其应用意义表面活性剂的其他性质及其应用意义 19641964年年ShinodaShinoda等等人人提提出出相相转转变变温温度度法法，PITPIT是是以以乳乳液液相相转转变变原原理理为为基基础础的的方方法法，由由于于其其考考虑虑到到各各种种影影响响亲亲水水亲油平衡的因素，较亲油平衡的因素，较HLBHLB法更接近实际的乳化过程。法更接近实际的乳化过程。PIT PIT

50、是指油、水和乳化剂组成的乳状液，在某一温度下，是指油、水和乳化剂组成的乳状液，在某一温度下，W/OW/O型乳状型乳状液转变为液转变为O/WO/W型乳状液的转变点。型乳状液的转变点。第五十八页，本课件共有67页羧酸盐型阴离子表面活性剂羧酸盐型阴离子表面活性剂 羧羧酸酸盐盐型型阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂俗俗称称皂皂类类，是是使使用用最最多多的的表表面面活活性剂之一。性剂之一。肥肥皂皂 结结构构类类型型：化化学学式式为为RCOOMRCOOM，这这里里R R为为烃烃基基，可可以以是是饱饱和和的的，也也可可以以是是不不饱饱和和的的，其其碳碳数数在在8 81212之之间间，M M为为金金属属原原子子