精細化學品設計及生產化妝品OEM_有效成分精細化學品設計及生產化妝品OEM_有效成分配方設計的基礎理論配方設計的基礎理論配方，涉及各種組分間發生混合、溶解、結晶、電離、化學反應、形成膠體、固體表面的潤濕、吸附等。低分子間比較簡單、涉及到聚合物則變得復雜。配方，涉及各種組分間發生混合、溶解、結晶、電離、化學反應、形第一節物質間的溶解與共混規律一、極性相似相溶聚合物與溶劑的化學結構和極性相似時，兩者是相互溶解的二、溶解度參數相等相溶內聚能，內聚能密度，溶解度參數。非（弱）極性高分子材料，它與某一溶劑的溶解度參數相差不超過1.5時便相溶。第一節物質間的溶解與共混規律一、極性相似相溶二、溶解度參數常見聚合物的溶解度參數δ聚合物δ聚合物δ聚合物δ聚四氟乙烯6.2聚苯醚9.8聚甲基丙烯酸甲酯9.3氯磺化聚乙烯8.9天然橡膠7.9-8.35聚甲基丙烯酸丁酯9.3聚異丁烯8.05乙丙橡膠7.9-8.0聚α氰基丙烯酸甲酯14.0聚氯乙烯9.5-9.7丁腈橡膠-269.30聚對苯二甲酸乙二酯10.7聚苯乙烯8.5-9.1丁腈橡膠-409.90聚苯基甲基硅氧烷9.0乙基纖維素10.3丁苯橡膠8.48聚二甲基硅氧烷7.3-7.6環氧樹脂9.7-10.9氯丁橡膠9.2-9.4三聚氰胺樹脂9.6-10.1酚醛樹脂11.5氯化橡膠9.4硝酸纖維素10.6-11.5脲醛樹脂9.5-12.7順丁橡膠8.33-8.6聚乙酸乙烯酯9.4尼龍-6613.6聚硫橡膠9.0-9.4聚乙烯醇23.4聚丙烯腈25.4丁腈橡膠-188.93低密度聚乙烯8.0聚丙烯7.9-8.1聚氨酯9.5-10.5高密度聚乙烯8.2常見聚合物的溶解度參數δ聚合物δ聚合物δ聚合物δ聚四氟乙烯6常用溶劑的溶解度參數溶劑沸點/℃δ溶劑沸點/℃δ溶劑沸點/℃δ水10023.4正庚烷98.47.411，2-二氯乙烷83.59.8苯80.19.2正辛烷125.87.8三氯乙烯87.29.3乙醚34.57.45正丙醇97.411.9三氯甲烷61.79.3甲醇6514.5正丁醇117.311.4四氯化碳76.58.6乙醇78.312.7正辛醇19410.3四氫呋喃649.9丙酮56.110.0環己烷80.78.2對二甲苯138.48.75丁酮79.69.3環己酮155.89.9間二甲苯139.18.8甲苯110.68.9丙三醇290.116.5間苯二酚28015.9苯胺184.110.8丙烯腈77.410.45乙酸乙烯酯72.98.7苯酚181.814.5異丙醇82.311.5二甲基亞砜18912.9氯苯125.99.5苯乙烯143.88.66二甲基甲酰胺15312.1吡啶115.310.7松節油8.1二甲基乙酰胺16511.1乙二醇19815.7乙酸乙酯77.19.1癸二酸二丁酯3148.9二噁烷101.310.0乙酸丁酯126.58.55甲基丙烯酸甲酯1028.7三乙胺89.77.3二氯乙烯60.259.7甲基丙烯酸丁酯1608.2正戊烷36.17.05二氯甲烷39.79.78鄰苯二甲酸二丁酯3259.4正己烷69.07.3二硫化碳46.310.0常用溶劑的溶解度參數溶劑沸點/℃δ溶劑沸點/℃δ溶劑沸點/℃三、溶劑化原則溶劑-溶質間作用力大于溶質間作用力時，溶質將發生溶解含親電基團的高分子易和含親核基的溶劑相互作用而溶解。四、混合溶劑原則混合溶劑具有協同作用和綜合效果。第一節物質間的溶解與共混規律常用聚合物的溶解性見P.16之表2-3混合溶劑的溶解度參數δm

=Φ1δ1+Φ2δ2+……Φnδn三、溶劑化原則四、混合溶劑原則第一節物質間的溶解與共混規律第二節表面活性劑的性能與應用原理表面活性劑具有親水和親油雙重性質能起乳化、分散、增溶、潤濕、發泡、消泡、保濕、潤滑、洗滌、殺菌、柔軟、拒水、抗靜電、防腐蝕等一系列作用在精細化學品的配伍和加工中，常利用這些性質對某些組分進行乳化、分散、潤濕、發泡、洗滌等處理第二節表面活性劑的性能與應用原理表面活性劑具有親水表面活性的有關概念表面活性劑：加入很少量即能顯著降低溶劑(一般為水)的表面張力，改變體系界面狀態、從而產生潤濕、乳化、起泡、增溶等一系列作用(或其反作用)，以達到實際應用要求的一類物質。從廣義上講，能使體系表面張力降低的溶質均可稱為表面活性物質；但習慣上只將顯著降低表面張力的這類化合物稱為表面活性劑。

表面活性劑是一類具有雙親性結構的有機化合物。表面活性的有關概念表面活性劑：加入很少量即能顯著降低溶劑(一表面活性的有關概念界面和表面界面－物質相與相的分界面表面－當組成界面的兩相中有一相為氣相時的分界面表面活性劑的功能改變液體的表面的性質改變液－液界面的性質改變液－固界面的性質表面活性的有關概念界面和表面界面－物質相與相的分界面表面活性常見的界面氣-液界面，氣-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面常見的界面氣-液界面，氣-固界面，液-液界面，液-固界面，固表面活性劑與表面活性第一類：表面張力在稀濃度時隨濃度急劇下降（曲線1）:某些物質的加入量很少時，就可使水的表面張力顯著下降；第二類：表面張力隨濃度逐漸下降（曲線2）；第三類：表面張力隨濃度稍有上升（曲線3）。各種水溶液表面張力與濃度的關系可歸結為三類：表面活性劑與表面活性第一類：表面張力在稀濃度時隨濃度急劇下降典型表面活性劑—油酸鈉水溶液的表面張力典型表面活性劑—油酸鈉水溶液的表面張力一、表面活性劑水溶液的性質雙親媒性溶解度界面吸附界面定性生成膠束臨界膠束濃度cmc多功能性親水基:極性基團。常見的親水基有羧基、磺酸基、醚基和羥基等。易溶于水，具有親水性質。親油基:一般為長鏈烴基。易溶于油，具有親油性質。(憎水基)非極性基團。表面活性劑的特點一、表面活性劑水溶液的性質雙親媒性親水基:極性基團。常見的親一、表面活性劑水溶液的性質表面活性劑的稀溶液服從理想溶液的規律，它在溶液表面的吸附量隨濃度的增大而增大，當濃度達到或超過某一值后，吸附量就不再增加。這時溶液中過多的表面活性劑分子就會形成分子聚集體----膠束（micelle）臨界膠束濃度----表面活性劑在溶液中形成膠束的起始濃度在使用表面活性劑時，一般要求其濃度在cmc以上一、表面活性劑水溶液的性質表面活性劑的稀溶液服從理想表面活性劑分子在溶液表面吸附狀態

(a)濃度極稀時的狀態

(b)中等濃度時的狀態

(c)吸附近于飽和時的狀態表面活性劑分子在溶液表面吸附狀態(a)濃度表面活性劑形成膠束的過程cб表面活性劑形成膠束的過程cб（a）是極稀溶液，界面上沒聚集很多的表面活性劑，空氣和水直接接觸，水的表面張力下降不多，接近于純水的狀態。（b）濃度相對升高，很快地聚集到水表面上，即表面吸附量大為增加、空氣和水的接觸相對減少，水表面張力下降。

