表面活性剂分类及其他
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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。
表面活性剂的分类及性质一、表面活性剂概念:能使水的表面张力下降的物质称为水的表面活性剂(surfactant)。
结构特征:具有极性的亲水基和非极性的疏水基,且两部分分别处于表面活性剂分子的两端。
表面活性剂称之为两性分子(亲水亲油分子),但两性分子不一定是表面活性剂。
二、表面活性剂的类型(一)阴离子型(二)阳离子型表面活性剂(三)两性离子型表面活性剂分子中同时具有正电荷基团和负电荷基团的表面活性剂称之为两性离子型表面活性剂。
(四)非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂的两亲性常以其分子亲水和疏水的平衡值(HLB值)表示。
HLB值越低,亲酯越强。
(五)高分子型表面活性剂特点:相对分子量数千以上,有时达数十万,分子内有极性和非极性部分。
常用:蛋白质、阿拉伯胶、树脂、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺。
三、表面活性剂溶液的表面性质液体表面存在表面张力,使液体表面有收缩的趋势。
收缩的液体表面处于最低的能量状态。
两亲性分子在水溶液中趋于表面聚集,疏水基远离水相而获得最低自由能。
由于水分子与非极性基团分子间相互吸引力小于水分子与水分子间的相互吸引力,所以表面收缩力减少。
四、表面活性剂在溶液中形成胶束理论在临界胶束浓度时,溶液的性质如渗透压、密度、界面张力、摩尔电导都存在突变现象。
胶束的种类:(一)离子型表面活性剂(二)非离子型表面活性剂常温下,聚氧乙烯基的聚合度较大时,胶束呈网状;升温时,聚氧乙烯基与水分子之间的氢键被破环,发生失水,胶束则变为球状。
(三)高分子型表面活性剂一些高分子型表面活性剂,分子很长,在溶液中卷曲形成聚氧乙烯基为表面,聚氧丙烯基为内核的胶束,一个或几个分子就可以形成胶束。
表面活性剂的分类姓名:黄朋学号: 2012G0303006 1、高分子表面活性剂:离子分类亲水基高分子表面活性剂天然系半合成系合成系阴离子型羧酸基海藻酸钠果胶酸钠腐植酸钠咕吨树胶羧甲基纤维素羟甲基淀粉丙烯酸接枝淀粉水解丙烯腈接枝淀粉丙烯酸共聚物马来酸共聚物水解聚丙烯酰胺磺酸基木质素磺酸盐铁铬木质素磺酸盐缩合萘磺酸盐聚苯乙烯磺酸盐硫酸酯基缩合烷基苯醚硫酸酯阳离子型胺基壳聚糖阳离子淀粉氨基烷基丙烯酸酯共聚物聚乙烯苯甲基三甲铵盐季铵盐两性型胺基、羧基等水溶性蛋白质类非离子型多元醇及其他淀粉淀粉改性产物甲基纤维素乙基纤维素羧乙基纤维素聚乙烯醇聚乙烯基醚EO加成物聚乙烯吡咯烷酮2、离子分类:阴离子型表面活性剂离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂表面活性剂非离子型表面活性剂两性表面活性剂特殊表面活性剂阴离子型表面活性剂:羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型等阳离子表面活性剂:脂肪胺盐、烷基咪唑啉盐、烷基吡啶盐、β—羟基胺等两性表面活性剂:从广义上讲,分子结构中含有两种及两种以上极性基团的表面活性剂,均可称为两性活性剂。
可将其分为:非离子-阴离子型;非离子-阳离子型;阴离子-阳离子型;非离子-阳离子-非离子型。
这类表面活性剂具有许多独特的性质。
例如,对皮肤的低刺激性,具有较好的抗盐性,且兼备阴离子型和阳离子型两类表面活性剂的点,既可用作洗涤剂、乳化剂,也可用作杀菌剂、防霉剂和抗静电剂。
因而,两性离子表面活性剂是近年来发展较快的一类。
非离子型表面活性剂:这类表面活性剂溶于水后不发生解离,其极性基部分大多为氧乙烯基、多元醇和酰胺基。
类型:酯型;醚型;胺型;酰胺型;混合型(Tween)酯醚型等。
特殊表面活性剂:以碳氟链为疏水基的表面活性剂,简称为氟表面活性剂,如全氟辛酸。
这类活性剂具有极高的表面活性,不仅可以使水的表面张力降至20 mN.m-1以下,而且能降低油的表面张力。
其化学性质极其稳定,具有抗氧化、抗强酸和强碱及抗高温等特性。
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。
一、定义:1、表面活性剂:⑴、在浓度很低时,能显著降低溶剂(一般为水)的表(界)面张力,从而明显改变体系表(界)面性质和状态的物质称为表面活性剂。
⑵、在浓度很低的情况下,能够显著降低水的表面张力或水同其他物质的界面张力的物质。
