表面活性剂课件

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1、概述l 表面活性剂涉及应用学科各领域之中,如:化工、表面活性剂涉及应用学科各领域之中,如:化工、纺织、食品、医药卫生、药学中更是应用广泛:纺织、食品、医药卫生、药学中更是应用广泛:制剂辅料、分析试剂、植物成分的萃取等等。目制剂辅料、分析试剂、植物成分的萃取等等。目前已有数千种之多,逐渐发展成为一门新兴的应前已有数千种之多,逐渐发展成为一门新兴的应用学科。用学科。l 表面活性剂结构特征是表面活性剂结构特征是具有亲水性与亲脂性两种具有亲水性与亲脂性两种基团基团,其作用是能显著降低分散系的表面(界面),其作用是能显著降低分散系的表面(界面)张力,因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促张力,因此可用作乳

2、化剂、助悬剂、增溶剂、促吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等,吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等,是药用乳剂、混悬剂、脂质体等的重要辅料。是药用乳剂、混悬剂、脂质体等的重要辅料。表面张力、表面活性剂l 相相:是指体系中物理和化学性质均匀的部分。:是指体系中物理和化学性质均匀的部分。l 界面界面:是指物质的相与相之间的交界面。相是指:是指物质的相与相之间的交界面。相是指体系中物理和化学性质均匀的部分,有固、液、体系中物理和化学性质均匀的部分,有固、液、气三相气三相l 类型:液类型:液/液(如乳剂)、液液(如乳剂)、液/气(如气雾剂)、固气(如气雾剂)、固/气(如散剂)、固气(如散剂)、

3、固/液(如混悬剂)、固液(如混悬剂)、固/固等。固等。l 界面现象界面现象:是指物质在界面上发生的物理化学现:是指物质在界面上发生的物理化学现象。象。l 表面表面:两相中有一相是气体的界面。气:两相中有一相是气体的界面。气/固;气固;气/液。液。l 表面现象表面现象:液:液/气、固气、固/气界面上发生的物理化学现气界面上发生的物理化学现象。象。表面张力 一个玻璃杯灌满水后,一个玻璃杯灌满水后,将硬币顺着杯子的边缘将硬币顺着杯子的边缘放入杯中,你会发现杯放入杯中,你会发现杯中已装入数数枚硬币后,中已装入数数枚硬币后,尽管水面高出杯口,堆尽管水面高出杯口,堆起来很高,呈现向上凸起来很高,呈现向上凸

4、起的形状,但仍不溢出起的形状,但仍不溢出来来。这是因为液体表面这是因为液体表面层存在表面张力,好像层存在表面张力,好像在水的表面上覆盖了一在水的表面上覆盖了一层弹性膜。当把小物体层弹性膜。当把小物体放入水中后,虽然水已放入水中后,虽然水已超出杯口,超出杯口,“堆堆”的很的很高,但仍没有破坏高,但仍没有破坏“弹弹性膜性膜”,因此水也不会,因此水也不会溢出来。溢出来。表面现象的微观成因表面现象的微观成因表面相分子受力不均表面相分子受力不均匀,其分子有被拉入匀,其分子有被拉入液相的趋势。液相的趋势。这种受力不均匀性是这种受力不均匀性是表面现象产生的微观表面现象产生的微观成因。成因。液体的液体的表面积

5、因而有表面积因而有自发收缩的自发收缩的趋势。趋势。这解释了为什么液滴会以这解释了为什么液滴会以球形的形态存在球形的形态存在液相液相气相气相 表面张力的产生,从简单分子引力观点来看,是由于表面张力的产生,从简单分子引力观点来看,是由于液体内部分子与液体表面层分子液体内部分子与液体表面层分子(厚度约厚度约107cm)的处境的处境不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是对不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是对称的,互相抵消,而液体表面层分子所受到的周围相邻分称的,互相抵消,而液体表面层分子所受到的周围相邻分子的作用力是不对称的,其受到垂直于表面向内的吸引力子的作用力是不对称的,其

