化妝品食品藥物等的乳化劑

1、會計學(xué)1化妝品食品藥物等的乳化劑化妝品食品藥物等的乳化劑第1頁/共120頁第1頁/共120頁第2頁/共120頁第2頁/共120頁第3頁/共120頁第3頁/共120頁第4頁/共120頁第4頁/共120頁第5頁/共120頁第5頁/共120頁第6頁/共120頁第6頁/共120頁第7頁/共120頁第7頁/共120頁第8頁/共120頁第8頁/共120頁第9頁/共120頁指甲指甲油油第9頁/共120頁第10頁/共120頁香香 水水第10頁/共120頁第11頁/共120頁表面張力與表面活性表面張力與表面活性當(dāng)任意兩相接觸時當(dāng)任意兩相接觸時, , 兩相之間決非兩相之間決非是一個沒有厚度的純幾何面是一個沒有厚度

2、的純幾何面, ,而是而是一個具有相當(dāng)厚度的過渡區(qū)一個具有相當(dāng)厚度的過渡區(qū), , 這一這一過渡區(qū)通常稱之為過渡區(qū)通常稱之為界面界面。若其中一相為氣體，這種界面通常若其中一相為氣體，這種界面通常稱為稱為表面表面。但由于歷史的原因但由于歷史的原因, , 這兩個概念常這兩個概念常?；煊?。?；煊谩３Ｒ姷慕缑嬗校撼Ｒ姷慕缑嬗校簹鈿? -液液界面，界面，氣氣- -固固界面，界面，液液- -液液界面，界面，液液- -固固界面界面，固固- -固固界面。界面。第11頁/共120頁第12頁/共120頁氣氣- -液界面液界面第12頁/共120頁第13頁/共120頁氣氣-固界面固界面第13頁/共120頁第14頁/共12

3、0頁液液-液界面液界面第14頁/共120頁第15頁/共120頁液液-固界面固界面第15頁/共120頁第16頁/共120頁固固-固界固界面面第16頁/共120頁第17頁/共120頁氣氣 相相液液 相相 第17頁/共120頁第18頁/共120頁（a）（b）第18頁/共120頁第19頁/共120頁表面活性劑表面活性劑分子分子疏水基疏水基團團親水基親水基團團第19頁/共120頁第20頁/共120頁第20頁/共120頁第21頁/共120頁鈉鈉=40=40。n所以對于陰、陽離子型表面活所以對于陰、陽離子型表面活性劑，其性劑，其HLB=0HLB=04040；第21頁/共120頁第22頁/共120頁n在表面活

4、性劑有關(guān)書籍或手冊中可以查到在表面活性劑有關(guān)書籍或手冊中可以查到某活性劑的某活性劑的HLBHLB。)1 (20ASHLB5EHLB 第22頁/共120頁第23頁/共120頁)()(7親油基的基團數(shù)親水基基團數(shù)值HLB第23頁/共120頁第24頁/共120頁niiiiBAiiBBAAmixHLBxWWWHLBWHLBWHLBWHLB1.值第24頁/共120頁第25頁/共120頁 表面活性表面活性劑概述劑概述表面活性劑在水表面活性劑在水中的性質(zhì)中的性質(zhì)HLBHLB用用 途途 不分散不分散0 02 2W/OW/O型乳化劑型乳化劑4 4分散不好分散不好6 6不穩(wěn)定乳狀分散不穩(wěn)定乳狀分散體體8 8潤濕劑

5、潤濕劑穩(wěn)定乳狀分散體穩(wěn)定乳狀分散體1010半透明至透明的半透明至透明的分散體分散體1212洗滌劑洗滌劑O/WO/W型乳化型乳化劑劑透明溶液透明溶液14141616增溶劑增溶劑第25頁/共120頁第26頁/共120頁第26頁/共120頁第27頁/共120頁第27頁/共120頁第28頁/共120頁磷脂的內(nèi)鹽部分具有親水性親水性，脂肪酸長鏈烴基部分具有疏水性疏水性，因此磷脂是天然的表面活性劑表面活性劑，它在生物體內(nèi)能使油脂乳化，有助于油脂的運輸、油脂的運輸、消化和吸收消化和吸收。第28頁/共120頁第29頁/共120頁表面活性劑表面活性劑一詞來自英文一詞來自英文Surfactant。它實際上是短語它

