表面活性剂分类
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表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离性质,将表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
根据离子表面活性剂所带电荷,又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
一些表现出较强的表面活性同时具有一定的起泡、乳化、增溶等应用性能的水溶性高分子,称为高分子表面活性剂,如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等,但与低分子表面活性剂相比,高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小,增溶力、渗透力弱,乳化力较强,常用做保护胶体。
一、离子表面活性剂(一)阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。
1.高级脂肪酸盐系肥皂类,通式为(RCOO-)nMn+。
脂肪酸烃链R 一般在C11~C17之间,以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。
根据M的不同,又可分碱金属皂(一价皂)、碱土金属皂(二价皂)和有机胺皂(三乙醇胺皂)等。
它们均具有良好的乳化性能和分散油的能力,但易被酸破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏,电解质可使之盐析。
一般只用于外用制剂。
2.硫酸化物主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类,通式为R·O·SO3-M+,其中脂肪烃链R在C12~C18范围。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油,为黄色或桔黄色粘稠液,有微臭,约含48.5%的总脂肪油,可与水混合,为无刺激性的去污剂和润湿剂,可代替肥皂洗涤皮肤,也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。
高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(SDS,又称月桂醇硫酸钠、SLS)、十六烷基硫酸钠(鲸蜡醇硫酸钠)、十八烷基硫酸钠(硬脂醇硫酸钠)等。
它们的乳化性也很强,并较肥皂类稳定,较耐酸和钙、镁盐,但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀,对粘膜有一定的刺激性,主要用做外用软膏的乳化剂,有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
3.磺酸化物系指脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等。
通式分别为R·SO3-M+和RC6H5·SO3-M+。
第三章表面活性剂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、起泡剂与消泡剂、去污剂等,是药用乳剂、悬浊剂、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(如CMC值、HLB值、Krafft点与昙点等)与测定方法等。
第一节表面活性剂分类一、表面活性剂(surfactant):具有很强表面活性,加入少量就能使液体表面张力显著下降的物质。
1.①纯液体在一定温度有一定的表面张力,是液体的物理常数.②当在水中加入无机盐或糖类物质时,则水的表面张力略有升高;③当在水中加入低级脂肪醇、脂肪酸时,则水的表面张力下降,称此类物质为水的表面活性物质。
④当在水中加入油酸钠、十二烷基硫酸钠(高级脂肪酸)时,则水的表面张力能够显著的降低,称此类物质为该溶剂的表面活性剂(surfactant)。
2.表面活性剂分子的结构特征:是由具有极性的亲水基和非极性的亲油基组成,而且两部分分处两端。
因此,表面活性剂具有既亲水又亲油的两亲性质,但具有两亲性的分子不一定都是表面活性剂。
3.表面活性剂的吸附性:表面活性剂由于其特殊结构可以在两相界面发生定向排列,来改变两相界面性质。
从而起到润湿、乳化、增溶、絮凝、反絮凝、起泡、消泡的作用。
(1)在溶液中的正吸附:表面活性剂在溶液表面层聚集的现象为正吸附,正吸附改变了溶液表面的性质。
最外层疏水,表现低表面张力,产生较好的润湿性、乳化性、增溶性、起泡性.(2)在固体表面的吸附:表面活性剂溶液与固体接触时,表面活性剂分子可能在固体表面发生吸附,使固体表面性质发生改变,易于润湿.二、表面活性剂的类型1。
表面活性剂分类方法有多种,根据来源可分为天然表面活性剂与合成表面活性剂;2。
根据溶解性质可分为水溶性表面活性剂与油溶性表面活性剂;3。
根据极性基团的解离性质分为离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂两大类;再根据离子型表面活性剂所带电荷,又分为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。
表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种:1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性;2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂;3、按分子量分类,可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂,分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。
