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1、上一内容下一内容回主目录4.1 4.1 乳化作用及乳状液的乳化作用及乳状液的类型型4.2 4.2 影响乳状液影响乳状液类型的因素型的因素4.3 4.3 乳状液的乳状液的稳定性定性4.4 4.4 乳化乳化剂的的选择4.5 4.5 乳状液的制乳状液的制备4.6 4.6 乳状液的乳状液的转型与破坏型与破坏4.7 4.7 乳状液的乳状液的应用用4.8 4.8 微乳状液微乳状液第四章第四章 乳状液与微乳状液乳状液与微乳状液2022/5/19上一内容下一内容回主目录一、乳化作用一、乳化作用4.1 乳化作用及乳状液的乳化作用及乳状液的类型型 乳化作用是在一定条件下使不相乳化作用是在一定条件下使不相混溶的两种
2、液体形成有一定混溶的两种液体形成有一定稳定性的定性的液液分散体系的作用。液液分散体系的作用。2022/5/19上一内容下一内容回主目录二、乳状液的二、乳状液的类型型 乳状液是一种液体以直径大乳状液是一种液体以直径大 于于100nm的的细小液滴小液滴(分散相分散相)在另在另 一种互不相溶的一种互不相溶的液体液体(分散介分散介质)中中 所形成的粗粒分散系。所形成的粗粒分散系。 仅仅两种不相容的两种不相容的纯液体（如油和水）液体（如油和水）并不能形成乳状液，它并不能形成乳状液，它们必必须在乳化在乳化剂（如肥皂）的作用下才能（如肥皂）的作用下才能稳定。定。 如牛奶，含水石油，乳化如牛奶，含水石油，乳化
3、农药等。等。2022/5/19上一内容下一内容回主目录 乳状液乳状液 可分可分为两大两大类型型水包油，水包油，O/W，油分散在水中油分散在水中油包水，油包水，W/O，水分散在油中水分散在油中乳状液的乳状液的类型型O/W (水包油型水包油型)W/O (油包水型油包水型)2022/5/19上一内容下一内容回主目录 在适当的乳化在适当的乳化剂条件下，可形成条件下，可形成O/W (水包油型水包油型)或或W/O (油包水型油包水型)乳状液。乳状液。乳状液的乳状液的类型型O/W型型: 牛奶、牛奶、鱼肝油乳肝油乳剂、农药乳乳剂等；等；W/O型型: 油油剂青霉素注射液、原油等。青霉素注射液、原油等。2022/
4、5/19上一内容下一内容回主目录 W/O型和型和O/W型两型两类乳状液通常可用以下乳状液通常可用以下几种方法几种方法鉴别：1稀稀释法法 水加到水加到O/W乳状液中，乳状液被稀乳状液中，乳状液被稀释；若水加到；若水加到W/O型乳状液中，乳状液型乳状液中，乳状液变稠甚至被破坏。稠甚至被破坏。如牛奶能被水稀如牛奶能被水稀释所以它是所以它是O/W型乳状液。型乳状液。2022/5/19上一内容下一内容回主目录2染色法染色法 将极微量的油溶性染料加到乳状液中，将极微量的油溶性染料加到乳状液中，若整个乳状液若整个乳状液带有染料有染料颜色的是色的是W/O型乳状型乳状液，如果只有液滴液，如果只有液滴带色的是色的
5、是O/W型乳状液。型乳状液。若用水溶性染料其若用水溶性染料其结果恰好相反。果恰好相反。染色法微染色法微观示意示意图(以以苏丹丹为例）例）2022/5/19上一内容下一内容回主目录乳状液类型检验水包油乳状液加入水溶性染料如亚甲基蓝，说明水是连续相。加入油溶性的染料红色苏丹，说明油是不连续相。2022/5/19上一内容下一内容回主目录3电导法法 通常通常O/W型乳状液有型乳状液有较好的好的导电性性能，而能，而W/O型乳状液的型乳状液的导电性能却很差。性能却很差。（但若乳状液中有离子型乳化（但若乳状液中有离子型乳化剂，也有，也有较好好导电性）。性）。4滤纸润湿法湿法 由于由于滤纸容易被水所容易被水所
