第七章乳状液

1、乳状液乳状液是一个多相分散体系，其中至少有一种液体是一个多相分散体系，其中至少有一种液体 以液珠的形式均匀地分散于一个不与它混合的液体以液珠的形式均匀地分散于一个不与它混合的液体 之中，液珠直径一般大于之中，液珠直径一般大于0.10.1微米，此种体系皆有微米，此种体系皆有 一个最低稳定度，这个稳定度可因有表面活性剂或一个最低稳定度，这个稳定度可因有表面活性剂或 固体粉末而大大增加。固体粉末而大大增加。 定义：定义： 分散相分散相：以小液珠形式存在的相叫作分散相或内相，也：以小液珠形式存在的相叫作分散相或内相，也 称为不连续相。称为不连续相。 分散介质分散介质：把另外的，连成一片的相叫作分散介质

2、或外：把另外的，连成一片的相叫作分散介质或外 相，也称为连续相。相，也称为连续相。 乳状液分为两种类型：乳状液分为两种类型：水包油乳状液水包油乳状液O OW W； 油包水乳状液油包水乳状液W WO O。 乳状液形成的必要条件：乳状液形成的必要条件：加入乳化剂，加入乳化剂， 乳化设备。乳化设备。 多重乳状液多重乳状液 一类一类W/O/WW/O/W，另一类，另一类O/W/O O/W/O 7.17.1乳状液的性质乳状液的性质 7.1.1颗粒大小及分布 图7-2乳状液的颗粒大小分布（纵坐标为在各种尺寸范围内的液珠的百分数） 7.1.2液滴粒径与光学性 液滴大小液滴大小外观外观 大滴大滴可分辨出有两相存

3、在可分辨出有两相存在 1um乳白色乳状液乳白色乳状液 0.11um蓝白色乳状液蓝白色乳状液 0.050.1um灰白色乳状液灰白色乳状液 0.05um透明透明 表表7.1 乳状液液滴大小与外观乳状液液滴大小与外观 0.05，乳状液粘度：，乳状液粘度： 7.2.17.2.1乳状液的类型鉴别乳状液的类型鉴别 乳状液类型：乳状液类型：“水包油水包油”(O/W)(O/W)和和“油包油包 水水”(W/O)(W/O)。 1.1.稀释法稀释法 乳状液能与其外相液体相混溶。乳状液能与其外相液体相混溶。 2.2.染色法染色法 油溶性染料：乳状液整体带色，则为油溶性染料：乳状液整体带色，则为w wo o型：型： 液

4、珠带色，则为液珠带色，则为o ow w型。型。 水溶性染料：乳状液整体带色，则为水溶性染料：乳状液整体带色，则为o ow w型：型： 液珠带色，则为液珠带色，则为w wo o型。型。 7.2乳状液的类型鉴别和影响因素乳状液的类型鉴别和影响因素 3.电导法电导法 图7-1 测量若状液类型仪器的线路 滴乳状液于滤纸上，若液体快速铺开，在中心留滴乳状液于滤纸上，若液体快速铺开，在中心留 一小滴油，则为一小滴油，则为O OW W乳状液；若不铺开，则为乳状液；若不铺开，则为W WO O乳乳 状液。状液。 4.滤纸润湿法滤纸润湿法 7.2.27.2.2影响乳状液类型的因素影响乳状液类型的因素 图图7-2

5、乳状液的几种外形乳状液的几种外形 水74，形成ow乳状液； 水26，形成wo乳状液； 26 74之间，ow型和wo型。 1.相体积相体积 钠、钾等一价金属的脂肪酸盐作乳化剂时容易形成OW 乳状液;钙、镁等二价金属皂作乳化剂，易形成WO乳状 液. 2.乳化剂分子构型乳化剂分子构型 图7-3一价金属皂对 O/W乳状液的稳定作用 图7-4 二价金属皂对 O/W乳状液的稳定作用 “定向楔”理论 “:乳化剂在界面的定向排列就象木楔一样插入内相 3. 3.溶解度规则溶解度规则 油水两相中，对乳化剂溶度大的一相成为外相。油水两相中，对乳化剂溶度大的一相成为外相。 4.乳化器材质对乳状液类型的影响乳化器材质对