在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。
1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。
它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重,据统计,世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图所示,其亲水基一端是阳离子,故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。
阳离子表面活性剂水溶液,大多呈酸性。
而阴离子表面活性剂水溶液,一般为中性或碱性,与前者正好相反。
这是因为在中和时,各自的酸碱强度不同而造成的。
3、两性表面活性剂广义地说,所谓两性表面活性剂,是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。
然而,通常所说的两性表面活性剂,是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。
换言之,单就两性表面活性剂结构来讲,在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-),是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂,加水能呈透明溶液,泡沫多去污力好。
可看成是两性表面活性剂的代表。
甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。
即使在等电点也无沉淀,且在任何pH值时均可使用。
4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离,其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。
举例说明表面活性剂的分类
表面活性剂分类:
一、磷系表面活性剂
1、二聚磷酸盐:它们主要用于医药、防腐剂、清洁剂、农药和化妆品等,具有很好的清洁效果,也常用来制备洗衣机洗涤剂和去污剂等。
2、氧基磷酸盐:主要用于肥皂、清洁剂、洗衣粉、香水、肥皂、洗发水和洗护用品等,具有很好的表面活性性和发泡性,广泛用于清洁、
配制和去污等领域。
二、硫系表面活性剂
1、硫酸盐:主要用于清洗剂、增稠剂、乳液剂、纺织染料和石油产品,它们具有良好的清洁作用,抗氧化和防腐蚀能力。
2、萘系表面活性剂:主要用于洗衣剂、洁净剂、抗菌剂、香水、增稠剂、聚氧乙烯胶等,具有良好的分散性能和稳定性,可抑制水中的有
机物和脂肪。
三、烃类表面活性剂
1、乙醇胺类:主要用于洗涤剂、乳液剂、抗菌剂、去污剂和抗泡沫剂,可制备家用清洁剂,具有很强的清洁和表面活性能力,对有机污染物
具有良好的抗微生物作用。
2、芳香烃类表面活性剂:主要用于抗菌剂、清洁剂、乳剂、肥皂和各种表面处理剂,可增加清洁剂的活性,也可使清洁剂更易溶解,减少
表面张力,提供更加平滑的表面处理。
四、氨基系表面活性剂
1、硼系表面活性剂:主要用于清洁剂、抗菌剂、增稠剂、乳剂和美容用品,具有优异的活性和发泡特性,有效抑制污垢的悬浮能力,减少表面的张力,使清洁更加顺畅。
2、异氰酸酯系表面活性剂:主要用于清洁剂、抗菌剂、去污剂、皂剂和肥皂,具有良好的表面活性能力和发泡性能,也可用于乳化剂、抗泡剂和洗发水等等。
表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种:1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性;2 、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂;3 、按分子量分类,可将分子量大于104 者称为高分子表面活性剂,分子量在103~104 者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03 者称为低分子量表面活性剂。
在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。
1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。
它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重,据统计,世界表面活性剂总产量的40% 属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图所示,其亲水基一端是阳离子,故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。
阳离子表面活性剂水溶液,大多呈酸性。
而阴离子表面活性剂水溶液,一般为中性或碱性,与前者正好相反。
这是因为在中和时,各自的酸碱强度不同而造成的。
3、两性表面活性剂广义地说,所谓两性表面活性剂,是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。
然而,通常所说的两性表面活性剂,是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。
换言之,单就两性表面活性剂结构来讲,在憎水基一端既有阳离子(+) 也有阴离子(-) ,是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂,加水能呈透明溶液,泡沫多去污力好。
可看成是两性表面活性剂的代表。
甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。
即使在等电点也无沉淀,且在任何pH 值时均可使用。
