醇類表面活性劑

醇類表面活性劑第1頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三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）非離子表面活性劑主要是醇類表面活性劑第2頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三非離子表面活性劑1非離子表面活性劑概述2醇類非離子表面活性劑的性質第3頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三1非離子表面活性劑概述非離子表面活性劑定義是指在水溶液中不電離出任何形式的離子，親水基主要由具有一定數量的含氧基團(一般為醚基或羥基)構成，靠與水形成氫鍵實現溶解的表面活性劑。也即：非離子表面活性劑在水溶液中不是解離狀態(tài)，故不以離子形式存在，稱之為非離子表面活性劑第4頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三非離子表面活性劑的特性1.穩(wěn)定性高，不易受強電解質無機鹽類存在的影響；2.不易受Mg2+、Ca2+的影響，在硬水中使用性能好；3.不易受酸堿的影響；4.與其他表面活性劑的相容性好；5.在水和有機溶劑中皆有較好的溶解性能；6.產品大部分為液態(tài)和漿態(tài)，使用方便；7.存在濁點，即，隨著溫度的升高，很多種類的非離子表面活性劑變得不溶于水。正是這些特點決定了非離子型表面活性劑在某些方面比離子型表面活性劑優(yōu)越1.1非離子表面活性劑的特性第5頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三醇類非離子表面活性劑第三組組長：張欣組員：張欣，劉棟

林文文，吳遠鵬，盧夢哲第6頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三脂肪酸甘油酯：單硬脂酸甘油酯；HLB（親油親水平衡值）為3~4，主要用作W/O型乳劑輔助乳化劑。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1.2醇類非離子表面活性劑分類第7頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三包括：由含多個羥基的多元醇與脂肪酸進行酯化反應而生成的酯類，此外，還包括由帶有NH2或NH基的氨基醇以及帶有-CHO基的糖類與脂肪酸或酯進行反應制得的非離子表面活性劑。由于它們在性質上很相似，故統(tǒng)稱之為多元醇型非離子表面活性劑。除此之外，通常還將多元醇與脂肪酸形成的酯類再與環(huán)氧乙烷加成的產物也歸為此類。按多元醇的種類可分為：第8頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三甘油脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基醇酰胺，等。第9頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三（1）

乙二醇酯

根據其酯化度和PEG聚合度的不同,表面活性和親水性大小HLB有所變化,可用于印染用增粘劑,各種乳化劑或香波用的珠光劑等。PG酯多用作食品添加劑和糕點起泡劑。（2）

甘油酯

有單酯、雙酯、三酯。單甘油酯HLB低,在水中不會溶解,可形成W/O型乳液。高純度單甘油酯可作食品添加劑和食品乳化劑。C8～C12的三甘油酯具有耐氧化、溶解力好、粘度低特點,被用作食品香料的溶劑和香料保香、增香劑,化妝品用油劑。第10頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三（3）

新戊基型多元醇脂

由于新戊基多元醇的立體障礙大的結構,提高了耐熱性和潤溶性,同時還有低溫流動性,常用于機械油、引擎油、工業(yè)用的各種潤滑劑。

（4）糖酯

葡萄糖、蔗糖等均具有多外羥基,可與月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸等酯化而得到糖酯。由于糖類具有較多的羥基,因此,可以酯化成水溶性產品。糖酯大都無味、無臭。糖酯有較低的臨界膠束濃度(CMC)和較好降低表面張力的能力,其起泡性較低。糖酯生物降解完全,對人體無毒、無刺激性,可用作食品和醫(yī)藥用乳化劑。第11頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三（5）山梨醇酯

山梨醇酯經分子內失水生成失水山梨醇酯,具有優(yōu)異的乳化性能和油劑性能。用作醫(yī)藥、化妝品或食品報導化劑,合成樹脂用潤滑劑、防蝕劑、消泡劑,乳化聚合用穩(wěn)定劑及親油性報導化分散劑等。