6、乳状液类型的影响 器壁亲水性强易形成器壁亲水性强易形成OW型而器壁若亲油性强则易型而器壁若亲油性强则易 形成形成WO型乳状液型乳状液 。 表表7.2 乳化器壁性质对乳状液的类型的影响乳化器壁性质对乳状液的类型的影响 5. 5.聚结速度聚结速度(1957(1957年年) ) 乳化剂的亲水性强：水滴的聚结速度乳化剂的亲水性强：水滴的聚结速度 油滴的聚结速油滴的聚结速 度，形成度，形成O OW W型乳状液。型乳状液。 乳化剂的亲油性强：油珠的聚结速度乳化剂的亲油性强：油珠的聚结速度 水珠的聚结速水珠的聚结速 度，形成度，形成W WO O型的乳状液。型的乳状液。 图7.3 乳状液的形成过程示意图 7.

7、3.2界面膜的性质 1乳化剂的分子结构: W/O型乳状液：选用含支链烃基和双键的乳化剂。 O/W型乳状液：宜选用分子大的乳化剂。 7.3乳状液的稳定性乳状液的稳定性 7.3.1界面张力界面张力 有效方法就是加入表面活性剂有效方法就是加入表面活性剂 混合乳化剂混合乳化剂的特点为：一部分是表面活性剂（水溶的特点为：一部分是表面活性剂（水溶 性），另一部分是极性有机物性），另一部分是极性有机物( (油溶性油溶性) )。混合乳化。混合乳化 剂中的两组分在界面上吸附后即形成剂中的两组分在界面上吸附后即形成“复分物复分物”， 定向排列较紧密。界面膜为一复合膜，具有较高的定向排列较紧密。界面膜为一复合膜，具

8、有较高的 强度。强度。 2乳化剂的结构与性质乳化剂的结构与性质 图7.4 乳状液油水界面所生的复合物示意图 a十六烷基硫酸钠和胆畄醇组成密集复合膜产生极稳定的乳状液 b十六烷基硫酸钠和油醇组成稀松复合膜产生不稳定的乳状液 c十六醇和油酸钠组成比较密集复合膜产生中等稳定的乳状液 油溶性极性物与水溶性表面活性剂在油水界面可形成“复合物” 图6.5 油水界面上Span80与Tween40构成复合物的示意图 油溶性的表面活性剂与水溶性表面活性剂一起，构成混合乳化剂 应用的原则：用混合乳化剂比单一乳化剂所得到的乳状液更稳定， 混合表面活性剂比单一表面活性剂往往优越得多。 7.3.3界面电荷： 图6.6

9、O/W乳状液中油珠表面带电示意图 非离子表面活性起稳定作用的主要原因是亲水的聚氧乙烯链水化后 形成的水化聚乙烯的空间位阻作用，阻止油珠间的聚结而使乳状液 稳定。 式中，r-内相液珠半径；1内相的密度； 2外相的密度；代表外相的粘度。 9 )(2 21 2 r V 7.3.4 粘度粘度 斯托克斯的沉降速度公式： 液珠的运动速度越慢液珠间的碰撞的机率减少有利 于乳状液的稳定。 界面膜的形成与界面膜的强度是乳状液稳定性最主 要的影响因素。 a选择合适的乳化剂，使乳状液液滴的界面吸附膜有较好的机械 强度和韧性； b选择乳化剂和调节离子强度，使乳状液表面形成扩散双电层； c合适的乳化方法，提高乳化设备对

10、液体的分散效力； d利用增调剂，提高分散介质的粘度并尽可能增加界面膜的强 免尽量减少两相的比重差，防止由于重力作用而产全的乳折。 乳状液稳定性的测量方法：静置试验；高温静电试验，冻融试验； 离心分离，粒度分布；电导率测定等。 乳状液稳定的方法通常有：乳状液稳定的方法通常有： 7.47.4乳化剂乳化剂 对乳化剂的最关键的要求是： 乳化剂必须吸附或富集在两相之间的界面上，即界 面张力降低； 乳化剂必须赋予粒子以电荷，使粒子间产生静电斥 力，或者在粒子周围形成一种稳定的、粘度特高的或甚 至是固体的保护层。 1.阴离子型乳化剂 一般作为OW型乳状液的乳化剂，HLB在818范围，其亲水性 强。 a羧酸盐