4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离,其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。
A、非离子表面活性剂一、醚类非离子助剂1、烷基酚聚氧乙烯醚类1)壬基酚聚氧乙烯醚2)辛基酚聚氧乙烯醚乳化剂OP系列、磷辛10号(仲辛基酚聚氧乙烯醚)3)双、三丁基酚聚氧乙烯醚(C4H9)-O-(EO)nH4)烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚乳化剂11号(旅顺化工厂)5)苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚乳化剂12号(旅顺化工厂)2、苄基酚聚氧乙烯醚1)二、三苄基酚聚氧乙烯醚乳化剂BP、梧乳BP,浊点65-70℃2)二苄基联苯酚聚氧乙烯醚农乳300号3)苄基二甲基酚聚氧乙烯醚农乳400号4)二苄基异丙苯基酚(又称二苄基复酚)聚氧乙烯醚乳化剂BC浊点69-71℃5)二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚宁乳31号浊点76-84℃3、苯乙基酚聚氧乙烯醚1)苯乙基酚聚氧乙烯醚农乳600号与500号复配环氧乙烷数20-27浊点83-92对有机磷乳化性最好,有两种类型:a、三苯乙基酚聚氧乙烯醚,常用有三种规格b、双苯乙基酚聚氧乙烯醚2)苯乙基异丙苯基酚聚氧乙烯醚农乳600-2号3)二苯乙基复酚聚氧乙烯醚乳化剂BS,与500号复配对有机磷农药乳化性很好4)二苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚5)苯乙基萘酚聚氧乙烯醚4、脂肪醇聚氧乙烯醚及其类似产品1)月桂醇聚氧乙烯醚,目前以椰子油醇(主要成分为C12醇)为主要原料生产,渗透剂JFC浊点40-50℃渗透剂EA2)异辛基聚氧乙烯醚IgepalCA3)十八烷醇基聚氧乙烯醚平平加系列农乳200号4)异十三醇聚氧乙烯醚赫斯特GenapolX系列日本触媒化学Softanol系列5)脂肪醇聚氧乙烯醚5、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚及其类似产品1)苯乙基酚聚氧乙烯醚EPE型农乳1601宁乳33号用于复配1656L/1656H,PEP型农乳1602宁乳34号用于复配宁乳0211/02122)苯乙基苯丙基酚聚氧乙烯醚农乳1601-Ⅱ浊点79-80℃、1602-Ⅱ浊点73.5-80℃3)苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚6、脂肪胺聚氧乙烯醚1)脂肪胺(又称烷基胺)聚氧乙烯醚2)脂肪酰胺聚氧乙烯醚3)烷基胺氧化物4)季胺烷氧化物及其类似产品二、酯类非离子助剂1、脂肪酸环氧乙烷加成物1)油酸聚氧乙烯酯2)硬脂酸聚氧乙烯酯3)松香酸聚氧乙烯酯2、蓖麻油环氧乙烷加成物及其衍生物国内乳化剂By国外称BL,宁乳110、120、130、140乳化剂EL、PC3、多元醇脂肪酸酯及其环氧乙烷加成物失水山梨醇脂肪酸酯:斯潘系列20、40、60、80、85亲油性较强。
A 、非离子表面活性剂 一、醚类非离子助剂 1、烷基酚聚氧乙烯醚类10(C4H9)-O -(EO)nH3)双、三丁基酚聚氧乙烯醚乳化剂11号(旅顺化工厂) 4)烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚 号(旅顺化工厂)乳化剂12 5)苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚2 ℃、梧乳1)二、三苄基酚聚氧乙烯醚 乳化剂BPBP, 浊点65-70 2)二苄基联苯酚聚氧乙烯醚 农乳300号 3)苄基二甲基酚聚氧乙烯醚400号 农乳 浊点69-71℃ 4)二苄基异丙苯基酚(又称二苄基复酚)聚氧乙烯醚 乳化剂BC号浊点76-84℃ 5)二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚 宁乳31 3、苯乙基酚聚氧乙烯醚 苯乙基酚聚氧乙烯醚1)83-92 环氧乙烷数500农乳600号与号复配 20-27 浊点 对有机磷乳化性最好,有两种类型: a 、三苯乙基酚聚氧乙烯醚,二苯乙基复酚聚氧乙烯醚乳化剂BS ,与500号复配对有机磷农药乳化性很好75 1:82 1:89 1:3961:1:486(5êCl2溶液)4)二苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚5)苯乙基萘酚聚氧乙烯醚4、脂肪醇聚氧乙烯醚及其类似产品1)月桂醇聚氧乙烯醚,目前以椰子油醇(主要成分为C12醇)为主要原料生产,渗透剂JFC浊点40-50℃渗透剂EA2)异辛基聚氧乙烯醚IgepalCA3)十八烷醇基聚氧乙烯醚平平加系列农乳200号4)异十三醇聚氧乙烯醚赫斯特GenapolX系列日本触媒化学Softanol系列5)脂肪醇聚氧乙烯醚5、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚及其类似产品1)苯乙基酚聚氧乙烯醚EPE型农乳1601 宁乳33号用于复配1656L/1656H,PEP型农乳1602 宁乳34号用于复配宁乳0211/02122)苯乙基苯丙基酚聚氧乙烯醚农乳1601-Ⅱ浊点79-80℃、1602-Ⅱ浊点℃3)苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚6、脂肪胺聚氧乙烯醚脂肪胺(又称烷基胺)聚氧乙烯醚1).2)脂肪酰胺聚氧乙烯醚3)烷基胺氧化物4)季胺烷氧化物及其类似产品二、酯类非离子助剂1、脂肪酸环氧乙烷加成物1)油酸聚氧乙烯酯2)硬脂酸聚氧乙烯酯3)松香酸聚氧乙烯酯2、蓖麻油环氧乙烷加成物及其衍生物国内乳化剂By国外称BL,宁乳110、120、130、140乳化剂EL、PC3、多元醇脂肪酸酯及其环氧乙烷加成物失水山梨醇脂肪酸酯:斯潘系列20、40、60、80、85亲油性较强。