精细化学品合成表面活性剂课件.ppt

《精细化学品合成表面活性剂课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精细化学品合成表面活性剂课件.ppt（32页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精细化学品合成表面活性精细化学品合成表面活性剂剂第1页，此课件共32页哦 乳化的概念、乳液的类型与鉴别乳化的概念、乳液的类型与鉴别p 乳状液的制备方法乳状液的制备方法p 乳状液的稳定性乳状液的稳定性 表面活乳化剂的选择表面活乳化剂的选择第二节第二节 乳化作用乳化作用第2页，此课件共32页哦三、乳状液的制备方法三、乳状液的制备方法 乳状液的制备是将一种液体以液珠形式分散到另一种与之不相溶的液体中。因此在制备过程中会产生巨大的相界面，体系界面能大大增加，而这些能量需要外界提供。为了制备稳定性好的乳状液，需要采取适当的乳化方法和乳化设备。按照不同的加料方式，常用的乳化方法有以下几种：1.1.水中乳化

2、法水中乳化法 2.2.油中乳化法（转相乳化法）油中乳化法（转相乳化法）3.3.混合膜生成法混合膜生成法 4 4 新生皂法新生皂法 5 5 两相交替加入法两相交替加入法第3页，此课件共32页哦 1.1.水中乳化法水中乳化法(emulsifier in water method)(emulsifier in water method)又又称称湿湿胶胶法法，将将乳乳化化剂剂直直接接溶溶于于水水中中，在在激激烈烈搅搅拌拌下下将将油油加加入入。此此法法可可直直接接生生产产O/WO/W型型乳乳状状液液。若继续加油，体系会发生变型，得到W/O型乳状液。此法常用于亲水性强的乳化剂，直接制成O/W型乳状液比较合

3、适。制得的乳状液颗粒大小不均，稳定性较差。为改善它的性能，常将制得的乳状液用胶体磨或均化器进行处理。油油初乳初乳水水乳化剂乳化剂乳剂乳剂稀稀释第4页，此课件共32页哦2.2.油中乳化法（油中乳化法（PITPIT转相乳化法）转相乳化法）又又称称干干胶胶法法，将将乳乳化化剂剂加加入入油油相相，在在激激烈烈搅搅拌拌下下加加入入水水，水水以以细细小小的的水水珠珠分分散散在在油油中中，形形成成W/OW/O型型乳乳状状液液。继续加水至体系发生变型，油由外相转至内相，得到O/W型乳状液。此法得到的乳状液颗粒均匀，稳定性好。水水初乳初乳油油乳化剂乳化剂乳剂乳剂稀稀释第5页，此课件共32页哦 3.3.混合膜生成

4、法混合膜生成法 使使用用混混合合乳乳化化剂剂，一一个个亲亲水水，另另一一个个亲亲油油，将将亲亲水水乳乳化化剂剂溶溶于于水水中中，亲亲油油乳乳化化剂剂溶溶于于油油中中。在在剧剧烈烈搅搅拌拌下下，将将油油水水混混合合，两两种种乳乳化化剂剂在在界界面面上上形形成成混混合合膜膜。混合乳化剂如：十二烷基硫酸钠与十二醇，十六烷基硫酸钠与十六醇（或胆甾醇）等，此法制得的乳状液很稳定。第6页，此课件共32页哦4.4.瞬间成皂法（瞬间成皂法（nascent soap methodnascent soap method）将油相（如植物油含少量硬脂酸、油酸等将油相（如植物油含少量硬脂酸、油酸等有机酸）和水相（含碱如

5、氢氧化钠、氢氧化钙或三乙有机酸）和水相（含碱如氢氧化钠、氢氧化钙或三乙醇胺）在一定温度混合时（发生醇胺）在一定温度混合时（发生皂化反应皂化反应），两相），两相界面上生成的新生皂类作为乳化剂产生乳化的方界面上生成的新生皂类作为乳化剂产生乳化的方法。法。适用于乳膏剂的制备。适用于乳膏剂的制备。u+Ca(OH)2二价皂二价皂W/O型乳剂型乳剂u+KOH、NaOH、三乙醇胺、三乙醇胺一价皂一价皂O/W乳剂乳剂第7页，此课件共32页哦 5.5.两相交替加入法两相交替加入法(alternate addition(alternate addition method)method)向乳化剂中每次少量交替地加入

6、水或油，向乳化剂中每次少量交替地加入水或油，边加边搅拌，即可形成乳剂。边加边搅拌，即可形成乳剂。天然胶类、固体微天然胶类、固体微粒乳化剂等可用本法制备乳剂；乳化剂用量较多粒乳化剂等可用本法制备乳剂；乳化剂用量较多时，适合使用本法时，适合使用本法。第8页，此课件共32页哦 乳化搅拌机乳化搅拌机 均质器均质器 胶体磨胶体磨 超声波乳化装置超声波乳化装置 常用乳化设备胶体磨示意图胶体磨示意图第9页，此课件共32页哦l乳化设备和混合方式乳化设备和混合方式 l加料方式加料方式l温度（包括温度（包括乳化温度乳化温度和和乳化后温度乳化后温度）l乳化剂用量乳化剂用量l乳化时间乳化时间l搅拌速度搅拌速度l冷却的

