表面活性剂的功能与应用精选PPT.ppt

关于表面活性剂的功能与应用第1页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree2n3.1增溶作用增溶作用n3.2乳化与破乳作用乳化与破乳作用n3.3润湿功能润湿功能n3.4起泡和消泡作用起泡和消泡作用n3.5洗涤和去污作用洗涤和去污作用n3.6分散和絮凝作用分散和絮凝作用n3.7其他功能其他功能基本内容基本内容第2页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree3表面活性剂的基本功能 表面活性剂在表面活性剂在表（界）面上吸附表（界）面上吸附，形成吸附膜（一般是单分子膜）形成吸附膜（一般是单分子膜）AdsorptionofSurface-ActiveAgentsatInterfaces降低表（界）面张力，改变体系表（界）降低表（界）面张力，改变体系表（界）面的物理化学性质面的物理化学性质起泡、消泡、乳化、破乳、起泡、消泡、乳化、破乳、分散、絮凝、润湿、铺展、分散、絮凝、润湿、铺展、渗透、润滑、抗静电、杀菌渗透、润滑、抗静电、杀菌等等表面活性剂在溶液表面活性剂在溶液内部自聚内部自聚形成形成多种类型的分子有序组合体多种类型的分子有序组合体Self-assembly增溶作用增溶作用胶团催化、形成微乳状液、作为间隔胶团催化、形成微乳状液、作为间隔化反应介质和微反应器、药物载体、化反应介质和微反应器、药物载体、洗涤等洗涤等表面活性剂分子有序组合体质点大小表面活性剂分子有序组合体质点大小或聚集分子层厚度接近纳米级或聚集分子层厚度接近纳米级可作为制备超细微粒可作为制备超细微粒的模板的模板（模板功能）（模板功能）表表面面活活性性剂剂的的特特性性第3页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree43.1增溶作用增溶作用一、增溶作用的定义和特点一、增溶作用的定义和特点定义定义：由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂：由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。例如：常温下，乙苯基本不溶于水，但在例如：常温下，乙苯基本不溶于水，但在100mL0.3mol/L的十六酸钾溶液中可溶解的十六酸钾溶液中可溶解3g。非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大增加，这称为增溶作用。增加，这称为增溶作用。第4页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree5增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的胶束中。子形成的胶束中。一般把被增溶的物质称为一般把被增溶的物质称为增溶物增溶物；加入的表面；加入的表面活性剂成为活性剂成为增溶剂增溶剂。由于由于表面活性剂的用量很少，没有改变溶剂的性表面活性剂的用量很少，没有改变溶剂的性质质，因此增溶作用与使用混合溶剂提高溶解，因此增溶作用与使用混合溶剂提高溶解度不同。度不同。第5页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree6经经X射线衍射证实，增溶后各种胶束都有不同程射线衍射证实，增溶后各种胶束都有不同程度的增大，而整个溶液的的依数性变化不大。度的增大，而整个溶液的的依数性变化不大。说说明增溶明增溶不同于不同于真正的溶解。真正的溶解。与普通的溶解过程不同，与普通的溶解过程不同，增溶后增溶后溶液的沸点、溶液的沸点、凝固点、渗透压等没有明显变化，说明凝固点、渗透压等没有明显变化，说明溶质溶质并非以分子或离子形式存在，而并非以分子或离子形式存在，而是以团簇分散是以团簇分散在表面活性剂的溶液中。在表面活性剂的溶液中。第6页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree7增溶作用的特点增溶作用的特点:（2）增溶作用可以使被溶物的化学势大大降低，）增溶作用可以使被溶物的化学势大大降低，是自发过程，是自发过程，是是热力学稳定体系热力学稳定体系。（3）增溶作用是一个可逆的平衡过程。）增溶作用是一个可逆的平衡过程。（4）增溶后不存在两相，溶液是透明的）增溶后不存在两相，溶液是透明的（1）与溶液中增溶剂形成的胶束有关；）与溶液中增溶剂形成的胶束有关；第7页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree8增溶作用与乳化作用的不同：增溶作用与乳化作用的不同：增溶作用：增溶后不存在两相，是热力学稳定体增溶作用：增溶后不存在两相，是热力学稳定体系；系；乳化作用：乳化作用：两种不相混溶的液体形成的液两种不相混溶的液体形成的液-液分散体系，液分散体系，有巨大的相界面和界面自由能，有巨大的相界面和界面自由能，是热力学不稳定的多分散体系。