乳狀液ChapterEight概述1.乳狀液定義、特點(diǎn)及類型

乳狀液是一種多相分散體系，兩種互不相溶的液體，其中一種液體以極小的液滴形式均勻分散另一種液體中所構(gòu)成的分散體系。①乳狀液定義內(nèi)相指乳狀液中以小液珠形式存在的一相稱為內(nèi)相(分散相或不連續(xù)相)；外相指相對于內(nèi)相的另一相稱為外相(分散介質(zhì)或連續(xù)相)。

乳狀液用途廣泛……。②乳狀液特點(diǎn)A.多相分散體系;B.內(nèi)外相互不相溶；

C.分散相粒子直徑一般在0.1～10μm之間，有的屬于粗分散體系，甚至用肉眼即可觀察到其中的分散相粒子;D.熱力學(xué)不穩(wěn)定體系

通常情況下乳狀液的一個(gè)相是水相，另一個(gè)相是與水不相溶的有機(jī)相（油相）組成。③乳狀液類型A.水為外相、油為內(nèi)相的乳狀液，為水包油型乳狀液，用“O/W”表示；

B.油為外相、水為內(nèi)相的乳狀液稱為油包水型乳狀液，用“W/O”表示；

C.多重乳狀液：W/O/W、O/W/O，用途特殊。H2OOilO/WOilH2OW/OH2OOilW/O/WO/W/OOil④乳化劑

使制備的乳狀液保持穩(wěn)定性的物質(zhì)。一般表面活性劑。⑤乳化作用

在一定條件下使互不相溶的兩種液體形成有一定穩(wěn)定性的液—液多分散體系的作用。3.乳化設(shè)備簡單混合器（常規(guī)的攪拌器）；均化器（液體被擊碎成小液珠而分散于分散介質(zhì)中形成乳狀液）；膠體磨（利用可調(diào)旋轉(zhuǎn)設(shè)備間隙的強(qiáng)剪切作用，使液體分散成極小液珠）；超聲波乳化器（利用超聲波在液體內(nèi)部強(qiáng)烈振動(dòng)使液體分散成微小液珠）。①劑在水中法；②劑在油中法；③初生皂法；④輪流加液法2.乳狀液制備方法存在兩種互不相溶的液體；有乳化劑存在；具有使兩種液體中一種液體分散到另一種液體充足的作用力。乳狀液形成必須具備的條件Sectionone乳狀液的物理性質(zhì)1.外觀和液珠大小液珠大小對乳狀液外觀的影響液珠大小外觀大液滴可分辨出有兩相存在大于1μm乳白色乳狀液1～0.1μm藍(lán)白色乳狀液0.1～0.05μm灰白色乳狀液小于0.05μm透明2.光學(xué)性質(zhì)

乳狀液分散相和分散介質(zhì)的折光率不同，光線在液珠表面上會發(fā)生反射、拆射與散射等現(xiàn)象。3.粘度

決定乳狀液粘度因素：外相粘度、內(nèi)相粘度、內(nèi)相的體積濃度、液珠的大小以及乳化劑的性質(zhì)等。4.電性質(zhì)

乳狀液的電導(dǎo)性能決定于外相，故O/W型乳狀液的電導(dǎo)率遠(yuǎn)大于W/O型，可以用電導(dǎo)率來判斷乳狀液類型。Sectiontwo影響乳狀液類型因素和類型鑒別1.影響乳狀液類型的因素

乳狀液的類型與兩個(gè)組分的相對體積有關(guān)，以前認(rèn)為量多的液體均為外相，而量少的均為內(nèi)相。這種觀點(diǎn)是片面的。①相體積與乳狀液類型分散相是均勻小球，最密堆積時(shí)液體占總體積74%，其余26%為分散介質(zhì)；若分散相體積>74%，則乳狀液破壞或變形；若分散體積占總體積26%～74%，則O/W型或W/O型乳狀液皆可能形成；如水相體積<26%時(shí)，形成W/O型；若水相體積>74%時(shí)，形成O/W型。內(nèi)相液滴是多分散性大小不均的，小球可以填充在大球空隙之間，當(dāng)乳化劑選取合適時(shí)，內(nèi)相可以不是球形而被擠成多面體，此時(shí)內(nèi)相體積大大超過74%。上述形成的乳狀液，哪些穩(wěn)定？哪些不穩(wěn)定？為什么？②定向楔理論

