第四章-表面活性剂溶液体相性质.ppt

第四章 表面活性剂溶液体相性质 C12H25SO4Na水溶液的所有物理化学性质随浓度变化曲线都在一很窄的浓度范围内存在一转折点。 4.2表面活性剂在溶液中的胶团化作用 4.2.1胶团形成的机理 1.能量因素 2.熵驱动机理 4.3 胶团的结构与形状和大小 4.3.1胶团的结构 1.离子型表面活性剂胶团的结构 离子型表面活性剂胶团 的外层包括： 由表面活性离子的带电 基、电性结合的反离子和 水化水组成的固定层， 由反离子在溶剂中 扩散分布形成的扩散层。 1)胶团的内核 2）胶团的外壳  胶团的外壳是指胶团与单体水溶液之间的一层区域。 外壳由胶团双电层的最内层stern层(或固定吸附层)组成约0.2nm～0.3nm组成； 胶团外壳中不仅有表面活性剂的离子头及固定的一部分反离子，而且由于离子的水化，还包括水化层，胶团的外壳并非一个光滑的面，而是一个“粗糙”不平的面。 3）扩散双电层 离子型表面活性剂胶团为保持其电中性，在胶团外壳的外部还存在一层由反离子组成的扩散双电层。 扩散双电层的厚度随溶液中离子强度的增加而减少。 2.非离子型表面活性剂胶团结构 非离子表面活性剂胶团 1)胶团内核由碳氢链组成类似液态烃的内核。 2)胶团的外壳由柔顺的聚氧乙烯链及与醚键原子相结合的水构成，无双电层结构。 4.3.2胶团的大小和形状 1）表面活性剂结构的影响 其亲油基团碳原子数增加时，水介质中的胶团聚集数就相应增加，特别是非离子表面活性剂，亲油性增加的趋势更大。 对于非离子表面活性剂的聚氧乙烯亲水链长的变化也会影响聚集数n的变化。 2）无机盐的影响 加入无机盐会使离子型表面活性剂胶团聚集数上升。 加入无机盐对非离子型表面活性剂胶团聚集数影响不大。 4）温度的影响 温度升高对离子型表面活性剂胶团聚集数影响不大，往往使之略为降低。 对于非离子型表面活性剂，温度升高总使胶团聚集数明显增加，特别是接近表面活性剂溶液的浊点时。 2.胶团的形状 1).McBain小胶团 在浓度小于cmc时，表面活性剂分子或离子就已可能缔合成小胶团。 2)Hartly的球型胶团  cmc-10cmc时，而且没有其他添加剂及加溶物的溶液中胶团大多呈球状，其聚集数n为30～40。 3)Debye的棒状胶团  当表面活性剂在溶液中的浓度为10倍于cmc或更高的浓溶液中，胶团一般呈棒状。 特点： 这种模型使大量的表面活性剂的碳氢链与水接触面积减小，有更高的热力学稳定性。 表面活性剂的亲水基构成棒状胶团的外壳，而疏水的碳氢链构成内核。 在有些表面活性剂溶液中这种棒状胶团还具有一定程度的柔顺性，就象蚯蚓一样地运动。 水溶液中若有无机盐存在，即使表面活性剂的浓度不大，胶团的形状也常是棒状的而非球状。 4)棒状胶团的六角束 随着表面活性浓度继续增加，棒状胶团还可以聚集成束，形成棒状胶团的六角束。 5)双分子层（层状）胶团 当表面活性剂的浓度更大时就会形成巨大的双分子层状胶团。 4.5囊泡 磷脂所形成的椭球形、球形、单室或多室的封闭双层结构 形成囊泡对表面活性剂的要求 表面活性剂:有双碳氢链和较大亲水基（如卵磷脂、脑磷脂）的物质，合成的双烷基表面活性剂，混合正离子表面活性剂、负离子表面活性剂可以自发形成囊泡。 4.5.1囊泡的性质 1.囊泡的稳定性 囊泡是不均匀的平衡体系，它具有暂时的稳定性，有的可以稳定几周甚至几个月。 分子进出囊泡需要较长的时间，长达数小时、数日、甚至数周。 2.囊泡的包容性 囊泡的特殊结构使它能够包容多种溶质。它可以按照溶质的极性把它们包容在不同部位。 对亲水溶质，一般是较大的亲水溶质包容在它的中心部位，小的亲水溶质包容在它中心部位以及极性基层之间的区域，也就是它的各个“水室”之中。 对于疏水物质，一般包容在各个两亲分子双层的碳氢基夹层之中。 由于不同物质在囊泡中包容位置不同，它对囊泡结构的影响不同。 胆固醇之类的两亲分子化合物与囊泡的两亲分子形成混合分子膜，从而改进囊泡的单分散性。 非极性的碳氢化合物加溶到囊泡的疏水部分，会显著改变两亲分子定向排列时疏水部分和亲水部分的相对大小，从而改变临界参数排列导致聚集体形态发生变化。 4.5.2囊泡的应用 1.药物载体 2.微反应环境 3.生物膜 4.7临界胶束浓度性质特点 在表面活性剂水溶液中，表面活性剂的单个分子或离子开始聚集，缔合成胶团的浓度，称为临界胶束浓度。 cmc愈小，表面活性愈高； cmc愈低，改变界面状态起到润湿、乳化、加溶、起泡、洗涤等作用所需的表面活性剂浓度