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γ ：作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用 γ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
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 ● 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。 ● 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。
极性头
8－18C 长链烷基等非极性基团
●
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：
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 | |———| |——| |——| |——| | 石蜡 W/O 乳化剂 润湿剂 洗涤剂 增溶剂 |
|————| 聚乙二醇
O/W 乳化剂
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值时，所需表面活性剂的浓度：效率 (2)表面张力降低所能达到的最大程度：能力 8、表面活性剂的基本功能
9、表面活性剂的用途 １）工业清洗 ２）工业助剂
（一）阴离子型 水溶性的：疏水基是直链型的主要用作洗涤剂，清洁剂，憎水基是支链型的则作为渗透剂，润湿剂及纤维印染助剂使用
（二）阳离子型 抗静电剂，纤维的柔软剂，选矿中的捕获剂或是浮选剂，金属制品的缓蚀剂等，也可用于防霉和杀菌． （三）两性型 抗静电，纤维柔软，特种洗涤剂以及香波，化妆品等． （四）非离子型 各种复配剂型表面活性剂的生产． 思考题 ●
表面活性剂的定义是什么？简述其分类方法。
表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。在一定浓度以上的溶液中
HLB 值=
亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量
×100/5
（界）面上吸附， 降低表（界）面张力，改变体系表（界）面的物理化学性质
起泡、消泡、乳化、破乳、分散、絮凝、润湿、铺展、渗透、润滑、抗静电、杀菌等
内部自聚多种类型的分子有序组合体胶团催化、形成微乳状液、作为间隔化反应介质和微反应器、药物载体、洗涤等
子层厚度接近纳米级
可作为制备超细微粒的模板（模板功能）
性