乳化劑分子在液滴表面上可形成緊密的吸附層，其空間構(gòu)型起重要作用。例如用一價(jià)金屬脂肪酸鹽作乳化劑時(shí)，容易形成O/W型乳狀液；用二價(jià)金屬脂肪酸鹽，則得W/O型乳狀液。

乳化劑分子像兩頭大小不一的楔子，為了在油水界面上形成緊密排列的吸附膜，截面小的一頭總是指向分散相，截面大的一頭就指向分散介質(zhì)，這就是定向楔理論。OilOilH2OO/WO/WW/O③乳化劑的溶液—Bancroft規(guī)則—相似相溶

乳化劑在哪一相溶解多，則形成該相為外相。對于油-水體系的乳狀液，乳化劑在水中溶解得多易于形成O/W型乳狀液，反之則形成W/O型。④器壁性質(zhì)

乳化過程中，器壁的親水性和親油性對乳狀液的類型有一定影響。親水性強(qiáng)的器壁易成O/W型乳狀液，親油性強(qiáng)的器壁易成W/O型乳狀液。2.乳狀液類型的鑒別①稀釋法

將數(shù)滴乳狀液滴入蒸餾水中，若在水中立即散開，則為O/W型乳狀液；否則為W/O型乳狀液。

在乳狀液中加數(shù)滴水溶性染料(如亞甲藍(lán)溶液)，若被染成均勻藍(lán)色，則為是O/W型乳液；如內(nèi)相被染成藍(lán)色(這可在顯微鏡下觀察)，則為W/O型乳狀液。②染色法乳狀液鑒別實(shí)驗(yàn)外相變成藍(lán)色內(nèi)相變成紅色非離子乳化劑時(shí)，O/W型乳狀液的導(dǎo)電性好，W/O型乳狀液差。離子型乳化劑時(shí)，就不能單一的靠電導(dǎo)法判定。③電導(dǎo)法④觀測法O/W型乳狀液呈乳白色；W/O型乳狀液呈油脂狀。⑤濾紙潤濕法

把乳狀液倒入濾紙中，液體能快速向四周擴(kuò)散，最后中心留有小液滴，則為O/W型乳狀液；反之，為W/O型乳狀液。Sectionthree影響乳狀液穩(wěn)定性因素相1相2乳狀液穩(wěn)定作用的幾種可能機(jī)理示意圖1.乳狀液穩(wěn)定作用機(jī)理分析

聚合物穩(wěn)定劑固體粒子穩(wěn)定作用吸附正離子表面活性劑穩(wěn)定劑2.乳狀液不穩(wěn)定的方式聚結(jié)破乳絮凝分層乳狀液水油分層變形、聚結(jié)絮凝沉降破乳3.乳狀液穩(wěn)定的影響因素①乳狀液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系

由定義可知，高度分散的體系（乳化劑和做功形成的），其形成過程使體系總能量增加。表面自由能增加的過程不是自發(fā)的，而其逆過程是自發(fā)的，故從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，乳狀液是不是穩(wěn)定體系。②油—水間界面膜的形成

體系加入S后，γ↓，同時(shí)S在界面上吸附并形成界面膜。此膜有一定強(qiáng)度，對分散相液滴起保護(hù)作用，使其在相互碰撞后不易合并。

為了提高乳化劑的表面活性，提高乳狀液穩(wěn)定性，常采用復(fù)合乳化劑體系或加入能夠增加乳狀液穩(wěn)定性的物質(zhì)。油-水界面上的復(fù)合膜

復(fù)合膜理論表明，只有界面膜中的乳化劑分子緊密地排列形成凝聚膜，方能保證乳狀液穩(wěn)定。③界面電荷（1）乳狀液界面電荷主要是電離、吸附或液滴與介質(zhì)間摩擦而產(chǎn)生的。（2）對O/W型乳狀液，電離與吸附帶電同時(shí)發(fā)生。（3）W/O型乳狀液由非離子型乳化劑所穩(wěn)定的乳狀液，其電荷主要是由于吸附極物質(zhì)和帶電離子產(chǎn)生的，也可能是兩相接觸摩擦產(chǎn)生的。

