三、表面活性剂的特性
(一)形成胶团
表面活性剂溶于水中,当其浓度较低时呈单分子分散或被吸附在溶液的表面上,而降低表面张力。当表面活性剂的浓度增加至溶液表面已经饱和而不能再吸附时,表面活性剂的分子即开始转入溶液的内部,由于表面活性剂分子的疏水部分与水的亲和力较小,而疏水部分之间的吸引力较大,所以当浓度较大时,许多表面活性剂分子(一般50~150个)的疏水部分便相互吸引,缔合在一起,形成了缔合体,这种缔合体称为胶团或胶束(micelle),胶团有各种形状,如球形、板层状和肠状等。如图2—3所示。
开始形成胶团时表面活性剂的浓度,称为临界胶团浓度(critical micelle concent- ration,CMC)。胶团的大小比分子大得多,其范围与胶体分散体系相当,所以形成胶团的溶液也称为胶团胶体或缔合胶体。胶团胶体处于热力学稳定体系,是较稳定的溶液,溶液基本澄明,有时带有乳光。
含有表面活性剂的溶液,在胶团形成后以CMC为界限,溶液的物理化学性质便发生了突然的变化(图2—4所示),如表面张力降低、增溶作用增强、起泡性能及去污能力增大、出现了丁铎尔效应,渗透压、粘度增大等。
(二)亲水亲油平衡值(HLB值)
表面活性剂分子的亲水基团和亲油基团的适当平衡;对选择表面活性剂是十分重要的。表面活性剂亲水亲油性的强弱是以亲水亲油平衡值(hydxophile—lipophilebalancevalue)来表示的,简称为HLB值。表面活性剂的HLB值越高,其亲水性愈强。HLB值越低,其亲油性越强。例如司盘类是亲油的,具有
较低的HLB值(1.8~8.6),吐温类是亲水的,则具有较高的HLB值(9.6~16.7)。图2—5所示是某一用途最适合的HLB值范围,但也不是绝对的。HLB值是由Griffin于1949年提出的,通过大量实验,他把完全没有亲水基的石蜡的HLB值定为o,而把亲水性很强的聚 乙二醇HLB值定为20,所以非离子型表面活性剂的HLB值介于0~20之间。但随着新型表面活性剂的不断问世,已有亲水性更强的品种应用于实践,如月桂醇硫酸钠HLB值为40。
表面活性剂的HLB值是通过实验求得的。一些表面活性剂的HLB值见表2—3。
在实际工作中,通常需要将两种或两种以上表面活性剂合并应用,混合后的HLB值,一般可由下式计算:
式中HLBA、HLBB分别代表A、B两种表面活性剂的HLB值;HLBA、B为混合表面活性剂的 HLB值;WA、WB分别为A、B表面活性剂的量(如重量、比例量等)。
(三)昙点
表面活性剂的溶解度通常随温度的升高而增大,但某些含聚氧乙烯基的非离子型表面活性剂的溶解度,开始随温度的升高而增大,但到达某一温度后,其溶解度急剧下降,使溶液变为混浊,甚至产生分层,但冷后又可恢复澄明,这种由澄明变为混浊的现象称为“起昙”又称“起浊”。
表现活性剂不同,其昙点也不同,昙点多在30~100℃之间。溶液中加入盐类或碱性物质等,可使昙点降低。
含有能起昙的表面活性剂(增溶剂或乳化剂等)的制剂,在温度达到昙点时,由于表面活性剂的析出,使增溶和乳化作用降低,致使被增溶的物质析出或乳剂破坏,这种现象有些在降低温度后可能恢复原状,但有些则难以恢复,如乳剂,由于温度升高,使所用表面活性剂析出而使乳剂破坏后,由于油滴增大,即使温度下降油滴也不能自动地恢复到原来的大小,因此,如何对含这类表面活性剂的制剂加热灭菌便成为其物理稳定性的重要问题之一。
(四)表面活性剂的毒性
表面活性剂的毒性,一般是阳离子型>阴离子型>非离子型。
表面活性剂静脉给药比口服给药有更大的毒性,但口服与静脉注射给药之间的毒性没有相关性。
阳离子和阴离子表面活性剂,不但毒性大,而且还有较强的溶血作用。吐温类的溶血作用通常比其他含聚氧乙烯基的表面活性剂小,其溶血作用的顺序是:吐温20>吐温60>吐温40>吐温80。
外用时,对表面活性剂毒性方面的要求可以降低些,但就其对皮肤和粘膜的刺激性而言,仍以非离子型表面活性剂最小。
(五)表面活性剂的配伍
阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂具有相反的电荷,配伍在一起时,可发生反应而形成沉淀。阴离子表面活性剂与许多带正电荷的药物如:生物碱、局部麻醉剂、许多拟交感神经药等发生反应,而使效价或生物利用度降低。
离子型表面活性剂与蛋白质之间能发生反应,蛋白质在酸性或碱性介质中,可发生解离而分别带有正电荷或负电荷,可与离子型表面活性剂发生反应;使蛋白质变性而失去活