6、受到垂直于表面向内的吸引力更大,这个力即为表面张力。更大,这个力即为表面张力。l表面张力是指一种使表面分子具有向内运表面张力是指一种使表面分子具有向内运动的趋势,并使表面自动收缩至最小面积动的趋势,并使表面自动收缩至最小面积的力。的力。l通常把沿与表面相切的方向垂直作用于液通常把沿与表面相切的方向垂直作用于液体表面上任一单位长度的表面紧缩力,称体表面上任一单位长度的表面紧缩力,称为为表面张力表面张力。表面张力 F 刚好使皂膜破裂时的力 L 活动金属杆的长度 =F/2L l表面活性剂:是指具有固定的亲水亲油基表面活性剂:是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能团,在溶液的表面能定

7、向排列,并能使表使表面张力显著下降面张力显著下降的物质。(一般)的物质。(一般)l能改变表面润湿性能、乳化、破乳、起泡、能改变表面润湿性能、乳化、破乳、起泡、消泡、分散、絮凝等多方面的物质,也可消泡、分散、絮凝等多方面的物质,也可成为表面活性剂。成为表面活性剂。l凡是加入少量能使其溶液体系的界面状态凡是加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质,为表面活性物质。发生明显变化的物质,为表面活性物质。表面张力和浓度的关系表面活性物质表面活性物质表面活性剂表面活性剂l表面活性剂的结构特征表面活性剂的结构特征l 表面活性剂分子一般由非极性基团和一个表面活性剂分子一般由非极性基团和一个以上的极性

8、基团组成。以上的极性基团组成。亲油基亲油基亲水基亲水基l组成:分子结构具有两亲性组成:分子结构具有两亲性 l非极性烃链:非极性烃链:8个碳原子以上烃链个碳原子以上烃链 l 极性基团:羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺极性基团:羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等。基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等。表面活性剂的类型l表面活性剂分类方法有多种,根据来源可表面活性剂分类方法有多种,根据来源可分为分为天然表面活性剂天然表面活性剂与与合成表面活性剂合成表面活性剂;l根据溶解性质可分为根据溶解性质可分为水溶性水溶性表面活性剂与表面活性剂与油溶性油溶性表面活性剂;表面活性剂;l根据极性

9、基团的解离性质分为根据极性基团的解离性质分为离子型离子型表面表面活性剂与活性剂与非离子型非离子型表面活性剂两大类;表面活性剂两大类;l再根据离子型表面活性剂所带电荷,又分再根据离子型表面活性剂所带电荷,又分为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。阴离子型表面活性剂l 带负电荷,起表面活性作用的是阴离子带负电荷,起表面活性作用的是阴离子肥皂类:为高级脂肪酸盐,为高级脂肪酸盐,通式为(RCOO-)n M n+,良好的,良好的乳化能力,一般用在外用制剂中。乳化能力,一般用在外用制剂中。脂肪酸烃R一般为1117个碳的长链,常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。根据M代表的物质

10、不同,又可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。但易被破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐破坏,电解质亦可使之盐析。硫酸化物 系硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类,通式为系硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类,通式为ROSO3M+。脂肪烃链R在1218个碳之间。有较强的有较强的乳化能力乳化能力,且较稳定,较耐酸和钙、镁盐。粘膜有刺激性,粘膜有刺激性,主要作为外用软膏的乳化剂。主要作为外用软膏的乳化剂。硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油,高级脂肪醇硫酸酯类有十二烷基硫酸钠(SDS、月桂醇硫酸钠)磺酸化物 通式为通式为RSO3-M+。属于这类的有脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸

11、化物和烷基萘磺酸化物。它们的水溶性和耐酸耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差,但在酸性溶液中不易水解。常用品种有:二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-OT),十二烷基苯磺酸钠,甘胆酸钠 阳离子表面活性剂 l 带正电荷带正电荷,起表面活性作用的是阳离子。起表面活性作用的是阳离子。l 其分子结构主要部分是一个五价氮原子,所以也称为季铵化合物。其特点是水溶性大,在酸性与碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活性作用和杀菌作用。l 常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。l 本类因有很强的本类因有很强的杀菌杀菌作用,故主要用于皮肤、粘作用,故主要用于皮肤、粘膜、手术器械等的消毒。某些品种如苯扎氯铵,膜、手术器械