第12頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三聚氧乙烯型：這種類型的表面活性劑又稱聚乙二醇型，是環(huán)氧乙烷與含有活潑氫的化合物進行加成反應的產物，屬于醚類；包括高級醇環(huán)氧乙烷加成物，烷基酚環(huán)氧乙烷加成物，脂肪酸環(huán)氧乙烷加成物，高級脂肪酰胺環(huán)氧乙烷加成物。1.2

醇類非離子表面活性劑分類第13頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三聚乙二醇型非離子表面活性劑品種多、產量大，是非離子中的大類。這類表面活性劑的親水性，是靠分子中的氧原子與水中的氫形成氫鍵、產生水化物而具有的。聚乙二醇鏈有兩種狀態(tài)，在無水狀態(tài)時為鋸齒型，而在水溶液中主要是曲折型。

無水時的狀態(tài)水溶液中的狀態(tài)第14頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三當它一旦在水中成為曲折型時，親水性的氧原子即被置于鏈的外側，憎水性的-CH2-基位于里面，因而鏈周圍就變得容易與水結合。此結構雖然很大，但其整體恰似一個親水基。因此，聚乙二醇鏈顯示出較大的親水性。分子中環(huán)氧乙烷的聚合度越大，即醚鍵-O-越多，親水性越大。第15頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三1.2.4.聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物（聚醚型表面活性劑）：能耐受熱壓滅菌和低溫冰凍，靜脈乳劑的乳化劑主要的是聚乙二醇型和多元醇型兩大類。如：1.2醇類非離子表面活性劑分類第16頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三(1)脂肪醇聚氧乙烯醚系聚乙二醇與脂肪醇縮合而成的醚。通式：第17頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三(2)烷基酚聚氧乙烯醚OP系列，如壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10):第18頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三(3)聚氧乙烯烷基酰醇胺當x、y、n均為1時，則稱為尼諾爾第19頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三(4)脂肪酸聚氧乙烯酯如，油酸酯R=C17H33，硬脂酸酯R=C17H35第20頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三(5)聚氧乙烯烷基胺

結構通式第21頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三(6)多元醇表面活性劑主要是脂肪酸與多羥基物作用而生成的酯，如單硬脂酸甘油酯季戊四醇酯失水山梨醇酯第22頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三(7)聚醚型表面活性劑-(聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚)通式：是各種不同分子量的聚氧乙烯(親水基)與聚氧丙烯(親油基)的嵌段共聚物，其中a≥15,(CH2CH2O)b+c含量占20%～90%。第23頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三本品又稱泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普郎尼克(Pluronic)。性質：淡黃色液體或固體，分子量1000～14000，HLB0.5～30，具有乳化、潤濕、分散、起泡和消泡等多種優(yōu)良性能，但增溶能力較弱。應用：新型的優(yōu)良乳化劑、增溶劑，是目前能應用于靜脈注射乳劑的一種合成的乳化劑。第24頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三(8)其它類型表面活性劑（聚醚型）①高級硫醇聚氧乙烯醚型②冠醚第25頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三2醇類非離子表面活性劑的性質2.1HLB值2.2濁點及親水性2.3臨界膠束濃度2.4表面張力2.5潤濕性2.6起泡性和洗滌性第26頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三2.1HLB值1.HLB值-親水親油平衡值HLB值顯示了表面活性劑分子中親水的和親油的兩個相反的基團的大小和力量的平衡，表示表面活性劑親水性的大小。HLB數值從1～40。非離子表面活性劑的HLB值范圍是1～20。HLB值越大，表面活性劑的親水性越強；反之親水性越弱，親油性越強。HLB值大多可查表或根據公式計算。但也有一些含有氧化丙烯、氧化丁烯及含氮、硫原子等的非離子型表面活性劑的HLB值不能算出，離子型表面活性劑亦不易處理。因此，對于這類表面活性劑，HLB值必須進行實驗測定或估算。第27頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三見下表，表面活性劑在水中的狀態(tài)及對應的HLB值范圍使用HLB值應注意以下各點：1.不同HLB值的表面活性劑具有不同的應用范圍2.不同的被分散或被乳化物質具有不同的HLB值第28頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三1.聚乙二醇型非離子表面活性劑HLB值的計算公式HLB=親水基團質量/表面活性劑的質量×100/5=親水基的質量/(親水基質量+親油基質量)×100/5進一步簡化為HLB=E/5E-加成環(huán)氧乙烷的質量分數第29頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三2.多元醇型非離子表面活性劑HLB值的計算公式