是热力学不稳定的多分散体系。第8页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree9二、增溶作用的方式二、增溶作用的方式1.内部溶解型内部溶解型饱和脂肪烃、环烷烃及苯等饱和脂肪烃、环烷烃及苯等不易极化的非极不易极化的非极性有机化合物性有机化合物，一般被加溶于胶团的一般被加溶于胶团的内核内核中，就中，就像溶于非极性碳氢化合物液体中一样。像溶于非极性碳氢化合物液体中一样。苯、甲苯苯、甲苯第9页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree10增溶后的紫外光谱或核磁共振谱表明被加溶物处于增溶后的紫外光谱或核磁共振谱表明被加溶物处于非极性环境中，非极性环境中，X射线表明在加溶后胶团变大。射线表明在加溶后胶团变大。第10页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree112.交错插入型交错插入型增溶于表面活性剂分子间的增溶于表面活性剂分子间的“栅栏栅栏”处处长链醇、胺和极性染料等长链醇、胺和极性染料等极性有机分子极性有机分子，一般，一般以非极性碳氢链插入胶团内部，而极性头处于以非极性碳氢链插入胶团内部，而极性头处于表面活性剂极性基之间，并通过氢键或偶极子表面活性剂极性基之间，并通过氢键或偶极子相互作用。相互作用。第11页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree12增溶物或深或浅地穿插到原胶束层中形成混合增溶物或深或浅地穿插到原胶束层中形成混合胶束胶束水杨酸水杨酸加溶后的加溶后的X射线表明射线表明胶团未变大胶团未变大。若极性有机物。若极性有机物分子的极性很弱，加溶时插入胶团的程度会增加，分子的极性很弱，加溶时插入胶团的程度会增加，甚至极性基也会被带入胶团内核。甚至极性基也会被带入胶团内核。第12页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree133.表面吸附型表面吸附型一些既一些既不溶于水也不溶于非极性烃的小分子不溶于水也不溶于非极性烃的小分子极性有机化合物极性有机化合物，在胶束表面的增溶是通过，在胶束表面的增溶是通过被吸附于胶束表面区域或是靠近胶束表面分被吸附于胶束表面区域或是靠近胶束表面分子子“栅栏栅栏”的区域完成的。的区域完成的。对羟基苯甲酸对羟基苯甲酸光谱研究表明它们处于完全或接近完全光谱研究表明它们处于完全或接近完全极性的环境极性的环境中。中。如：苯二甲酸二甲酯等，一些高分子物质、甘油、蔗糖如：苯二甲酸二甲酯等，一些高分子物质、甘油、蔗糖以及某些染料也采取此种增溶方式。以及某些染料也采取此种增溶方式。第13页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree14在非离子表面活性剂溶液中，此类物质加溶于胶在非离子表面活性剂溶液中，此类物质加溶于胶团的聚氧乙烯外壳中。团的聚氧乙烯外壳中。4、增溶于胶团的极性基层、增溶于胶团的极性基层聚乙二醇型非离子表面活性剂水溶液增溶时，可聚乙二醇型非离子表面活性剂水溶液增溶时，可能靠能靠醚氧键醚氧键把增溶物把增溶物(如苯）包藏在胶束外层曲折如苯）包藏在胶束外层曲折的聚氧化乙烯的的聚氧化乙烯的亲水链外壳亲水链外壳中。中。第14页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree15以这种方式被增溶的物质主要是较以这种方式被增溶的物质主要是较易极化的碳易极化的碳氢化合物氢化合物，如苯、乙苯、苯酚等短链芳香烃，如苯、乙苯、苯酚等短链芳香烃类化合物类化合物上述四种加溶方式，其增溶量的规律：上述四种加溶方式，其增溶量的规律：4213。第15页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree16增溶作用的本质：增溶作用的本质：由由于于胶胶团团的的特特殊殊结结构构，从从它它的的内内核核到到水水相相提提供供了了从从非非极极性性到到极极性性环环境境的的全全过过渡渡。因因此此，各各类类极极性性或或非非极极性性的的难难溶溶有有机机物物都都可可以以找找到到适适合合的的溶溶解解环环境境，而而存存在在于于胶胶团团中中。由由于于胶胶团团粒粒子子一一般般小小于于0.1um，加加溶溶后后的的胶胶团溶液仍是透明液体。团溶液仍是透明液体。