臨界膠束濃度(CMC)（a）是極稀溶液，界面上沒聚集很多的表面活性劑，空氣和水直接（c）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，形成了單分子吸附膜。空氣與水處于完全隔離狀態，表面吸附達飽和。在溶液內部，增加表面活性劑,先是三三兩兩以疏水基互相靠攏，形成球形膠束的最初形式。水表面張力急劇下降。臨界膠束濃度(CMC)（c）表面活性劑濃度逐漸升高，表面活性劑毫無間隙地密集臨界膠球形膠束和層狀膠束球形膠束和層狀膠束棒狀膠束棒狀膠束脂質雙層與細胞膜脂質雙層與細胞膜表面活性劑溶液中膠束結構的形成表面活性劑溶液中膠束結構的形成CMC可以作為表面活性劑表面活性的一種度量以cmc為界限，在較小濃度范圍內，其水溶液的許多物理化學性質，如表面張力、滲透壓、密度、洗滌能力等都將發生突變。可以利用測定表面張力，電導率等方法達到測定臨界膠束濃度目的.表面活性劑水溶液，其濃度只有在稍高于其cmc值時，才能充分顯示其作用。CMC可以作為表面活性劑表面活性的一種度量以cmc為界限表面活性劑在cmc附近的性質C<cmc時，以單分子方式或離子形式存在于溶液中，分在溶液表面呈定向排列，表面張力迅速降低，C＝cmc時，溶液表面定向排列已經飽和，表面張力達到最小值。再加入表面活性劑，開始形成小膠束，單分子濃度不再增加，只增加膠束的數量。C>cmc時，以單分子和膠束的動態平衡狀態存在于溶液。溶液中分子的憎水基相互吸引，分子自發聚集，形成球狀、層狀膠束，將憎水基埋在膠束內部。表面活性劑濃度變大表面活性劑在cmc附近的性質C<cmc時，以單分子方式或影響表面活性劑cmc值的因素離子型表面活性劑的cmc決定于親油基(憎水基)的長短，一般碳原子數n越大，cmc越小(lg(cmc)=A–Bn);但親油基中若引入雙鍵或支鏈，則使cmc變大。

非離子型表面活性劑的cmc主要由親水基的種類決定，如聚氧乙烯鏈增長,cmc變大。

反離子的影響：無機鹽類強電解質的加入會使表面活性劑cmc值降低。lg(cmc)=a-blgci

cmc值的大小主要決定于表面活性劑的分子結構和在水中的強電解質的濃度，與強電解質的種類和非電解質無關。醇類的影響：醇類物質的加入會使表面活性劑cmc值降低影響表面活性劑cmc值的因素離子型表面活性劑的cm表面活性劑溶于水后的結構表面活性劑溶于水后的結構二、表面活性劑的親水親油平衡值作為一種乳化劑，表面活性劑必須滿足：

a在所應用的體系中具有良好的表面活性，產生低的界面張力。這就表明，此種表面活性劑有趨集于界面的傾向，而不易留存于界面兩邊的體相中。因而，要求表面活性劑的親水、親油部分有恰當的(平衡)比例。在任一體相中有過大的溶解性，則不利于產生低界面張力(即不易吸附)。

b在界面上形成相當結實的吸附膜。根據分子結構的要求，希望界面上的吸附分子間有較大的側向引力，這也和表面活性劑分子的親水、親油部分的大小、比例有關。

1949年，W.C.Gimn首次正式提出HLB的概念，認為它是分子中親水基和親油基這兩個相反親性基的大小和力量的平衡，并給每個表面活性劑一個數值，以表示分子內部平衡后整個分子的綜合傾向是親水的還是親油的。這即是表面活性劑本身的HLB值。二、表面活性劑的親水親油平衡值作為一種乳化劑，表面活性劑必須HLB值表示表面活性劑親水性的大小

HLB值是由表面活性劑的基本結構親水基和親油基相互關系所決定的。

雙親分子中極性基團極性越強，HLB值越大，親水性越強；雙親分子中非極性基團越長，HLB值越小，親水性越弱。

HLB值獲得方法有實驗法和計算法兩種，后者較為方便。HLB值沒有絕對值，它是相對于某個標準所得的值。012040HLB值石蠟油酸油酸鉀十二烷基硫酸鈉HLB值表示表面活性劑親水性的大小HLB值是由表面活性HLB值的計算其中，E代表表面活性劑分子中的環氧乙烷(C2H4O)的質量百分數。J.T.Dowis(也有說是Davies)將HLB作為結構因子的總和來處理，把表面活性劑結構分解為一些基團，每一基團對HLB值均有確定的貢獻。自實驗結果可得出各種基團的HLB數值，稱其為基團的HLB數。一些基團的HLB數列于表2-1中。將基團的HLB數代入下式，即可算出表面活性劑的HLB值。對于一般表面活性劑，其親油基為碳氫鏈，故∑(親油的基團數)可寫為0.475m(m為親油基的碳原子數)。對于只有-(C2H4O)-為親水基的非離子表面活性劑，則可用下式計算：

陰、陽離子型表面活性劑的HLB值在1～40之間，而非離子型表面活性劑的HLB值在1～20之間。HLB值的計算其中，E代表表面活性劑分子中的環氧乙烷(C2H一些基團的HLB數一些基團的HLB數一些商品表面活性劑的HLB值一些商品表面活性劑的HLB值三、表面活性劑的性質1.表面活性劑的潤濕性潤濕作用可看作是表面活性劑的一種界面定向作用,是將一種流體從基質表面把另一種流體取代掉的過程。液體中加入表面活性劑，主要起兩方面作用：(1).在固體表面發生吸附，改變固體表面性質；(2).提高液體潤濕能力。潤濕過程可分為三類：A.θ≤180°時，沾濕潤濕；B.θ≤90°時，浸入潤濕；C.θ=0°時，鋪展潤濕。液滴與固體表面的接觸角θ三、表面活性劑的性質1.表面活性劑的潤濕性接觸角示意圖接觸角示意圖表面活性劑在洗滌過程中的溶解效應表面活性劑在洗滌過程中的溶解效應2.表面活性劑的起泡性和消泡性泡沫是不溶性氣體分散于液體或熔融固體中形成的分散體系。表面活性劑加入液(固)體系后能存在與于氣-液(氣-固)界面.并形成一層彈性膜,膜的彈性是產生泡沫的必要條件.使起泡性增加的因素:a.疏水基帶支鏈;b.親水基團移向分子的中段.泡沫抑制劑----能加速達到表面張力平衡、并降低層間彈性膜彈性的有機物質；泡沫穩定劑----能減慢達到表面張力平衡、并降低表面活性劑cmc的有機物質。2.表面活性劑的起泡性和消泡性泡沫是不溶性氣體分散于液體或泡沫生成的模式氣泡A--溶液中的氣泡氣泡B--水溶液表面的氣泡氣泡C--離開液面的氣泡兩個氣泡之間由于向外的疏水基之間存在引力而使兩氣泡集合而成泡沫。ABC泡沫生成的模式氣泡A--溶液中的氣泡兩個氣泡之間由于向消泡劑消泡劑大多為溶解度較小的高級醇，它們將泡沫中的起泡劑分子替代出來，使氣泡強度下降，穩定性被破壞。一般地說，當表面張力低，膜的強度高時，不論是穩定泡沫還是不穩定泡沫，起泡力都較好。溶液的黏度對泡沫穩定在兩方面起作用：一方面是增加泡沫液膜的強度；另一方面表面黏度大，膜液體不易流動排出，延緩了液膜破裂，而增強了泡沫的穩定性。

某些物質(包括表面活性劑)的內聚力很低,擴散速度又快，能使局部區域的表面張力降到很低的程度，導致這些區域受到周圍較高表面張力部位的作用，使泡沫液膜迅速變薄，直至達到破裂點而發生破裂。同時還能促使液體從泡沫中流失而縮短泡沫的壽命。這類物質被稱為消泡劑消泡劑消泡劑大多為溶解度較小的高級醇，它們將泡沫中的起泡劑分液膜局部變薄時表面張力的變化如圖2-10所示，當泡沫的液膜受到沖擊時會發生局部變薄現象，變薄處的液膜表面積增大，表面吸附的分子密度減小，從而使局部表面張力增加，即γ2>γ1。于是(1)處表面分子向(2)處遷移，使(2)處的表面分子密度增加，表面張力γ2又降至γ1，吸附于泡沫液膜上的表面活性劑分子對液膜起著表面“修復”的作用，使泡沫不易破壞，而具有良好的穩定性。液膜局部變薄時表面張力的變化如圖2-10所示，當泡沫表面活性劑的起泡力

