【大學(xué)課件】表面活性劑PPT

1、第二章第二章 外表活性劑外表活性劑 第二章第二章 外表活性劑外表活性劑 第一節(jié) 概述 一、外表現(xiàn)象 一界面、外表和界面現(xiàn)象、外表現(xiàn)象 的含義 界面界面是指物質(zhì)的相與是指物質(zhì)的相與 相之間的交界面。相之間的交界面。 通常將有氣相組成的氣通常將有氣相組成的氣 固、氣固、氣液等界面稱為外液等界面稱為外 表。表。 相相phase是指體系中物是指體系中物 理和化學(xué)性質(zhì)均勻的局部。理和化學(xué)性質(zhì)均勻的局部。 二二 外表張力外表張力surface tension和界面張力：和界面張力： 一個(gè)玻璃杯灌滿水后，將一個(gè)玻璃杯灌滿水后，將 硬幣順著杯子的邊緣放硬幣順著杯子的邊緣放 入杯中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)杯中入杯中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)

2、杯中 已裝入數(shù)數(shù)枚硬幣后，已裝入數(shù)數(shù)枚硬幣后， 盡管水面高出杯口，堆盡管水面高出杯口，堆 起來(lái)很高，呈現(xiàn)向上凸起來(lái)很高，呈現(xiàn)向上凸 起的形狀，但仍不溢出起的形狀，但仍不溢出 來(lái)來(lái) 。這是因?yàn)橐后w外表。這是因?yàn)橐后w外表 層存在外表張力，好似層存在外表張力，好似 在水的外表上覆蓋了一在水的外表上覆蓋了一 層彈性膜。當(dāng)把小物體層彈性膜。當(dāng)把小物體 放入水中后，雖然水已放入水中后，雖然水已 超出杯口，超出杯口，“堆的很堆的很 高，但仍沒有破壞高，但仍沒有破壞“彈彈 性膜，因此水也不會(huì)性膜，因此水也不會(huì) 溢出來(lái)。溢出來(lái)。 外表張力的產(chǎn)生，從簡(jiǎn)單分子引力觀點(diǎn)來(lái)看，是由于 液體內(nèi)局部子與液體外表層分子(厚度

3、約107cm)的處境 不同。液體內(nèi)局部子所受到的周圍相鄰分子的作用力是對(duì) 稱的，互相抵消，而液體外表層分子所受到的周圍相鄰分 子的作用力是不對(duì)稱的，其受到垂直于外表向內(nèi)的吸引力 更大，這個(gè)力即為外表張力。 外表張力是指一種使外表分子具有向內(nèi)運(yùn)外表張力是指一種使外表分子具有向內(nèi)運(yùn) 動(dòng)的趨勢(shì)，并使外表自動(dòng)收縮至最小面動(dòng)的趨勢(shì)，并使外表自動(dòng)收縮至最小面 積的力。積的力。 外表張力 f b 剛好使皂膜破裂時(shí)的力 L 活動(dòng)金屬桿的長(zhǎng)度 = fb/2L 三外表自由能 W=fS=2LS W=A W為所做的功，或稱增加為所做的功，或稱增加 的外表自由能的外表自由能 為外表張力；為外表張力； A為增加的外表積。

4、為增加的外表積。 (四)液體的鋪展 鋪展是指一滴液體能在另鋪展是指一滴液體能在另種不相溶的液體外表種不相溶的液體外表 上自動(dòng)形成上自動(dòng)形成層薄膜的現(xiàn)象。層薄膜的現(xiàn)象。 鋪展系數(shù)與界面張力有如下的關(guān)系：鋪展系數(shù)與界面張力有如下的關(guān)系： S = S = 底底 - - 鋪鋪 + + 底底鋪鋪 S S為正值，那么發(fā)生鋪展現(xiàn)象。為正值，那么發(fā)生鋪展現(xiàn)象。 S S為負(fù)值，那么不發(fā)生鋪展現(xiàn)象。為負(fù)值，那么不發(fā)生鋪展現(xiàn)象。 外表張力小的液體可以在外表張力大外表張力小的液體可以在外表張力大 的液體外表上鋪展，反之那么不能鋪展。的液體外表上鋪展，反之那么不能鋪展。 思考： 如果降低底鋪，鋪展系數(shù)會(huì)如何？?jī)梢后w 會(huì)

