乳状液的制备和性质剖析课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,乳状液的性质与制备,一、乳状液性质,乳状液：由两种或几种互不相溶或部分相,溶,的液体所形成的多相（非均相）分散体系,组成：分散相（内相，不连续相）与分散介质（外相，连续相）,乳状液是多相分散系统，具有很大的液,-,液界面，因而有高的界面能，是热力学不稳定系统，其中的液珠有自发合并的倾向如果液珠相互合并的速率很慢，则认为乳状液具有一定的相对稳定性,乳状液的类型,O/W型：水包油型，微小油滴分散在水中,W/O型：油包水型，微小水滴分散在油中,乳状液的鉴别方法,稀释法：取少量乳状液加入水中或油中，若乳状液能在水中稀释即为,O/W,型；在油中稀释则为,W/O,型,导电法：未加离子乳化剂，,O/W,型导电性比,W/O,型强,染色法：在乳状液中加入少许油溶性或水溶性的染料，在显微镜下观察是内相还是外相被染色,染色法示意图(以亚甲蓝为例),染色法微观示意图(以苏丹为例,）,两种互不相溶的液体(如苯和水)，在有乳化剂存在的条件下一起振荡时，一个液相会被粉碎成液滴分散在另一液相中形成稳定的乳状液,为了形成稳定的乳状液所必须加入的第三组分通常称为乳化剂，其作用在于不使有机质分散所得的液滴相互聚结，乳化剂的这种作用称为乳化作用,二、乳状液的制备,常用乳化剂,(i)表面活性剂,(ii)一些天然物质（蛋白质、树胶、皂素、磷脂等）,(iii)粉末状固体,乳化剂的选择,一、亲水亲油平衡,(HLB),值,HLB,值是衡量表面活性剂在溶液中的性质的一个定量指标.,HLB,值越低,表面活性剂的亲油性越强，适宜做,W/O,型乳化剂;,HLB,值越高,表面活性剂的亲水性越强,适合做,O/W,型乳化剂,二、相转变温度（,PIT,）,许多非离子性表面活性剂稳定的水包油型乳状液在某一临界温度（,PIT,）下会发生相转变,越接近于,PIT,时，液滴越不稳定而趋向于聚结,当体系的,PIT,比储存温度高出,2065,度时，可以得到相对稳定的水包油型乳状液,在,PIT,温度下制备的乳状液待快速冷却后可制得稳定的乳状液,乳状液的最佳稳定性对,HLB,值或乳化剂的,PIT,值的变化相对不敏感，但不稳定性则随体系的,PIT,的变化比较敏感,乳化剂主要作用,降低界面张力,形成定向楔的界面,形成扩散双电层,界面膜的稳定作用,固体粉末的稳定作用,乳化液中存在大面积的液液界面,.,加入少量表面活性剂在两相界面产生正吸附,能显著降低的液液界面的界面张力,使系统的表面吉布斯函数降低,稳定性增加,.,乳化剂膜称为界面相,(F),它与其两边的油和水的界面张力分别以,F-O,及,F-W,表示,界面总是朝着界面张力大的一方弯曲以使该界面面积较小,.,若,F-O,F-W,则形成,O/W,型乳化剂,一价碱金属皂类易溶于水难溶于油,属于此类,;,若,F-W,F-O,则形成,W/O,型乳化剂,高价金属皂类易溶于油难溶于水,属于此类,.,(1)降低界面张力,乳化剂的亲水端和憎水端的截面积常大小不等,.,它吸附在油,-,水界面上时,常呈现,“,大头,”,朝外,“,小头,”,朝里的构型,使分散相液滴的面积最小,界面吉布斯函数最低,且界面膜更牢固,.,若亲水基是,“,大头,”,则亲水基朝外形成水包油型乳化液,如,K,Na,等碱金属皂类,.,但一价的银肥皂例外,.,若憎水基是,“,大头,”,则憎水基朝外形成油包水型乳化液,如,Ca,Mg,Zn,等两价金属皂类,.,“,大头,”,朝外形成两种类型的乳状液,(2),形成定向楔的界面,(3),形成扩散双电层,离子型乳化剂对乳状液稳定性的影响主要表现在分散液滴的表面电位上，双电层厚度越大，表面电位越高，则液滴间防止絮凝的排斥越有效，乳状液越稳定。