6、實際上是短語Surface（表面）（表面） Active（活性）（活性） Agent（添加劑）的（添加劑）的縮合詞。縮合詞。表面活性劑表面活性劑是這樣一種物質(zhì)，它活躍是這樣一種物質(zhì)，它活躍于表面和界面上，具有極高的降低表于表面和界面上，具有極高的降低表、界面張力的能力和效率。在一定濃、界面張力的能力和效率。在一定濃度以上的溶液中形成分子有序組合體度以上的溶液中形成分子有序組合體，從而具有一系列應(yīng)用功能。，從而具有一系列應(yīng)用功能。第29頁/共120頁第30頁/共120頁張力的物質(zhì)也稱張力的物質(zhì)也稱表面活性物質(zhì)表面活性物質(zhì)或或表面活性劑。表面活性劑。第30頁/共120頁第31頁/共120頁表面活性

7、劑表面活性劑分子分子非極性烴鏈（疏非極性烴鏈（疏水）水）極性基團（親水）極性基團（親水）H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO硬脂酸硬脂酸第31頁/共120頁第32頁/共120頁陰離子表面活性劑RCOONa羧酸鹽R-OSO3Na 硫酸酯鹽R-SO3Na磺酸鹽R-OPO3Na2磷酸酯鹽1.離子型2.非離子型陽離子型陰離子型兩性型表面活性劑按離子類型按離子類型第32頁/共120頁第33頁/共120頁陽離子表面活性劑R-NH2HCl伯胺鹽 CH3 |R-N-HCl仲胺鹽 | H CH3 |R-N-HCl叔胺鹽 | CH3 CH3

8、 |R-N+-CH3Cl-季胺鹽 | CH3第33頁/共120頁第34頁/共120頁伯胺鹽伯胺鹽 R-NH3 季季銨銨鹽鹽 CH3 |例如例如 C16H33-N+-CH3Br | CH3 十六烷基溴化銨十六烷基溴化銨( (俗俗稱稱1631)1631)吡啶鹽吡啶鹽 例如例如 C12H25(NC5H5)+第34頁/共120頁第35頁/共120頁兩性表面活性劑R-N+HCH2-CH2COO-H 氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO-H 甜菜堿型 | CH3第35頁/共120頁第36頁/共120頁(1) 氨基酸型氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO 洗滌性能良好，常作為特殊洗滌劑洗滌性能良好

9、，常作為特殊洗滌劑(2)甜菜堿型甜菜堿型 CH3 R-N+-CH2COO- CH3 去污力強，對纖維有保護作用去污力強，對纖維有保護作用第36頁/共120頁第37頁/共120頁-由于其特殊結(jié)構(gòu)，具有許多由于其特殊結(jié)構(gòu)，具有許多優(yōu)異性能，如良好的去污、起泡優(yōu)異性能，如良好的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性好，對酸和乳化性能，耐硬水性好，對酸堿和多種金屬離子都比較穩(wěn)定，堿和多種金屬離子都比較穩(wěn)定，具有抗靜電、殺菌、防腐蝕等使具有抗靜電、殺菌、防腐蝕等使用性能，特別是其用性能，特別是其極低毒性極低毒性和和無無刺激性刺激性以及良好的生物降解性能，以及良好的生物降解性能，使其在日用化學(xué)品應(yīng)用中前景廣使其在

10、日用化學(xué)品應(yīng)用中前景廣闊。同時在紡織、印染、化纖、闊。同時在紡織、印染、化纖、除銹方面都有相當(dāng)用途。除銹方面都有相當(dāng)用途。第37頁/共120頁第38頁/共120頁R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH脂肪醇聚氧乙烯醚第38頁/共120頁第39頁/共120頁(1)脂肪醇脂肪醇聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH 俗稱平平加系列，具良好濕潤性俗稱平平加系列，具良好濕潤性能能(2)烷基酚聚氧乙烯醚烷

11、基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗稱俗稱 OP系列，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗氧化性能強系列，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗氧化性能強(4) 多元醇型多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物乙烯加成物Span類類 及及 Tween類類表面活性劑即屬此類；表面活性劑即屬此類；具有具有低毒低毒的特點，廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)以及生的特點，廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)以及生化實驗化實驗(3) 聚氧乙烯烷基酰胺聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡劑、增粘劑常用作起泡劑、增粘劑 第39頁/共120頁第40頁/共120頁 非離子型表面