表面活性劑的種類是決定起泡力的主要因素，其它如溫度、水的硬度、添加劑和溶液的pH值等也對起泡力有很大的影響。

常用的起泡劑有脂肪酸鹽、烷基硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鹽以及少數陽離子和非離子表面活性劑。

陰離子表面活性劑的起泡力一般都比較大。其中肥皂是一類起泡力強的表面活性劑，它的起泡力和生成泡的穩定性與親油基碳鏈的長度有關。

聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑的起泡力隨環氧乙烷加成數的不同而異。環氧乙烷加成數較小時，溶解性差，起泡力小。隨著環氧乙烷加成數的增加，起泡力逐漸增加。

表面活性劑的起泡力表面活性劑的種類是決定起泡力的表面活性劑的消泡和抑泡作用消泡劑是指能夠破除已經存在的泡沫的物質。抑泡劑是指能夠阻止泡沫的產生的物質。無論是消泡劑或是抑泡劑，都是易于在溶液表面鋪展的液體。當消泡劑吸附、鋪展于液膜上時，液膜的局部表面張力便降低，同時帶走液膜下層鄰近液體，導致液膜變薄，泡沫破裂。消泡劑在溶液表面上鋪展得越快，則液膜變得越薄，消泡作用也就越強。一般要求具有消泡能力的液體具有足夠低的表面張力，以便它們能夠在已有的或將要有的泡膜上自動鋪展。表面活性劑的消泡和抑泡作用消泡劑是指能夠破除已經存在的泡沫的消泡劑的種類實際應用的消泡劑種類很多，常用的有醇類、有機硅類、有機極性化合物等。

醇類消泡劑常為有分支結構的醇。如二乙基己醇、異辛醇、異戊醇、二異丁基甲醇等，它們常用于制糖、造紙、印染工業中。

有機硅類(主要是烷基硅油)消泡劑具有良好的消泡能力和抑泡能力，其表面張力很低，容易吸附于表面，在液面上易鋪展且形成的表面膜強度不高。硅油不僅用于水溶液體系，對于非水體系也有效。而且用量較少。這類消泡劑廣泛用于纖維、涂料、發酵等各工業部門，但其價格較高。消泡劑的種類實際應用的消泡劑種類很多，常用的有醇類、泡沫的重要工業應用----浮選首先是采用能產生大量氣泡的表面活性劑——起泡劑。當在水中通入空氣或由于水的攪動引起空氣進入水中時，表面活性劑的疏水端在氣－液界面向氣泡的空氣一方定向，親水端仍在溶液內，形成了氣泡；另一種起捕集作用的表面活性劑(一般都是陽離子表面活性劑，也包括脂肪胺)吸附在固體礦粉的表面。這種吸附隨礦物性質的不同而有一定的選擇性。基本原理--利用晶體表面的晶格缺陷，其向外的疏水端部分地插入氣泡內，這樣在浮選過程中氣泡就可能把指定的礦粉帶走，達到選礦的目的。(見圖2-11)泡沫的重要工業應用----浮選首先是采用能產生大量氣泡的表面3.表面活性劑的乳化作用乳化作用是表面活性劑應用最為廣泛的性質之一分散作用：一種固體微粒均勻的分散于另一種液體中的現象。乳化作用：使非水溶性物質在水中呈均勻乳化或分散狀態的現象。乳化劑：能使一種液體(如油)分散在水中或另一種液體中的物質。分散劑：能使一種固體微粒分散在另一種液體中的物質。有關乳化作用的幾個概念3.表面活性劑的乳化作用乳化作用是表面活性劑應用最為廣泛的乳狀液的類型水包油型乳狀液(O/W)：少量油分散在大量水中，連續相：水分散相：油2.油包水型乳狀液(W/O)：少量水分散在大量油中，連續相：油分散相：水在沒有乳化劑存在時，一般是體積大的一相容易形成連續相。有乳化劑存在時，親水強的乳化劑易形成O/W型，親油性強的易形成W/O型乳液。

乳狀液的類型水包油型乳狀液(O/W)：少量油分散在大量水中，強烈振蕩油水水包油型(O/W)親水性SAF油包水型(W/O)親油性SAF乳狀液的類型強烈振蕩油水水包油型(O/W)親水性SAF油包水型(W/O)有助于乳化液穩定的措施除了選擇乳化能力比較強的表面活性劑和確定最合適的乳化體系配比外，下列措施也有助于促進乳液穩定：減小不連續相液滴離子的直徑；縮小兩相的密度差；提高連續相的粘度；降低兩液相間的界面張力；多種表面活性劑復配使用；調節pH，使得液滴表面上帶有更多的電荷；添加一些有效的乳化穩定劑；盡量避免溫度的變化、振動、摩擦、蒸發、濃縮或稀釋等情況的發生。常用的乳化穩定劑有天然植物膠、淀粉、蛋白質以及合成的高聚物（如PVA、CMC等），還有膠狀硅酸等。有助于乳化液穩定的措施除了選擇乳化能力比較強的表乳狀液類型的鑒別根據“油”、“水”的不同性質對乳狀液進行鑒別稀釋法：

水包油型乳狀液能與水混溶；油包水型乳狀液能與油混溶。電導法：

利用水和油的電導率相差很大的原理。水包油型乳狀液電導率大，可使電路中串聯的氖燈發光。另外，還有濾紙濡濕法和光折射法。乳狀液類型的鑒別根據“油”、“水”的不同性質對乳狀液進行鑒別乳化液氣液分離器破乳劑氣體加熱器沉液罐水水電場油罐電化學脫水工藝定義：消除乳狀液的穩定化條件，使乳狀液發生破壞.方法：機械法、物理法和化學法。

機械法破乳----高速離心旋轉、振動、摩擦

物理法破乳----急冷或急熱、蒸發濃縮、稀釋

化學法破乳----調整體系的pH、加破乳劑。破乳例如:蒸汽機冷凝水的o／w型乳狀液的破壞以除去油為破乳；原油的w／o型乳狀液的破壞以除去水為破乳。乳化液氣液分離器破乳劑氣體加熱器沉液罐水水電場油罐電化學脫4.表面活性劑對固液分散體的作用在許多生產工藝中，常常需要將固體微粒均勻地分散在液體介質之中，如涂料、藥物、染料、顏料等表面活性劑對固液分散體的作用一般有三個階段：固體微粒的潤濕粒子的分散或碎裂阻止固體微粒重新聚集4.表面活性劑對固液分散體的作用在許多生產工藝中，常常需要5.表面活性劑的增溶作用在臨界膠束濃度以上的表面活性劑溶液中加入少量不溶于水的有機物質時，可得到透明水溶液，這種現象稱為增溶。（1）增溶現象（2）原因不溶于水的有機物質進入膠束內部，呈現熱力學上各向同性溶液的緣故。（3）增溶量在一定濃度表面活性劑溶液中，所溶解的被增溶物質的飽和濃度稱為增溶量。隨著濃度的增加，增溶量一般呈線性增大，而且斜率越大，增溶能力越強。5.表面活性劑的增溶作用在臨界膠束濃度以上的表面離子型表面活性劑的克拉夫特點

在溫度較低時，離子型表面活性劑的溶解度一般很小；隨著溫度的升高，溶解度逐漸增加；在達到某一溫度后，溶解度突然增大，溶解度突然增大的溫度稱為克拉夫特點(KrafftPoint)。

離子型表面活性劑在水中的溶解度隨溫度的變化，類似于其物理化學性質隨濃度的變化情況。離子型表面活性劑的克拉夫特點在溫度較低時，離子型表克拉夫特點的起因

離子型表面活性劑在克拉夫特點的溶解度突然增大，是由于形成膠束所致。實際上，在克拉夫特點的溶解度即為cmc。克拉夫特點的起因離子型表面活性劑在克拉夫特非離子表面活性劑的濁點非離子表面活性劑一般在低溫時易與水混溶，升至某一溫度后，溶液變濁，即有表面活性劑析出，此溫度稱為該表面活性劑的濁點(CloudPoint)。非離子表面活性劑，特別是含有聚氧乙烯鏈的非離子表面活性劑，其水溶性的情況正好與離子型表面活性劑的情況相反。濁點可用于衡量非離子表面活性劑的水溶性。非離子表面活性劑的溶解是由于聚氧乙烯鏈中的氧原子與水分子之間形成氫鍵所致，溫度升高時此種氫鍵易被破壞，于是發生析出、變濁現象。非離子表面活性劑的濁點非離子表面活性劑一般在低溫時易與水6.表面活性劑的柔軟性和抗靜電性

