表面活性劑概述
1.概念 表面活性劑(surfactant)是指具有固定的親水親油基團(tuán)纷跛，在溶液的表面能定向排列御欢，并能使表面張力顯著下降的物質(zhì)落六。
2.組成
分子結(jié)構(gòu)具有兩親性：一端為親水基團(tuán)，另一端為憎水基團(tuán)玖膨；親水基團(tuán)常為極性的基團(tuán)些搅，如羧酸、磺酸赛邢、硫酸乏呐、氨基或胺基及其鹽，也可是羥基剥悟、酰胺基灵寺、醚鍵等；而憎水基團(tuán)常為非極性烴鏈区岗，如8個(gè)碳原子以上烴鏈略板。
3.吸附性
溶液中的正吸附：增加潤濕性、乳化性躏尉、起泡性；
固體表面的吸附：非極性固體表面單層吸附后众，
極性固體表面可發(fā)生多層吸附
表面活性劑的結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)觀念上認(rèn)為胀糜，表面活性劑是一類即使在很低濃度時(shí)也能顯著降低表（界）面張力的物質(zhì)。隨著對(duì)表面活性劑研究的深入蒂誉，目前一般認(rèn)為只要在較低濃度下能顯著改變表（界）面性質(zhì)或與此相關(guān)教藻、由此派生的性質(zhì)的物質(zhì)，都可以劃歸表面活性劑范疇右锨。
無論何種表面活性劑括堤，其分子結(jié)構(gòu)均由兩部分構(gòu)成。分子的一端為非極親油的疏水基绍移，有時(shí)也稱為親油基沛专；分子的另一端為極性親水的親水基，有時(shí)也稱為疏油基或形象地稱為親水頭啤盯。兩類結(jié)構(gòu)與性能截然相反的分子碎片或基團(tuán)分處于同一分子的兩端并以化學(xué)鍵相連接讯翎，形成了一種不對(duì)稱的嫉簿、極性的結(jié)構(gòu)，因而賦予了該類特殊分子既親水最勤、又親油封鹦，便又不是整體親水或親油的特性。表面活性劑的這種特有結(jié)構(gòu)通常稱之為“雙親結(jié)構(gòu)”（amphiphilic structure）坚矢，表面活性劑分子因而也常被稱作“雙親分子”晾游。
根據(jù)所需要的性質(zhì)和具體應(yīng)用場(chǎng)合不同，有時(shí)要求表面活性劑具有不同的親水親油結(jié)構(gòu)和相對(duì)密度翁纵。通過變換親水基或親油基種類丽信、所占份額及在分子結(jié)構(gòu)中的位置，可以達(dá)到所需親水親油平衡的目的柴伪。經(jīng)過多年研究和生產(chǎn)蹲居，已派生出許多表面活性劑種類，每一種類又包含眾多品種睦授，給識(shí)別和挑選某個(gè)具體品種帶來困難两芳。因此，必須對(duì)成千上萬種表面活性劑作一科學(xué)分類去枷，才有利于進(jìn)一步研究和生產(chǎn)新品種怖辆，并為篩選、應(yīng)用表面活性劑提供便利删顶。
表面活性劑的分類
表面活性劑的分類方法很多竖螃，根據(jù)疏水基結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，分直鏈逗余、支鏈特咆、芳香鏈、含氟長鏈等录粱；根據(jù)親水基進(jìn)行分類腻格，分為羧酸鹽、硫酸鹽啥繁、季銨鹽菜职、PEO衍生物、內(nèi)酯等头熏；有些研究者根據(jù)其分子構(gòu)成的離子性分成離子型睬漩、非離子型等，還有根據(jù)其水溶性转挽、化學(xué)結(jié)構(gòu)特征漫诬、原料來源等各種分類方法。但是眾多分類方法都有其局限性，很難將表面活性劑合適定位鼎派，并在概念內(nèi)涵上不發(fā)生重疊烁讨。
人們一般都認(rèn)為按照它的化學(xué)結(jié)構(gòu)來分比較合適。即當(dāng)表面活性劑溶解于水后径候，根據(jù)是否生成離子及其電性么养，分為離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑。
按極性基團(tuán)的解離性質(zhì)分類
1速袁、陰離子表面活性劑 ：硬脂酸协固，十二烷基苯磺酸鈉
2、陽離子表面活性劑：季銨化物
3绳匀、兩性離子表面活性劑：卵磷脂芋忿，氨基酸型溯祸，甜菜堿型
4粪薛、非離子表面活性劑： 脂肪酸甘油酯迹辐，脂肪酸山梨坦（司盤）挤帕，聚山梨酯（吐溫）
