高分子表面活性剂PPT课件

一、离子表面活性剂 ㈢ 两性离子型表面性剂
2.氨基酸型和甜菜型 合成两性离子型 阴离子部分为羧酸型， 阳离子由胺盐构成称为氨基酸型，
（R· NH2+· CH2CH2COO-）。 阳离子由季铵盐构成称为甜菜型，
[RN+（CH3）2 · CH2COO-]
第二篇药物制剂的基本理论 第十章 表面活性剂 第二节表面活性剂分类
第三节表面活性剂的基本性质 一、表面活性剂的物理化学性质 （三）表面活性剂的增溶作用
2.温度对增溶的影响 Krafft点：当温度升高至某一温度时，表面活 性剂的溶解度急剧升高，该温度称为Krafft点。 相对应的溶解度即为该离子表面活性剂的CMC 。
Krafft点是离子表面活性剂的特征值， Krafft点越高的表面活性剂的CMC越小。 Krafft点也是表面活性剂应用温度的下限，或 者说，只有在温度高于Krafft点时表面活性剂 才能更大程度的发挥增溶作用。
湿剂。
第二篇药物制剂的基本理论 第十章 表面活性剂 第二节表面活性剂分类二、非离子型表面活性剂
（三）聚氧乙烯型
1.聚氧乙烯脂肪酸酯 由聚乙二醇与长链脂肪酸形 成的酯。商品名卖泽。
通式：R·COO·CH2（CH2OCH2）nCH2·OH
特点：根据聚乙二醇部分的分子量和脂肪酸品种的不 同而有不同的品种。水溶性和乳化能力强，常为O/W 型乳化剂和增溶剂。
S=σ 底-（ σ 铺+ σ 底·铺）
当S>0 时，铺展液体在底层液体上能铺展。 当S<0 时，铺展液体在底层液体上不能铺展。
第二篇 药物制剂的基本理论 第十章 表面活性剂
第二节 表面活性剂的分类 根据极性基团的解离性质来分类。 一、离子表面活性剂 ㈠阴离子表面活性剂 （常用）活性作用—阴离子 1.高级脂肪酸盐 （肥皂类）：通式（RCOO-)n M n+ C12～C18，以硬脂酸、油酸、月桂酸较常用 根据M的不同，又分为碱金属皂（钾、钠）、 碱土金属皂（钙、镁、锌、铝）、有机胺皂（三乙 醇胺皂）。

2．肥皂的工业制法 (1)生产原理：利用皂化反应制肥皂。 (2)生产流程：动、植物油皂―N化― aO反→H应混合物―加―工→高级 脂肪酸钠―食―盐→肥皂。
盐析
(3)盐析：加入食盐使肥皂析出的过程叫肥皂的盐 析。
(4)注意事项 ①食盐的作用：一是降低高级脂肪酸钠盐的溶解 性；二是使肥皂胶体容易凝聚而析出。 ②制取肥皂时，还要加入多种形式填充料、抗氧 剂、香料、着色剂、杀菌剂等。
例1 (2011年东北育才中学测试)热的饱和肥皂水中
加入下列物质，不会析出固体或产生沉淀的是( )
A．氯化钙 C．食盐
B．稀H2SO4 D．酒精
【解析】 肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠。将氯
化钙加入肥皂水中会产生沉淀：
Ca2＋＋2RCOO－―→(RCOO)2Ca↓ 稀H2SO4加入肥皂水中会产生不溶于水的高级脂肪 酸沉淀：RCOO－＋H＋―→RCOOH↓
3．在洗涤衣物时，肥皂是通过_润__湿___、_乳__化___、 _起__泡__三种主要作用达到去污目的的。
4．_皂__化__反__应___是指酯类在碱性条件下的水解反应。
二、合成洗涤剂 合 成 洗 涤 剂 的 生 产 原 料 是 _石__油__裂__解__产__品___ 、 _硫__酸__、_氢__氧__化__钠__。在合成洗涤剂的分子中同时具 有_亲__水__基和_亲__油__基。 三、精细化学品
3．肥皂在硬水中使用时能跟Ca2＋和Mg2＋形成不 溶于水的钙盐和镁盐，浪费了部分肥皂。合成洗涤 剂跟Ca2＋和Mg2＋不能形成不溶性盐，所以它可以有 效地在硬水中使用。
4．肥皂经长时间储存容易变质，合成洗涤剂不易 变质。
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肥皂的去污原理及工业制法
1．肥皂的去污原理：

