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表面活性剂的定义和分类

作者:创始人 日期:2024-05-14 人气:3178

表面活性剂(surfactant),是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为憎水基团;亲水基团常为极性的基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等;而憎水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。

表面活性剂的分类方法其实很多,根据疏水基结构进行分类,分直链、支链、芳香链、含氟长链等;根据亲水基进行分类,分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO衍生物、内酯等;有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等,还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。WSI了解到,其实众多分类方法都有其局限性,很难将表面活性剂合适定位,并在概念内涵上不发生重叠。

人们一般都认为按照它的化学结构来分比较合适。即当表面活性剂溶解于水后,根据是否生成离子及其电性,分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。

按极性基团的解离性质分类

1、阴离子表面活性剂:硬脂酸,十二烷基苯磺酸钠

2、阳离子表面活性剂:季铵化物

3、两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型

4、非离子表面活性剂:脂肪酸甘油酯,失水山梨醇脂肪酸酯(司盘),聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(吐温)

阴离子活性剂

1、肥皂类

是高级脂肪酸的盐,通式:(RCOOˉ)n M。脂肪酸烃R一般为11~17个碳的长链。常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。

根据M代表的物质不同,又可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。

但又易被破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐破坏,电解质亦可使之盐析。

碱金属皂:O/W

碱土金属皂:W/O

有机胺皂:三乙醇胺皂

2、硫酸化物RO-SO3-M

主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类。脂肪烃链R在12~18个碳之间。

硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油。

高级脂肪醇硫酸酯类有十二烷基硫酸钠(SDS、月桂醇硫酸钠)

乳化性很强,且较稳定,较耐酸和钙、镁盐。在药剂学上可与一些高分子阳离子药物产生沉淀,对粘膜有一定刺激性,用作外用软膏的乳化剂,也用于片剂等固体制剂的润湿或增溶。

3、磺酸化物R-SO3 - M

属于这类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。它们的水溶性和耐酸耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差,但在酸性溶液中不易水解。

常用品种有:二辛基琥珀酸磺酸钠,十二烷基苯磺酸钠,甘胆酸钠。

阳离子活性剂

该类表面活性剂起作用的部分是阳离子,因此称为阳性皂。其分子结构主要部分是一个五价氮原子,所以也称为季铵化合物。其特点是水溶性大,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。常用品种有苯扎氯铵和苯扎溴铵等。

两性离子活性剂

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:是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料

2、氨基酸型和甜菜碱型:

氨基酸型:R-NH+2-CH2CH2COO-

甜菜碱型:R-N+(CH3)2-COO—

在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质,具有很好的起泡、去污作用;在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质,具有很强的杀菌能力。

非离子表面活性剂

HLB为3~4,主要用作W/O型乳剂辅助乳化剂。

蔗糖酯:HLB(5~13)O/W乳化剂、分散剂

失水山梨醇脂肪酸酯(Span):W/O乳化剂

聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(Tween):O/W乳化剂

能耐受热压灭菌和低温冰冻,静脉乳剂的乳化剂。

注:W/O为油包水型乳化剂、O/W为水包油型乳化剂


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