陰離子表面活性劑
1、肥皂類
系高級(jí)脂肪酸的鹽帘战，通式: (RCOOˉ)n M贴汪。脂肪酸烴R一般為11~17個(gè)碳的長鏈播赁，常見有硬脂酸拟枚、油酸薪铜、月桂酸。根據(jù)M代表的物質(zhì)不同恩溅，又可分為堿金屬皂隔箍、堿土金屬皂和有機(jī)胺皂。它們均有良好的乳化性能和分散油的能力脚乡。但易被破壞蜒滩，堿金屬皂還可被鈣、鎂鹽破壞奶稠，電解質(zhì)亦可使之鹽析绍掂。
堿金屬皂：O/W
堿土金屬皂：W/O
有機(jī)胺皂：三乙醇胺皂
2、硫酸化物 RO-SO3-M
主要是硫酸化油和高級(jí)脂肪醇硫酸酯類菊蹬。脂肪烴鏈R在12~18個(gè)碳之間龄冀。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油懒俊，俗稱土耳其紅油掏谎。
高級(jí)脂肪醇硫酸酯類有十二烷基硫酸鈉（SDS、月桂醇硫酸鈉）
乳化性很強(qiáng)钮瘪，且較穩(wěn)定锄菊，較耐酸和鈣、鎂鹽。在藥劑學(xué)上可與一些高分子陽離子藥物產(chǎn)生沉淀占犹，對(duì)粘膜有一定刺激性诞昧，用作外用軟膏的乳化劑，也用于片劑等固體制劑的潤濕或增溶理币。
3步嘹、磺酸化物 R-SO3 - M
屬于這類的有脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化物聋亡。它們的水溶性和耐酸耐鈣肘习、鎂鹽性比硫酸化物稍差，但在酸性溶液中不易水解坡倔。
常用品種有：二辛基琥珀酸磺酸鈉（阿洛索-OT）漂佩，十二烷基苯磺酸鈉，甘膽酸鈉
陽離子表面活性劑
該類表面活性劑起作用的部分是陽離子罪塔，因此稱為陽性皂投蝉。其分子結(jié)構(gòu)主要部分是一個(gè)五價(jià)氮原子，所以也稱為季銨化合物征堪。其特點(diǎn)是水溶性大瘩缆，在酸性與堿性溶液中較穩(wěn)定，具有良好的表面活性作用和殺菌作用请契。
常用品種有苯扎氯銨(潔爾滅)和苯扎溴銨(新潔爾滅)等咳榜。
兩性離子表面活性劑
這類表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有正、負(fù)電荷基團(tuán)爽锥，在不同pH值介質(zhì)中可表現(xiàn)出陽離子或陰離子表面活性劑的性質(zhì)涌韩。
1、卵磷脂：是制備注射用乳劑及脂質(zhì)微粒制劑的主要輔料
2匙杏、氨基酸型和甜菜堿型：
氨基酸型：R-NH+2-CH2CH2COO－
甜菜堿型：R-N+(CH3)2-COO—模朋。
在堿性水溶液中呈陰離子表面活性劑的性質(zhì)，具有很好的起泡充陷、去污作用谆府；在酸性溶液中則呈陽離子表面活性劑的性質(zhì)，具有很強(qiáng)的殺菌能力
非離子表面活性劑
1.脂肪酸甘油酯： 單硬脂酸甘油酯徊儿；
HLB為3~4灯趁，主要用作W/O型乳劑輔助乳化劑。
2.多元醇
蔗糖酯：HLB（5~13）O/W乳化劑泼剩、分散劑
脂肪酸山梨坦（Span） ：W/O乳化劑
聚山梨酯（Tween） ： O/W乳化劑
3.聚氧乙烯型：Myrij(賣澤類稼炉，長鏈脂肪酸酯）;Brij （脂肪醇酯）
4.聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物： Poloxamer
能耐受熱壓滅菌和低溫冰凍,靜脈乳劑的乳化劑
表面活性劑的應(yīng)用
表面活性劑由于具有潤濕或抗粘、乳化或破乳瓜释、起泡或消泡以及增溶草嫉、分散阎敬、洗滌、防腐症慰、抗靜電等一系列物理化學(xué)作用及相應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用魄帽，成為一類靈活多樣、用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品凯傲。表面活性劑除了在日常生活中作為洗滌劑犬辰，其他應(yīng)用幾乎可以覆蓋所有的精細(xì)化工領(lǐng)域。
1.增溶
要求：C>CMC （ HLB13~18）