12、等的消毒。某些品种如苯扎氯铵,可作为抑菌剂用于眼用溶液。可作为抑菌剂用于眼用溶液。两性离子表面活性剂 l 结构中同时具有正电荷和负电荷基团结构中同时具有正电荷和负电荷基团,在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。l 卵磷脂是天然的两性离子表面活性剂。主要来源卵磷脂是天然的两性离子表面活性剂。主要来源于大豆和蛋黄。于大豆和蛋黄。l 氨基酸型:R-NH+2-CH2CH2COO 甜菜碱型:R-N+(CH3)2-COO-。在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质,具有很好的起泡、去污作用;在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质,具有很强的杀菌能力。非离子表面活性剂l 在水溶液中不是解离

13、状态在水溶液中不是解离状态l 脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、司盘、脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、司盘、吐温、吐温、卖泽卖泽、苄泽苄泽、普流罗尼克普流罗尼克l 1.脂肪酸甘油酯:单硬脂酸甘油酯;HLB为34,主要用作W/O型乳剂辅助乳化剂。2.多元醇蔗糖酯:HLB(513)O/W乳化剂、分散剂 脂肪酸山梨坦(Span):W/O乳化剂 聚山梨酯(Tween):O/W乳化剂 3.聚氧乙烯型:Myrij(卖泽类,长链脂肪酸酯);Brij(脂肪醇酯)4.聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物:Poloxamer能耐受热压灭菌和低温冰冻,静脉乳剂的乳化剂 表面活性剂的特性HLB值l 每一种表面活性剂都有一定的亲水基团具有亲水每一种表面

14、活性剂都有一定的亲水基团具有亲水能力,并对亲油基团的亲油能力具有一定的平衡能力,并对亲油基团的亲油能力具有一定的平衡关系,这种关系称关系,这种关系称亲水亲油平衡值。亲水亲油平衡值。(Hydrophile-lipophile balance)即即HLB值值,是个,是个相对值。相对值。l HLB 0HLB 04040l 不含疏水基团的聚乙二醇不含疏水基团的聚乙二醇HLB=20,而无亲水基,而无亲水基的石蜡的的石蜡的HLB=0。亲水基重量所占的比例越大时。亲水基重量所占的比例越大时亲水性也愈大。根据亲水性也愈大。根据HLB值就可以大致估计该表值就可以大致估计该表面活性剂的用途。面活性剂的用途。HLB

15、值计算:(1)多元醇型和聚乙二醇型非离子表面活性剂:HLB20亲水基的分子量/表面活性剂的分子量(2)大多数多元醇脂肪酸酯:HLB20(1S/A)S为酯的皂化价,A为脂肪酸的酸价。(3)混合的非离子表面活性剂:HLBab=(HLBaWa+HLBbWb)/(Wa+Wb)(4)官能团HLB计算法:HLB=(亲水基团HLB)+(亲油基团HLB)+7 并不是所有表面活性剂HLB值能用算式计算,须用实验方法加以验证。一些基团的一些基团的HLB值值 基团HLB值基团HLB-OSO4Na38.7-O-1.3-COOK21.1-(C2H4O)-0.33-COONa19.1CH-0.475-SO3Na11.0-

16、CH2-0.475-N9.4-CH3-0.475-COOH2.1-(C3H6O)-0.15-OH1.9-CF2-0.870l例:太古油的化学结构式:例:太古油的化学结构式:根据各基团的根据各基团的HLB值来计算太古油的值来计算太古油的HLB值值OSO3NaCH3(CH2)5CHCH2CH=CH(CH2)7-COOHHLB值值=7+(11+1.3+2.1)+17(-0.475)=13.3例:十二烷基聚氧乙烯醚(例:十二烷基聚氧乙烯醚(7 7)的分子式为:)的分子式为:CHCH3 3(CH(CH2 2)1010CHCH2 2O(CHO(CH2 2CHCH2 2O)O)7 7H H,计算其,计算其H

17、LBHLB值值解:亲水基为 O(CH2CH2O)7H 亲油基为CH3(CH2)10CH2亲水基中各元素的相对原子质量之和 MH=14*12+8*16+29*1=325亲油基中各元素的相对原子质量之和 ML=12*12+25*1=169 表面活性剂分子量 M=MH+ML=325+169=494 HLB=20*MH/M=20*325/494=13.2l例例.用用span20(HLB值值=8.6)与)与Tween20(HLB值值=16.7)配制成混合乳化剂,要求)配制成混合乳化剂,要求混合乳化剂的混合乳化剂的HLB值为值为11.6,计算,计算span20与与Tween20的比例各为多少?的比例各为多

