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1、第二章第二章 表面活性剂表面活性剂 制作者：郭群第二章第二章 表面活性剂表面活性剂 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 界面界面是指物质的相与是指物质的相与相之间的交界面。相之间的交界面。通常将有气相组成的气通常将有气相组成的气固、气固、气液等界面称为液等界面称为表表面面。相相（phase）是指体系中物）是指体系中物理和化学性质均匀的部分。理和化学性质均匀的部分。（二）（二）表面张力（表面张力（surface tension）和界面张力）和界面张力：一个玻璃杯灌满水后，将一个玻璃杯灌满水后，将硬币顺着杯子的边缘放硬币顺着杯子的边缘放入杯中，你会发现杯中入杯中，
2、你会发现杯中已装入数数枚硬币后，已装入数数枚硬币后，尽管水面高出杯口，堆尽管水面高出杯口，堆起来很高，呈现向上凸起来很高，呈现向上凸起的形状，但仍不溢出起的形状，但仍不溢出来来。这是因为液体表面这是因为液体表面层存在表面张力，好像层存在表面张力，好像在水的表面上覆盖了一在水的表面上覆盖了一层弹性膜。当把小物体层弹性膜。当把小物体放入水中后，虽然水已放入水中后，虽然水已超出杯口，超出杯口，“堆堆”的很的很高，但仍没有破坏高，但仍没有破坏“弹弹性膜性膜”，因此水也不会，因此水也不会溢出来。溢出来。表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于液体内部分
3、子与液体表面层分子液体内部分子与液体表面层分子(厚度约厚度约107cm)的处境不的处境不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是对称同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是对称的，互相抵消，而液体表面层分子所受到的周围相邻分子的，互相抵消，而液体表面层分子所受到的周围相邻分子的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引力更的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引力更大，这个力即为表面张力。大，这个力即为表面张力。表面张力表面张力是指一种使表面分子具有向内运是指一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩至最小面动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。积的力。表面张力
4、表面张力 f b 刚好使皂膜破裂时的力刚好使皂膜破裂时的力 L 活动金属杆的长度活动金属杆的长度 =fb/2L（三）表面自由能 W=fS=2LSW=A W为所做的功，或称为所做的功，或称增加的表面自由能增加的表面自由能 为表面张力；为表面张力；A为增加的表面积。为增加的表面积。(四)液体的铺展 铺展铺展是指一滴是指一滴液体液体能在另能在另种不相溶的种不相溶的液体液体表面表面上自动形成上自动形成层薄膜的现象。层薄膜的现象。铺展系数铺展系数与界面张力有如下的关系：与界面张力有如下的关系：S=底底-（铺铺+底底铺铺）S S为正值，则发生铺展现象。为正值，则发生铺展现象。S S为负值，则不发生铺展现象
5、。为负值，则不发生铺展现象。表面张力小的液体可以在表面张力大表面张力小的液体可以在表面张力大的液体表面上铺展，反之则不能铺展。的液体表面上铺展，反之则不能铺展。思考：如果降低底铺，铺展系数会如何？两液体会怎样？(五)固体的润湿 润湿润湿（wetting）是指是指液体液体在在固体固体表面上的粘附现表面上的粘附现象。象。完全不润湿完全不润湿不能润湿不能润湿能润湿能润湿完全润湿完全润湿二、表面活性剂二、表面活性剂（一）表面活性剂的含义（一）表面活性剂的含义表面活性剂：表面活性剂：能使液体表面张力显著降低的物质。能使液体表面张力显著降低的物质。表面活性剂分子结构的特点：表面活性剂分子结构的特点：它们大
6、都是长链的有机化合物，烃链长它们大都是长链的有机化合物，烃链长度一般不少于度一般不少于8 8个碳原子；个碳原子；分子中同时具有亲水基团和亲油基团。分子中同时具有亲水基团和亲油基团。（二）表面活性剂分子在溶液中的正吸附（二）表面活性剂分子在溶液中的正吸附 正吸附：正吸附：表面活性剂在浓度较低时，基本集中在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于溶液内的浓度，并使溶液的表面张力降低到水的表面张力以下。这种表面活性剂在溶液表水的表面张力以下。这种表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为面层
7、聚集的现象称为正吸附正吸附。(三三)表面活性剂在固体表面的吸附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。面状态和性质发生改变。第二节第二节 表面活性剂的分类表面活性剂的分类 一、一、离子型表面活性剂离子型表面活性剂 (一一)阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 (二二)阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 (三三)两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂 二、二、非离子表面活性剂非离子表面活性剂(一一)阴离子型表面活性剂：阴离子型表面活性剂：带负电荷带负电荷。起表