當纖維吸附了表面活性劑之后,表面活性劑的疏水基團朝向纖維表面的外側,在纖維之間形成一層潤滑劑膜,降低了纖維的靜摩擦系數,使纖維的平滑柔軟性增加。具有比較大的疏水基團和比較強的親水基團的表面活性劑在纖維界面吸附時,疏水基朝向纖維,親水基朝向空氣,使纖維的離子導電性能和吸濕導電性能增加,使纖維的表面電阻降低,防止了纖維表面靜電的積累.6.表面活性劑的柔軟性和抗靜電性當纖維吸附了表面活對纖維的柔軟作用對纖維的柔軟作用第三節表面活性劑的復配原理表面活性劑在結晶或溶液中相互間的作用對研究表面活性劑的結構與性能的關系具有重要的意義，在配制精細化學品的工藝上具有實用價值。第三節表面活性劑的復配原理表面活性劑在結晶或溶液一、無機電解質與表面活性劑的作用在表面活性劑溶液中加入無機鹽類物質，會使其表面活性提高。在一定的濃度范圍內，cmc與加入的鹽的濃度成反比關系。無機鹽對離子型表面活性劑主要是通過離子間的電性能作用，壓縮表面活性劑的離子頭的離子霧厚度，減少其排斥作用，使其易形成膠團。無機鹽對非離子型表面活性劑主要是對其疏水基團的鹽析或鹽溶作用，同時也降低了表面活性劑的cmc。但該影響較小，當鹽濃度較小時，非離子型表面活性劑溶液的表面張力幾乎不發生變化，因此，鹽與非離子表面活性劑的配伍效應不大。一、無機電解質與表面活性劑的作用在表面活性劑溶液中加電解質對濁點的影響電解質對濁點的影響二、極性有機物與表面活性劑的作用少量有機物的存在，能增加表面活性劑在水溶液中的表面活性，導致cmc發生大的變化，出現溶液表面張力有最低值的現象。脂肪醇分子能插入表面活性劑膠團內促進膠團的形成，從而對表面活性劑的表面活性、cmc及其他性質產生顯著影響，其作用大小一般隨碳鏈的加長而增大。強極性水溶性有機物對表面活性劑水溶液的作用形式與其結構有關，某些添加物能使cmc上升而不下降，如：尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇、二噁烷等；而另一些則使cmc降低，如：果糖、木糖、山梨醇、環己六醇等。二、極性有機物與表面活性劑的作用少量有機物的存在，能三、陰離子表面活性劑與陽離子表面活性劑的相互作用在水溶液中，陰離子表面活性劑與陽離子表面活性劑之間有強烈的相互作用，形成一種復合物(分子間化合物)，表現出較高的表面活性，使溶液的表面活性大大降低。三、陰離子表面活性劑與陽離子表面活性劑的相互作用在特別注意

上述分子間復合物一般很難制備，必須嚴格的按一定的物質量的比例，并遵循一定的混合方式才能得到。否則，形成其表面活性彼此相互抵消的離子化合物，并以沉淀的形式從溶液中析出。如1631和LAS特別注意上述分子間復合物一般很難制備，必須嚴格的按一定四、陰離子表面活性劑與

兩性表面活性劑的相互作用陰離子表面活性劑與兩性表面活性劑之間也存在強烈的相互作用，能夠提高表面活性和改變某些性能。例如，在針對硬水體系的洗滌劑配方中，通常會添加一定量的兩性表面活性劑來提高LAS的洗凈力，同時降低污染。四、陰離子表面活性劑與

兩性表面活性劑的相互作用陰離五、陽離子表面活性劑與

兩性表面活性劑的相互作用兩性表面活性劑與陽離子表面活性劑之間同樣存在強烈的相互作用，主要表現在引起水溶液的粘度、泡沫量等發生變化。兩性表面活性劑與陽離子表面活性劑混合體的水溶液的粘度，在pH大于7時會隨pH值的提高而增加，當pH=9.4時，粘度達到最大值，隨后隨pH值的提高而迅速下降。五、陽離子表面活性劑與

兩性表面活性劑的相互作用兩性六、非離子表面活性劑與陰離子

表面活性劑的相互作用和協同效應當任何一種表面活性劑混合物，在其cmc達到的表面張力低于單一表面活性劑在其cmc所達到的表面張力時，這種體系的表面張力降低效能的協同效應就可能存在。

六、非離子表面活性劑與陰離子

表面活性劑的相互作用和協同效應七、表面活性劑與水溶性高分子的作用水溶性高分子與表面活性劑之間的作用一般有三種：A.電性作用；B.疏水作用；C.色散力作用。水溶性高分子物質與陰離子表面活性劑間作用的強烈次序為：PVA＜PEG＜CMC＜PVAC＜PPG≈PVP水溶性高分子物質與陽離子表面活性劑以及非離子表面活性劑間的作用則較弱。影響這種相互作用的主要因素是：高分子的疏水性越強，相互作用越大；表面活性劑的碳鏈愈長，相互作用愈大；兩者的電負性差異越大，相互作用愈大。七、表面活性劑與水溶性高分子的作用水溶性高分子與表面活性劑之第四節乳化理論與技術把盛在一個容器內的油和水用力快速攪拌，它們會暫時形成均勻分散的乳狀液，當攪拌停止時，微細的油珠會很快聚結成大的油珠與水分離，最終恢復到油水分層狀態。油水分離是一種自發過程，而要維持乳液穩定，外界必須對其做功，也就是要克服體系的內聚能。第四節乳化理論與技術把盛在一個容器內的油和水用一、表面能用適當的方式使油和水形成乳狀液后，油及水的比表面積大大增加。引起體系的能量增加，體系狀態不穩定。為了保持乳狀液的穩定性，可以通過向體系加入適當而且適量的表面活性劑來降低體系的表面張力，并且將電能和機械能通過攪拌傳遞給體系，有一部分以表面能的形式儲藏在體系中。一、表面能用適當的方式使油和水形成乳狀液后，油及二、乳化劑的分子結構特性能使一種液體(如油)分散在水中或另一種液體中的物質被稱為乳化劑。乳化劑實質上就是表面活性劑，它能顯著降低界面自由能和界面張力，從而維持乳狀液穩定。乳化劑的分子結構就是表面活性劑的分子結構，具有親水和親油雙重性質二、乳化劑的分子結構特性能使一種液體(如油)分散在水中或另一三、界面膜的性質和混合乳化劑

乳化劑吸附在相界面上形成界面膜，其分子在膜層上都是定向排列的。由此避免了分散相顆粒的凝聚，使得乳液穩定。

同時，界面膜也應具有一定的粘度和彈性。

由一部分水溶性表面活性劑和一部分油溶性極性有機物組成的混合乳化劑，這兩種組分間能夠形成氫鍵，在界面上吸附后形成的’復合物”定向排列更緊密，彈性膜強度更高，因而乳液穩定性更好。三、界面膜的性質和混合乳化劑乳化劑吸附在相界面上形成界四、以HLB值選擇乳化劑乳化劑在制作乳狀液時的作用有三個方面：