7、方式冷却的方式 影响乳化的因素：影响乳化的因素：第10页，此课件共32页哦 四、乳状液的稳定性四、乳状液的稳定性 乳乳状状液液是是否否稳稳定定，与与液液滴滴间间的的聚聚结结密密切切相相关关，而只有界面膜破坏或破裂，液滴才能聚结。而只有界面膜破坏或破裂，液滴才能聚结。1.1.界面张力界面张力 乳乳状状液液中中，一一种种液液体体高高度度分分散散于于另另一一种种与与之之不不相相混混溶溶的的液液体体中中，这这就就极极大大增增加加了了体体系系的的界界面面，也也就就是是要要对对体体系系做做功功，增增加加体体系系的的总总能能量量。这这部部分分能能量量以以界界面面能能的的形形式式保保存存于于体体系系中中，这这

8、是是一一种种非非自自发发过过程程。因此，乳状液是一种热力学不稳定体系。因此，乳状液是一种热力学不稳定体系。第11页，此课件共32页哦降低表面张力降低油、水两相表面张力和表面自由能降低油、水两相表面张力和表面自由能制备乳剂时不必消耗更大的能量制备乳剂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剂保持一定的分乳剂保持一定的分散状态和稳定性。散状态和稳定性。第12页，此课件共32页哦2.2.界面膜的性质界面膜的性质 当表面活性剂浓度较低时，界面膜强度较差，形成的乳状液不稳定。表面活性剂增加到一定浓度，能够形成致密的界面膜，膜的强度增大，液

9、珠聚结时受到的阻力增大，这时的乳状液稳定性较好。表面活性剂分子的结构对膜的致密性也有一定影响，直链型在界面上的排列较支链型紧密，形成的膜强度更大。第13页，此课件共32页哦3.3.界面电荷界面电荷 大部分稳定的乳状液都带有电荷。以离子型表面大部分稳定的乳状液都带有电荷。以离子型表面活性剂作为乳化剂时，乳状液液滴必然带电。表面活活性剂作为乳化剂时，乳状液液滴必然带电。表面活性剂在界面吸附，亲油基在油相，亲水基在水相，与性剂在界面吸附，亲油基在油相，亲水基在水相，与无机反离子形成扩散双电层。无机反离子形成扩散双电层。由于乳状液液滴带有相同由于乳状液液滴带有相同电荷，液滴接近时会相互排斥，从而防止液

10、滴聚结，提高电荷，液滴接近时会相互排斥，从而防止液滴聚结，提高乳状液的稳定性乳状液的稳定性 第14页，此课件共32页哦4.4.分散介质的黏度分散介质的黏度 乳乳状状液液分分散散介介质质的的黏黏度度越越大大，分分散散相相液液滴滴运运动动速速度度越越慢慢，有有利利于于乳乳状状液液的的稳稳定定。因此，许多能溶于分散介质中的高分子物质常用来作增稠剂，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,增加乳状液的稳定性。第15页，此课件共32页哦p 加速老化法加速老化法p 高速离心法高速离心法p 循环冻融法循环冻融法 乳液稳定性的评价方法第16页，此课件共32页哦3.2.增溶作用

11、 l增溶作用：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)。第三章第三章 表面活性剂理论表面活性剂理论第17页，此课件共32页哦增溶作用的方式增溶作用的方式:1聚氧乙烯型聚氧乙烯型SA亲水基部分的分子链较亲水基部分的分子链较长，在水中呈卷曲状态长，在水中呈卷曲状态，有机物可以被包裹在其中有机物可以被包裹在其中,被增溶物被束缚在胶束外表面的被增溶物被束缚在胶束外表面的聚氧乙烯分子链上，被增溶物被聚氧乙烯链缠绕。聚氧乙烯分子链上，被增溶物被聚氧乙烯链缠绕。如苯，苯酚如苯，苯酚第18页，

12、此课件共32页哦2 离子型表面活性剂离子型表面活性剂（a）被被增增溶溶物物进进入入胶胶束束内内部部，胶胶束束内内部部可可认认为为是是单单纯纯的的烃烃类类化化合合物物，根根据据相相似似相相容容原原理理，简简单单的的一一些些非非极极性性烃烃类类物物质质可可以溶于其中，如苯，乙苯，正庚烷。以溶于其中，如苯，乙苯，正庚烷。（b）对于一些极性）对于一些极性有机物可以在胶束有机物可以在胶束中与表面活性剂分中与表面活性剂分子相间并列分布。子相间并列分布。（c）亲亲水水性性被被增增溶溶物物被被吸附于胶束表面吸附于胶束表面第19页，此课件共32页哦 (1)(1)空间因素空间因素:指胶束提供的容纳增溶物的可用空间