2、临界胶束浓度(cmc或叫CMC):形成表面活性剂完整胶束的最低浓度叫表面活性剂的临界胶束浓度。
3、双亲结构:在同一表面活性剂分子中同时具有亲油基和亲水基。
4、乳化:互不相溶的两种液体中,一种液体以微小粒子分散于另一种液体中的现象叫乳化,形成的液体叫乳液。
5、分散:一种固体以细小微粒的形式均匀地散布于另一种液体中的现象。
6、浊点:(含醚键或酯基的)非离子表面活性剂在水中的溶解度随温度的升高而降低,当达到一定温度时溶液开始变浑浊,这一温度叫非离子表面活性剂的浊点(也叫雾点)。
7、等电点:两性离子表面活性剂溶液中,正、负离子离解度相等时溶液的PH值。
8、HLB值(亲水亲油平衡值):表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子,表面活性剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量的平衡程度的量。
9、HLB基团数:分子结构式可分成若干基团,每个基团都对HLB有贡献,贡献的大小就叫基团数。
10、乙氧基化:在酸性或者碱性催化剂下,向有机分子内引入乙氧基的反应,称为乙氧基化反应(它属于亲核取代反应)。
11、润湿性(Wetting)是固体界面由固-气界面转变为固-液界面的现象。
润湿作用(wetting):固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程。
12、克拉夫(特)Krafft点离子型表面活性剂在水中的溶解度随着温度的变化而变化,当温度升高至某一点时,表面活性剂的溶解度急剧升高,该温度称为krafft点。
13、双子表面活性剂通过化学键将两个或两个以上的同一或几乎同一的表面活性剂单体,在亲水头基或靠近亲水头基附近用联接基团将这两亲成份联接在一起,形成的一种表面活性剂称为双子表面活性剂。
二、分类:1、表面活性剂:离子型表面活性剂(①、②、③)和非离子型表面活性剂①、阴离子型表面活性剂:羧酸盐型;硫酸酯盐型;磺酸盐型;磷酸酯盐型;②、阳离子型表面活性剂:季铵盐;脂肪胺盐型(伯、仲、叔胺盐);③、两性型表面活性剂:硫酸酯盐型;磺酸盐型;磷酸酯盐型;羧酸盐型(氨基酸系、甜菜碱系、咪唑啉系);④、非离子型表面活性剂:聚氧乙烯型;多元醇型;烷醇酰胺型;聚醚型。
表面活性剂的分类及应用简析摘要:表面活性剂是当今社会洗涤用品的重要功能性成分,从洗衣液洗洁精到洗面奶洗发水等,都离不开它。
本文将对不同表面活性剂进行分类介绍,并简单分析表面活性剂在各类洗涤用品中的应用。
关键词:表面活性剂;分类;应用表面活性剂又称界面活性剂,是一种只要加入少许就能有效降低液体表面张力或改变二相间界面张力的物质,被誉为“工业味精”,它具有固定的亲水亲油基团,能在溶液表面形成定向排列,主要起到提高组分间的乳化能力,有效混合成分以及在发泡过程中控制体系表面张力,以达到良好气泡网结构的功效。
此外,表面活性剂还有增溶、消毒、去垢、润湿等其他效果,是一类功能多样、应用广泛的精细化工产品,本文按极性基团的解离性质对其进行分类并简单介绍洗涤用品领域中表面活性剂的应用情况。
1 表面活性剂分类1.1阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂是表面活性剂中发展最早、种类最多的一类,溶解在水中能解离出带负电荷的表面活性离子的一种活性剂。
其中以烷基苯磺酸(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和α-烯基磺酸钠(AOS)三种阴离子表面活性剂使用较多。
LAS是直链烷基苯经过磺化水解以后的产物,具有发泡力强、去污力高的特点,易与各种助剂复配,对颗粒、蛋白、油性污垢都有很好的去污效果,尤其在天然纤维上对颗粒污垢的洗涤效果更佳;AES是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)经过硫酸化中和以后的产物,它在亲水基和疏水基之间嵌有聚氧乙烯链,因此结构特点使得AES同时具有非离子和阴离子表面活性剂的一些特点,抗硬水性、起泡性、溶解性和润湿水平均优于烷基磺酸盐,且刺激性低;AOS是α-烯烃经三氧化硫磺化中和、水解后得到的产物,具有良好的起泡性和抗硬水性,生物降解能力较好,在日用洗涤和个人清洁产品都是很好的原料。
此外还有脂肪醇硫酸钠(AS)、脂肪醇(醚)硫酸铵(简称铵盐,AESA、LSA)、脂肪酸盐类等多种阴离子表面活性剂。
1.2阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂是在水溶液中呈正电性,能形成带正电荷的表面活性离子的一种活性剂。