A.降低界面張力；B.在分散粒表面形成吸附膜起機械保護；C.使分散粒子表面帶相同電荷，避免粒子的凝聚。

在選擇乳化劑時，如果配方中乳化劑的HLB值與被乳化的油相所需要的HLB值相近時，就能產生比較好的乳化效果。四、以HLB值選擇乳化劑乳化劑在制作乳狀液時的作用有三個方面設計乳狀液配方的步驟1.決定乳狀液的類型：O/WorW/O2.確定油相或被分散物質的種類，并查出或計算出乳化該物質所需的HLB值；3.根據油相所需要的HLB值，選擇習慣上使用的“乳化劑對”；4.實驗調試配方，如果配制的乳狀液不理想，則更換“乳化劑對”，或者調整各乳化劑的用量。設計乳狀液配方的步驟1.決定乳狀液的類型：O/Wor常用的“乳化劑對”W/O乳液用：蜂蠟硼砂皂-雙硬脂酸鋁；硬脂酸鈣皂-雙硬脂酸鋁；蜂蠟鈣皂-羊毛醇；硬脂酸鈣皂-丙二醇硬脂酸酯；三聚甘油異硬脂酸酯-蜂蠟硼酸皂。O/W乳液用：硬脂酸三乙醇胺-單硬脂酸甘油酯；硬脂酸鈣皂-單硬脂酸甘油酯；十六醇硫酸鈉-十六醇；十六醇硫酸鈉-膽甾醇；Span-Tween；Span-蔗糖單脂肪酸酯；Span-蔗糖雙脂肪酸酯；葡萄糖苷甲醚-聚氧乙烯葡萄糖苷甲醚。常用的“乳化劑對”W/O乳液用：O/W乳液用：常用乳化劑及體系的HLB值常用表面活性劑的HLB值見前述表1-9，一些天然物質的HLB值如下：金合歡膠：8.0明膠：9.8CMC：10.5黃耆膠：13.2用于各種乳狀液體系的HLB值10-12O/W可洗軟膏6-18O/W雪花膏(防汗)9-16O/W香水7-15O/W雪花膏(冷霜)8-12O/W擦亮劑6-15O/W雪花膏(硬脂酸)8-14O/W潤膚軟膏6-8O/W雪花膏6-18O/W洗滌劑2-4W/O吸收性軟膏HLB類型乳狀液HLB類型乳狀液常用乳化劑及體系的HLB值常用表面活性劑的HLB值見前述表1乳化各種油相所需的HLB值原料名稱W/OO/W原料名稱O/W原料名稱O/W礦物油(輕)410微晶蠟9.5油酸17礦物油(重)410.5氯化石蠟8硬脂酸17石蠟410硬化油9十醇14凡士林410.5棉籽油7.5十二醇14蜂蠟4~59~16煤油14十三醇15羊毛脂812硅油10.5十六醇16松油516四氯化碳14亞油酸羊毛脂8礦脂47～8苯16乙酰化羊毛醇8礦蠟59月桂酸16羊毛酸異丙酯9鯨蠟醇13亞油酸16乙酰化羊毛脂10小樹蠟13~15蓖麻油14棕櫚酸異丙酯11.5巴西棕櫚蠟12蓖麻油酸16乳化各種油相所需的HLB值原料名稱W/OO/W原料名稱O/W五、PIT法——非離子乳化劑的選擇依據HLB沒有考慮溫度對乳化劑的影響，而溫度對非離子表面活性劑的影響卻相當顯著。當溫度升高時，親水基的水化程度減小，在低溫時形成的O/W乳狀液在高溫下有可能轉變成W/O乳狀液。在某一特定的體系中，此轉變溫度就是該體系中乳化劑的親水和親油性質達到適當平衡時的溫度，即相轉變溫度(PIT)。相轉變溫度的測定：用3%-5%的非離子乳化劑乳化等體積的油和水,攪拌下加熱到不同溫度,通過測定乳狀液電導率的突躍來確定相轉變溫度。五、PIT法——非離子乳化劑的選擇依據HLB沒有考影響PIT的因素自身的HLB值近似線性正比關系在溶液中油相的濃度濃度越大PIT越低聚氧乙烯的鏈長分布越寬PIT越高油相中的添加劑對其極性的改變極性增加PIT降低影響PIT的因素自身的HLB值近似線性正比關系六、乳狀液的制備方法與設備乳化劑加于水中乳化劑加于油中(轉相乳化法)輪流加入法初生皂法轉相溫度乳化法乳化設備主要有：簡單攪拌器，膠體磨，均質器，超聲波乳化器。六、乳狀液的制備方法與設備乳化劑加于水中乳化設備主要有：七、影響乳化體系穩定性的因素油水兩相的體積比乳化劑的配比和用量乳化體系的粘度乳化器器壁的極性乳化體系的酸堿度乳化體系的溫度酸堿性對體系穩定性的影響穩定不穩定穩定不穩定陽離子型穩定穩定穩定穩定(酯除外)非離子型大多不穩定大多不穩定穩定穩定陰離子型乳化劑類型酸性中性有鹽中性無鹽堿性酸堿性七、影響乳化體系穩定性的因素油水兩相的體積比酸堿性對體系穩定第五節配方研究的一般方法一、精細化學品的一般生產方法原材料或單體精細化學品的合成產品分離合成精細化學品主要組分的合成配方設計及添加劑配方優化復配型精細化學品生產工藝知識配方理論、實驗優化技術產品性能測試技術第五節配方研究的一般方法一、精細化學品的一般生產方法原材料二、配方研究的一般方法1.配方設計的前提A.對產品性能要求的了解①充分了解產品規格規定的各項性能指標；②了解產品的使用環境及其使用中可能會出現的問題；③了解市場信息和消費者的興趣愛好、趨勢、從而引導消費。B.對原材料特性的了解原材料的作用與性質；原材料間的近似性、相容性、協同作用；原材料的質量及其檢驗；原材料的用量與產品性能、工藝間的聯系；原材料的價格。C.對生產工藝與條件的掌握工藝的可行性；生產設備的性能，操作的現實性；生產工藝的可行性與可操作性等。二、配方研究的一般方法1.配方設計的前提A.對產品性能要求的2.配方設計的基本原則配方的適用性配方的經濟性配方生產工藝的可行性2.配方設計的基本原則配方的適用性三、配方設計的實施步驟收集和分析相應的配方資料擬定與工藝相適應的基本配方和各組分的用量范圍采用系統實驗方法對基本配方的主要組分進行配方優化參照試樣的性能檢測結果進行配方組分和用量調整確定小試配方，對配方組分和用量進行再優化中試考核，小批量生產，供樣征求用戶意見，固定配方三、配方設計的實施步驟收集和分析相應的配方資料四、配方設計的主要內容產品的功能優化設計生產工藝穩定性的設計四、配方設計的主要內容產品的功能優化設計五、配方研究中常用的實驗設計方法單因子尋優實驗法多因素變換優選法平均試驗法正交試驗法均勻設計試驗法數學模型擬合法解決三方面的問題：分析各因子與產品性能指標的關系找出各因子影響指標的主次確定優化的配方和工藝條件。五、配方研究中常用的實驗設計方法單因子尋優實驗法解決三方面的精細化學品生產工藝第二章配方設計基礎理論課件精細化學品設計及生產化妝品OEM_有效成分精細化學品設計及生產化妝品OEM_有效成分配方設計的基礎理論配方設計的基礎理論配方，涉及各種組分間發生混合、溶解、結晶、電離、化學反應、形成膠體、固體表面的潤濕、吸附等。低分子間比較簡單、涉及到聚合物則變得復雜。配方，涉及各種組分間發生混合、溶解、結晶、電離、化學反應、形第一節物質間的溶解與共混規律一、極性相似相溶聚合物與溶劑的化學結構和極性相似時，兩者是相互溶解的二、溶解度參數相等相溶內聚能，內聚能密度，溶解度參數。非（弱）極性高分子材料，它與某一溶劑的溶解度參數相差不超過1.5時便相溶。第一節物質間的溶解與共混規律一、極性相似相溶二、溶解度參數常見聚合物的溶解度參數δ聚合物δ聚合物δ聚合物δ聚四氟乙烯6.2聚苯醚9.8聚甲基丙烯酸甲酯9.3氯磺化聚乙烯8.9天然橡膠7.9-8.35聚甲基丙烯酸丁酯9.3聚異丁烯8.05乙丙橡膠7.9-8.0聚α氰基丙烯酸甲酯14.0聚氯乙烯9.5-9.7丁腈橡膠-269.30聚對苯二甲酸乙二酯10.7聚苯乙烯8.5-9.1丁腈橡膠-409.90聚苯基甲基硅氧烷9.0乙基纖維素10.3丁苯橡膠8.48聚二甲基硅氧烷7.3-7.6環氧樹脂9.7-10.9氯丁橡膠9.2-9.4三聚氰胺樹脂9.6-10.1酚醛樹脂11.5氯化橡膠9.4硝酸纖維素10.6-11.5脲醛樹脂9.5-12.7順丁橡膠8.33-8.6聚乙酸乙烯酯9.4尼龍-6613.6聚硫橡膠9.0-9.4聚乙烯醇23.4聚丙烯腈25.4丁腈橡膠-188.93低密度聚乙烯8.0聚丙烯7.9-8.1聚氨酯9.5-10.5高密度聚乙烯8.2常見聚合物的溶解度參數δ聚合物δ聚合物δ聚合物δ聚四氟乙烯6常用溶劑的溶解度參數溶劑沸點/℃δ溶劑沸點/℃δ溶劑沸點/℃δ水10023.4正庚烷98.47.411，2-二氯乙烷83.59.8苯80.19.2正辛烷125.87.8三氯乙烯87.29.3乙醚34.57.45正丙醇97.411.9三氯甲烷61.79.3甲醇6514.5正丁醇117.311.4四氯化碳76.58.6乙醇78.312.7正辛醇19410.3四氫呋喃649.9丙酮56.110.0環己烷80.78.2對二甲苯138.48.75丁酮79.69.3環己酮155.89.9間二甲苯139.18.8甲苯110.68.9丙三醇290.116.5間苯二酚28015.9苯胺184.110.8丙烯腈77.410.45乙酸乙烯酯72.98.7苯酚181.814.5異丙醇82.311.5二甲基亞砜18912.9氯苯125.99.5苯乙烯143.88.66二甲基甲酰胺15312.1吡啶115.310.7松節油8.1二甲基乙酰胺16511.1乙二醇19815.7乙酸乙酯77.19.1癸二酸二丁酯3148.9二噁烷101.310.0乙酸丁酯126.58.55甲基丙烯酸甲酯1028.7三乙胺89.77.3二氯乙烯60.259.7甲基丙烯酸丁酯1608.2正戊烷36.17.05二氯甲烷39.79.78鄰苯二甲酸二丁酯3259.4正己烷69.07.3二硫化碳46.310.0常用溶劑的溶解度參數溶劑沸點/℃δ溶劑沸點/℃δ溶劑沸點/℃三、溶劑化原則溶劑-溶質間作用力大于溶質間作用力時，溶質將發生溶解含親電基團的高分子易和含親核基的溶劑相互作用而溶解。四、混合溶劑原則混合溶劑具有協同作用和綜合效果。第一節物質間的溶解與共混規律常用聚合物的溶解性見P.16之表2-3混合溶劑的溶解度參數δm