第16页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree17增溶量的测定方法增溶量的测定方法增溶量的测定方法与溶解度的测定方法相增溶量的测定方法与溶解度的测定方法相同：同：向向100ml已标定浓度的表面活性剂溶液中由已标定浓度的表面活性剂溶液中由滴定管滴加被增溶物，当达到饱和时被增溶滴定管滴加被增溶物，当达到饱和时被增溶物析出，溶液变混浊，此时已滴入溶液中的物析出，溶液变混浊，此时已滴入溶液中的被增溶物的物质的量（被增溶物的物质的量（mol）即为增溶量。）即为增溶量。第17页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree18增溶力增溶力增溶量除以表面活性剂的物质的量增溶量除以表面活性剂的物质的量(mol)即得增即得增溶力。溶力。增溶力表示表面活性剂对难溶或不溶物增溶的增溶力表示表面活性剂对难溶或不溶物增溶的能力。是衡量表面活性剂的重要指标之一。能力。是衡量表面活性剂的重要指标之一。第18页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree19三、增溶作用的主要影响因素三、增溶作用的主要影响因素1.表面活性剂的化学结构表面活性剂的化学结构(1)表面活性剂的类型对加溶能力有影响表面活性剂的类型对加溶能力有影响具有同样疏水基的表面活性剂，其加溶量具有同样疏水基的表面活性剂，其加溶量有如下次序：有如下次序：非离子型阳离子型阴离非离子型阳离子型阴离子型。子型。原因：非离子型表面活性剂的原因：非离子型表面活性剂的CMC比离子型的比离子型的低，而阳离子型表面活性剂形成的胶团较疏松，低，而阳离子型表面活性剂形成的胶团较疏松，使其加溶作用比阴离子型的强。使其加溶作用比阴离子型的强。第19页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree20(2)、表面活性剂的链长对加溶量有明显的影响。、表面活性剂的链长对加溶量有明显的影响。在同系物中，碳氢链越长，在同系物中，碳氢链越长，CMC越小，越易形成越小，越易形成胶团，且胶团大小随碳氢链增长而增加（聚集数增胶团，且胶团大小随碳氢链增长而增加（聚集数增加）。加）。随着表面活性剂碳氢链的增长，非极性的烃类随着表面活性剂碳氢链的增长，非极性的烃类和弱极性的苯、乙苯在胶团内核的加溶量会增加。和弱极性的苯、乙苯在胶团内核的加溶量会增加。第20页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree21第21页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree22(3)亲油基亲油基部分带有部分带有分支结构分支结构的表面活性剂增的表面活性剂增溶作用较直链的小。溶作用较直链的小。原因：直链型表面活性剂原因：直链型表面活性剂CMC浓度比支链浓度比支链型低，胶束易形成，胶束聚集数较大。型低，胶束易形成，胶束聚集数较大。(4)、带有、带有不饱和结构不饱和结构的表面活性剂，或在活的表面活性剂，或在活性剂分子上引入性剂分子上引入第二极性基团第二极性基团时，对时，对烃类的烃类的增溶作用减小增溶作用减小，而对，而对长链极性物增溶作用增长链极性物增溶作用增加加。第22页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree232.被增溶物的化学结构被增溶物的化学结构脂肪烃脂肪烃与与烷基芳烃烷基芳烃被增溶的程度随其链长的增被增溶的程度随其链长的增加而减小，随不饱和度及环化程度的增加而增加而减小，随不饱和度及环化程度的增加而增大；大；带支链的饱和化合物与相应的直链异构体增溶带支链的饱和化合物与相应的直链异构体增溶量大致相同。量大致相同。第23页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree243.温度的影响温度的影响温度对加溶作用的影响与温度对加溶作用的影响与表面活性剂的类型表面活性剂的类型和和加加溶物的性质溶物的性质有关。有关。(1)离子型表面活性剂离子型表面活性剂升高温度使热运动加剧，胶团中能发生加溶作升高温度使热运动加剧，胶团中能发生加溶作用的空间变大，使极性和非极性有机物加溶量用的空间变大，使极性和非极性有机物加溶量均增大均增大第24页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree25(2)聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂温度升高，聚氧乙烯基的水化作用减弱，温度升高，聚氧乙烯基的水化作用减弱，CMC降降低，胶团更易形成，胶团聚集数增大。特别是温度低，胶团更易形成，胶团聚集数增大。特别是温度升至表面活性剂浊点时，胶团聚集数会剧增，胶团升至表面活性剂浊点时，胶团聚集数会剧增，胶团变大，内核也变大。