因此，在这种乳状液体系中加入与离子型乳化剂电荷相同的离子，可加大双电层扩散层的厚度，而增加乳状液的稳定性4),界面膜的稳定作用,乳化过程也是分散相液滴表面的成膜过程,界面膜机械强度越大、粘度越高，液滴相互碰撞时，膜被破坏的可能性越小,(5)固体粉末的稳定作用,(,左,),90,颗粒不能被水润湿而更多地进入油中，易生成,W/O,型,(,中,),=90,颗粒的亲水亲油性均等,(,右,),90,颗粒能被水润湿而更多地进入水中，易生成,O/W,型,根据空间效应,为使固体微粒在分散相的周围排列成紧密的固体膜,固体粒子的大部分应当处在分散介质中,这样粒子在油,-,水界面上的不同润湿情况就会产生不同类型的乳状液,.,当粒子能被水润湿时,粒子大部分处于水中,形成水包油型乳状液,如粘土,、Al,2,O,3,等固体微粒,当粒子易被油润湿时,粒子大部分处于油中,形成油包水型乳状液,如炭黑,石墨粉等,固体颗粒的尺寸应远小于分散相的尺寸,.,固体表面愈粗糙,形状愈不对称,愈易于形成牢固的固体膜,使乳状液愈稳定,.,操作条件对乳状液制备的影响,(1),搅拌强度越高,乳状液液滴平均粒径越小,因而表观粘度越大,(2),随搅拌时间的延长,乳状液表观粘度不断上升,但上升幅度越来越小,最后趋于平衡,(3),搅拌初期搅拌强度的影响大,随时间的推移,不同搅拌强度的乳状液的表观粘度的差别增强,达到最大值后开始减小,最终趋于同一平衡值,(4),制备温度越高,所得乳状液的液滴越大,表观粘度越小,三,、,乳状液的稳定性及测定,乳状液的稳定性,乳状液是一种高度分散不稳定体系，存在着很大的界面和界面能，它总倾向于向界面能减小的方向变化,乳状液稳定性的测定方法,温度耐受性实验,离心分离加速试验,储存试验,Zeta,电位判断,不稳定的表现形式,分层,絮凝,聚结,破乳,转相,分层,由于分散相和分散介质的密度一般不等，因而在重力作用下液珠将上浮或下沉，结果使乳状液分层,一般情况下，分层过程中液滴大小和分布不改变，只是建立平衡的液滴浓度梯度，由于重力作用引起的分层，其沉降速度与内外相密度差、外相的粘度、液滴大小等因素有关,分层作用的起因是外力场的作用，外力场除了重力外还可能包括静电力和离心力,絮凝,乳状液中分散相的液滴相互接触靠拢聚集成团的过程。

引起絮凝的作用力是液滴间的吸引力，这种作用力往往较弱，因此絮凝过程可能是可逆的，搅动可使絮凝物重新分散,对于一个给定的体系，存在一个临界液滴浓度，低于该浓度时，乳状液对于絮凝作用是稳定的，反之才倾向于絮凝,聚结,絮凝物的液滴发生合并，原来的小液滴的液膜被破坏，形成体积较大而界面积较小的液滴的过程，是一个不可逆过程絮凝是聚结的前奏，聚结则是乳状液被破坏的直接原因，它会导致液滴数目的减少和乳液的完全破坏(油水分离),破乳,乳状液最后变成油水两相分离的过程，中间一般经过絮凝或聚结过程,破乳过程：,分散相的微小液滴首先絮凝成团,但这时仍未完全失去原来各自的独立性,分散相凝聚成更大的液滴,在重力场作用下自动分层,常见破乳方法,1)加入适量破乳剂,2)加入电解质,4)加热,3)用不能生成牢固的保护膜的表面活性物质代替原来的乳化剂,5)电场作用,乳状液无论是工业上还是日常生活都有广泛的应用，有时必须设法破坏天然形成的乳状液，如石油原油和橡胶类植物乳桨的脱水、牛奶中提取奶油、污水中除去油沫等都是破乳过程,转相,转相也叫变型，是指,O/W,型(,W/O,型)乳状液变成,W/O,型(,O/W,型)的现象,转相是乳状液不稳定的一种表现，由非离子型乳化剂稳定的乳状液的稳定性取决于油的类型、乳化剂用量和制备条件(如均质压力)，这种乳状液的稳定性与温度有关，在转相温度(,PIT,)附近乳状液的稳定性大大降低,乳状液转相影响因素,相的添加顺序,乳化剂的性质,相体积比,体系的温度,电解质和其他的添加物,四、微乳状液,微乳状液（microemulsion）是由水、油、表面活性剂和助表面活性剂自发生成的一种热力学稳定的、各向同性的、透明(或半透明)的分散体系，粒径在1100 nm 之间。

微乳由于除了具有乳剂的一般特性之外，还具有粒径小、透明、稳定等特殊优点微乳液前景展望,微乳系统的理论研究和应用开发取得了显著的成就，微乳液作为一种热力学稳定的体系，其所具有的超低界面张力和表面活性剂所具有的乳化、增溶、分散、起泡、润滑和柔软性等性能使其不但在化妆品、农药、三次采油等领域有实际的和潜在的应用价值，而且在其他领域，例如土壤修复、食品化学、分析、造纸、电子、陶瓷、机械工业等领域也有着广阔的应用前景,Thank You！,。