=Φ1δ1+Φ2δ2+……Φnδn三、溶劑化原則四、混合溶劑原則第一節物質間的溶解與共混規律第二節表面活性劑的性能與應用原理表面活性劑具有親水和親油雙重性質能起乳化、分散、增溶、潤濕、發泡、消泡、保濕、潤滑、洗滌、殺菌、柔軟、拒水、抗靜電、防腐蝕等一系列作用在精細化學品的配伍和加工中，常利用這些性質對某些組分進行乳化、分散、潤濕、發泡、洗滌等處理第二節表面活性劑的性能與應用原理表面活性劑具有親水表面活性的有關概念表面活性劑：加入很少量即能顯著降低溶劑(一般為水)的表面張力，改變體系界面狀態、從而產生潤濕、乳化、起泡、增溶等一系列作用(或其反作用)，以達到實際應用要求的一類物質。從廣義上講，能使體系表面張力降低的溶質均可稱為表面活性物質；但習慣上只將顯著降低表面張力的這類化合物稱為表面活性劑。

表面活性劑是一類具有雙親性結構的有機化合物。表面活性的有關概念表面活性劑：加入很少量即能顯著降低溶劑(一表面活性的有關概念界面和表面界面－物質相與相的分界面表面－當組成界面的兩相中有一相為氣相時的分界面表面活性劑的功能改變液體的表面的性質改變液－液界面的性質改變液－固界面的性質表面活性的有關概念界面和表面界面－物質相與相的分界面表面活性常見的界面氣-液界面，氣-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面常見的界面氣-液界面，氣-固界面，液-液界面，液-固界面，固表面活性劑與表面活性第一類：表面張力在稀濃度時隨濃度急劇下降（曲線1）:某些物質的加入量很少時，就可使水的表面張力顯著下降；第二類：表面張力隨濃度逐漸下降（曲線2）；第三類：表面張力隨濃度稍有上升（曲線3）。各種水溶液表面張力與濃度的關系可歸結為三類：表面活性劑與表面活性第一類：表面張力在稀濃度時隨濃度急劇下降典型表面活性劑—油酸鈉水溶液的表面張力典型表面活性劑—油酸鈉水溶液的表面張力一、表面活性劑水溶液的性質雙親媒性溶解度界面吸附界面定性生成膠束臨界膠束濃度cmc多功能性親水基:極性基團。常見的親水基有羧基、磺酸基、醚基和羥基等。易溶于水，具有親水性質。親油基:一般為長鏈烴基。易溶于油，具有親油性質。(憎水基)非極性基團。表面活性劑的特點一、表面活性劑水溶液的性質雙親媒性親水基:極性基團。常見的親一、表面活性劑水溶液的性質表面活性劑的稀溶液服從理想溶液的規律，它在溶液表面的吸附量隨濃度的增大而增大，當濃度達到或超過某一值后，吸附量就不再增加。這時溶液中過多的表面活性劑分子就會形成分子聚集體----膠束（micelle）臨界膠束濃度----表面活性劑在溶液中形成膠束的起始濃度在使用表面活性劑時，一般要求其濃度在cmc以上一、表面活性劑水溶液的性質表面活性劑的稀溶液服從理想表面活性劑分子在溶液表面吸附狀態

(a)濃度極稀時的狀態

(b)中等濃度時的狀態

(c)吸附近于飽和時的狀態表面活性劑分子在溶液表面吸附狀態(a)濃度表面活性劑形成膠束的過程cб表面活性劑形成膠束的過程cб（a）是極稀溶液，界面上沒聚集很多的表面活性劑，空氣和水直接接觸，水的表面張力下降不多，接近于純水的狀態。（b）濃度相對升高，很快地聚集到水表面上，即表面吸附量大為增加、空氣和水的接觸相對減少，水表面張力下降。

臨界膠束濃度(CMC)（a）是極稀溶液，界面上沒聚集很多的表面活性劑，空氣和水直接（c）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，形成了單分子吸附膜。空氣與水處于完全隔離狀態，表面吸附達飽和。在溶液內部，增加表面活性劑,先是三三兩兩以疏水基互相靠攏，形成球形膠束的最初形式。水表面張力急劇下降。臨界膠束濃度(CMC)（c）表面活性劑濃度逐漸升高，表面活性劑毫無間隙地密集臨界膠球形膠束和層狀膠束球形膠束和層狀膠束棒狀膠束棒狀膠束脂質雙層與細胞膜脂質雙層與細胞膜表面活性劑溶液中膠束結構的形成表面活性劑溶液中膠束結構的形成CMC可以作為表面活性劑表面活性的一種度量以cmc為界限，在較小濃度范圍內，其水溶液的許多物理化學性質，如表面張力、滲透壓、密度、洗滌能力等都將發生突變。可以利用測定表面張力，電導率等方法達到測定臨界膠束濃度目的.表面活性劑水溶液，其濃度只有在稍高于其cmc值時，才能充分顯示其作用。CMC可以作為表面活性劑表面活性的一種度量以cmc為界限表面活性劑在cmc附近的性質C<cmc時，以單分子方式或離子形式存在于溶液中，分在溶液表面呈定向排列，表面張力迅速降低，C＝cmc時，溶液表面定向排列已經飽和，表面張力達到最小值。再加入表面活性劑，開始形成小膠束，單分子濃度不再增加，只增加膠束的數量。C>cmc時，以單分子和膠束的動態平衡狀態存在于溶液。溶液中分子的憎水基相互吸引，分子自發聚集，形成球狀、層狀膠束，將憎水基埋在膠束內部。表面活性劑濃度變大表面活性劑在cmc附近的性質C<cmc時，以單分子方式或影響表面活性劑cmc值的因素離子型表面活性劑的cmc決定于親油基(憎水基)的長短，一般碳原子數n越大，cmc越小(lg(cmc)=A–Bn);但親油基中若引入雙鍵或支鏈，則使cmc變大。