12、活性劑非離子型表面活性劑穩(wěn)定性穩(wěn)定性高高，不易受強電解質(zhì)無機鹽類存，不易受強電解質(zhì)無機鹽類存在的影響，也不易受酸堿的影響在的影響，也不易受酸堿的影響；與其它類型表面活性劑的相容與其它類型表面活性劑的相容性好性好；在水及有機溶劑中皆有；在水及有機溶劑中皆有良良好的溶解性能好的溶解性能，具有良好的乳化具有良好的乳化、潤濕、滲透性、以及起泡、洗、潤濕、滲透性、以及起泡、洗滌、穩(wěn)泡、抗靜電等作用，且無滌、穩(wěn)泡、抗靜電等作用，且無毒毒； 廣泛用作紡織業(yè)、化妝品、廣泛用作紡織業(yè)、化妝品、食品、藥物等的乳化劑、消泡劑食品、藥物等的乳化劑、消泡劑、增稠劑，以及醫(yī)療方面的殺菌、增稠劑，以及醫(yī)療方面的殺菌劑以及洗

13、滌、潤濕劑等。劑以及洗滌、潤濕劑等。第40頁/共120頁第41頁/共120頁第41頁/共120頁第42頁/共120頁第42頁/共120頁第43頁/共120頁膠束的形成膠束的形成 兩親分子溶解在水中達一定濃兩親分子溶解在水中達一定濃度時，其非極性部分會度時，其非極性部分會互相吸引互相吸引，從而使得分子自發(fā)形成從而使得分子自發(fā)形成有序的聚集有序的聚集體體，使憎水基向里、親水基向外，使憎水基向里、親水基向外，減小了憎水基與水分子的接觸，使減小了憎水基與水分子的接觸，使體系能量下降，體系能量下降，這種多分子有序聚這種多分子有序聚集體稱為膠束。集體稱為膠束。膠束膠束第43頁/共120頁第44頁/共120

14、頁臨界膠束濃度臨界膠束濃度 CMC Critical Micell Concentration表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單分子層，多余的分子在體相內(nèi)部也三三兩分子層，多余的分子在體相內(nèi)部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起形成兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起形成膠束，膠束，這開始形成膠束的最低濃度稱為臨這開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。界膠束濃度。第44頁/共120頁第45頁/共120頁（a）是極稀溶液，界面上沒聚集）是極稀溶液，界面上沒聚集很多的表面活性劑，空氣和水

15、直很多的表面活性劑，空氣和水直接接觸，水的表面張力下降不多，接接觸，水的表面張力下降不多，接近于純水的狀態(tài)接近于純水的狀態(tài)。第45頁/共120頁第46頁/共120頁b）濃度相對升高，很快地聚集）濃度相對升高，很快地聚集到水表面上，即到水表面上，即表面吸附量大為表面吸附量大為增加增加、空氣和水的接觸相對減少、空氣和水的接觸相對減少，水表面張力下降，水表面張力下降第46頁/共120頁第47頁/共120頁（c c）表面活性劑濃度逐漸升高，表面活）表面活性劑濃度逐漸升高，表面活性劑毫無間隙地密集于液面上，形成了性劑毫無間隙地密集于液面上，形成了單分子吸附膜單分子吸附膜。空氣與水處于完全隔離?？諝馀c水處

16、于完全隔離狀態(tài)，狀態(tài)，表面吸附達飽和表面吸附達飽和。在溶液內(nèi)部，。在溶液內(nèi)部，增加表面活性劑增加表面活性劑, ,先是三三兩兩以疏水基先是三三兩兩以疏水基互相靠攏，形成互相靠攏，形成球形膠束的最初形式球形膠束的最初形式。水表面張力急劇下降。水表面張力急劇下降。第47頁/共120頁第48頁/共120頁膠束結(jié)構(gòu)示意圖膠束結(jié)構(gòu)示意圖第48頁/共120頁第49頁/共120頁臨界膠束濃度臨界膠束濃度(critical micelle concentration) 臨界膠束濃度簡稱臨界膠束濃度簡稱CMC 表面活性劑表面活性劑在溶液中在溶液中開始形開始形成膠束的最低濃成膠束的最低濃度稱為臨界膠束度稱為臨界膠束

17、濃度。濃度。 在在CMC附近，表面活性劑溶液附近，表面活性劑溶液的許多性質(zhì)都會出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，如表的許多性質(zhì)都會出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，如表面張力、電導(dǎo)率、去污能力等面張力、電導(dǎo)率、去污能力等.第49頁/共120頁第50頁/共120頁可以利用可以利用測定表面測定表面張力，電張力，電導(dǎo)率等方導(dǎo)率等方法達到測法達到測定臨界膠定臨界膠束濃度目束濃度目的的; 表面表面活 性 劑活 性 劑水 溶 液水 溶 液其 濃 度其 濃 度只 有 稍只 有 稍高 于 其高 于 其CMC值值時 ， 才時 ， 才能 充 分能 充 分顯 示 其顯 示 其作用。作用。CMC第50頁/共120頁第51頁/共120頁球形膠束球形膠束隨著親水基隨著