5、怎樣？ (五)固體的潤(rùn)濕 潤(rùn)濕潤(rùn)濕wetting是指液體在固體外表上的粘附現(xiàn)是指液體在固體外表上的粘附現(xiàn) 象。象。 完全不潤(rùn)濕完全不潤(rùn)濕不能潤(rùn)濕不能潤(rùn)濕能潤(rùn)濕能潤(rùn)濕 完全潤(rùn)濕完全潤(rùn)濕 二、外表活性劑二、外表活性劑 一外表活性劑的含義一外表活性劑的含義 外表活性劑：外表活性劑： 能使液體外表張力顯著降低的物質(zhì)。能使液體外表張力顯著降低的物質(zhì)。 外表活性劑分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：外表活性劑分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： 它們大都是長(zhǎng)鏈的有機(jī)化合物，烴鏈長(zhǎng)它們大都是長(zhǎng)鏈的有機(jī)化合物，烴鏈長(zhǎng) 度一般不少于度一般不少于8 8個(gè)碳原子；個(gè)碳原子； 分子中同時(shí)具有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)。分子中同時(shí)具有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)。 二外表活性

6、劑分子在溶液中的正吸附二外表活性劑分子在溶液中的正吸附 正吸附：外表活性劑在濃度較低時(shí)，根本集中在正吸附：外表活性劑在濃度較低時(shí)，根本集中在 外表形成單分子層，其在外表層的濃度大大高外表形成單分子層，其在外表層的濃度大大高 于溶液內(nèi)的濃度，并使溶液的外表張力降低到于溶液內(nèi)的濃度，并使溶液的外表張力降低到 水的外表張力以下。這種外表活性劑在溶液外水的外表張力以下。這種外表活性劑在溶液外 表層聚集的現(xiàn)象稱為正吸附。表層聚集的現(xiàn)象稱為正吸附。 (三三)外表活性劑在固體外表的外表活性劑在固體外表的 吸附吸附 外表活性劑溶液與固體接觸時(shí)，其分子外表活性劑溶液與固體接觸時(shí)，其分子 很容易在固體外表產(chǎn)生吸附

7、，使固體外很容易在固體外表產(chǎn)生吸附，使固體外 表狀態(tài)和性質(zhì)發(fā)生改變。表狀態(tài)和性質(zhì)發(fā)生改變。 第二節(jié)第二節(jié) 外表活性劑的分類外表活性劑的分類 一、離子型外表活性劑一、離子型外表活性劑 (一一)陰離子外表活性劑陰離子外表活性劑 (二二)陽(yáng)離子外表活性劑陽(yáng)離子外表活性劑 (三三)兩性離子外表活性劑兩性離子外表活性劑 二、非離子外表活性劑二、非離子外表活性劑 ( (一一) )陰離子型外表活性劑：陰離子型外表活性劑： 帶負(fù)電荷。起外表活性作用的是陰離子。帶負(fù)電荷。起外表活性作用的是陰離子。 1 1肥皂類肥皂類 為高級(jí)脂肪酸鹽，通式為通式為 ( (RCOORCOO) )n n M M n+ n+，良好的乳

8、化能力，一般 用在外用制劑中。 2 2硫酸化物硫酸化物 系硫酸化油和高級(jí)脂肪醇硫 酸酯類，通式為ROSO3M+。有較強(qiáng)的 乳化能力。對(duì)粘膜有刺激性，主要作為外 用軟膏的乳化劑。 3磺酸化物磺酸化物 通式為RSO3-M+。 (二二)陽(yáng)離子外表活性劑陽(yáng)離子外表活性劑 ： 帶正電荷。起外表活性作用的是陽(yáng)離子。帶正電荷。起外表活性作用的是陽(yáng)離子。 潔爾滅、新潔爾滅、氯化苯甲烴銨等。潔爾滅、新潔爾滅、氯化苯甲烴銨等。 本類因有很強(qiáng)的殺菌作用，故主要用于本類因有很強(qiáng)的殺菌作用，故主要用于 皮膚、粘膜、手術(shù)器械等的消毒。某些皮膚、粘膜、手術(shù)器械等的消毒。某些 品種如苯扎氯銨，可作為抑菌劑用于眼品種如苯扎氯銨