非離子型表面活性劑的cmc主要由親水基的種類決定，如聚氧乙烯鏈增長,cmc變大。

反離子的影響：無機鹽類強電解質的加入會使表面活性劑cmc值降低。lg(cmc)=a-blgci

cmc值的大小主要決定于表面活性劑的分子結構和在水中的強電解質的濃度，與強電解質的種類和非電解質無關。醇類的影響：醇類物質的加入會使表面活性劑cmc值降低影響表面活性劑cmc值的因素離子型表面活性劑的cm表面活性劑溶于水后的結構表面活性劑溶于水后的結構二、表面活性劑的親水親油平衡值作為一種乳化劑，表面活性劑必須滿足：

a在所應用的體系中具有良好的表面活性，產生低的界面張力。這就表明，此種表面活性劑有趨集于界面的傾向，而不易留存于界面兩邊的體相中。因而，要求表面活性劑的親水、親油部分有恰當的(平衡)比例。在任一體相中有過大的溶解性，則不利于產生低界面張力(即不易吸附)。

b在界面上形成相當結實的吸附膜。根據分子結構的要求，希望界面上的吸附分子間有較大的側向引力，這也和表面活性劑分子的親水、親油部分的大小、比例有關。

1949年，W.C.Gimn首次正式提出HLB的概念，認為它是分子中親水基和親油基這兩個相反親性基的大小和力量的平衡，并給每個表面活性劑一個數值，以表示分子內部平衡后整個分子的綜合傾向是親水的還是親油的。這即是表面活性劑本身的HLB值。二、表面活性劑的親水親油平衡值作為一種乳化劑，表面活性劑必須HLB值表示表面活性劑親水性的大小

HLB值是由表面活性劑的基本結構親水基和親油基相互關系所決定的。

雙親分子中極性基團極性越強，HLB值越大，親水性越強；雙親分子中非極性基團越長，HLB值越小，親水性越弱。

HLB值獲得方法有實驗法和計算法兩種，后者較為方便。HLB值沒有絕對值，它是相對于某個標準所得的值。012040HLB值石蠟油酸油酸鉀十二烷基硫酸鈉HLB值表示表面活性劑親水性的大小HLB值是由表面活性HLB值的計算其中，E代表表面活性劑分子中的環氧乙烷(C2H4O)的質量百分數。J.T.Dowis(也有說是Davies)將HLB作為結構因子的總和來處理，把表面活性劑結構分解為一些基團，每一基團對HLB值均有確定的貢獻。自實驗結果可得出各種基團的HLB數值，稱其為基團的HLB數。一些基團的HLB數列于表2-1中。將基團的HLB數代入下式，即可算出表面活性劑的HLB值。對于一般表面活性劑，其親油基為碳氫鏈，故∑(親油的基團數)可寫為0.475m(m為親油基的碳原子數)。對于只有-(C2H4O)-為親水基的非離子表面活性劑，則可用下式計算：

陰、陽離子型表面活性劑的HLB值在1～40之間，而非離子型表面活性劑的HLB值在1～20之間。HLB值的計算其中，E代表表面活性劑分子中的環氧乙烷(C2H一些基團的HLB數一些基團的HLB數一些商品表面活性劑的HLB值一些商品表面活性劑的HLB值三、表面活性劑的性質1.表面活性劑的潤濕性潤濕作用可看作是表面活性劑的一種界面定向作用,是將一種流體從基質表面把另一種流體取代掉的過程。液體中加入表面活性劑，主要起兩方面作用：(1).在固體表面發生吸附，改變固體表面性質；(2).提高液體潤濕能力。潤濕過程可分為三類：A.θ≤180°時，沾濕潤濕；B.θ≤90°時，浸入潤濕；C.θ=0°時，鋪展潤濕。液滴與固體表面的接觸角θ三、表面活性劑的性質1.表面活性劑的潤濕性接觸角示意圖接觸角示意圖表面活性劑在洗滌過程中的溶解效應表面活性劑在洗滌過程中的溶解效應2.表面活性劑的起泡性和消泡性泡沫是不溶性氣體分散于液體或熔融固體中形成的分散體系。表面活性劑加入液(固)體系后能存在與于氣-液(氣-固)界面.并形成一層彈性膜,膜的彈性是產生泡沫的必要條件.使起泡性增加的因素:a.疏水基帶支鏈;b.親水基團移向分子的中段.泡沫抑制劑----能加速達到表面張力平衡、并降低層間彈性膜彈性的有機物質；泡沫穩定劑----能減慢達到表面張力平衡、并降低表面活性劑cmc的有機物質。2.表面活性劑的起泡性和消泡性泡沫是不溶性氣體分散于液體或泡沫生成的模式氣泡A--溶液中的氣泡氣泡B--水溶液表面的氣泡氣泡C--離開液面的氣泡兩個氣泡之間由于向外的疏水基之間存在引力而使兩氣泡集合而成泡沫。ABC泡沫生成的模式氣泡A--溶液中的氣泡兩個氣泡之間由于向消泡劑消泡劑大多為溶解度較小的高級醇，它們將泡沫中的起泡劑分子替代出來，使氣泡強度下降，穩定性被破壞。一般地說，當表面張力低，膜的強度高時，不論是穩定泡沫還是不穩定泡沫，起泡力都較好。溶液的黏度對泡沫穩定在兩方面起作用：一方面是增加泡沫液膜的強度；另一方面表面黏度大，膜液體不易流動排出，延緩了液膜破裂，而增強了泡沫的穩定性。

某些物質(包括表面活性劑)的內聚力很低,擴散速度又快，能使局部區域的表面張力降到很低的程度，導致這些區域受到周圍較高表面張力部位的作用，使泡沫液膜迅速變薄，直至達到破裂點而發生破裂。同時還能促使液體從泡沫中流失而縮短泡沫的壽命。這類物質被稱為消泡劑消泡劑消泡劑大多為溶解度較小的高級醇，它們將泡沫中的起泡劑分液膜局部變薄時表面張力的變化如圖2-10所示，當泡沫的液膜受到沖擊時會發生局部變薄現象，變薄處的液膜表面積增大，表面吸附的分子密度減小，從而使局部表面張力增加，即γ2>γ1。于是(1)處表面分子向(2)處遷移，使(2)處的表面分子密度增加，表面張力γ2又降至γ1，吸附于泡沫液膜上的表面活性劑分子對液膜起著表面“修復”的作用，使泡沫不易破壞，而具有良好的穩定性。液膜局部變薄時表面張力的變化如圖2-10所示，當泡沫表面活性劑的起泡力

表面活性劑的種類是決定起泡力的主要因素，其它如溫度、水的硬度、添加劑和溶液的pH值等也對起泡力有很大的影響。

常用的起泡劑有脂肪酸鹽、烷基硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鹽以及少數陽離子和非離子表面活性劑。

陰離子表面活性劑的起泡力一般都比較大。其中肥皂是一類起泡力強的表面活性劑，它的起泡力和生成泡的穩定性與親油基碳鏈的長度有關。

聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑的起泡力隨環氧乙烷加成數的不同而異。環氧乙烷加成數較小時，溶解性差，起泡力小。隨著環氧乙烷加成數的增加，起泡力逐漸增加。

表面活性劑的起泡力表面活性劑的種類是決定起泡力的表面活性劑的消泡和抑泡作用消泡劑是指能夠破除已經存在的泡沫的物質。抑泡劑是指能夠阻止泡沫的產生的物質。無論是消泡劑或是抑泡劑，都是易于在溶液表面鋪展的液體。當消泡劑吸附、鋪展于液膜上時，液膜的局部表面張力便降低，同時帶走液膜下層鄰近液體，導致液膜變薄，泡沫破裂。消泡劑在溶液表面上鋪展得越快，則液膜變得越薄，消泡作用也就越強。一般要求具有消泡能力的液體具有足夠低的表面張力，以便它們能夠在已有的或將要有的泡膜上自動鋪展。表面活性劑的消泡和抑泡作用消泡劑是指能夠破除已經存在的泡沫的消泡劑的種類實際應用的消泡劑種類很多，常用的有醇類、有機硅類、有機極性化合物等。