臨界膠束濃度（CMC）：表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度冰单。當(dāng)其濃度高于CMC值時(shí)忧风，表面活性劑的排列成球狀、棒狀球凰、束狀狮腿、層狀/板狀等結(jié)構(gòu)。
增溶體系為熱力學(xué)平衡體系呕诉；
CMC越低缘厢、締合數(shù)越大，增溶量（MAC）就越高甩挫；
溫度對(duì)增溶的影響：溫度影響膠束的形成贴硫，影響增溶質(zhì)的溶解，影響表面活性劑的溶解度
Krafft點(diǎn)：離子型表面活性劑的溶解度隨溫度增加而急劇增大這一溫度稱為Krafft點(diǎn)伊者， Krafft點(diǎn)越高英遭，其臨界膠束濃度越小
曇點(diǎn)：對(duì)于聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高到一定程度時(shí)托津，溶解度急劇下降并析出蔑氛，溶液出現(xiàn)混濁，這一現(xiàn)象稱為起曇嚎姨，此溫度稱為曇點(diǎn)汇割。在聚氧乙烯鏈相同時(shí)，碳?xì)滏溤介L勘职，濁點(diǎn)越低恋得；在碳?xì)滏溝嗤瑫r(shí)，聚氧乙烯鏈越長則濁點(diǎn)越高略菜。
2.乳化作用
親水親油平衡值（HLB）：表面活性劑分子中親水和親油基團(tuán)對(duì)油或水的綜合親合力此妙。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將表面活性劑的HLB值范圍限定在0-40池粘，非離子型的HLB值在0-20继韵。
混合加和性：HLB=（HLBa Wa+HLBb /Wb） / （Wa+Wb）
理論計(jì)算：HLB=∑（親水基團(tuán)HLB值）+∑（親油基團(tuán)HLB）-7
HLB：3-8 W /O型乳化劑：Tween；一價(jià)皂
HLB：8-16 O/W型乳化劑：Span访僚；二價(jià)皂
3.潤濕作用
要求：HLB：7-9昔搂。
使用表面活性劑可以控制液、固之間的潤濕程度输拇。農(nóng)藥行業(yè)中在粒劑及供噴粉用的粉劑中摘符，有的也含有一定量的表面活性劑，其目的是為了提高藥劑在受藥表面的附著性和沉積量策吠，提高有效成分在有水分條件下的釋放速度和擴(kuò)展面積逛裤，提高防病、治病效果猴抹。
在化妝品行業(yè)中带族，做為乳化劑是乳霜、乳液蟀给、潔面蝙砌、卸妝等護(hù)膚產(chǎn)品中不可或缺的成分。
4.助懸作用
在農(nóng)藥行業(yè)跋理，可濕性粉劑择克、乳油及濃乳劑都需要有一定量的表面活性劑，如可濕性粉劑中原藥多為有機(jī)化合物前普，具有憎水性肚邢，只有在表面活性劑存在的條件下，降低水的表面張力麦荸，藥粒才有可能被水所潤濕苛每，形成水懸液；
5.起泡和消泡作用
表面活性劑在醫(yī)藥行業(yè)也有廣泛應(yīng)用喷融。在藥劑中木鸭，一些揮發(fā)油脂溶性纖維素、甾體激素等許多難溶性藥物利用表面活性劑的增溶作用可形成透明溶液及增加濃度淹摧；藥劑制備過程中肚苇，它是不可缺少的乳化劑、潤濕劑登翩、助懸劑蚣锌、起泡劑和消泡劑等。
6.消毒沈路、殺菌
在醫(yī)藥行業(yè)中可作為殺菌劑和消毒劑使用计浮，其殺菌和消毒作用歸結(jié)于它們與細(xì)菌生物膜蛋白質(zhì)的強(qiáng)烈相互作用使之變性或失去功能，這些消毒劑在水中都有比較大的溶解度加六，根據(jù)使用濃度辫继，可用于手術(shù)前皮膚消毒、傷口或粘膜消毒俗慈、器械消毒和環(huán)境消毒姑宽；
7.去垢遣耍、洗滌作用
去除油脂污垢是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，它與上面提到的潤濕炮车、起泡等作用均有關(guān)舵变。
最后要說明的是，表面活性劑起作用瘦穆，并不單單是因?yàn)槟骋环矫娴淖饔眉拖叮芏嗲闆r下是多種因素共同作用。如在造紙工業(yè)中可以用作蒸煮劑扛或、廢紙脫墨劑绵咱、施膠劑、樹脂障礙控制劑熙兔、消泡劑悲伶、柔軟劑、抗靜電劑候妻、阻垢劑颤皆、軟化劑、除油劑灯忙、殺菌滅藻劑给番、緩蝕劑等。
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