11、 肥皂，三乙醇胺的脂肪酸盐 b磺酸盐型 磺酸盐当M为碱金属和铵时，亲水性强可作为O/W型乳状液的 乳化剂。M为碱土金属如钙，镁时，亲油性强可作为W/O型乳 状液的乳化剂。 C硫酸盐型 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐通式 RO(EO)nS03M 式中R为线型 或支链脂肪基 (C12一C14)等，M为Na+、NH4+等，n1 10为OW乳状液的乳化剂。 a醚型 聚氧乙烯脂肪醇醚 CnH2n+1O(EO)mH n=12-16,m1-100，随着m 增加脂肪醇聚氧乙烯醚由亲油性变为亲水性。根据m的从小到大 可作为W/O和O/W乳化剂。 b酯型 脂肪酸环氧乙烷加成物有单酯和双酯两种结构 RCO(EO)nH（单

12、酯），RCO(EO)nOOCR双酯）通常是两者的混合物，一般用作 W/O乳化剂。 2.非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂 7.4.27.4.2高分子乳化剂高分子乳化剂 常用的高聚物乳化剂有聚乙烯醇、聚氧乙烯常用的高聚物乳化剂有聚乙烯醇、聚氧乙烯- -聚氧丙烯嵌段聚合物聚氧丙烯嵌段聚合物 羧甲基纤维素钠盐以及聚醚型非离子表面活性剂等。其中有些分羧甲基纤维素钠盐以及聚醚型非离子表面活性剂等。其中有些分 子量很大，能提高子量很大，能提高O/WO/W型乳状液水相的粘度，增加乳状液的稳定型乳状液水相的粘度，增加乳状液的稳定 性。性。 1 1天然高分子天然高分子 天然高分子主要是各种动物胶和植物胶、纤维

13、素、淀粉等，天然高分子主要是各种动物胶和植物胶、纤维素、淀粉等， 植物胶的主要成分为中性或酸性多糖，由半乳甘露糖和其它糖组植物胶的主要成分为中性或酸性多糖，由半乳甘露糖和其它糖组 成。常见的这类物质有阿拉伯胶、瓜尔胶。田箐胶、摩芋胶等成。常见的这类物质有阿拉伯胶、瓜尔胶。田箐胶、摩芋胶等 1）瓜尔胶 瓜尔胶是由种子瓜尔素中提取的，是一种非离子型。 带支链的多糖半乳甘露糖。瓜尔胶的分子量为 2105。 2）田菁胶 田菁胶是由其种子胶乳加工而成，主要成分为半乳甘露 聚糖及少量纤维素等。 3 3）魔芋胶蒟蒻胶）魔芋胶蒟蒻胶 魔芋胶主要成分为魔芋甘露糖是一种多缩己糖，分子质 量约为1104以上。 最常

14、用的是甲基纤维素和羧甲基纤维素，它们多用作 辅助乳化剂以提高O/W型乳状液水相粘度。例如3的 甲基纤维素可将水的粘度提高一万倍。 4）纤维素衍生物）纤维素衍生物 2合成高分子 1）聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物 2）苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚 3）Pluronic型表面活性剂 此类表面活性剂时聚丙二醇和环氧乙烷的加成此物， 是一种非离子聚醚。 7.4.4固体粉末 一些固体粉末也可作乳化剂，如：粘土（主要是蒙 托土）、二氧化硅、金属氢氧化物等粉末是O/W乳化 剂，石墨、碳黑等是W/O型乳化剂。 7.5 乳化剂的选择与乳状液的制备 大多有良好的表面活性，能降低表面张力，在欲形成的乳状液 外相中有良好的溶