18、少?解:设span20的比例为x,则tween20为1-x 8.6x+16.7(1-x)=11.6得x=0.630=63%即span20比例为63%Tween20为37%练习题用两种方法计算HLB值临界胶束浓度临界胶束浓度l表面活性剂在溶液中超过一定浓度时会从单体(单个离子或分子)缔合成为胶态聚合物,即胶束(或称胶团)。开始形成胶束的浓度称为临界胶束浓度(critical micelle concentration),用CMC表示。当溶液中形成胶束后溶液的性质如渗透压、浓度、界面张力、摩尔电导等都存在突变现象。(一)胶束的形成、大小与形状 胶束的形成:在临界胶束浓度时水分子的强大凝聚力把表面活

19、性剂分子从其周围挤开,迫使表面活性剂分子的亲油基和亲水基各自互相接近,排列成亲油基在内、亲水基在外的球形缔合体,即胶束。因此胶束的形成并不是由于亲油基和水分子间的斥力或亲油基彼此间的Vander waals引力所致,而是受水分子的排挤所致.不同类型的表面活性剂,在浓度由小到大所形不同类型的表面活性剂,在浓度由小到大所形成的胶束有不同的形状,如下所述(球棒成的胶束有不同的形状,如下所述(球棒束板层状)。束板层状)。若在表面活性剂浓溶液中加入适量的非极若在表面活性剂浓溶液中加入适量的非极性液体,则可形成亲水基指向胶束内,烃性液体,则可形成亲水基指向胶束内,烃链指向非极性液体的胶束,称为反胶束。链指

20、向非极性液体的胶束,称为反胶束。胶体粒子范围(胶体粒子范围(1 1100nm100nm)临界浓度通常在临界浓度通常在0.02%0.02%0.5%0.5%左右左右。表面活性剂的应用性能表面活性剂的应用性能l 液体的铺展液体的铺展l 铺展是指一滴液体能在另一种不相溶的液体表面上自动形成一层薄膜的现象。铺展系数与界面张力有如下的关系:S=底-(铺+底铺)S为正值,则发生铺展现象。S为负值,则不发生铺展现象。表面张力小的液体可以在表面张力大的液体表面上铺展,反之则不能铺展。固体的润湿Krafft点和浊点点和浊点l Krafft点:离子表面活性剂在水中的溶解度随温度升高至某一温度时,其溶解度急剧升高,该

21、温度称为Krafft点。l 离子型表面活性剂,Krafft点越高,其CMC越小。只有在温度高于Krafft点表面活性剂才能更好的发挥作用。l 浊点:因加热聚乙烯型非离子表面活性剂溶液发生混浊的现象称为起昙,此时的温度称为浊点或昙点(cloud point)。碳氢链越长,浊点越低。表面活性剂的乳化作用表面活性剂的乳化作用(一)降低界面张力(一)降低界面张力 当水相与油相混合时,加入表面活当水相与油相混合时,加入表面活性剂(乳化剂)可降低油水的界面张性剂(乳化剂)可降低油水的界面张力,分散成稳定的乳剂。但要根据所力,分散成稳定的乳剂。但要根据所用油及乳剂的类型选择适宜的乳化剂。用油及乳剂的类型选择

22、适宜的乳化剂。(二)形成牢固的乳化膜 乳化剂降低油水界面张力的同时被吸附于乳滴的表面上,并有规律地定向排列形成膜,可阻止乳滴的合并。在乳滴周围形成的乳化剂膜称为乳化膜。乳化剂在乳滴表面上排列越整齐,乳化膜就越牢固,乳剂也就越稳定。乳化作用l 定义:定义:乳状液乳状液(emulsions),又称乳剂、又称乳剂、乳浊液,系指两种互不相溶的液体,其中乳浊液,系指两种互不相溶的液体,其中一种液体以小液滴状态分散在另一种液体一种液体以小液滴状态分散在另一种液体中所形成的非均相分散体系。中所形成的非均相分散体系。l 特征:特征:热力学不稳定体系(聚集)和动力热力学不稳定体系(聚集)和动力学不稳定体系(沉降