变大，内核也变大。使使非极性碳氢化合物非极性碳氢化合物和和卤代烷卤代烷类有机物的类有机物的加溶量加溶量增加增加。极性有机物极性有机物加溶在胶团的表面活性剂分子之间，其加溶在胶团的表面活性剂分子之间，其加溶量随温度上升先增加后下降加溶量随温度上升先增加后下降，在达到表面活，在达到表面活性剂的浊点之前会出现一个最大值。性剂的浊点之前会出现一个最大值。第25页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree26原因：升高温度使表面活性剂热运动加剧并增原因：升高温度使表面活性剂热运动加剧并增加了胶团聚集数，使加溶量加了胶团聚集数，使加溶量增加增加。继续升高温度，则加剧了聚氧乙烯的脱水作用继续升高温度，则加剧了聚氧乙烯的脱水作用使其容易卷缩，导致加溶空间变小，使其容易卷缩，导致加溶空间变小，极性有机物极性有机物的加溶量的加溶量减少减少。对短碳链的极性有机物，其加溶。对短碳链的极性有机物，其加溶量的降低更为明显。量的降低更为明显。极性有机物极性有机物加溶在胶团的表面活性剂分子之间，其加溶在胶团的表面活性剂分子之间，其加溶量随温度上升先增加后下降，在达到表面活性加溶量随温度上升先增加后下降，在达到表面活性剂的浊点之前会出现一个最大值。剂的浊点之前会出现一个最大值。第26页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree274.添加无机电解质的影响添加无机电解质的影响离子型表面活性剂溶液中加入无机电解质离子型表面活性剂溶液中加入无机电解质,可可增增加加烃类烃类化合物的增溶程度，但使化合物的增溶程度，但使极性极性有机物的有机物的增溶程度增溶程度减少减少。原因原因:无机电解质的增加抑制离子型表面活性无机电解质的增加抑制离子型表面活性剂的电离，降低其水溶性，使剂的电离，降低其水溶性，使CMC降低、胶降低、胶团聚集数变大。团聚集数变大。第27页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree28在在CMC附近，加电解质使加溶量增加，这主要附近，加电解质使加溶量增加，这主要是由于增加了胶团尺寸和聚集数，因此是由于增加了胶团尺寸和聚集数，因此增加增加烃烃类类化合物的增溶程度。化合物的增溶程度。但是，加无机电解质使胶团极性基间的排斥作但是，加无机电解质使胶团极性基间的排斥作用减弱，使用减弱，使极性基排列更为紧密极性基排列更为紧密，导致极性，导致极性有机物可加溶的位置减少，有机物可加溶的位置减少，极性有机物的加极性有机物的加溶量降低溶量降低。第28页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree295.有机添加剂的影响有机添加剂的影响非极性化合物非极性化合物加溶于表面活性剂溶液中，会加溶于表面活性剂溶液中，会使胶团胀大，不太大的烃分子会插入定向排使胶团胀大，不太大的烃分子会插入定向排列的表面活性剂分子疏水基间，使胶团变得列的表面活性剂分子疏水基间，使胶团变得疏松，疏松，有利于极性有机物有利于极性有机物的加溶。的加溶。与之相反，溶液中加溶了与之相反，溶液中加溶了极性有机物极性有机物，也会有，也会有利于非极性有机物的加溶。一般来说，极性有机利于非极性有机物的加溶。一般来说，极性有机物碳氢链越长、极性越小、越不易形成氢键的，物碳氢链越长、极性越小、越不易形成氢键的，使非极性有机物的加溶量越大使非极性有机物的加溶量越大。第29页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree30四、四、增溶作用的应用增溶作用的应用乳液聚合乳液聚合：工业上合成丁苯橡胶时，利用增溶作工业上合成丁苯橡胶时，利用增溶作用将原料溶于肥皂溶液中再进行聚合反应（即乳用将原料溶于肥皂溶液中再进行聚合反应（即乳化聚合）；化聚合）；石油开采石油开采：驱油：驱油胶束溶液：表面活性剂、助剂、油混和，这胶束溶液：表面活性剂、助剂、油混和，这种溶液能溶解原油。种溶液能溶解原油。胶片生产胶片生产：消除胶片上的微小油脂杂质；：消除胶片上的微小油脂杂质；洗涤洗涤：第30页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree31n一种或几种液体以大于一种或几种液体以大于10-7m直径的液珠分直径的液珠分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗分散系统称为乳状液。散系统称为乳状液。n形成乳状液的过程叫乳化。形成乳状液的过程叫乳化。3.2乳化与破乳作用乳化与破乳作用特征特征：热力学不稳定体系（聚集）和动力学不热力学不稳定体系（聚集）和动力学不稳定体系（沉降或漂浮）稳定体系（沉降或漂浮）。