乳狀液中液滴帶電，故液滴接近時(shí)能相互排斥，從而防止它們合并，提高了乳狀液的穩(wěn)定性。④乳狀液的粘度

增加乳狀液外相粘度，液滴碰撞頻率與聚結(jié)速率降低，有利于乳狀液穩(wěn)定。同時(shí)，當(dāng)分散相粒子數(shù)增加，外相粘度亦增加。因此濃乳狀液較稀乳狀液穩(wěn)定。在制備時(shí)可加入增稠劑提高外相粘度。⑤粉末對乳狀液的穩(wěn)定作用

在油—水體系加入水潤濕粉末(如CaCO3，BaSO4，粘土、SiO2、Fe(OH)3和銅、鋅、鋁等堿式硫酸鹽)，形成O/W型乳狀液；加入油潤濕粉末（炭墨、煤煙、松香等）形成W/O型乳狀液。與表面活性劑一樣，粉末乳化劑也只有當(dāng)它們處在內(nèi)外兩相界面上時(shí)，才能起到乳化劑的作用。Sectionfour乳狀液的變形與破乳1.乳狀液的變形

變型也叫反相，是指O/W型(W/O型)乳狀液變?yōu)閃/O型(O/W型)的現(xiàn)象。2.影響乳狀液變形的因素①乳化劑的類型

由定向楔理論，乳化劑構(gòu)型變化導(dǎo)致乳狀液變型，由于不同構(gòu)型乳化劑穩(wěn)定乳狀液類型不同。如在鈉皂穩(wěn)定O/W型乳狀液中加入二價(jià)金屬陽離子會使乳狀液變成W/O型，因?yàn)殁c皂和二價(jià)陽離子反應(yīng)生成另一種構(gòu)型的二價(jià)金屬皂。②相體積

在相對固定內(nèi)外相的穩(wěn)定乳狀液中改變其中任一相均可能導(dǎo)致乳狀液發(fā)生變型。③溫度(1)溫度變化使乳化劑在油、水中溶解度變化，則乳狀液會變型；(2)對于單一乳化劑而言T↑，水中溶解度增加，會使原來的W/O→O/W。T↑，油中溶解度增加,會使原來的O/W→W/O。(3)加有長鏈極性有機(jī)物的復(fù)合乳化劑穩(wěn)定的W/O，溫度升高加速了極性、長鏈極性有機(jī)物在油中溶解，使原來穩(wěn)定的界面膜發(fā)生變化，而改變?nèi)闋钜侯愋?。④電解質(zhì)

加入電解質(zhì)后減少了分散相粒子上的電勢，使表面活性劑離子和反離子之間的相互作用增強(qiáng)，降低了親水性，有利于變?yōu)閃/O型乳狀液。3.乳狀液的破壞

乳狀液穩(wěn)定主要因素是應(yīng)具有足夠機(jī)械強(qiáng)度保護(hù)膜。因此，只要是能使保護(hù)膜減弱的因素原則上都有利于破壞乳狀液。①化學(xué)法

在乳狀液中加入反型乳化劑，會使原來的乳狀液變得不穩(wěn)定而破壞，因此，反型乳化劑即是破乳劑。無機(jī)鹽類、無機(jī)酸、高分破乳劑。②頂替法

在乳狀液中加入表面活性更大的物質(zhì)，它們能吸附到油—水界面上，將原來的乳化劑頂走，而代替乳化劑，但它們本身由于碳?xì)滏溙?，不能形成?jiān)固的膜，導(dǎo)致破乳。常用的頂替劑有戊醇、辛醇、乙醚等。③電破乳法常用于W/O型乳狀液的破乳。(1)極性的乳化劑分子在電場中隨電場轉(zhuǎn)向，而能削弱其保護(hù)膜強(qiáng)度；(2)水滴極化后，水滴相互吸引，使水滴排成一串，成珍珠項(xiàng)鏈?zhǔn)?，?dāng)電壓升至某一值時(shí)，小水滴瞬間聚結(jié)成大水滴，在重力作用下分離出來。④加熱法T↑，乳化劑溶解度↑，cmc↑，界面上Γ↓，保護(hù)膜強(qiáng)度↓；同時(shí)T↑，外相粘度↓，液滴相碰機(jī)會↑，有利于聚集而破乳。⑤機(jī)械法