23、或漂浮)。学不稳定体系(沉降或漂浮)。l 乳剂的基本组成水相水相 water phase(W)水或水溶液;水或水溶液;油相油相oil phase(O)与水不相混溶的有机液体与水不相混溶的有机液体乳化剂乳化剂emulsifier防止油水分层的稳定剂防止油水分层的稳定剂l 乳剂的类型根据结构分类根据结构分类根据乳滴的大小分类根据乳滴的大小分类根据结构分类根据结构分类基本型基本型O/W内相内相外相外相水包油水包油W/O内相内相 外相外相油包水油包水复合型复合型W/O/W内水相内水相油相油相外水相外水相水包油包水水包油包水O/W/O内油相内油相水相水相外油相外油相油包水包油油包水包油O/W型乳剂和W/

24、O型乳剂的区别 O/W型乳剂型乳剂W/O型乳剂型乳剂外观外观乳白色乳白色油状色近似油状色近似稀释稀释可用水稀释可用水稀释可用油稀释可用油稀释导电性导电性导电导电不导电或不导电或几乎不导电几乎不导电水溶性颜料水溶性颜料外相染色外相染色内相染色内相染色油溶性颜料油溶性颜料内相染色内相染色外相染色外相染色决定乳剂类型的因素是什么?决定乳剂类型的因素是什么?l乳化剂的种类l乳化剂的性质l相体积比()相体积比相体积比()分散相体积分散相体积 乳剂总体积乳剂总体积100乳剂的形成理论乳剂的形成理论W降低表面张力W形成牢固的乳化膜W乳化剂对乳液的类型的影响W相比对乳液的影响1、降低表面张力、降低表面张力降低

25、油、水两相表面张力和表面自由能制备乳液时不必消耗更大的能量稳定的乳剂稳定的乳剂分散分散分散相分散相乳化剂乳化剂分散介质分散介质放置放置搅拌搅拌乳液保持一定的分乳液保持一定的分散状态和稳定性。散状态和稳定性。2、形成牢固的乳化膜、形成牢固的乳化膜l乳化剂有规律地排列在液滴表面形成乳化膜,可阻止液滴合并。两侧膜(水侧膜和油侧膜)存在两个表面张力,乳化膜向表面张力较大的一面弯曲,即内相是具有较高的表面张力的相。l 亲水乳化剂亲水乳化剂可降低水膜的表面张力,水成为连续相,可降低水膜的表面张力,水成为连续相,形成形成O/WO/W型乳剂型乳剂;l 疏水乳化剂疏水乳化剂可降低油膜的表面张力,油成为连续相,可

26、降低油膜的表面张力,油成为连续相,形成形成W/OW/O型乳剂型乳剂。l 乳剂的类型主要取决于乳化剂在两液相中的相对润湿性与乳剂的类型主要取决于乳化剂在两液相中的相对润湿性与溶解度,使乳化剂润湿或溶解得较多的一相是连续相。溶解度,使乳化剂润湿或溶解得较多的一相是连续相。l 乳化剂在液滴表面上排列越整齐,乳化膜就越牢固,所形乳化剂在液滴表面上排列越整齐,乳化膜就越牢固,所形成的乳剂越稳定。成的乳剂越稳定。3、乳化剂对乳剂的类型的影响、乳化剂对乳剂的类型的影响 乳剂的类型:乳剂的类型:O/WO/W、W/OW/O、W/O/WW/O/W、O/W/OO/W/O。决定乳剂的类型的因素:决定乳剂的类型的因素:

27、最主要是乳化剂的性质和乳化剂的最主要是乳化剂的性质和乳化剂的HLBHLB;其次是形成乳化膜的牢固性、相容积比、温度、制备方其次是形成乳化膜的牢固性、相容积比、温度、制备方法等。法等。4、相比对乳剂的影响、相比对乳剂的影响 油、水两相的容积比简称为油、水两相的容积比简称为相比相比(phase volume ratio)(phase volume ratio)。分散相的浓度一般为分散相的浓度一般为10%10%50%50%之间。之间。常用乳化设备l乳钵和杵棒乳钵和杵棒 l搅拌机搅拌机 l胶体磨胶体磨 l超声波乳化装置超声波乳化装置 l高压乳匀机高压乳匀机影响乳化的因素乳化剂的性质乳化剂的性质v乳化剂