9、，可作為抑菌劑用于眼 用溶液。用溶液。 ( (三三) )兩性離子外表活性劑：兩性離子外表活性劑： 結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有正電荷和負(fù)電荷基團(tuán)。結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有正電荷和負(fù)電荷基團(tuán)。 卵磷脂是天然的兩性離子外表活性劑。 主要來(lái)源于大豆和蛋黃。 (四)非離子外表活性劑 脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、司盤、脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、司盤、 吐溫、吐溫、 賣賣 澤澤 、 芐澤芐澤 、 普流羅尼克普流羅尼克 第三節(jié) 外表活性劑的特性 (一)膠束的形成 臨界腔束濃度CMC： 外表活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。 膠體粒子范圍1100nm 臨界濃度通常在0.02%0.5%左右。 2膠束的結(jié)構(gòu) 二親水親油平衡值二親水親油平衡值HLB

10、HLB值：表示外值：表示外 表活性劑親水或親油能力大小的值。表活性劑親水或親油能力大小的值。 非離子外表活性劑的非離子外表活性劑的HLBHLB值為值為0 02020， 疏水性最大的石蠟的疏水性最大的石蠟的HLBHLB值定為值定為0 0， 親水性最大的聚氧乙烯的親水性最大的聚氧乙烯的HLBHLB值定為值定為2020， 其他的外表活性劑的其他的外表活性劑的HLBHLB值那么介于值那么介于0 02020之間。之間。 HLB值越大，其親水性越強(qiáng)，值越大，其親水性越強(qiáng)， HLB值越小，其親油性越強(qiáng)。值越小，其親油性越強(qiáng)。 非離子外表活性劑的非離子外表活性劑的HLBHLB值具有加和性，因而可值具有加和性，

11、因而可 利用以下公式來(lái)計(jì)算兩種和兩種以上外表活性劑利用以下公式來(lái)計(jì)算兩種和兩種以上外表活性劑 混合后的混合后的HLBHLB值：值： AABB AB AB HLBWHLBW HLB WW 不同不同HLBHLB值的外表值的外表 活性劑的用途活性劑的用途 第四節(jié)第四節(jié) 外表活性劑的生物學(xué)性質(zhì)外表活性劑的生物學(xué)性質(zhì) 外表活性劑對(duì)藥物吸收的影響外表活性劑對(duì)藥物吸收的影響 低濃度，增加藥物在胃腸道體液中的潤(rùn)低濃度，增加藥物在胃腸道體液中的潤(rùn) 濕性。濃度增加到臨界膠束濃度以上時(shí)，濕性。濃度增加到臨界膠束濃度以上時(shí)， 藥物被包裹在膠束內(nèi)而不易釋放，或因藥物被包裹在膠束內(nèi)而不易釋放，或因 膠束太大，不能透過生物膜，那么會(huì)降膠束太大，不能透過生物膜，那么會(huì)降 低藥物的吸收。低藥物的吸收。 外表活性劑有溶解生物膜脂質(zhì)的作用，外表活性劑有溶解生物膜脂質(zhì)的作用， 增加上皮細(xì)胞的通透性。增加上皮細(xì)胞的通透性。 第四節(jié)第四節(jié) 外表活性劑的生物學(xué)性質(zhì)外表活性劑的生物學(xué)性質(zhì) 外表活性劑與蛋白質(zhì)的相互作用外表活性劑與蛋白質(zhì)的相互作用 蛋白質(zhì)在堿性介質(zhì)中羧基解離使其帶負(fù)蛋白質(zhì)在堿性介質(zhì)中羧基解離使其帶負(fù) 電荷，會(huì)與陽(yáng)離子外表活性劑結(jié)合；電荷，會(huì)與陽(yáng)離子外表活性劑結(jié)合； 在酸性介質(zhì)中，其堿性基團(tuán)那么帶正電在酸性介質(zhì)中，其堿性基團(tuán)