化學詞典告訴你表面活性劑有哪些以及表面活性劑的作用原理,表面活性劑(surfactant)被譽為“工業味精”,是指具有固定的親水親油基團,在溶液的表面能定向排列,并能使表面張力顯著下降的物質。表面活性劑是一大類有機化合物,他們的性質極具特色,應用極為靈活、廣泛,有很大的實用價值和理論意義。
表面活性劑有哪些
表面活性劑的分類方法很多,根據疏水基結構進行分類,分直鏈、支鏈、芳香鏈、含氟長鏈等;根據親水基進行分類,分為羧酸鹽、硫酸鹽、季銨鹽、PEO衍生物、內酯等;有些研究者根據其分子構成的離子性分成離子型、非離子型等,還有根據其水溶性、化學結構特征、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,并在概念內涵上不發生重疊。
人們一般都認為按照它的化學結構來分比較合適。即當表面活性劑溶解于水后,根據是否生成離子及其電性,分為離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑。
按極性基團的解離性質分類
1、陰離子表面活性劑:硬脂酸,十二烷基苯磺酸鈉
2、陽離子表面活性劑:季銨化物
3、兩性離子表面活性劑:卵磷脂,氨基酸型,甜菜堿型
4、非離子表面活性劑:脂肪酸甘油酯,脂肪酸山梨坦(司盤),聚山梨酯(吐溫)
陰離子
1、肥皂類
系高級脂肪酸的鹽,通式:(RCOOˉ)n M。脂肪酸烴R一般為11~17個碳的長鏈,常見有硬脂酸、油酸、月桂酸。根據M代表的物質不同,又可分為堿金屬皂、堿土金屬皂和有機胺皂。它們均有良好的乳化性能和分散油的能力。但易被破壞,堿金屬皂還可被鈣、鎂鹽破壞,電解質亦可使之鹽析。
堿金屬皂:O/W
堿土金屬皂:W/O
有機胺皂:三乙醇胺皂
2、硫酸化物RO-SO3-M
主要是硫酸化油和高級脂肪醇硫酸酯類。脂肪烴鏈R在12~18個碳之間。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗稱土耳其紅油。
高級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,且較穩定,較耐酸和鈣、鎂鹽。在藥劑學上可與一些高分子陽離子藥物產生沉淀,對粘膜有一定刺激性,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。
3、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。它們的水溶性和耐酸耐鈣、鎂鹽性比硫酸化物稍差,但在酸性溶液中不易水解。
常用品種有:二辛基琥珀酸磺酸鈉(阿洛索-OT),十二烷基苯磺酸鈉,甘膽酸鈉
陽離子
該類表面活性劑起作用的部分是陽離子,因此稱為陽性皂。其分子結構主要部分是一個五價氮原子,所以也稱為季銨化合物。其特點是水溶性大,在酸性與堿性溶液中較穩定,具有良好的表面活性作用和殺菌作用。
常用品種有苯扎氯銨(潔爾滅)和苯扎溴銨(新潔爾滅)等。
兩性離子
這類表面活性劑的分子結構中同時具有正、負電荷基團,在不同pH值介質中可表現出陽離子或陰離子表面活性劑的性質。
1、卵磷脂:是制備注射用乳劑及脂質微粒制劑的主要輔料
2、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—
在堿性水溶液中呈陰離子表面活性劑的性質,具有很好的起泡、去污作用;在酸性溶液中則呈陽離子表面活性劑的性質,具有很強的殺菌能力。
非離子表面活性劑
1.脂肪酸甘油酯:單硬脂酸甘油酯;
HLB為3~4,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、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,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
表面活性劑作用原理
通過分子中不同部分分別對于兩相的親和,使兩相均將其看作本相的成分,分子排列在兩相之間,使兩相的表面相當于轉入分子內部。從而降低表面張力。由于兩相都將其看作本相的一個組分,就相當于兩個相與表面活性劑分子都沒有形成界面,就相當于通過這種方式部分的消滅了兩個相的界面,就降低了表面張力和表面自由能。
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