13、大小；指胶束提供的容纳增溶物的可用空间大小；(2)(2)能能量量因因素素:是是增增溶溶物物进进入入胶胶束束引引起起体体系系能能量量变变化化的的影影响响。表表面面活活性性剂剂结结构构、增增溶溶物物结结构构、有有机机添添加加剂剂、温温度度等会对空间和能量产生影响，进而影响增溶能力。等会对空间和能量产生影响，进而影响增溶能力。影响增溶能力的因素影响增溶能力的因素第20页，此课件共32页哦3.4 润湿与分散3.4.1湿润过程湿润过程 润润湿湿是是指指固固体体表表面面的的气气体体或或者者液液体体被被另另一一种种液液体体取取代代的的过过程程，通通常常润润湿湿是是指指用用水水或或者者水水溶溶液液将将液液体体

14、或或者者固固体体表表面面的空气取代，能增强这以取代能力的物质称为润湿剂。的空气取代，能增强这以取代能力的物质称为润湿剂。润湿程度通常是以固润湿程度通常是以固-液界面之间的接触角来衡量液界面之间的接触角来衡量第21页，此课件共32页哦3.4.1 接触角与湿润过程接触角与湿润过程 在气、液、固三相交界点，气在气、液、固三相交界点，气-液与气液与气-固界面张力之间固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用的夹角称为接触角，通常用q q表示。表示。第22页，此课件共32页哦习惯上人们更常用接触角来判断液体对固体的润湿习惯上人们更常用接触角来判断液体对固体的润湿 90o 润湿；润湿；90o 不润湿；不润湿；

15、=00或不存在或不存在 完全润湿；完全润湿；=180o 完全不润湿。完全不润湿。3.4.1 接触角与湿润过程接触角与湿润过程第23页，此课件共32页哦3.4.2 分散作用分散作用 分散 是指内相为不溶性微粒分布在外相为液体或半固体中组成的粗分散体系悬浮液。由分散相、连续相、分散剂组成。分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机，有机颜料的固体颗粒，同时也能防止固体颗粒沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需要的药剂。3.4 润湿与分散第24页，此课件共32页哦3.4 润湿与分散第25页，此课件共32页哦3.4.3 表面活性剂在分散过程中的应用表

16、面活性剂在分散过程中的应用l表面活性剂吸附于固体颗粒的表面，使凝聚的固体颗粒表面易于湿润。l粒子团的分散或者裂碎。表面活性剂可以减小液体在固体的接触角，毛细上升现象促使粒子团分散l使体系均匀，悬浮性能增加，不沉淀，使整个体系物化性质一样第26页，此课件共32页哦3.5 泡沫与消泡 “泡”就是由液体薄膜包围着气体。即：气体分散在液体中的一种分散体系。气体是分散相，流体是分散介质。表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫，这种表面活性剂称为起泡剂（foaming agent）。3.5.1 起泡剂的定义起泡剂的定义第27页，此课件共32页哦l起泡剂分子在气泡表面定向排列以后，当两个

17、气泡接触碰撞时，起泡剂分子在气泡表面定向排列以后，当两个气泡接触碰撞时，中间垫着中间垫着两层起泡剂分子及它们极性基的水化层两层起泡剂分子及它们极性基的水化层，因此气泡，因此气泡较难兼并，小气泡容易保存下来，同时小气泡比大气泡更能经较难兼并，小气泡容易保存下来，同时小气泡比大气泡更能经受外力的振动，其稳定性更强。受外力的振动，其稳定性更强。3.5.1 起泡剂的作用原理起泡剂的作用原理第28页，此课件共32页哦l表面张力表面张力l表面电荷表面电荷l表面黏度表面黏度l液体的黏度液体的黏度3.5.2 影响泡沫稳定性的因素影响泡沫稳定性的因素第29页，此课件共32页哦l表面张力的修复作用。液膜具有一定弹

18、性。气泡受到外力作用表面张力的修复作用。液膜具有一定弹性。气泡受到外力作用变形时，泡壁界面也增大，就引起气泡表面层变形时，泡壁界面也增大，就引起气泡表面层起泡剂分子浓起泡剂分子浓度降低，而气液界面的表面张力则显著增大度降低，而气液界面的表面张力则显著增大，这种表面张，这种表面张力的增大一方面有利于约束气泡内气体分子向外冲出，另一方力的增大一方面有利于约束气泡内气体分子向外冲出，另一方面使气泡产生较大的收缩力，克服了使气泡发生破裂的外力。面使气泡产生较大的收缩力，克服了使气泡发生破裂的外力。第30页，此课件共32页哦l起泡能力和泡沫稳定性是两个概念。有些表面活性剂的起泡能力较好，但生成的泡沫的稳

19、定性不一定好，此时可加入稳泡剂来改善泡沫的稳定性。l起泡剂主要是各种表面活性剂，如十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二胺的盐酸盐等。而蛋白质、明胶、炭末和矿粉对泡沫也有良好的稳定作用。3.5.2.3 稳泡剂及泡沫稳定性稳泡剂及泡沫稳定性起泡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。第31页，此课件共32页哦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少量的辛醇、戊醇、醚类、硅油等也可起到消泡作用。也有时要使用消泡剂（antifoaming agent），在制糖、制中药过程中泡沫太多，要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故。3.5.2.4 消泡剂消泡剂第32页，此课件共32页哦