6、润湿，将湿，将O/W型型乳状液滴在乳状液滴在滤纸上后会立即上后会立即辅展开来，而展开来，而在中心留下一滴油；如果不能立即在中心留下一滴油；如果不能立即辅展开展开来，来，则为W/O，对于易在于易在滤纸上上铺展的油展的油如苯、如苯、环己己烷等，不宜采用此法等，不宜采用此法鉴别。2022/5/19上一内容下一内容回主目录三、乳状液的物理性质一、黏度性一、黏度性质 乳乳状状液液的的黏黏度度取取决决于于组成成、浓度度、内内相相与与外外相相的的黏度以及乳化黏度以及乳化剂的性的性质。二二电性性质 乳状液的乳状液的电导取决于分散介取决于分散介质即外相的即外相的电导，因此因此O/WO/W型乳状液的型乳状液的电导
7、明明显高于高于W/OW/O乳状液的乳状液的电导三、光学性三、光学性质 乳状液属于粗分散体系，由于分散相的尺寸乳状液属于粗分散体系，由于分散相的尺寸处于胶体粒子大小上限以上，通常于胶体粒子大小上限以上，通常为0.10.110m10m或更或更大，而可大，而可见光波波光波波长介于介于0.40.40.8 0.8 mm之之间，因此，因此有有较强的光反射行的光反射行为，故一般的乳状液是不透明的，故一般的乳状液是不透明的乳白色液体。乳白色液体。 2022/5/19上一内容下一内容回主目录4.2 影响乳状液影响乳状液类型的因素型的因素一、相体一、相体积 乳状液的分散相被称乳状液的分散相被称为内相，分散介内相，
8、分散介质被称被称为外相。外相。 在在1910年，年，Ostward根据立体几何的根据立体几何的观点提出点提出“相体相体积理理论”，他指出：如果分散，他指出：如果分散相均相均为大小一致的，根据液珠不大小一致的，根据液珠不变型的球型型的球型立体几何立体几何计算，任何大小的球形最算，任何大小的球形最紧密堆密堆积的液珠体的液珠体积只能占只能占总体体积的的74.02%。2022/5/19上一内容下一内容回主目录 若分散相相体若分散相相体积大于大于74.02%, 乳状液乳状液就会就会变型。型。相体相体积 如水的体如水的体积占占总体体积的的2674.02%时O/W型、型、W/O型两种乳状液都有形成的可型两种
9、乳状液都有形成的可能性。若小于能性。若小于26%只能形成只能形成W/O型乳状液，型乳状液，若大于若大于74.02%只能形成只能形成O/W型乳状液。此型乳状液。此理理论有一定的有一定的实验基基础。2022/5/19上一内容下一内容回主目录相体相体积 一些乳状液的内相一些乳状液的内相浓度可以超度可以超过0.74很多，却并不很多，却并不发生生变型。型。（a） 不均匀液珠形成的密堆不均匀液珠形成的密堆积乳状液示意乳状液示意图（b） 形成多面体后密堆形成多面体后密堆积乳状液示意乳状液示意图2022/5/19上一内容下一内容回主目录 乳化乳化剂分子的空分子的空间构型（分子中极性基构型（分子中极性基团和非极
10、性基和非极性基团截面截面积之比）之比）对乳状液的乳状液的类型起重要作用。型起重要作用。 将乳化将乳化剂比比喻为两两头大小不等的楔子，大小不等的楔子，若要楔子排列的若要楔子排列的紧密且密且稳定，截面定，截面积小的小的一一头总是指向分散相，截面是指向分散相，截面积大的一大的一头留留在分散介在分散介质中，此即中，此即为楔子理楔子理论。二、乳化二、乳化剂分子构型分子构型例外：一价例外：一价银肥皂，作肥皂，作为乳化乳化剂形成形成W/O型乳状液型乳状液2022/5/19上一内容下一内容回主目录乳化乳化剂分子构型分子构型 一价碱金属皂一价碱金属皂类，形状是：形状是： 亲水端水端为大大头，作作为乳化乳化剂时，
11、容易，容易形成形成O/w型型乳状液乳状液。油油水水 二价碱金属皂二价碱金属皂类，极，极性基性基团为：亲水端水端为小小头，作，作为乳乳化化剂，容易形成，容易形成W/O型型乳状液乳状液油油水2022/5/19上一内容下一内容回主目录 注：定向楔理注：定向楔理论做做为一种假一种假说尚存在不足尚存在不足之之处，其中之一就是一价金属皂的极性，其中之一就是一价金属皂的极性头并不并不一定比非极性尾粗大，因此有一定比非极性尾粗大，因此有许多例外情况。多例外情况。2022/5/19上一内容下一内容回主目录三、乳化三、乳化剂溶解度溶解度 Bancroft提出，油水两相中，提出，油水两相中，对乳化乳化剂溶度大的一相