28、的乳化剂的HLBHLB值值与所用油相的要求相符与所用油相的要求相符v乳化剂的溶解度乳化剂的溶解度不能在油水两相中都易溶解不能在油水两相中都易溶解 例如:例如:乳化剂辛苯聚醇乳化剂辛苯聚醇9 9(octoxynol 9octoxynol 9)易溶于水,在)易溶于水,在十六烷中的溶解度小于十六烷中的溶解度小于14g/L(25)14g/L(25),在二甲苯中以任意,在二甲苯中以任意比例混溶,作乳化剂时,只要加入比例混溶,作乳化剂时,只要加入1g/L1g/L就可制得稳定的就可制得稳定的O/WO/W型十六烷乳剂,但即使加到型十六烷乳剂,但即使加到6g/L6g/L也不能制得稳定的二也不能制得稳定的二甲苯乳

29、剂。甲苯乳剂。乳化剂的用量乳化剂的用量l 乳化剂用量与分散相的量及乳滴粒径有关。乳化剂用量与分散相的量及乳滴粒径有关。l 若用量太少,乳滴界面上的膜密度过小甚至不足若用量太少,乳滴界面上的膜密度过小甚至不足以包裹乳滴;以包裹乳滴;l 用量太多,乳化剂不能完全溶解;用量太多,乳化剂不能完全溶解;l 一般普通乳剂中乳化剂的用量为一般普通乳剂中乳化剂的用量为5 5100g/L100g/L,具体,具体用量通过实验试制确定。用量通过实验试制确定。乳化的温度与时间乳化的温度与时间l 升高温度可降低连续相的粘度,有利于剪切力的传递,便升高温度可降低连续相的粘度,有利于剪切力的传递,便于乳剂的形成;于乳剂的形

30、成;l 升高温度界面膜膨胀,乳滴的动能增加,乳滴易聚集合并,升高温度界面膜膨胀,乳滴的动能增加,乳滴易聚集合并,乳剂稳定性降低;乳剂稳定性降低;l 乳化温度一般控制在乳化温度一般控制在7070左右左右,非离子型乳化剂,不宜超非离子型乳化剂,不宜超过其昙点过其昙点;l 降低温度特别是经过凝固降低温度特别是经过凝固-熔化循环,使乳剂的稳定性降熔化循环,使乳剂的稳定性降低,往往比升高温度的影响还大,可使乳剂破裂。低,往往比升高温度的影响还大,可使乳剂破裂。l 在乳化开始阶段,搅拌可使液滴分散,但乳剂形成后继续在乳化开始阶段,搅拌可使液滴分散,但乳剂形成后继续搅拌则增加乳滴间的碰撞机会,促使乳滴聚集合

31、并,因此搅拌则增加乳滴间的碰撞机会,促使乳滴聚集合并,因此应避免乳化时间过长。应避免乳化时间过长。乳乳 剂剂 l 放置出现分散相粒子上浮或下沉的现象。也叫乳析(creaming)密度差(由重力产生)分层特点分层特点轻轻振摇即能恢复成乳剂原来状态轻轻振摇即能恢复成乳剂原来状态(界面膜、乳滴大小没有变)(界面膜、乳滴大小没有变)可逆过程可逆过程容易引起容易引起絮凝絮凝和和破坏破坏。(二)絮凝(二)絮凝l 乳滴聚集形成疏松的聚集体,经振摇即能恢复成均匀乳剂的现象乳剂合并的前奏。:电解质和离子型乳化剂 (乳滴间的相互作用力)轻微振摇能恢复乳剂原来状态;轻微振摇能恢复乳剂原来状态;液滴大小保持不变,但表

