内容正文:
第十章
表面活性剂
第十章 表面活性剂
概述
分类
基本性质和应用
生物学性质
第一节 概述
概念
表面活性剂(surfactant)指那些具有很强表面活性,少量即能使液体的表面张力显著下降的物质
A surfactant is briefly defined as a material that can greatly reduce the surface tension of water when used in very low concentrations.
一般来说,无机盐和糖类物质可使液体表面张力稍有升高,而一些有机酸、醇、醛则可使液体的表面张力稍有下降,如在溶液中加入肥皂、洗衣粉等时,可使液体表面张力(surface tension)产生显著的下降。
表面活性剂具有增溶、乳化、润湿、杀菌、去污、消泡和起泡等性质。这是与一般表面活性物质的重要区别,而无机盐和低级醇等物质不具备这些性质。
二、表面活性剂的结构特征
亲水基:
1) 羧酸及其可溶性盐
2) 磺酸及其可溶性盐
3) 硫酸酯及其可溶性盐
4) 磷酸基及磷酸酯基
5) 氨基或胺及其盐酸盐
6) 羟基
7) 巯基
8) 酰胺基
9) 醚键
10)羧酸酯基
三、表面活性剂的吸附性
在浓度较稀时,表面活性剂几乎都集中在表面上形成单分子层, 表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附(active , positive adsorption)
第二节 分类
分类标准:根据极性基团的解离性质
离子型(水中解离)
阴离子型
阳离子型
两性离子型
非离子型(水中不解离)
(一)阴离子表面活性剂
肥皂类
系高级脂肪酸的盐,通式为 (RCOO-)nMn+
脂肪酸烃链R一般在C11~C17之间,M的不同可分为碱金属皂(软皂,硬皂)、碱土金属皂和有机胺皂(如三乙醇胺皂)等
(注意高价金属离子的盐析作用)
磺酸化物
属于有脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化物等,通式为 RSO3-M+
硫酸化物
主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类、通式为 ROSO3-M+,其中脂肪烃链R在C12~C18范围
十二烷基硫酸钠(SDS,月桂酸硫酸钠)
十六烷基硫酸钠(鲸蜡醇硫酸钠)
十八烷基硫酸钠(硬脂醇硫酸钠)
(二)阳离子表面活性剂
起作用部分是阳离子(cation),也称阳性皂。其分子结构主要部分是一个五价的氮原子,所以称为季铵化物。
在酸性与碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活性作用和杀菌作用。
常用阳离子表面活性剂:苯扎氯铵(洁尔灭)、苯扎溴铵(新洁尔灭)
(三)两性离子表面活性剂
这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团,在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质
(1)卵磷脂(lecithin)
是天然的两性离子表面活性剂主要来源是大豆和蛋黄,根据来源不同也可称豆磷脂或蛋黄磷脂。
卵磷脂组成十分复杂/包括各种甘油磷脂,如磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、丝氨酸磷脂、肌醇磷脂
(2)氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂
二、非离子表面活性剂
(一)脂肪酸甘油酯
主要有脂肪酸单甘酯和脂肪酸二甘油酯如单硬脂酸甘油酯等,通式为RCOOCH2CHOHCH2OH其表面活性较弱/HLB为3-4,主要用作w/o型辅助乳化剂
(二)多元醇型
1、蔗糖脂肪酸酯
2、脂肪酸山梨坦(失水山梨醇脂肪酸酯)
商品名为司盘(Spans),包括司盘20、40、60、65、80,85
3、聚山梨酯(聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯)
商品名为吐温(Tweens),吐温20、40、60、65、80、85
(三)聚氧乙烯型
1、聚氧乙烯脂肪酸酯
商品名为卖泽(Myrij),该类表面活性剂有较强水溶性,乳化能力强,为水包油型乳化剂。常用的有聚氧乙烯40硬脂酸酯
2、聚氧乙烯脂肪醇醚
商品名为苄泽(Brij),平平加O (Perogol O)是一类聚氧乙烯蓖麻油化合物,HLB值在12-18间,具有较强的亲水性质,
常用作增溶剂及o/w型乳化剂
(四)聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物
又称泊洛沙姆(poloxamer),商品名为普流罗尼克(pluronic)。Poloxamer 188(Pluronic F68)作为一种水包油型乳化剂,是目前用于静脉乳剂极少