S-多元醇酯的皂化值:完全皂化1g油脂所需氫氧化鉀的毫克數。皂化值是酯值與酸值的總和。A-原料脂肪酸的酸值:又稱酸價,中和1g天然脂肪中的游離酸所需消耗氫氧化鉀的毫克數。第30頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三不同HLB值的表面活性劑應用性能：

親油

|親水HLB值013678101213151820 ||消泡|—||潤濕劑|—增溶劑——||

石蠟W/O乳化劑|去污|聚乙二醇

|——滲透作用———|

|———O/W乳化劑————|

第31頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三1.濁點的意義溫度升高到一定程度時，非離子表面活性劑就會從溶液中析出，使原來透明的溶液變渾濁，此時的溫度稱為非離子表面活性劑的濁點。

濁點是非離子表面活性劑的一個重要指標，可用來表示非離子表面活性劑的親水性的大小。

濁點愈高，愈不易自水中析出，親水性愈好。非離子表面活性劑在低于濁點時，在水中才有較大的溶解度。

無水時的狀態(tài)水溶液中的狀態(tài)2.2濁點及親水性第32頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三2.影響非離子型表面活性劑濁點的因素(1)疏水基的種類

親油性越大，濁點越低，親水性越差。濁點降低，親水性降低，水溶性降低。疏水基月桂胺月桂醇月桂酸酯濁點/℃988832第33頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三(2)疏水基碳鏈的長度

疏水基碳鏈越長，濁點越低，親水性越差。疏水基月桂醇十四醇十六醇十八醇濁點/℃887874682.影響非離子型表面活性劑濁點的因素第34頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三2.影響非離子型表面活性劑濁點的因素(3)親水基的影響濁點隨環(huán)氧乙烷加成數(聚氧乙烯鏈長)增加而升高。以月桂醇聚氧乙烯醚為例：n456789101112濁點/℃7.031.051.667.279.087.894.8100.3》100第35頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三2.影響非離子型表面活性劑濁點的因素(4)添加劑的影響向非離子型表面活性劑的溶液中：添加非極性物質，濁點會升高；芳香族化合物或極性物質，濁點會下降；加入NaOH等堿性物質時，會使?jié)狳c急劇下降。第36頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三3.水數

將1.0g非離子表面活性劑溶于30mL二氧六環(huán)中，向得到的溶液中滴加水直到溶液渾濁，這時候所消耗的水的體積(mL)叫水數。

水數上升，親水性增強。第37頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三

非離子表面活性劑的CMC（臨界膠束濃度）較低，比陰離子低1→2個數量級。如

十六烷基硫酸鈉的cmc5.8×10-4

mol/L

十六醇6mol環(huán)氧乙烷加成物的cmc1.0×10-6

mol/L原因：

1.非離子表面活性劑不電離，不帶電荷，沒有靜電排斥，易形成膠束；2.親水部分體積較大，只有氫鍵作用，與溶劑的作用力較弱，易形成膠束。規(guī)律：疏水基增加，親水性下降，cmc降低；反之亦反。2.3臨界膠束濃度第38頁，共43頁，2022年，5月20日，21點8分，星期三1.親水基的影響相同加成數時，含量越高，表面張力降低，趨近不變。相同含量時，EO（環(huán)氧乙烷）加成數越