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药剂学第四章表面活性剂第四章表面活性剂第一节表面现象与表面张力1、界面现象：是指物体相间界面的物理化学现象2、表面张力（surfacetension）：系指作用于液体表面上任何单位直线上的收缩力，里的方向与该直线垂直并与液面相切3、表面自由能（surfacefreeenergy）：表面分子增加的能量4、比表面自由能（specificsurfacefreeenergy）：单位表面增加的能量5、表面分子与比表面自由能数值相等且有相同数量单位，但含义不同一、液体铺展1、一种非均相液体系统滴到另外一种非均相系统出现情况（1）形成液珠（2）铺展二、润湿1、润湿（wetting）：是液体在固体表面自发地铺展的界面现象2、润湿角度小于９０度代表可润湿，大于９０度表示不润湿，等于０或１时表示完全润湿，等于１８０度时表示完全不润湿三、吸附（1）影响因素：比表面积、溶解介质、ph、温度和溶质溶解度1、液-液（气）吸附（1）溶质浓度增加导致表面张力缓慢增加（2）溶质浓度增加导致表面张力缓慢降低（3）溶质浓度增加导致表面张力快速降低，到达某一值时变化会小2、固-液吸附：非极性吸附剂先吸附剂型溶剂中的非极性溶剂3、単分子层吸附等温式（1）条件：1）吸附是单分子层2）相邻被吸附分子无相互作用3）吸附表面是均匀的4）相邻的被吸附分子无相互作用（2）吸附对固体表面性质的影响1）改变粉体的分散性2）改变固体的润湿性（3）吸附对药物制剂的影响：掩味、增溶促吸收、药效降低第二节表面活性剂一、定义和特点1、表面活性剂（surface-activeagents，surfactants）：能使液体表面张力发生明显降低的物质为该液体的表面活性剂2、特点：（1）疏水基团通常是长度为8~20个碳原子的烃链（2）亲水基团一般是电负性较强的原子或基团二、种类（一）离子型表面活性剂1、阴离子型表面活性剂：高级脂肪酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸盐2、阳离子型表面活性剂（二）两性离子表面活性剂：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型（三）非离子型表面活性剂：1、聚乙二醇型：泊洛沙姆（普郎尼克）2、多元醇型：脂肪酸山梨坦（span）、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯（聚山梨酯、吐温）（四）高分子表面活性剂1、条件：相对分子量>1000，结构中同时含有亲水和疏水结构2、特点（1）高分子表面活性剂的胶束而定数量、形态、结构等均表现出明显的差别（2）降低表面张力或界面张力的能力较弱，渗透性也差，但乳化作用、分散性和稳定性较好三、性质（一）对表面张力的影响1、表面活性（surfaceactivity）：表面活性剂将低溶液表面张力的能力2、表面老化（surfaceagine）：是指表面活性剂溶液行开始发生表面聚集到取得恒定表面过剩浓度湖稳定表面张力的时间和程度3、表面活化过程（1）表面张力迅速降低：表面活性剂分子在一开始迅速向表面聚集（2）表面张力到达最低点后，老化速度降低：表面活性剂分子在表面聚集速度降低以及分子重新定向（二）形成胶束1、临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度2、胶束形态：（1）表面活性剂浓度接近CMC时，胶束为球形或类球形（2）增加到20%时，胶束为圆柱形或六角束状3、CMC的测定：电导法、表面张力法、光散射法4、影响胶束形成的因素（1）表面活性剂的分子结构1）疏水基团：引入羟基使CMC增大，且极性基团位置越靠中间CMC约大2）亲水基团：对聚氧乙烯型非离子型表面活性剂，使CMC增加3）种类：碳氢链的碳原子相同时，直链离子型表面活性剂的CMC通常远大于直链非离子型表面活性剂4）反离子：离子型表面活性剂，反离子会降低CMC（2）电解质：离子型表面活性剂，加入电解质会降低CMC；非离子型表面活性剂，加入电解质后出现盐溶效应则增加，盐析则降低（3）氢离子浓度：肥皂类表面活性剂，降低CMC；两性离子和聚乙二醇则增加（4）醇：多元醇和长链醇会提高CMC，但较低浓度时会降低CMC （5）温度：非离子型表面活性剂会降低CMC，离子型表面活性剂会增加CM（三）温度对溶解特性的影响1、Krafft：低温时，离子型表面活性剂在水溶液中溶解度随温度升高而缓慢增加，到达某一值时溶解度迅速增加时的温度2、昙点：聚氧乙烯型非离子型表面活性剂溶液进行加热可导致表面活性剂析出，出现浑浊甚至分层时的温度（四）亲水亲油平衡值（HLB）：表面活性剂亲水亲油基团对油或水的总和亲和力，为1~401、亲油性取决于碳氢链的长度，故可用其重量表示，亲水性没有适宜量度2、规定：不含疏水基的聚乙二醇为20，无亲水基的石蜡为03、适用范围HLB1.5~33.5~67~98~1813~18适用消泡剂W/O润湿剂O/W增溶剂（五）毒性1、阳离子型表面活性剂>阴离子型表面活性剂>非离子型表面活性剂，阳离子型表面活性剂>两性离子表面活性剂2、聚氧乙烯烷基迷>聚氧乙烯芳基迷>聚氧乙烯脂肪酸酯>聚山梨酯3、聚山梨酯：吐温20>吐温40>吐温60>吐温80四、应用（一）增溶作用1、最大增溶浓度（MAX）2、影响因素：（1）表面活性剂的结构和性质（2）药物的结构和性质（3）添加剂（4）温度（二）润湿作用1、机制：交换吸附、离子对吸附、氢键形成吸附、疏水吸附（三）乳化作用（四）助悬与分散作用（五）起泡和消泡作用（六）去污作用（七）消毒杀菌作用（八）复配：表面活性剂相互之间或与其他化合物的配合使用。
表面活性剂基本概念1.表面（Surface）物质相与相之间的分介面称之为界面，包括气-液、气-固、液-液、固-固、固-液五种。
其中包含气相的界面叫表面，即有液体表面和固体表面两种。
2．表面张力（Surface tension）在物质内部，每个分子所受其周围分子的作用力是对称的，而处于界表面上的分子所受的作用力是不对称的。
而这种不对称的合力就是界面张力对液-气、固-气、表面而言就称之为表面张力。
液体表面有自动收缩的纵向，当重力可以忽略时，液体总是趋向于形成球形，这就是表面张力作用的结果。
3．表面活性（Surface activity）溶质使溶剂表面张力降低的性质称之为表面活性。
4．表面活性剂定义（Surfactant）表面活性剂英文为Surfactant，是短语Surface ative agent的缩合词，它暗示表面活性剂具有两个特性a.活跃于表（界）面b.改变表（界）面张力。
因此可以将表面活性剂定义为：活跃于表面和界面上具有极高的降低表面、界面张力的能力和效率的一类物质；其在一定浓度以上的溶液中能形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。
5.浊点（Cloud point）非离子表面活性剂在水溶液中的浓度随温度上升而降低在升至一定温度值时出现浑浊，经放置或离心可得到两个液相，这个温度被称之为该表面活性剂的浊点（Cloud point）6.Krafft点离子型表面活性剂的浓度在温度升至一定值时会陡然上升，这个温度就叫做该表面活性剂的Krafft点。
7.临界胶束浓度（Critical micelle concentration）表面活性剂的表面活性源于其分子的两亲结构，亲水基团使分子有进入水的趋向，而憎水基团则竭力阻止其在水中溶解而从水的内部向外迁移，有逃逸水相的倾向，而这两倾向平衡的结果使表面活性剂在水表的富集，亲水基伸向水中，憎水基伸向空气，其结果是水表面好像被一层非极性的碳氢链所覆盖，从而导致水的表面张力下降。
表面活性剂和界面现象
表面活性剂是一类能够降低液体表面张力的化合物。
它们分为两种
类型：亲水性表面活性剂和疏水性表面活性剂。
亲水性表面活性剂是由亲水基团和疏水基团组成的分子。
亲水基团
喜欢与水分子发生相互作用，而疏水基团则不喜欢与水分子接触。
当亲水性表面活性剂溶解在水中时，疏水基团会趋向于聚集在水表面，形成一个疏水层，而亲水基团则向水中溶解。
这种现象被称为
吸附。
亲水性表面活性剂的疏水层可以降低水的表面张力，使其在
界面上形成一个薄膜，称为胶束。
胶束具有很强的分散和溶解能力，可以将油脂等疏水物质包裹在内部，使其在水中分散。
疏水性表面活性剂则是由疏水基团组成的分子。
它们在水中形成的
界面现象与亲水性表面活性剂类似，但疏水性表面活性剂的疏水基
团更具有亲油性，能够吸附在水-油界面上，形成一个疏水层。
这种
疏水层可以降低水和油之间的表面张力，使其更容易混合。
表面活性剂在许多应用中发挥着重要作用。