醇類消泡劑常為有分支結構的醇。如二乙基己醇、異辛醇、異戊醇、二異丁基甲醇等，它們常用于制糖、造紙、印染工業中。

有機硅類(主要是烷基硅油)消泡劑具有良好的消泡能力和抑泡能力，其表面張力很低，容易吸附于表面，在液面上易鋪展且形成的表面膜強度不高。硅油不僅用于水溶液體系，對于非水體系也有效。而且用量較少。這類消泡劑廣泛用于纖維、涂料、發酵等各工業部門，但其價格較高。消泡劑的種類實際應用的消泡劑種類很多，常用的有醇類、泡沫的重要工業應用----浮選首先是采用能產生大量氣泡的表面活性劑——起泡劑。當在水中通入空氣或由于水的攪動引起空氣進入水中時，表面活性劑的疏水端在氣－液界面向氣泡的空氣一方定向，親水端仍在溶液內，形成了氣泡；另一種起捕集作用的表面活性劑(一般都是陽離子表面活性劑，也包括脂肪胺)吸附在固體礦粉的表面。這種吸附隨礦物性質的不同而有一定的選擇性。基本原理--利用晶體表面的晶格缺陷，其向外的疏水端部分地插入氣泡內，這樣在浮選過程中氣泡就可能把指定的礦粉帶走，達到選礦的目的。(見圖2-11)泡沫的重要工業應用----浮選首先是采用能產生大量氣泡的表面3.表面活性劑的乳化作用乳化作用是表面活性劑應用最為廣泛的性質之一分散作用：一種固體微粒均勻的分散于另一種液體中的現象。乳化作用：使非水溶性物質在水中呈均勻乳化或分散狀態的現象。乳化劑：能使一種液體(如油)分散在水中或另一種液體中的物質。分散劑：能使一種固體微粒分散在另一種液體中的物質。有關乳化作用的幾個概念3.表面活性劑的乳化作用乳化作用是表面活性劑應用最為廣泛的乳狀液的類型水包油型乳狀液(O/W)：少量油分散在大量水中，連續相：水分散相：油2.油包水型乳狀液(W/O)：少量水分散在大量油中，連續相：油分散相：水在沒有乳化劑存在時，一般是體積大的一相容易形成連續相。有乳化劑存在時，親水強的乳化劑易形成O/W型，親油性強的易形成W/O型乳液。

乳狀液的類型水包油型乳狀液(O/W)：少量油分散在大量水中，強烈振蕩油水水包油型(O/W)親水性SAF油包水型(W/O)親油性SAF乳狀液的類型強烈振蕩油水水包油型(O/W)親水性SAF油包水型(W/O)有助于乳化液穩定的措施除了選擇乳化能力比較強的表面活性劑和確定最合適的乳化體系配比外，下列措施也有助于促進乳液穩定：減小不連續相液滴離子的直徑；縮小兩相的密度差；提高連續相的粘度；降低兩液相間的界面張力；多種表面活性劑復配使用；調節pH，使得液滴表面上帶有更多的電荷；添加一些有效的乳化穩定劑；盡量避免溫度的變化、振動、摩擦、蒸發、濃縮或稀釋等情況的發生。常用的乳化穩定劑有天然植物膠、淀粉、蛋白質以及合成的高聚物（如PVA、CMC等），還有膠狀硅酸等。有助于乳化液穩定的措施除了選擇乳化能力比較強的表乳狀液類型的鑒別根據“油”、“水”的不同性質對乳狀液進行鑒別稀釋法：

水包油型乳狀液能與水混溶；油包水型乳狀液能與油混溶。電導法：

利用水和油的電導率相差很大的原理。水包油型乳狀液電導率大，可使電路中串聯的氖燈發光。另外，還有濾紙濡濕法和光折射法。乳狀液類型的鑒別根據“油”、“水”的不同性質對乳狀液進行鑒別乳化液氣液分離器破乳劑氣體加熱器沉液罐水水電場油罐電化學脫水工藝定義：消除乳狀液的穩定化條件，使乳狀液發生破壞.方法：機械法、物理法和化學法。

機械法破乳----高速離心旋轉、振動、摩擦

物理法破乳----急冷或急熱、蒸發濃縮、稀釋

化學法破乳----調整體系的pH、加破乳劑。破乳例如:蒸汽機冷凝水的o／w型乳狀液的破壞以除去油為破乳；原油的w／o型乳狀液的破壞以除去水為破乳。乳化液氣液分離器破乳劑氣體加熱器沉液罐水水電場油罐電化學脫4.表面活性劑對固液分散體的作用在許多生產工藝中，常常需要將固體微粒均勻地分散在液體介質之中，如涂料、藥物、染料、顏料等表面活性劑對固液分散體的作用一般有三個階段：固體微粒的潤濕粒子的分散或碎裂阻止固體微粒重新聚集4.表面活性劑對固液分散體的作用在許多生產工藝中，常常需要5.表面活性劑的增溶作用在臨界膠束濃度以上的表面活性劑溶液中加入少量不溶于水的有機物質時，可得到透明水溶液，這種現象稱為增溶。（1）增溶現象（2）原因不溶于水的有機物質進入膠束內部，呈現熱力學上各向同性溶液的緣故。（3）增溶量在一定濃度表面活性劑溶液中，所溶解的被增溶物質的飽和濃度稱為增溶量。隨著濃度的增加，增溶量一般呈線性增大，而且斜率越大，增溶能力越強。5.表面活性劑的增溶作用在臨界膠束濃度以上的表面離子型表面活性劑的克拉夫特點

在溫度較低時，離子型表面活性劑的溶解度一般很小；隨著溫度的升高，溶解度逐漸增加；在達到某一溫度后，溶解度突然增大，溶解度突然增大的溫度稱為克拉夫特點(KrafftPoint)。

離子型表面活性劑在水中的溶解度隨溫度的變化，類似于其物理化學性質隨濃度的變化情況。離子型表面活性劑的克拉夫特點在溫度較低時，離子型表克拉夫特點的起因

離子型表面活性劑在克拉夫特點的溶解度突然增大，是由于形成膠束所致。實際上，在克拉夫特點的溶解度即為cmc。克拉夫特點的起因離子型表面活性劑在克拉夫特非離子表面活性劑的濁點非離子表面活性劑一般在低溫時易與水混溶，升至某一溫度后，溶液變濁，即有表面活性劑析出，此溫度稱為該表面活性劑的濁點(CloudPoint)。非離子表面活性劑，特別是含有聚氧乙烯鏈的非離子表面活性劑，其水溶性的情況正好與離子型表面活性劑的情況相反。濁點可用于衡量非離子表面活性劑的水溶性。非離子表面活性劑的溶解是由于聚氧乙烯鏈中的氧原子與水分子之間形成氫鍵所致，溫度升高時此種氫鍵易被破壞，于是發生析出、變濁現象。非離子表面活性劑的濁點非離子表面活性劑一般在低溫時易與水6.表面活性劑的柔軟性和抗靜電性

當纖維吸附了表面活性劑之后,表面活性劑的疏水基團朝向纖維表面的外側,在纖維之間形成一層潤滑劑膜,降低了纖維的靜摩擦系數,使纖維的平滑柔軟性增加。具有比較大的疏水基團和比較強的親水基團的表面活性劑在纖維界面吸附時,疏水基朝向纖維,親水基朝向空氣,使纖維的離子導電性能和吸濕導電性能增加,使纖維的表面電阻降低,防止了纖維表面靜電的積累.6.表面活性劑的柔軟性和抗靜電性當纖維吸附了表面活對纖維的柔軟作用對纖維的柔軟作用第三節表面活性劑的復配原理表面活性劑在結晶或溶液中相互間的作用對研究表面活性劑的結構與性能的關系具有重要的意義，在配制精細化學品的工藝上具有實用價值。第三節表面活性劑的復配原理表面活性劑在結晶或溶液一、無機電解質與表面