8、面活性作用的是阴离子。起表面活性作用的是阴离子。1 1肥皂类肥皂类 为高级脂肪酸盐，通式为通式为(RCOO(RCOO)n n M M n+n+，良好的乳化能力，一般用在外用制剂中。2 2硫酸化物硫酸化物 系硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，通式为ROSO3M+。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。3磺酸化物磺酸化物 通式为RSO3-M+。(二二)阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂：带正电荷带正电荷。起表面活性作用的是阳离子起表面活性作用的是阳离子。洁尔灭、新洁尔灭、氯化苯甲烃铵等。洁尔灭、新洁尔灭、氯化苯甲烃铵等。本类因有很强的杀菌作用，故主要用于本类因有很强的杀菌作用，故主
9、要用于皮肤、粘膜、手术器械等的消毒。某些皮肤、粘膜、手术器械等的消毒。某些品种如苯扎氯铵，可作为抑菌剂用于眼品种如苯扎氯铵，可作为抑菌剂用于眼用溶液。用溶液。(三三)两性离子表面活性剂：两性离子表面活性剂：结构中同时具有正电荷和负电荷基团。结构中同时具有正电荷和负电荷基团。卵磷脂卵磷脂是天然的两性离子表面活性剂。主要来源于大豆和蛋黄。(四四)非离子表面活性剂非离子表面活性剂脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、司盘、脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、司盘、吐温、吐温、卖卖泽泽、苄泽苄泽、普流罗尼克普流罗尼克第三节 表面活性剂的特性 (一)胶束的形成 临界腔束浓度临界腔束浓度CMC：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度表面
10、活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。胶体粒子范围（胶体粒子范围（1 1100nm100nm）临界浓度通常在临界浓度通常在0.02%0.02%0.5%0.5%左右左右。2胶束的结构（二）（二）亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLB值）：值）：表示表示表面活性剂亲水或亲油能力大小的值表面活性剂亲水或亲油能力大小的值。非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLBHLB值为值为0 02020，疏水性最大的石蜡的疏水性最大的石蜡的HLBHLB值定为值定为0 0，亲水性最大的聚氧乙烯的亲水性最大的聚氧乙烯的HLBHLB值定为值定为2020，其他的表面活性剂的其他的表面活性剂的HLBHLB值则介于值则介于0 0
11、2020之间之间。HLB值越大，其亲水性越强，值越大，其亲水性越强，HLB值越小，其亲油性越强。值越小，其亲油性越强。非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLB值具有值具有加和性加和性，因而可，因而可利用以下公式来计算两种和两种以上表面活性剂利用以下公式来计算两种和两种以上表面活性剂混合后的混合后的HLB值：值：AABBABABHLBWHLBWHLBWW 不同不同HLB值的表值的表面活性剂的用途面活性剂的用途 第四节第四节 表面活性剂的生物学性质表面活性剂的生物学性质 表面活性剂对药物吸收的影响表面活性剂对药物吸收的影响 低浓度，增加药物在胃肠道体液中的润湿性。低浓度，增加药物在胃肠道体液中的
12、润湿性。浓度增加到临界胶束浓度以上时，药物被包裹浓度增加到临界胶束浓度以上时，药物被包裹在胶束内而不易释放，或因胶束太大，不能透在胶束内而不易释放，或因胶束太大，不能透过生物膜，则会降低药物的吸收。过生物膜，则会降低药物的吸收。表面活性剂有溶解生物膜脂质的作用，增加上表面活性剂有溶解生物膜脂质的作用，增加上皮细胞的通透性。皮细胞的通透性。第四节第四节 表面活性剂的生物学性质表面活性剂的生物学性质 表面活性剂与蛋白质的相互作用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，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；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。阴离子表面活性剂结合。另外另外表面活性剂还可使蛋白质产生变性。表面活性剂还可使蛋白质产生变性。第四节第四节 表面活性剂的生物学性质表面活性剂的生物学性质 表面活性剂的毒性表面活性剂的毒性 阳离子型阴离子型非离子型。阳离子型阴离子型非离子型。离子型表面活性剂还具有较强的离子型表面活性剂还具有较强的溶血作用溶血作用。
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