第二章 表面活性剂

1. 第二章 表面活性剂 制作者：郭群

2. 第二章 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

3. 界面是指物质的相与相之间的交界面。 通常将有气相组成的气—固、气—液等界面称为表面。 相（phase）是指体系中物理和化学性质均匀的部分。

4. （二） 表面张力（surface tension）和界面张力：

6. 一个玻璃杯灌满水后，将硬币顺着杯子的边缘放入杯中，你会发现杯中已装入数数枚硬币后，尽管水面高出杯口，堆起来很高，呈现向上凸起的形状，但仍不溢出来 。这是因为液体表面层存在表面张力，好像在水的表面上覆盖了一层弹性膜。当把小物体放入水中后，虽然水已超出杯口，“堆”的很高，但仍没有破坏“弹性膜”，因此水也不会溢出来。

7. 表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于液体内部分子与液体表面层分子(厚度约10－7cm)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大，这个力即为表面张力。表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于液体内部分子与液体表面层分子(厚度约10－7cm)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大，这个力即为表面张力。

8. 表面张力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积的力。表面张力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积的力。

9. σ表面张力 f b刚好使皂膜破裂时的力 L 活动金属杆的长度 σ= fb/2L

10. （三）表面自由能 W=f×△S=σ×2L×△S W=σ×△A W为所做的功，或称增加的表面自由能 σ为表面张力； △A为增加的表面积。

11. (四)液体的铺展 铺展是指一滴液体能在另—种不相溶的液体表面上自动形成—层薄膜的现象。

12. 铺展系数与界面张力有如下的关系： S=σ底-（σ铺+σ底·铺） S为正值，则发生铺展现象。 S为负值，则不发生铺展现象。

13. 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。 思考： 如果降低σ底·铺，铺展系数会如何？两液体会怎样？

14. (五)固体的润湿 润湿（wetting）是指液体在固体表面上的粘附现象。

15. 完全不润湿 不能润湿 能润湿 完全润湿

16. 二、表面活性剂 （一）表面活性剂的含义 表面活性剂： 能使液体表面张力显著降低的物质。

17. 表面活性剂分子结构的特点： ①它们大都是长链的有机化合物，烃链长度一般不少于8个碳原子； ②分子中同时具有亲水基团和亲油基团。

18. （二）表面活性剂分子在溶液中的正吸附 正吸附：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面层聚集的现象称为正吸附。

19. (三)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。

20. 第二节 表面活性剂的分类 一、离子型表面活性剂 (一)阴离子表面活性剂 (二)阳离子表面活性剂 (三)两性离子表面活性剂 二、非离子表面活性剂

21. (一)阴离子型表面活性剂：带负电荷。起表面活性作用的是阴离子。(一)阴离子型表面活性剂：带负电荷。起表面活性作用的是阴离子。 1．肥皂类为高级脂肪酸盐，通式为(RCOO—)n M n+，良好的乳化能力，一般用在外用制剂中。 2．硫酸化物系硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，通式为R·O·SO3－M+。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．磺酸化物通式为R·SO3-M+。

22. (二)阳离子表面活性剂：带正电荷。起表面活性作用的是阳离子。(二)阳离子表面活性剂：带正电荷。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。本类因有很强的杀菌作用，故主要用于皮肤、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用溶液。

23. (三)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。(三)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。 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。

24. (四)非离子表面活性剂 脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、司盘、吐温、卖泽、苄泽、普流罗尼克

25. 第三节表面活性剂的特性 (一)胶束的形成 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。 胶体粒子范围（1～100nm） 临界浓度通常在0.02%～0.5%左右。

26. 2．胶束的结构

27. （二）亲水亲油平衡值（HLB值）：表示表面活性剂亲水或亲油能力大小的值。（二）亲水亲油平衡值（HLB值）：表示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HLB值为0～20， • 疏水性最大的石蜡的HLB值定为0， • 亲水性最大的聚氧乙烯的HLB值定为20， • 其他的表面活性剂的HLB值则介于0～20之间。 HLB值越大，其亲水性越强， HLB值越小，其亲油性越强。

28. 非离子表面活性剂的HLB值具有加和性，因而可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HLB值：非离子表面活性剂的HLB值具有加和性，因而可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HLB值：

29. 不同HLB值的表面活性剂的用途

30. 第四节表面活性剂的生物学性质 ⒈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。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，增加上皮细胞的通透性。

31. 第四节表面活性剂的生物学性质 ⒉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，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，会与阴离子表面活性剂结合。 另外表面活性剂还可使蛋白质产生变性。

32. 第四节表面活性剂的生物学性质 ⒊表面活性剂的毒性 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溶血作用。