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14完全不润湿不能源自湿能润湿完全润湿2021/3/7
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二、表面活性剂
（一）表面活性剂的含义 表面活性剂：
能使液体表面张力显著降低的物质。
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表面活性剂分子结构的特点：
①它们大都是长链的有机化合物，烃链长 度一般不少于8个碳原子；
二、非离子表面活性剂
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(一)阴离子型表面活性剂：
带负电荷。起表面活性作用的是阴离子。
1．肥皂类 为高级脂肪酸盐，通式为 (RCOO—)n M n+，良好的乳化能力，一般 用在外用制剂中。
2．硫酸化物 系硫酸化油和高级脂肪醇硫 酸酯类，通式为R·O·SO3－M+。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。
W=σ×△A W为所做的功，或称 增加的表面自由能 σ为表面张力； △A为增加的表面积。
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(四)液体的铺展
铺展是指一滴液体能在另—种不相溶的液体表面 上自动形成—层薄膜的现象。
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铺展系数与界面张力有如下的关系： S=σ底-（σ铺+σ底·铺）
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(三)表面活性剂在固体表面的吸附
• 表面活性剂溶液与固体接触时，其分子 很容易在固体表面产生吸附，使固体表 面状态和性质发生改变。
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第二节 表面活性剂的分类
一、离子型表面活性剂 (一)阴离子表面活性剂 (二)阳离子表面活性剂 (三)两性离子表面活性剂

用 相 同 的 单 位 来 衡 量 ， 所 以 Griffin 提 出 了 用 一 个 相 对 的 值 即 HLB值来表示表面活性物质的亲水性。对一般非离子型的表面 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。
伯、仲、叔胺盐 季铵盐；
非离子型：
1. 不离解的羟基(-OH，一般为多个羟基)，如“斯盘” （Span）；
烷基多糖苷又称APG
2. 醚链 (-O-，与水形成氢键而具有亲水性， 一般为多个), 如渗 透剂JFC ，其分子式：RO(CH2CH2O)nH（R为C8～C13烷 基）。
亲水基类型不同，表面活性剂形成胶束的容易程度及降低液 体表面张力的能力不同，顺序如下（亲油基相同的条件下）：
亲水基
疏水基
表面活性剂的化学结构特点
非极性基团 极性基团
不对称的分子结构 两亲性:一段亲水、一段亲油！ 双重性: 一部分可溶于水
一部分易自水中逃逸的
憎水基(亲油 基、疏水基)
亲水基（憎油 基、疏油基）
CMC-临界胶束（团）浓度
CMC：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。当其浓度 高于CMC值时，表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层 状/板状等结构
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。
润湿剂
HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | |———| |——| |——| |——| |

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2.4 阳离子表面活性剂
AFM images of E. coli (ATCC 11229)
Untreated E. coli
E. coli treated
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2.5 两性表面活性剂
❖ 两性表面活性剂分子中同时具有可电离的阳离子和阴离子 。
❖ 阳离子部分都是由铵盐或季胺盐做亲水基，而阴离子部分 可以是羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐等。其中阴离子为羧基 、阳离子为胺盐的叫氨基酸型两性表面活性剂，通式为:
phospholipids phase separation; (4) Destabilized zones aggregate and leading to a damage of
membrane. The leakage of inner components finall最y l新ea课ds件to the death of the cells.
❖ 溶液的pH 值低于pI 时，是阳荷性，具有阳离子表面 活性剂作用；
❖ 当pH 高于pI 时，呈负电性，具有阴离子表面活性剂 的作用。
❖ 在等电点附近时则呈非离子型表面活性剂性质。
C12H25NHCH2CH2COONa
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2.5 两性表面活性剂
❖ 两性表面活性剂特点：水溶性好，发泡能力强，去污 力强；毒性低，对皮肤刺激性小，有良好的生物降解 性和抗微生物能力，优良的抗静电性和柔软平滑性， 与其它表面活性剂相容性好。但是价格较贵。
C12 2H 5 C CN H H 33+2Na+ C2H l2
O
[ ] CH 3 +
CH 3 CC l12 2H 5NCH 3 Cl
CH 3