15、解能力； 乳化剂在油水界面上能形成稳定和紧密排列的凝聚膜； 水溶性和油溶性乳化剂的混合使用有良好的乳化效果； 乳化剂应能适当增大外相的粘度，以减小液滴的聚集速度； 满足乳化体系的特殊要求。如食品和乳液药物体系的乳化剂要 求无毒和有一定的药理性能； 要能用最小的浓度和最低的成本达到乳化效果，乳化工艺简单； 7.5.1乳化剂的选择 1.HLB方法 图7-9 最佳HLB值的确定 首先选择一对HLB值相差较大的乳化剂制备成一系列乳 状液。 a油水体系最佳油水体系最佳HLB值的确定值的确定 表7-2 乳化各种油所需的HLB 乳化剂的离子型。乳化粒子和乳化剂带相同电荷时， 相互排斥，会使乳液稳定。 乳化剂

16、在被乳化物中易溶解的、乳化效果较好。 乳化剂与分散相和分散介质的亲和性。 使用混合乳化剂。 2) 2)乳化剂的确定乳化剂的确定 PIT：指在一特定体系中，该表面活性剂的亲水、亲油性质达到适 当平衡的温度，称之为相转变温度，简写为PIT。 2)PIT方法(Phase lnversionTemperature) PIT的确定方法：在等量的油和水中，加入35的非离子表面 活性剂，配制成OW乳状液。然后在不断摇荡或搅拌下，逐渐加 热缓慢升温，在此期间可采用稀释法、染色法或电导法来检查乳 状液是否由原来的OW型转变为WO型。当乳状液由OW变 为WO型时的温度就是此体系的相转变温度PIT。 选择的乳化剂：

17、选择的乳化剂： OW乳状液的配制，首先选择的乳化剂使其形成的PIT应有 较高值，要高于使用温度，其贮存温度要低于PIT2060。 WO乳状液的配制，要选择乳化剂使其形成的乳状液的PIT 的值低一些为好，PIT应低于使用温度，贮存温度应高于PIT10 40 。 乳状液配制温度的确定：乳状液配制温度的确定： OW乳状液就须在低于PIT 24的温度下配制，然后再冷却 至贮存温度。 WO乳状液，制备温度应高于PIT24，然后再升温至贮存温 度。 7.5.2表面活性剂的乳化能力表面活性剂的乳化能力 1表面活性剂乳化能力 1)效能 表面活性剂的效能（effectiveness）即乳化能力，它是以加入表面

18、活性剂后使溶剂（水）的表面张力降至最低值来衡量的，而不管表 面活性剂浓度的大小。 2)效率 表面活性剂的效率（efficiency）即乳化效率，它是指溶剂的表 面张力降至某一浓度所需的表面活性剂的浓度。 3) 3)效果效果 效果（效果（effecteffect）是一种习惯表示法，即以一定浓度的表面活性剂）是一种习惯表示法，即以一定浓度的表面活性剂 溶液（通常为溶液（通常为1g/L1g/L的浓度）所能降低的表面张力来表示表面活性的浓度）所能降低的表面张力来表示表面活性 剂的效果。剂的效果。 2 2评价乳状液稳定性的方法评价乳状液稳定性的方法 1）离心分离法）离心分离法 在相同的离心速度下将欲比较

19、稳定的乳状液分离一定时间（如在相同的离心速度下将欲比较稳定的乳状液分离一定时间（如 1min，5min，10min等）观察它们的分层情况，分层时间需时间等）观察它们的分层情况，分层时间需时间 越长的越稳定。越长的越稳定。 2）生存时间法）生存时间法 生存时间是指分散相液滴在分散相欲分散介质界面上稳定生存时间是指分散相液滴在分散相欲分散介质界面上稳定 存在的时间。生存时间越长，可形成的乳状液越稳定。存在的时间。生存时间越长，可形成的乳状液越稳定。 3 3）液滴大小及分布比较法）液滴大小及分布比较法 在显微镜下观察乳状液内相液滴大小及分布，液滴平均直径在显微镜下观察乳状液内相液滴大小及分布，液滴平