機(jī)械法破乳包括離心分離、泡沫分離、蒸餾和過濾等，通常先將乳狀液加熱再經(jīng)機(jī)械分離或過濾。4.原油破乳劑的性質(zhì)(1)破乳劑的擴(kuò)散吸附性能。指破乳劑分子進(jìn)入乳狀液中向油-水界面膜上的擴(kuò)散速度和吸附能力←破乳劑分子官能團(tuán)、分子構(gòu)型、兩親結(jié)構(gòu)的分配、分子量大小及表面活性劑等都直接影響吸附性能；(2)破乳劑的潤濕成膜性能→破壞乳狀液穩(wěn)定性關(guān)鍵。體現(xiàn)在破乳劑分子對界面膜上的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、石蠟及其它固體顆粒的潤濕反轉(zhuǎn)能力，占據(jù)頂替原油界面而重新形成新界面膜的能力。脫水速度快，出水量大。（1）破乳劑的絮凝聚結(jié)能力，指對細(xì)小水珠的絮凝聚結(jié)。絮凝聚結(jié)作用強(qiáng)的破乳劑，深度脫水能力強(qiáng)，脫水率高，凈化油含水低，脫水性能好。（2）破乳劑對乳狀液界面膜上固體的潤濕性能。許多乳狀液中都有一些微細(xì)的固體小顆粒，如泥沙、黏土、泥漿、石蠟等。破乳劑通過改變固體顆粒的潤濕性和它們在油中或水中的分散性來破壞乳狀液的穩(wěn)定性。5.原油破乳劑特點(diǎn)①能將原來的乳化劑從液滴界面上頂替出來，而自身又不能形成牢固的保護(hù)膜。②能使原來作為乳化劑的固體粉末(如瀝青質(zhì)粒子或微晶石蠟)完全被原油或原油中的水濕。使固體粉末脫離界面進(jìn)入潤濕它的那一相，從而破壞了保護(hù)層。破乳劑與乳化劑分子結(jié)構(gòu)區(qū)別（1）乳化劑分子結(jié)構(gòu)選擇直連、飽和鏈、取代基在鏈端，具有一定分子量就行（2）破乳劑分子結(jié)構(gòu)為支鏈、最好是飽和鏈、取代基一般在鏈中間，不在鏈端，分子量越大越好。Sectionfive微乳狀液1.微乳液定義

由水、油、表面活性劑和助表面活性劑等四個(gè)組分，以適當(dāng)?shù)谋壤园l(fā)形成的透明或半透明的穩(wěn)定體系，稱之為微乳狀液。2.微乳液的形成

微乳狀液的形成除油、水主體及乳化劑外，還須加入相當(dāng)量的極性有機(jī)物(一般為醇類)。乳化劑及極性有機(jī)物濃度較大。①微乳液形成的一般規(guī)律(1)微乳狀液顆粒大小介乎于乳狀液和膠束溶液之間；(2)在乳狀液中若加入更多量的表面活性劑及適量的輔助劑，就能使它轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷闋钜海?3)在濃的膠束溶液中，加入一定數(shù)有油及輔助劑，也可以使膠束溶液變成微乳狀液，也稱為“膠束乳狀液”；(4)熱力學(xué)穩(wěn)定體系。②微乳液特點(diǎn)3.乳狀液、微乳狀液和膠束溶液性質(zhì)比較體系性質(zhì)乳狀液微乳狀液膠團(tuán)溶液分散度粗分散體系，質(zhì)點(diǎn)>0.1μm，顯微鏡可見，有的甚至肉眼可見；一般質(zhì)點(diǎn)大小不均勻質(zhì)點(diǎn)大小在0.01～0.1μm間，顯微鏡不可見；一般質(zhì)點(diǎn)大小均勻膠團(tuán)大小一般<0.01μm，顯微鏡不可見質(zhì)點(diǎn)形狀一般為球狀球狀溶液稀時(shí)為球狀，濃時(shí)可呈各種形狀透光性