第31页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree32乳状液中以液珠形式存在的相称为乳状液中以液珠形式存在的相称为分散相分散相（或称内相、不连续相）。另一相是连续的，称为（或称内相、不连续相）。另一相是连续的，称为分散介质分散介质（或称外相、连续相）。（或称外相、连续相）。通常，乳状液有一相是水或通常，乳状液有一相是水或水溶液水溶液，称为，称为水相水相；另一相是与水不相混溶的有机相，称为另一相是与水不相混溶的有机相，称为油相油相。乳化剂：乳化剂：除水相、油相外，加入的凡可以阻除水相、油相外，加入的凡可以阻止分散相聚集而使乳状液稳定的第三种物质。止分散相聚集而使乳状液稳定的第三种物质。乳化剂的作用乳化剂的作用：降低表面张力，在分散相：降低表面张力，在分散相液滴的周围形成坚固的界面膜。液滴的周围形成坚固的界面膜。第32页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree33一、乳状液的类型及形成一、乳状液的类型及形成1.乳状液的类型和鉴别乳状液的类型和鉴别基本型基本型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结构分类结构分类第33页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree34根据大小分类根据大小分类n1.普通乳普通乳(emulsion)：1100 m，乳白色不，乳白色不透明液体。透明液体。n2.亚纳米乳亚纳米乳(subnanoemulsion)：又称亚微乳又称亚微乳(submicroemulsion)，0.10.5 m，常作为，常作为胃肠外给药的载体，如环孢菌素静脉注射脂胃肠外给药的载体，如环孢菌素静脉注射脂肪乳。肪乳。n3.纳米乳（纳米乳（nanoemulsion)：又称微乳又称微乳(microemulsion)，10100nm。第34页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree35n微乳液微乳液(1959年年Schulman等人等人)n当油和水与相当大量的离子型表面活性剂及当油和水与相当大量的离子型表面活性剂及助表面活性剂助表面活性剂(例如大小适中的醇例如大小适中的醇)一起混合，一起混合，可自发地形成透明或半透明的体系，这些可自发地形成透明或半透明的体系，这些体系是非常小的液珠以体系是非常小的液珠以OW或或WO的形的形式形成的分散体，称为微乳液。式形成的分散体，称为微乳液。n微乳液的性质不同于通常的乳液，其液珠非微乳液的性质不同于通常的乳液，其液珠非常小以至于有很低的浊度，一般为透明或常小以至于有很低的浊度，一般为透明或半透明的体系。半透明的体系。n大量的表面活性剂和助表面活性剂的存在使大量的表面活性剂和助表面活性剂的存在使油油-水界面张力降至极低，因此水界面张力降至极低，因此微乳液是热微乳液是热力学上的稳定体系。力学上的稳定体系。第35页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree36关于微乳液：关于微乳液：n在在乳状液乳状液形成的过程中，尽管表面活性剂的形成的过程中，尽管表面活性剂的参与使油参与使油-水界面张力大幅度下降，但由于水界面张力大幅度下降，但由于CMC或溶解度的限制，使得界面张力无法或溶解度的限制，使得界面张力无法达到接近于零，此时在乳状液中仍然存在达到接近于零，此时在乳状液中仍然存在着油着油-水界面张力，因此水界面张力，因此乳液是热力学上的乳液是热力学上的不稳定体系。不稳定体系。n在乳状液体系中，再次添加性质完全不同的在乳状液体系中，再次添加性质完全不同的第二种表面活性剂第二种表面活性剂(如大小适中的醇类如戊如大小适中的醇类如戊醇、己醇和庚醇等，被称为助表面活性剂醇、己醇和庚醇等，被称为助表面活性剂)，就可以使界面张力进一步降低至很小，就可以使界面张力进一步降低至很小，甚至会出现瞬间的负值。因此甚至会出现瞬间的负值。因此微乳液微乳液的油的油水界面张力低至不可测，水界面张力低至不可测，是热力学上的稳是热力学上的稳定体系。定体系。第36页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree37(1)稀释法稀释法若乳状液很易为水稀释则该乳状液为若乳状液很易为水稀释则该乳状液为O/W型，相型，相反不易相混则为反不易相混则为W/O型乳状液。型乳状液。(2)滤纸润湿法滤纸润湿法一般滤纸能被水润湿而不为油润湿，因此往一般滤纸能被水润湿而不为油润湿，因此往上滴加少量乳状液，若液体很快展开并留下散上滴加少量乳状液，若液体很快展开并留下散落细小油滴，则此乳状液为落细小油滴，则此乳状液为O/W型乳状液，否则型乳状液，否则为为W/O型乳状液。