20、均直径 越小，越均匀，乳状液越稳定。越小，越均匀，乳状液越稳定。 7.5.3乳状液的配制方法乳状液的配制方法 分散法：分散法：在一种液体中将另一种液体粉碎成微粒状态在一种液体中将另一种液体粉碎成微粒状态 ( (小液滴小液滴) ) 制成乳状液的方法。制成乳状液的方法。 凝聚法：凝聚法：使被分散物质的分子溶入一种液体，再使之聚集使被分散物质的分子溶入一种液体，再使之聚集 达到所需要的粒子大小的方法，达到所需要的粒子大小的方法， 1 1乳化剂添加法乳化剂添加法 乳化剂在水相法；乳化剂在水相法； 乳化剂在油相法；乳化剂在油相法； 自然乳化分散法；自然乳化分散法； 轮流加剂法；轮流加剂法； 初生皂法。初

21、生皂法。 目前常用和法，尤其法可制备较微细粒子的乳状目前常用和法，尤其法可制备较微细粒子的乳状 液。液。 a a可直接产生可直接产生O OWW乳状液，若欲得到乳状液，若欲得到W/OW/O型乳状掖，则继续型乳状掖，则继续 加油直至发生变型。加油直至发生变型。 b b制得的乳状液颗粒大小不均匀，乳状液比较粗糙，稳定性比较制得的乳状液颗粒大小不均匀，乳状液比较粗糙，稳定性比较 差，需要剧烈搅拌才能生成。差，需要剧烈搅拌才能生成。 1）剂在水中法）剂在水中法 将乳化剂直接溶于水中，在激烈搅拌下将油加入。将乳化剂直接溶于水中，在激烈搅拌下将油加入。 特点：特点： 得到的产品一般液油相当均匀，其平均直径约

22、为得到的产品一般液油相当均匀，其平均直径约为0.50.5微米，这可微米，这可 能是乳状掖的最稳定类型。能是乳状掖的最稳定类型。 2）剂在油中法）剂在油中法 将乳化剂加入油相，再加入水，直接制得将乳化剂加入油相，再加入水，直接制得W/O型乳状液，如型乳状液，如 欲得欲得O/W型，则继续加水，直到发生变型。型，则继续加水，直到发生变型。 特点：特点： 特点：用皂作乳化剂制备乳状液时，初生皂法最好。特点：用皂作乳化剂制备乳状液时，初生皂法最好。 3 轮施加液法轮施加液法 轮施加液法：将水加油轮流加入乳化刑，每次只加少量。轮施加液法：将水加油轮流加入乳化刑，每次只加少量。 4初生皂法初生皂法 将脂肪酸

23、溶于油，将碱溶于水，两相接触，在界面即有皂生将脂肪酸溶于油，将碱溶于水，两相接触，在界面即有皂生 成，而得到稳定的乳状液。成，而得到稳定的乳状液。 颗粒大小 范围微米 该范围中颗粒的 乳状液 I (剂在水中法) 乳状液 II 均化乳状液I 乳状液 III 初生皂法 乳状液 IV 均化初生皂法 0-147.571.868.380.7 1-241.526.426.417.1 2-37.41.42.02.0 3-42.11.40.50.2 4-50.10.30.1- 5-60.7-0.3- 6-70.10.1- 7-80.6-0.1- -8-90.2- 10-11- 11-120.1- 表7.8 橄

24、榄油乳状液的颗粒分布 5转相温度乳化法转相温度乳化法 乳状液由乳状液由O/W型转变为型转变为W/O型。型。 6自然乳化分散法自然乳化分散法 把所需时把所需时OW乳化剂加到油中，制成溶液，在使用时，把乳化剂加到油中，制成溶液，在使用时，把 溶液直接投入一定比例的水中，稍加搅拌就形成了溶液直接投入一定比例的水中，稍加搅拌就形成了OW乳乳 状液。状液。 7.67.6乳状液的不稳定性及破乳乳状液的不稳定性及破乳 乳状液的不稳定性表现为变型、分层、絮凝或聚集和聚结乳状液的不稳定性表现为变型、分层、絮凝或聚集和聚结(破乳破乳) 图7-11乳状液不稳定的几种形式【30】 （a）聚结；（b）破乳；（c）絮凝或