例如，洗涤剂中的表面
活性剂可以降低水的表面张力，使其更容易渗透到衣物纤维中，从
而更好地清洗污渍。
表面活性剂也被广泛用于化妆品、农药、润滑
剂等产品中，以改善它们的性能。
总结起来，表面活性剂是一类能够降低液体表面张力的化合物。
它
们通过在液体界面上形成疏水层或亲水层的方式，改善液体的分散性、溶解性和界面性质，具有广泛的应用价值。
化学物理学中的表面现象及其应用在化学物理学中，表面现象指的是固体、液体或气体表面的特殊性质。
表面现象在我们日常生活中随处可见，如洗涤剂、润滑剂、泡沫、水的表面张力等。
本文将介绍表面现象的相关知识以及它们在化学、医学、材料等领域的应用。
一、表面张力表面张力是一种介于液体表面和内部分子间相互作用力之间的力。
液体中表面分子受到的引力大于表面下方分子所受到的引力，因此在表面上会形成一个直线边界。
比如平静的水面，这条边界被称为液体的气液界面。
表面张力从根本上来讲是由两种相对的力量引起的：一种是吸引力，另一种是斥力。
表面张力是许多自然现象的原因，例如在植物体内的含水细胞中，表面张力使水的液面固定，从而使细胞能够存活。
在河流中，水的表面张力导致水的分子团在岸边形成一个弯曲的表面，形成一个弧形，被称为水的“临水面”。
另外，在药物和化学品制造中，有许多工艺需要控制表面张力。
例如在药物配制工艺中，控制表面张力可以使药剂流动性更好，更易于吸收。
在化学催化剂中，表面张力可以影响反应速率和分子传输过程。
因此研究表面张力对于了解液体的性质、制造工艺以及反应机理都至关重要。
二、相变热在许多物理化学过程中，液相、固相、气相之间常常发生相变。
相变热是指在物质由一种状态变为另一种状态的过程中释放或吸收的热量，是一个物质特有的性质。
相变热与某些热力性质和化学性质有关，比如气液相变热和液固相变热可以用于计算物质的总热焓，以及液固相变温度可以用来衡量物质的凝固点或熔点。
相变热在许多重要的工业应用中拥有广泛的用途。
例如在处理新鲜农产品时，为了防止食物腐烂或变质，通常会在加工过程中使用冷冻或冷冻技术进行保鲜。
这种技术利用了水结冰时释放的大量相变热来降低农产品温度。
此外，在熔炼金属中，相变热被用来处理金属和合金释放的大量热量，从而确保生产的金属质量和稳定性。
三、表面活性剂表面活性剂是一类能影响液体表面张力，使其能够在液体中形成胶体、泡沫和乳液等混合物的分子。
表面活性剂与界面现象表面活性剂是一类可以降低液体表面张力的化学物质，能够在水和油的界面上形成一层稳定的薄膜。
它们在工业和生活中有广泛的应用，可以用于清洁剂、乳化剂、抗静电剂等不同的领域。
表面活性剂的研究和应用是一个重要的科学领域，涉及到界面现象的许多基本原理。
一、表面活性剂的定义和作用表面活性剂又称为界面活性剂或表面活性物质，是一类具有两性结构的化合物。
在水溶液中，它们的分子具有一个亲水性的水溶基团和一个疏水性的疏水基团。
表面活性剂的存在会改变液体的性质，使液体表面张力下降，并在液体的界面上形成一个稳定的界面膜。
表面活性剂在许多方面发挥着重要的作用。
首先，它们可以作为乳化剂，使两种不相溶的液体相互混合，并形成一个均匀的乳液。
其次，表面活性剂还可以用作湿润剂，降低液体在固体表面的表面张力，使其更容易与固体接触。
此外，表面活性剂还可以作为分散剂，在液体中分散固体颗粒，以防止其重新聚集。
二、表面活性剂与液体表面张力液体表面张力指的是液体表面上的分子相互之间的作用力。
在没有表面活性剂的情况下，液体的分子会表现出一种特殊的内聚力，导致液体表面形成一个紧张的薄膜。
而表面活性剂的存在会干扰分子之间的相互作用，降低液体表面的张力，使其表面更容易被破坏。
表面活性剂降低液体表面张力的机制是通过将其亲水基团朝向水相，疏水基团朝向气相。
这样，表面活性剂的分子在液体表面上会形成一个排列有序的结构，形成一个界面膜。
这个膜能够阻碍外界对液体表面的影响，从而保持液体表面的相对稳定。
三、表面活性剂与乳化现象乳化是指两种不相溶液体的均匀混合过程。
表面活性剂在乳化过程中起到了关键的作用。
当两种不相溶液体混合时，表面活性剂的疏水基团会与疏水液体中的分子相互作用，形成微小的胶束结构。
这些胶束能够包围住疏水液体的微小颗粒，在水相中形成稳定的乳液。
表面活性剂在乳化中的作用可以用胶束模型来解释。
根据这个模型，表面活性剂的分子在水溶液中会自组装形成胶束结构。
