物化—胶体化学课件：12-07乳状液.ppt

1、乳乳 状状 液液乳状液乳状液: 一一种或几种液体以液珠形式分散在另种或几种液体以液珠形式分散在另一种与其不互溶一种与其不互溶(或部分互溶或部分互溶)液体中所形成的液体中所形成的分散系统分散系统. 如牛奶如牛奶, 含水石油含水石油, 炼油厂的废水炼油厂的废水, 乳化农药等乳化农药等.乳化作用乳化作用: 油水互不相溶油水互不相溶,只有加入乳化剂才只有加入乳化剂才能得到比较稳定的乳状液能得到比较稳定的乳状液, 乳化剂的这种作用乳化剂的这种作用称为乳化作用称为乳化作用. 常用的乳化剂多为表面活性剂常用的乳化剂多为表面活性剂, 某些固体也能起乳化作用某些固体也能起乳化作用.乳状液的类型乳状液的类型:水包

2、油型水包油型, 微小油滴分散在水中微小油滴分散在水中, 符号符号O/W.油包水型油包水型, 微小水滴分散在油中微小水滴分散在油中, 符号符号W/O.(1)染色法染色法 用水溶性染料用水溶性染料,被染的相为水相被染的相为水相.(2)稀释法稀释法 如能被水稀释为如能被水稀释为O/W;能被油稀释能被油稀释为为W/O.(3)导电法导电法 非离子型乳化剂非离子型乳化剂, O/W型导电性远型导电性远好于好于W/O型型.1.乳状液的类型与鉴别乳状液的类型与鉴别(1)降低界面张力降低界面张力加入少量表面活性剂能显著降低液加入少量表面活性剂能显著降低液-液界面的液界面的界面张力界面张力, 使系统的表面吉布斯函数

3、降低使系统的表面吉布斯函数降低, 稳定性稳定性增加增加. 另外另外, 长碳链表面活性剂吸附在两相之间的长碳链表面活性剂吸附在两相之间的界面上界面上, 形成一定机械强度的形成一定机械强度的乳化剂膜乳化剂膜, 也使得乳也使得乳状液稳定性增加状液稳定性增加.2.乳状液的稳定性乳状液的稳定性表面活性剂的表面活性剂的HLB值可决定形成乳状液的类型值可决定形成乳状液的类型.表面活性剂的亲水基团的亲水性和亲油基团的表面活性剂的亲水基团的亲水性和亲油基团的亲油性之间的平衡关系称为亲憎平衡值亲油性之间的平衡关系称为亲憎平衡值（Hydrophile-lipophile Balance），），即即HLB值。值。一般

4、来说一般来说,HLB值在值在26的亲油性的乳化剂可形的亲油性的乳化剂可形成成W/O型乳状液型乳状液, HLB值在值在1218的亲水性的乳化的亲水性的乳化剂可形成剂可形成O/W型乳状液型乳状液.HLBHLB值值= =亲亲水基质量水基质量亲水基质量亲水基质量+ +憎水基质量憎水基质量100/5100/5由于亲水和亲油基团的不同，很难用相同的单由于亲水和亲油基团的不同，很难用相同的单位来衡量，所以位来衡量，所以GriffinGriffin提出了提出了用一个相对的用一个相对的值即值即HLB值来表示表面活性物质的亲水性值来表示表面活性物质的亲水性。对对非离子型的表面活性剂，非离子型的表面活性剂，HLB的

5、计算公式为：的计算公式为：HLB值愈大值愈大, 亲水性愈强亲水性愈强. 该值可作为选择表面该值可作为选择表面活性剂的参考活性剂的参考.例如：例如：石蜡无亲水基，所以石蜡无亲水基，所以HLB=0HLB=0 聚乙二醇，全部是亲水基，聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20HLB=20。其余非离子型表面活性剂的其余非离子型表面活性剂的HLB值介于值介于0 02020之间。之间。表面活性物质的表面活性物质的HLB值与应用的对应关系值与应用的对应关系(2)形成定向楔的界面形成定向楔的界面乳化剂的亲水端和憎水端的截面积常大小不乳化剂的亲水端和憎水端的截面积常大小不等等. 当它吸附在乳状液内的界面层时当它吸附在

6、乳状液内的界面层时, 常呈现常呈现“大头大头”朝外朝外, “小头小头”朝里的构型朝里的构型, 如同一个如同一个个楔子密集地钉在圆球上个楔子密集地钉在圆球上. 这种构型使得分散相这种构型使得分散相液滴的面积最小液滴的面积最小, 界面吉布斯函数最低界面吉布斯函数最低, 而且界而且界面膜更牢固面膜更牢固. “大头大头”朝外形成两种类型的乳状朝外形成两种类型的乳状液液 若亲水基是若亲水基是“大头大头”, 则亲水基朝外形成水则亲水基朝外形成水包油型乳状液包油型乳状液, 如如K, Na等碱金属皂类等碱金属皂类. 但一但一价的银皂例外价的银皂例外.若憎水基是若憎水基是“大头大头”, 则憎水基朝外形成油则憎水