25、聚结；（d）分层 7.6.17.6.1分层分层 9 ) 0 ( 2 2 gd 粒了运动速率 7.6.27.6.2乳状液的变型及影响因素乳状液的变型及影响因素 1.乳状液的变型乳状液的变型 图7-18 乳状液变型示意图 2.影响变型的主要因素影响变型的主要因素 1）相体积分数）相体积分数 内内74，乳状液就有可能发生变型。，乳状液就有可能发生变型。 2）高价金属离子）高价金属离子 以脂肪酸的碱金属盐作乳化剂以脂肪酸的碱金属盐作乳化剂 3）温度）温度 乳化剂的亲水亲油性会因温度的变化而变化。乳化剂的亲水亲油性会因温度的变化而变化。 4）电解质）电解质 例：例：在以油酸钠为乳化剂的苯水的乳状液在以油

26、酸钠为乳化剂的苯水的乳状液 例：例：以硬脂酸钠稳定的汽油以硬脂酸钠稳定的汽油水型的乳状液水型的乳状液 5 5乳状液的分层、絮凝和聚结乳状液的分层、絮凝和聚结 1）分层）分层 2）絮凝）絮凝 3 3）聚结）聚结 电场破乳理论电场破乳理论：电场干扰乳化膜膜壁，并引起其中：电场干扰乳化膜膜壁，并引起其中分子分子 的重新排列。的重新排列。直流电比交流电效果好。破乳电场强度直流电比交流电效果好。破乳电场强度 达达2000Vcm2000Vcm1 1以上。 以上。 6.7.2破乳破乳 破乳：破乳：使稳定的乳状液破坏，成为不相混溶的两相。使稳定的乳状液破坏，成为不相混溶的两相。 1）物理机械方法）物理机械方法

27、 电沉降、超声、过滤、加热和过滤等等。电沉降、超声、过滤、加热和过滤等等。 升温加速乳状液液珠的布朗运动使絮凝速率加快，同时使升温加速乳状液液珠的布朗运动使絮凝速率加快，同时使 界面粘度迅速降低，使聚结速率加快，有利于膜的破裂。界面粘度迅速降低，使聚结速率加快，有利于膜的破裂。 例例2 2：被固体粒子稳定的乳化剂、可以通过加入某种表面活性剂，被固体粒子稳定的乳化剂、可以通过加入某种表面活性剂， 使固体粒子被某一相完全润湿，脱离界面，使乳状液破坏。使固体粒子被某一相完全润湿，脱离界面，使乳状液破坏。 2）化学法）化学法 化学法化学法主要是改变乳状液的界面膜性质，目的是设法降低界面主要是改变乳状液

28、的界面膜性质，目的是设法降低界面 膜强度，或破坏其界面膜从而使稳定的乳状液变得不稳定。膜强度，或破坏其界面膜从而使稳定的乳状液变得不稳定。 例例1：皂作乳化剂时，加入无机酸，加入高价金属盐皂作乳化剂时，加入无机酸，加入高价金属盐 7.7.3破乳剂破乳的基本原理破乳剂破乳的基本原理 乳状液的破坏需经历分层、絮凝、聚结的过程。乳状液的破坏需经历分层、絮凝、聚结的过程。 1相转移反向变性机理相转移反向变性机理 加入破乳剂，发生了相转变。加入破乳剂，发生了相转变。 3.润湿作用润湿作用 2.破乳剂的顶替作用破乳剂的顶替作用 破乳剂把乳化剂从界面上顶替下来，而破乳剂分子又不能形破乳剂把乳化剂从界面上顶替