型乳状液。乳状液类型的鉴别方法乳状液类型的鉴别方法第37页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree38(3)电导法电导法电导法的原理基于这样的事实，即一般情况下水电导法的原理基于这样的事实，即一般情况下水比油的电导值高得多。比油的电导值高得多。(4)染色法染色法染料有油溶性和水溶性之分，前者能溶于油染料有油溶性和水溶性之分，前者能溶于油使之染色，后者能溶于水使之染色。使之染色，后者能溶于水使之染色。第38页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree39检验水包油乳状液检验水包油乳状液加入水溶性染料加入水溶性染料如亚甲基蓝，说如亚甲基蓝，说明水是连续相。明水是连续相。加入油溶性的染加入油溶性的染料红色苏丹料红色苏丹，说明油是不连续相说明油是不连续相。第39页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree40O/W型型乳剂和乳剂和W/O型型乳剂的区别乳剂的区别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第40页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree412.影响乳状液类型的主要因素影响乳状液类型的主要因素(1)相体积相体积水相体积分数水相体积分数74.02，形成水为外相的，形成水为外相的O/W型乳状液；型乳状液；水相体积分数水相体积分数25.98，形成水为内相的，形成水为内相的W/O型乳状液；型乳状液；水相体积分数水相体积分数25.9874.02，形成，形成O/W或或W/O型乳状液。型乳状液。第41页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree42(2).乳化剂的分子结构和性质乳化剂的分子结构和性质-楔型理论楔型理论哈金斯哈金斯认为乳化剂的亲水基和疏水基的横截面积认为乳化剂的亲水基和疏水基的横截面积不相等，把乳化剂的分子看做一头大、一头小的不相等，把乳化剂的分子看做一头大、一头小的楔子，乳化剂横截面积小的一头可以像楔子一样楔子，乳化剂横截面积小的一头可以像楔子一样插入液珠表面，在油水界面上作定向排列，亲水插入液珠表面，在油水界面上作定向排列，亲水的极性头伸入水相而亲油的碳氢链则伸入油相。的极性头伸入水相而亲油的碳氢链则伸入油相。楔型理论是以楔型理论是以乳化剂的空间结构乳化剂的空间结构为出发点来为出发点来确定乳化液的类型的。确定乳化液的类型的。第42页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree43n一价金属皂极性头的横截面积大于亲油的碳一价金属皂极性头的横截面积大于亲油的碳氢链的横截面积，因而亲水的极性头伸进水氢链的横截面积，因而亲水的极性头伸进水相作为外相，亲油的碳氢链伸入油相作为内相作为外相，亲油的碳氢链伸入油相作为内相，形成相，形成O/W型的乳液，如图型的乳液，如图(a)所示。所示。第43页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree44n二价金属皂的亲油基由两个碳氢链组成，亲二价金属皂的亲油基由两个碳氢链组成，亲油基的横截面积大于其极性头的横截面积，油基的横截面积大于其极性头的横截面积，因此，亲油基伸进油相作为外相，极性基伸因此，亲油基伸进油相作为外相，极性基伸入水相作为内相，形成入水相作为内相，形成W/O型乳液，如图型乳液，如图(b)所示。所示。第44页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree45图37乳化剂分子在乳液液滴表面定向吸附示意图（A）一价皂形成的O/W乳状液（B）二价皂形成的O/W乳状液“定向楔定向楔”理论认为乳化剂分子在油水界面的定理论认为乳化剂分子在油水界面的定向排列加大界面强度。向排列加大界面强度。定向楔理论做为一种假说尚存在不足之处，其定向楔理论做为一种假说尚存在不足之处，其中之一就是一价金属皂的极性头并不一定比非中之一就是一价金属皂的极性头并不一定比非极性尾粗大，因此有许多例外情况。极性尾粗大，因此有许多例外情况。第45页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree46(3).乳化剂的亲水性和溶解度的影响乳化剂的亲水性和溶解度的影响易溶于水的乳化剂有助于形成易溶于水的乳化剂有助于形成O/W型乳状液，易溶于型乳状液，易溶于油的乳化剂有助于形成油的乳化剂有助于形成W/O型乳状液。型乳状液。