7、基朝外形成油包水型乳状液包水型乳状液, 如如Ca, Mg, Zn等两价金属皂类等两价金属皂类.例3(3)形成扩散双电层形成扩散双电层乳化剂负离子定向吸附在油乳化剂负离子定向吸附在油-水界面上水界面上, 带带电的一端指向水电的一端指向水, 反离子则呈扩散状分布反离子则呈扩散状分布, 形成形成扩散双电层扩散双电层, 它一般具有较大的热力学电势及它一般具有较大的热力学电势及较厚的双电层较厚的双电层, 使乳状液处于较稳定的状态使乳状液处于较稳定的状态.(4)界面膜的稳定作用界面膜的稳定作用乳化过程也可以理解为分散相液滴表面的乳化过程也可以理解为分散相液滴表面的成膜过程成膜过程, 界面膜的厚度界面膜的厚

8、度, 特别是膜的强度和韧特别是膜的强度和韧性性, 对乳状液的稳定性起着举足轻重的作用对乳状液的稳定性起着举足轻重的作用.(5)固体粉末的稳定作用固体粉末的稳定作用油油水水 固体颗粒在油固体颗粒在油-水界面上的三种润湿情况水界面上的三种润湿情况以以 OW , OS及及 WS表示表示油油-水水,油油-固及水固及水-固的固的界面张力界面张力. 为为油油-水界水界面与水面与水-固界面的夹角固界面的夹角.平衡时杨氏方程可表平衡时杨氏方程可表示为示为:cos =( OS - WS)/ OW (左左) 90 , 颗粒不能被水润湿而更多地进入油中颗粒不能被水润湿而更多地进入油中;(中中) = 90 ,颗粒的亲

9、水亲油性均等颗粒的亲水亲油性均等;(右右) 90 , 颗粒能被水润湿而更多地进入水中颗粒能被水润湿而更多地进入水中.油油水水 固体颗粒在油固体颗粒在油-水界面上的三种润湿情况水界面上的三种润湿情况根据空间效应，固体粒子的大部分应处在分散介质中根据空间效应，固体粒子的大部分应处在分散介质中油油油油水水水水固体粉末乳化作用示意图固体粉末乳化作用示意图当粒子能被水润湿时当粒子能被水润湿时, 粒子大部分处于水中粒子大部分处于水中, 形形成水包油型乳状液成水包油型乳状液, 如粘土如粘土, Al2O3等固体微粒等固体微粒;当粒子易被油润湿时当粒子易被油润湿时, 粒子大部分处于油中粒子大部分处于油中, 形形

10、成油包水型乳状液成油包水型乳状液, 如炭黑如炭黑, 石墨粉等石墨粉等. 固体颗粒的尺寸应远小于分散相的尺寸固体颗粒的尺寸应远小于分散相的尺寸. 固固体表面愈粗糙体表面愈粗糙, 形状愈不对称形状愈不对称, 愈易于形成牢固愈易于形成牢固的固体膜的固体膜, 使乳状液愈稳定使乳状液愈稳定.3.乳状液的不稳定性：分层、变型、破乳乳状液的不稳定性：分层、变型、破乳分层分层：乳状液分层不是真正的破坏，而是分为乳状液分层不是真正的破坏，而是分为两个乳状液，在一层中分散相比原来的两个乳状液，在一层中分散相比原来的多，在另一层中则相反。例如牛奶的分多，在另一层中则相反。例如牛奶的分层。层。变型变型：变型是指在某种

11、因素作用下，乳状液由一种变型是指在某种因素作用下，乳状液由一种类型变成另一种类型。引起乳状液变型的因类型变成另一种类型。引起乳状液变型的因素有：素有：乳化剂类型的变更；乳化剂类型的变更；相体积的影响；相体积的影响；温度的影响；温度的影响；电解质的影响。电解质的影响。破乳破乳或或去乳化作用去乳化作用: 使乳状液破坏的过程使乳状液破坏的过程.破乳过程破乳过程: 分散相的微小液滴首先絮凝成团分散相的微小液滴首先絮凝成团, 但这时但这时仍未完全失去原来各自的独立性仍未完全失去原来各自的独立性;分散相凝聚成更大的液滴分散相凝聚成更大的液滴, 在重力场作用在重力场作用下自动分层下自动分层.破乳方法破乳方法:用不能形成牢固膜的表面活性物质代替用不能形成牢固膜的表面活性物质代替原来的乳化剂原来的乳化剂;加入某些能与乳化剂发生化学反应的物加入某些能与乳化剂发生化学反应的物质质, 消除乳化剂的保护作用消除乳化剂的保护作用.加入类型相反的乳化剂也可达到破乳的加入类型相反的乳化剂也可达到破乳的目的目的此外此外, 加热加热, 加入高价电解质加入高价电解质, 加强搅拌加强搅拌, 离心分离离心分离, 以及电泳法等皆可加速分散相以及电泳法等皆可加速分散相的聚结的聚结, 达到破乳的目的达到破乳的目的.