18、親水基不同和濃度不同和濃度不同，形成不同，形成的膠束可呈的膠束可呈現(xiàn)現(xiàn)棒狀棒狀、層層狀或球狀等狀或球狀等多種形狀。多種形狀。第51頁/共120頁第52頁/共120頁棒狀膠束棒狀膠束第52頁/共120頁第53頁/共120頁第53頁/共120頁第54頁/共120頁層狀膠束層狀膠束第54頁/共120頁第55頁/共120頁第55頁/共120頁第56頁/共120頁膠束的作用膠束的作用乳化作乳化作用用泡沫作泡沫作用用分散作分散作用用增溶作增溶作用用催化作催化作用用第56頁/共120頁第57頁/共120頁1 消毒殺菌消毒殺菌2 腈綸勻染腈綸勻染劑劑3 抗靜電劑抗靜電劑4 礦物浮選礦物浮選劑劑5 相轉(zhuǎn)移催相轉(zhuǎn)

19、移催化劑化劑6 織物柔軟織物柔軟劑劑7 分散劑分散劑食品加食品加工工印染印染金屬加金屬加工工電鍍電鍍采礦采礦采油采油第57頁/共120頁第58頁/共120頁潤濕作潤濕作用用乳化作用乳化作用分散作分散作用用起泡與消起泡與消泡泡增溶作用增溶作用洗滌作用洗滌作用肥皂、洗肥皂、洗滌劑滌劑化妝化妝品品食品加食品加工工紡織工紡織工業(yè)業(yè)金屬加金屬加工工石油、石油、建筑建筑功功能能應(yīng)應(yīng)用用第58頁/共120頁第59頁/共120頁潤濕作用潤濕作用潤濕潤濕是是固體表面與液體接觸時，原來的固相-氣相界面消失，形成新的固相-液相界面的現(xiàn)象。 接觸角的示意圖：第59頁/共120頁第60頁/共120頁第60頁/共120頁

20、第61頁/共120頁第61頁/共120頁第62頁/共120頁coss gs ll gYoung方程（楊氏方程）方程（楊氏方程）:lsgANM s-l s-g l-g 接觸角接觸角越小，潤濕和滲透作用越好；越小，潤濕和滲透作用越好；90不潤濕不潤濕 10.110.050.1 陰離子陰離子多元醇非多元醇非離子離子陽離子陽離子第103頁/共120頁第104頁/共120頁抗靜電作用抗靜電作用 表面活性劑的抗靜電表面活性劑的抗靜電機理：機理：1 摩擦帶電部分摩擦帶電部分 表面電荷表面電荷的逸散的逸散摩擦生電是由于在局部表面存在摩擦生電是由于在局部表面存在的物質(zhì)之間發(fā)生電子移動；的物質(zhì)之間發(fā)生電子移動；電

21、荷的逸散與表面活性劑的吸附電荷的逸散與表面活性劑的吸附量和吸濕性有關(guān)；可用已吸濕的量和吸濕性有關(guān)；可用已吸濕的水分為介質(zhì)的離子移動引起電荷水分為介質(zhì)的離子移動引起電荷的移動來解釋；的移動來解釋；具有抗靜電作用的表面活性劑稱為具有抗靜電作用的表面活性劑稱為抗靜電劑抗靜電劑；第104頁/共120頁第105頁/共120頁 疏水基吸附在物體表面，親水疏水基吸附在物體表面，親水基趨向空氣形成一層親水性膜，基趨向空氣形成一層親水性膜，由于由于單分子膜單分子膜可可降低降低合成纖維的合成纖維的摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)從而從而難以產(chǎn)生靜電難以產(chǎn)生靜電； 親水性膜親水性膜吸收空氣中的水分，吸收空氣中的水分，因此好像物體表