12、成溶度大的一相成为外相。外相。 例如：碱金属的皂例如：碱金属的皂类是水溶性的，故是水溶性的，故形成形成O/W型乳状液，二价与三价金属皂足型乳状液，二价与三价金属皂足油溶性的，它油溶性的，它们都形成都形成WO型乳状液。型乳状液。2022/5/19上一内容下一内容回主目录乳化乳化剂溶解度溶解度 以固体粉末以固体粉末为乳化乳化剂时，若要使固体微，若要使固体微粒在分散相周粒在分散相周围排列成排列成紧密固体膜，固体粒密固体膜，固体粒子大部分子大部分应当在分散介当在分散介质中。中。容易被水容易被水润湿的固湿的固体，如粘土、体，如粘土、Al2O3，可形成，可形成O/W乳状乳状液。液。油油水水2022/5/1
13、9上一内容下一内容回主目录 容易被油容易被油润湿的炭黑、石墨粉等湿的炭黑、石墨粉等，可作，可作为W/O型乳状液的型乳状液的稳定定剂。水水油油乳化乳化剂溶解度溶解度2022/5/19上一内容下一内容回主目录四、聚四、聚结动力学因素力学因素 1957年年Davies提出了一个关于乳状液提出了一个关于乳状液类型的定量理型的定量理论： 在乳化在乳化剂、油、水一起、油、水一起摇荡时，油相，油相与水相都破裂成液滴，形成与水相都破裂成液滴，形成图(a)与与(b)中中左半左半边所示的情形。所示的情形。2022/5/19上一内容下一内容回主目录（2）如果油滴的聚）如果油滴的聚结速度速度远大于水滴的，大于水滴的，
14、则形成形成W/O型乳状液；如果二者的聚型乳状液；如果二者的聚结速速度相近，度相近，则相体相体积大者构成外相。大者构成外相。聚聚结动力学因素力学因素 乳化乳化剂吸附在液滴的界面上，以后吸附在液滴的界面上，以后发展展成何种乳状液，成何种乳状液，则取决于两取决于两类液滴的聚液滴的聚结速度：速度：（1）如果水滴的聚）如果水滴的聚结速度速度远大于油滴的，大于油滴的，则形成形成O/W型乳状液；型乳状液；2022/5/19上一内容下一内容回主目录4.3 乳状液的乳状液的稳定性定性一、乳状液不一、乳状液不稳定性的表定性的表现2022/5/19上一内容下一内容回主目录 分层在重力场中，无论是否有絮凝作用发生，因
15、分散相与分散介质的密度不同，分散相液滴可以上浮（或下沉），使得分散相液珠不再成均匀分布。 絮凝（聚沉）-在某些条件下分散相粒子间相互聚集，形成聚集体；若聚集体较为紧密，易于与分散介质分离，则为聚沉；若聚集体较为松散，常可经搅动后再分散，称为絮凝。 聚结两个小液滴合并为一个较大液滴的作用，在聚结发生时，乳状液分散相液珠表面的表面活性剂稳定的表面层发生重组，此过程为不可逆过程。乳状液不乳状液不稳定性的表定性的表现2022/5/19上一内容下一内容回主目录二、影响乳状液二、影响乳状液稳定性的主要因素定性的主要因素1.界面界面张力力 乳状液是相界面很大的多相体系，液乳状液是相界面很大的多相体系，液珠有
16、自珠有自发聚聚结，以降低体系，以降低体系总界面能的界面能的倾向。向。显然，可以加入表面活性然，可以加入表面活性剂降低表面降低表面张力，以增力，以增强乳状液的乳状液的稳定性。定性。2022/5/19上一内容下一内容回主目录 为提高界面膜的机械提高界面膜的机械强度有度有时使用混使用混合乳化合乳化剂，不同乳化，不同乳化剂分子分子间相互作用可相互作用可以使界面膜更以使界面膜更坚固，乳状液更固，乳状液更稳定。定。2.界面膜的性界面膜的性质 界面膜的机械界面膜的机械强度是决定乳状液度是决定乳状液稳定性定性的主要因素。大量的主要因素。大量实验事事实说明：明：（1）要有足）要有足够量的乳化量的乳化剂才能有良好的才能有良好的乳化效果乳化效果（2）直）直链结构的乳化构的乳化剂的乳化效果一般的乳化效果一般优于支于支链结构的。构的。2022/5/19上一内容下一内容回主目录3.液滴双液滴双电层的排斥作用的排斥作用 乳状液的液珠上所乳状液的液珠上所带电荷的来源有：荷的来源有：电离、吸附以及液珠与介离、吸附以及液珠与介质之之间的摩擦，的摩擦，其主要来源是液珠表面上吸附了其主要来源是液珠表面上吸附了电离的离的乳化乳