32、示着合并的危险性。液滴大小保持不变,但表示着合并的危险性。加速分层速度,暗示着稳定性降低。加速分层速度,暗示着稳定性降低。(三)转相(三)转相O/W型乳剂 W/O型乳剂转相的原因:转相的原因:乳化剂的性质:乳化剂的性质:O/WO/W型乳剂型乳剂中中加入氯化钙加入氯化钙W/OW/O型;型;相容积比的变化:相容积比的变化:W/OW/O型乳剂型乳剂50%50%60%60%时易转相;时易转相;O/WO/W型乳剂型乳剂90%90%时易转相时易转相。(coalescence)(coalescence)乳滴周围的乳化膜破坏,分散相液滴合并乳滴周围的乳化膜破坏,分散相液滴合并成大液滴。成大液滴。(breaki

33、ng or creakingbreaking or creaking)乳滴合并进一步发展使乳剂分为油水两相乳滴合并进一步发展使乳剂分为油水两相的现象。的现象。合并和破裂是不可逆过程(乳化膜被破坏)合并和破裂是不可逆过程(乳化膜被破坏)(四)合并和破坏(四)合并和破坏不可逆过程!不可逆过程!(五)酸败(五)酸败光、热、空气等光、热、空气等微生物等微生物等变质乳剂变质乳剂有效措施有效措施l抗氧剂l防腐剂表面活性剂的润湿作用表面活性剂的润湿作用l 在固液界面体系中加入表面活性剂后可以降低固液界面张力,从而降低固体与液体的接触角,对固体表面起润湿作用。因此,作为润湿剂的表面活性剂,要求分子中的亲水基和

34、亲油基应该具有适宜平衡,其HLB值一般在711之间,并应有适宜的溶解度。l阳离子表面活性剂是否适合?表面活性剂的增溶作用表面活性剂的增溶作用l表面活性剂在水溶液中达到CMC值后,一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度可显著增加,形成透明胶 体 溶 液,这 种 作 用 称 为 增 溶(solubilization)。lCMC越低、缔合数越大,增溶量(MAC)就越高表面活性剂的起泡和消泡作用表面活性剂的起泡和消泡作用l泡沫是一层很薄的液膜包围着气体,是气体分散在液体中的分散体系。l 这类表面活性剂通常有较强的亲水性和较高的HLB值,在溶液中可降低溶液的界面张力而使泡沫稳定,称这些物质为起泡剂

35、(foaming agent)。l在产生稳定的泡沫情况下,加入一些HLB值为13的亲油性较强的表面活性剂,则可与泡沫液层争夺液膜表面而吸附在泡沫表面上,代替原来的起泡剂,而其本身并不能形成稳定的液膜,故使泡沫破坏,这种用来消除泡沫的表面活性剂称为消泡剂(antifoaming agent)。少量的辛醇、戊醇、醚类、硅酮等也可起到消泡作用。表面活性剂的去污作用表面活性剂的去污作用l去污剂或洗涤剂(detergent)是用于除去污垢的表面活性剂,HLB值一般为1316。常用的去污剂有油酸钠和其它脂肪酸的钠盐、钾盐、十二烷基硫酸钠或烷基磺酸钠等阴离子性表面活性剂。去污剂的机理较为复杂,包括对污物表面

36、的润湿、分散、乳化或增溶、起泡等多种过程。l阳离子表面活性剂为什么不适合?表面活性剂的消毒和杀菌作用表面活性剂的消毒和杀菌作用l大多数阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂都可用作消毒剂,少数阴离子表面活性剂也有类似作用,如甲酚皂、甲酚磺酸钠等。l表面活性剂的消毒和杀菌作用可归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或破坏。特种表面活性剂l含氟表面活性剂含氟表面活性剂三高二憎三高二憎高热稳定性、高化学稳定性、高表面活性高热稳定性、高化学稳定性、高表面活性憎水、憎油憎水、憎油电镀金属铬工业中,为防止铬酸雾逸出,通常在电镀金属铬工业中,为防止铬酸雾逸出,通常在镀液中加入含氟的表面活性剂镀液中加入含氟的表面活性剂复习l概念概念界面和表面界面和表面表面活性剂和表面活性物质表面活性剂和表面活性物质HLB值、值、CMC值、浊点、值、浊点、Krafft点、增溶点、增溶表面张力表面张力乳状液乳状液四种表面活性剂:阴、阳、四种表面活性剂:阴、阳、两性两性、非、非润湿、洗涤、杀菌等等作用的条件润湿、洗涤、杀菌等等作用的条件

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