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。
这种开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束 浓度，简称CMC
这时溶液性质与理想性质发生偏离，在表面张力对 浓度绘制的曲线上会出现转折。继续增加活性剂浓度， 表面张力不再降低，而体相中的胶束不断增多、增大。
表面活性剂在水中的溶解度
非离子型表面活性剂的亲水基主要是聚乙烯基。 升高温度会破坏聚乙烯基同水的结合，而使溶解度 下降，甚至析出。所以加热时可以观察到溶液发生 混浊现象。
发生混浊的最低温度称为浊点 环氧乙烯的分子数越少，亲水性越强，浊点就越 高。反之，亲油性越强，浊点越低。
可利用浊点来衡量非离子型表面活性剂的亲水、 亲油性。
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表面活性剂的一些重要作用及其应用
表面活性剂的用途极广，主要有五个方面： 1.润湿作用
浮游选矿 首先将粗矿磨碎，倾入浮选池中。在池水 中加入捕集剂和起泡剂等表面活性剂。 搅拌并从池底鼓气，带有有效矿粉的气泡聚集 表面，收集并灭泡浓缩，从而达到了富集的目的。 不含矿石的泥砂、岩石留在池底，定时清除。
C. 污垢悬在水中或随泡沫浮到水面后被去除， 洁净表面被活性剂分子占领。
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5.洗涤作用 表面活性剂的去 污过程示意图
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5.洗涤作用
在合成洗涤剂中往往除了加某些起泡剂、乳 化剂等表面活性物质外，还要加入一些硅酸盐、 焦磷酸盐等非表面活性物质，使溶液有一定的碱 性，增强去污能力，同时也可防止清洁固体表面 重新被污物沉积。
表面活性剂的结构对其效率及能力的影响
表面活性剂效率 使水的表面张力降低到一定值时所需要的表 面活性剂的浓度。显然，所需浓度愈低，表面活 性剂的性能愈好。 表面活性剂的能力

详细描述
通过测量表面张力，可以了解液体表面层的分子间相互作用力，从而评估表面活性剂的吸附性能和界 面活性。常见的表面张力试验方法有悬液滴法、Wilhelmy板法、Du Noüy环法等。
润湿性能试验
总结词
润湿性能是指液体在固体表面铺展或被固体吸收的能力，是表面活性剂的重要性质之一。
详细描述
润湿性能试验主要通过测量接触角的大小来评估润湿性能。接触角越小，润湿性能越好。 常见的润湿性能试验方法有 sessile drop method、pendant drop method、 captive bubble method等。
表面活性剂的结构与性质
结构
表面活性剂分子通常由亲水基团和疏水基团组成，形成不对称结构。
性质
表面活性剂具有界面活性、溶解性、分散性、乳化性、增溶性等性质。
表面活性剂的应用
工业清洗
用于清洗机械、设备、金属表 面等。
化妆品
用于洗发水、沐浴露、护肤品 等产品中。
制药
用于制备药物悬浮液、乳剂、 注射剂等。
起泡性能试验
总结词
起泡性能是指液体形成泡沫的能力，是 表面活性剂在洗涤、制药等领域的重要 应用之一。
VS
详细描述
起泡性能试验主要通过测量泡沫的高度、 体积、稳定性等指标来评估起泡性能。常 见的起泡性能试验方法有 rotating cylinder method、trometer method、 bubbling method等。
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表面活性剂的发展趋势与展望
新兴应用领域的开发
生物医药领域
表面活性剂在药物传递、基因治 疗和生物材料等方面具有广泛应 用，未来将进一步探索其在生物 医药领域的新应用。
能源领域

水的表面张力以下。这种表面活性剂在溶液表
2020/2/15 面层聚集的现象称为正吸附。
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(三)表面活性剂在固体表面的吸附
表面活性剂溶液与固体接触时，其分子很 容易在固体表面产生吸附，使固体表面状 态和性质发生改变。
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第二节 表面活性剂的分类
一、离子型表面活性剂 (一)阴离子表面活性剂 (二)阳离子表面活性剂 (三)两性离子表面活性剂
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第四节 表面活性剂的生物学性质
⒉ 表面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电荷，会 与阳离子表面活性剂结合； 在酸性介质中，其碱性基团则带正电荷，会与阴 离子表面活性剂结合。 另外表面活性剂还可使蛋白质产生变性。
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表面活性剂分子结构的特点：
①它们大都是长链的有机化合物，烃链长 度一般不少于8个碳原子；
②分子中同时具有亲水基团和亲油基团。
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（二）表面活性剂分子在溶液中的正吸附
正吸附：表面活性剂在浓度较低时，基本集中在
表面形成单分子层，其在表面层的浓度大大高
于溶液内的浓度，并使溶液的表面张力降低到
第二章 表面活性剂
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第二章 表面活性剂
第一节 概述 一、表面现象 （一）界面、表面和界面现象、表面现象的
含义
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界面是指物质的相与 相之间的交界面。
通常将有气相组成的气— 固、气—液等界面称为表 面。
相（phase）是指体系中物 理和化学性质均匀的部分。
3．磺酸化物 通式为R·SO3-M+。