22、面多了一層因此好像物體表面多了一層水層水層，產(chǎn)生的產(chǎn)生的靜電易于傳遞到大氣中靜電易于傳遞到大氣中，從而從而降低了物體表面的電荷降低了物體表面的電荷；2 表面活性劑抗靜電原表面活性劑抗靜電原理在于：理在于：第105頁/共120頁第106頁/共120頁殺菌作用殺菌作用定義：能與蛋白質(zhì)發(fā)生作用的一定義：能與蛋白質(zhì)發(fā)生作用的一類表面活性劑；類表面活性劑；殺菌機理：首先表面活性劑吸殺菌機理：首先表面活性劑吸附于菌體，然后浸透菌體的細附于菌體，然后浸透菌體的細胞膜并破壞之；胞膜并破壞之； 以陽離子表面活性劑和兩性以陽離子表面活性劑和兩性表面活性劑為主；如烷基二甲表面活性劑為主；如烷基二甲基芐銨鹽，烷基三甲

23、基銨鹽、基芐銨鹽，烷基三甲基銨鹽、聚氨基單羧酸類等；聚氨基單羧酸類等；第106頁/共120頁第107頁/共120頁帶芐基的季胺氯化物；改變烷基的帶芐基的季胺氯化物；改變烷基的碳原子數(shù)，殺菌力會有很大的改變，碳原子數(shù)，殺菌力會有很大的改變，一般以一般以12121414為宜，為宜，1010的水溶液的水溶液的殺菌力大于苯酚的殺菌力大于苯酚50507070倍；倍；第107頁/共120頁第108頁/共120頁勻染作用勻染作用 在印染工業(yè)中，以達到在印染工業(yè)中，以達到均均勻染色勻染色為目的的表面活性劑稱為目的的表面活性劑稱為勻染劑；為勻染劑；達到均勻染色的兩種途徑：達到均勻染色的兩種途徑：降低染色速度，使

24、染料分子與纖維降低染色速度，使染料分子與纖維緩慢接觸；緩慢接觸； 對已發(fā)生不勻染色的織物，能使深對已發(fā)生不勻染色的織物，能使深色部分的染料分子向淺色部分遷移，色部分的染料分子向淺色部分遷移，稱為稱為“移染移染”第108頁/共120頁第109頁/共120頁第109頁/共120頁第110頁/共120頁（1）親纖維勻染劑）親纖維勻染劑 表面活性劑與纖維的吸附親和力表面活性劑與纖維的吸附親和力較大，染料只能在勻染劑后追蹤，延較大，染料只能在勻染劑后追蹤，延長染色時間達到緩染的目的，在染色長染色時間達到緩染的目的，在染色工藝完成后，染料不能再移動。工藝完成后，染料不能再移動。（2）親染料勻染劑）親染料勻

25、染劑表面活性劑與染料有較大親和力，表面活性劑與染料有較大親和力，在染色時可拉住染料分子，達到緩在染色時可拉住染料分子，達到緩染目的，同時亦可移染；染目的，同時亦可移染；聚乙二醇類聚乙二醇類非離子表面非離子表面活性劑活性劑第110頁/共120頁第111頁/共120頁1表面活性劑要易于生物降解，原料表面活性劑要易于生物降解，原料可再生，廣泛使用后，對環(huán)境無污染，可再生，廣泛使用后，對環(huán)境無污染，對人、畜安全溫和。對人、畜安全溫和。 2表面活性劑要高效、多功能，除有表面活性劑要高效、多功能，除有清潔作用外，還要有抑菌、殺菌、滋潤清潔作用外，還要有抑菌、殺菌、滋潤皮膚等作用，并應(yīng)不斷開發(fā)新用途。皮膚等

26、作用，并應(yīng)不斷開發(fā)新用途。3耐硬水、低溫洗滌效果好，濃縮的耐硬水、低溫洗滌效果好，濃縮的表面活性劑洗滌用品是一個發(fā)展方向，表面活性劑洗滌用品是一個發(fā)展方向，這包括濃縮洗衣粉和液體洗滌劑。這包括濃縮洗衣粉和液體洗滌劑。 第111頁/共120頁第112頁/共120頁第112頁/共120頁第113頁/共120頁液液-液界面液界面第113頁/共120頁第114頁/共120頁 表面活性表面活性劑概述劑概述表面活性劑在水表面活性劑在水中的性質(zhì)中的性質(zhì)HLBHLB用用 途途 不分散不分散0 02 2W/OW/O型乳化劑型乳化劑4 4分散不好分散不好6 6不穩(wěn)定乳狀分散不穩(wěn)定乳狀分散體體8 8潤濕劑潤濕劑穩(wěn)定乳狀分散體穩(wěn)定乳狀分散體1010半透明至透明的半透明至透明的分散體分散體1212洗滌劑洗滌劑O/WO/W型乳化型乳化劑劑透明溶液透明溶液14141616增溶劑增溶劑第114頁/共