乳化剂在某相中的溶解度越大，表示二者的相容性越乳化剂在某相中的溶解度越大，表示二者的相容性越好，表面张力越低，体系的稳定性也越好。好，表面张力越低，体系的稳定性也越好。钠盐和钾盐在水中的溶解度较大，是良好的钠盐和钾盐在水中的溶解度较大，是良好的O/W型乳型乳液的乳化剂；银盐乳化剂虽然极性头截面积大于碳氢液的乳化剂；银盐乳化剂虽然极性头截面积大于碳氢链截面积，但因水溶性较小，通常只能形成链截面积，但因水溶性较小，通常只能形成W/O型乳型乳状液。状液。第46页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree47(4)乳化器材质乳化器材质两不互溶液体在乳化器中搅拌时，两不互溶液体在乳化器中搅拌时，能润湿器壁的能润湿器壁的液体易于附着在器壁上从而形成连续相液体易于附着在器壁上从而形成连续相，即外相，即外相，而另一液体则形成内相。而另一液体则形成内相。按此规律乳化器材质亲水性强则形成按此规律乳化器材质亲水性强则形成O/W型乳状液，型乳状液，否则会形成否则会形成W/O型乳状液。型乳状液。由于玻璃是亲水的而塑料是憎水的，故前者由于玻璃是亲水的而塑料是憎水的，故前者易形成易形成O/W型乳状液而后者易形成型乳状液而后者易形成W/O型乳型乳状液。状液。第47页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree48(5).两相的聚积速度两相的聚积速度1957年年Davis提出，乳状液的类型取决于两种液提出，乳状液的类型取决于两种液滴的聚结速度。滴的聚结速度。乳化剂亲水性强乳化剂亲水性强油滴聚结慢油滴聚结慢水滴聚结快水滴聚结快O/W型乳状液型乳状液反之亦然反之亦然第48页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree49(6).温度温度温度上升会降低亲水基的水化度，从而降低分子温度上升会降低亲水基的水化度，从而降低分子的亲水性。因此的亲水性。因此低温低温形成的形成的O/W型乳状液，型乳状液，升温升温后，可能转变为后，可能转变为W/O型乳状液。型乳状液。此转型温度为表面活此转型温度为表面活性剂亲水亲油性质达性剂亲水亲油性质达适当平衡的温度，称适当平衡的温度，称为为相转变温度相转变温度(phaseinversiontemperature)记作记作PIT。图 离子型表面活性剂（A）硬酯酸钠和（B）软酯酸钠浓度与相转变稳定间关系第49页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree50n(1)液珠粒径与光学性液珠粒径与光学性二、乳状液的物理性质二、乳状液的物理性质n一般乳液的液珠粒径为一般乳液的液珠粒径为0.110m，而可见光波长，而可见光波长在在0.40.6m之间，所以乳液主要发生之间，所以乳液主要发生反射反射现象，现象，呈呈乳白色乳白色。n如液珠的粒径在如液珠的粒径在0.050.1m，即略小于入射光波，即略小于入射光波长时，有长时，有散射散射现象发生，体系呈现象发生，体系呈半透明状半透明状。n当液珠的粒径为当液珠的粒径为0.05m以下，即远小于入射光波以下，即远小于入射光波长时，会发生光的长时，会发生光的透射透射现象，体系变为现象，体系变为透明状透明状。实。实际上当乳液粒径小于际上当乳液粒径小于0.1m，体系呈半透明或透明时为，体系呈半透明或透明时为微乳液。微乳液。第50页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree51(2)乳液的黏度乳液的黏度n乳液的黏度受乳液内外相的黏度、内相的体乳液的黏度受乳液内外相的黏度、内相的体积分数、液珠的粒径及乳化剂的性质等的积分数、液珠的粒径及乳化剂的性质等的影响。当内相的相体积分数小于影响。当内相的相体积分数小于50时，时，乳液的黏度可应用乳液的黏度可应用Einstein公式描述：公式描述：=0(1+2.5)，0-分别为乳液及分散介质的黏度；分别为乳液及分散介质的黏度；-为分散相的体积分数为分散相的体积分数第51页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree52(3)乳液的电性质乳液的电性质n乳液的电性质主要研究其导电性，其中，乳液的电性质主要研究其导电性，其中，OW型乳液的导电性好于型乳液的导电性好于WO型。型。n另外，另外，乳液乳液的的电性质还有电性质还有液珠的电泳。液珠的电泳。液珠液珠的带电性主要取决于乳化剂的类型，的带电性主要取决于乳化剂的类型，对于对于OW型乳液，型乳液，乳化剂为离子型表面活性剂时，乳化剂为离子型表面活性剂时，疏水基伸入油相，离子头伸入水相而定向排疏水基伸入油相，离子头伸入水相而定向排列于界面上。列于界面上。乳化剂为阴离子型表面活性剂乳化剂为阴离子型表面活性剂时，则油珠带负电荷，在电场中油珠向正极时，则油珠带负电荷，在电场中油珠向正极移动。乳化剂为阳离子型表面活性剂，油珠移动。乳化剂为阳离子型表面活性剂，油珠带正电荷，在电场中油珠向负极移动。带正电荷，在电场中油珠向负极移动。第52页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree53三、影响乳状液稳定性的因素三、影响乳状液稳定性的因素n1）表面张力）表面张力n2）界面膜的性质）界面膜的性质n3）界面电荷）界面电荷n4）乳状液分散介质的黏度）乳状液分散介质的黏度n5）固体粉末的加入）固体粉末的加入第53页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree541.表面张力表面张力乳状液是一种热力学不稳定体系。乳状液是一种热力学不稳定体系。低的油低的油-水界面水界面张力有助于体系的稳定张力有助于体系的稳定，通常的办法是加入表面，通常的办法是加入表面活性剂，以降低体系界面张力。活性剂，以降低体系界面张力。例如：煤油与水之间的界面张力是例如：煤油与水之间的界面张力是35-40mN/m，加入适量表面活性剂后，可以降低到，加入适量表面活性剂后，可以降低到1mN/m，甚至，甚至10-3mN/m以下。这时，油分散在以下。这时，油分散在水中或水分散在油中就容易得多。水中或水分散在油中就容易得多。第54页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree552.界面膜的性质界面膜的性质界面膜的强度和紧密程度是决定乳状液稳定性界面膜的强度和紧密程度是决定乳状液稳定性的重要因素之一。的重要因素之一。为了得到高强度的界面膜和稳定的乳状液：为了得到高强度的界面膜和稳定的乳状液：1）使用）使用足量足量的乳化剂的乳化剂2）选择）选择适宜适宜分子结构的乳化剂分子结构的乳化剂第55页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree56大部分稳定的乳状液都带有电荷。大部分稳定的乳状液都带有电荷。界面电荷来源界面电荷来源:1)离子型离子型表面活性剂作为乳化剂时，乳状液液滴必表面活性剂作为乳化剂时，乳状液液滴必然带电。然带电。2)不能发生解离的不能发生解离的非离子非离子表面活性剂，液滴通过表面活性剂，液滴通过从水相上吸附离子使自身表面带电。从水相上吸附离子使自身表面带电。3)液滴与分散介质发生磨擦，使液滴表面带电。液滴与分散介质发生磨擦，使液滴表面带电。结论：结论：液滴表面的电荷密度越大，乳状液的稳液滴表面的电荷密度越大，乳状液的稳定性越高定性越高。3.界面电荷界面电荷第56页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree57n乳滴表面电荷的符号与两相的介电常数有关，乳滴表面电荷的符号与两相的介电常数有关，介电常数大的相带正电荷，介电常数小的相介电常数大的相带正电荷，介电常数小的相带负电荷。带负电荷。一般一般O/W型乳液中的油珠带负电型乳液中的油珠带负电荷，而荷，而W/O型乳液中的水珠带正电荷。由于型乳液中的水珠带正电荷。由于液珠在相互靠近时就产生电斥力，防止了液液珠在相互靠近时就产生电斥力，防止了液滴聚结，使乳液更加稳定。滴聚结，使乳液更加稳定。n对于非离子表面活性剂，起稳定作用的主要对于非离子表面活性剂，起稳定作用的主要是亲水的聚氧乙烯链水化后所形成的是亲水的聚氧乙烯链水化后所形成的水化聚水化聚氧乙烯的空间位阻作用氧乙烯的空间位阻作用，这一作用，这一作用阻止油珠阻止油珠间的聚结而使乳液稳定。间的聚结而使乳液稳定。第57页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree58乳状液分散介质的黏度越大，分散相液滴运动速度乳状液分散介质的黏度越大，分散相液滴运动速度越慢，有利于乳状液的稳定。越慢，有利于乳状液的稳定。许多能溶于分散介质中的许多能溶于分散介质中的高分子物质高分子物质常用来作常用来作增稠剂增稠剂，以提高乳状液的稳定性。同时，高分子，以提高乳状液的稳定性。同时，高分子物质（如蛋白质）还能形成较坚固的界面膜，增物质（如蛋白质）还能形成较坚固的界面膜，增加乳状液的稳定性。加乳状液的稳定性。4.分散介质的黏度分散介质的黏度第58页，讲稿共198张，创作于星期三ChapterThree59界面膜的形成与膜强度界面膜的形成与膜强度是影响乳状液稳定性的是影响乳状液稳定性的主要因素。主要因素。对于表面活性剂作为乳化剂的体系，界面张力对于表面活性剂作为乳化剂的体系，界面张力与界面膜性质有直接关系。随着与界面膜性质有直接关系。随着界面张力降低界面张力降低，界面吸附更多，界面吸附更多，膜强度增加膜强度增加，有利于乳状液，有利于乳状液的形成和稳定。的形成和稳定。5.固体粉末的加