29、下来，而破乳剂分子又不能形 成结实的界面膜。成结实的界面膜。 改变固体粉末的亲水亲油性，使固体粉末从界面上脱附进入改变固体粉末的亲水亲油性，使固体粉末从界面上脱附进入 水相或进入油相而使乳状液破坏。水相或进入油相而使乳状液破坏。 破乳剂有较多机会碰撞液珠界面膜或排替很少破乳剂有较多机会碰撞液珠界面膜或排替很少部分活性物质，部分活性物质， 击破界面膜，使界面膜的稳定性大大降低，因而发生絮凝、聚击破界面膜，使界面膜的稳定性大大降低，因而发生絮凝、聚 结。结。 4.絮凝絮凝聚结作用聚结作用 在加热和搅拌下分子量较大的破乳剂分散在乳状液中，会引在加热和搅拌下分子量较大的破乳剂分散在乳状液中，会引 起细

30、小的液珠絮凝，使分散相的液珠集合成松散的团粒。起细小的液珠絮凝，使分散相的液珠集合成松散的团粒。 5.碰撞击破界面膜破乳碰撞击破界面膜破乳 7.87.8乳状液的应用乳状液的应用 7.8.1原油的破乳原油的破乳 1 1）烷基酚醛树脂）烷基酚醛树脂- -聚氧丙烯聚氧乙烯醚；聚氧丙烯聚氧乙烯醚； 2 2）聚甲基苯基硅油聚氧丙烯聚氧乙烯醚；）聚甲基苯基硅油聚氧丙烯聚氧乙烯醚； 3 3）聚磷酸酯；）聚磷酸酯； 4 4）聚氧乙烯聚氧丙烯超高分子聚合物）聚氧乙烯聚氧丙烯超高分子聚合物 7.8.27.8.2乳状液在原油开采中的应用乳状液在原油开采中的应用 1乳化钻井液乳化钻井液 1)油包水型油包水型(WO)钻

31、井液钻井液 油包水乳化钻井液的基本组成为乳化剂、水、亲油胶体，油包水乳化钻井液的基本组成为乳化剂、水、亲油胶体， 其有利于保护油层其有利于保护油层 。 2)水包油型水包油型(OW)钻井液钻井液 OW型钻井乳化液是用于地层压力低的地区的钻井，还具有型钻井乳化液是用于地层压力低的地区的钻井，还具有 很好的井眼净化能力，因而得到广泛的应用。很好的井眼净化能力，因而得到广泛的应用。 2 2油包水型油包水型(W(WO)O)乳化酸乳化酸 乳化酸是在乳化剂的作用下将酸相分散到油相中形成的一种油乳化酸是在乳化剂的作用下将酸相分散到油相中形成的一种油 包酸型包酸型( (酸为内相，油为外相酸为内相，油为外相) )

32、乳状液。乳状液。 选择性酸化选择性酸化。有效作用距离有效作用距离。 3.水包油型水包油型(OW)乳液除垢剂乳液除垢剂 采用采用O OWW型乳液除垢剂清洗地面管道可以大大提高工效减轻劳型乳液除垢剂清洗地面管道可以大大提高工效减轻劳 动强度有很好的清洗效果。动强度有很好的清洗效果。 4.乳化压裂液乳化压裂液 水包油乳化压裂液具有摩阻小、流变性便于调节、易返排的优水包油乳化压裂液具有摩阻小、流变性便于调节、易返排的优 点，点，但对地层伤害较为严重，尤其是对水敏地层的伤害更为严重。但对地层伤害较为严重，尤其是对水敏地层的伤害更为严重。 油包水乳化压裂液粘度高、悬砂能力强、滤失低、残渣少、成油包水乳化压

33、裂液粘度高、悬砂能力强、滤失低、残渣少、成 本低，其油外相不易造成粘土膨胀、运移，有利于油层保护。本低，其油外相不易造成粘土膨胀、运移，有利于油层保护。 7.8.3沥青的乳化及其应用沥青的乳化及其应用 图7-21 阴离子(a)和阳离子(b)沥青乳液结构示意图 微乳状液的组成：微乳状液的组成：油、水、表面活性剂、助表面活性剂油、水、表面活性剂、助表面活性剂 特点：特点：微乳状液稳定性很高。微乳状液稳定性很高。 7.9 微乳状液微乳状液 微乳状液：微乳状液：当油和水与大量离子表面活性剂并有相当油和水与大量离子表面活性剂并有相 当大量的的极性有机物存在时，可得到透明成近似透当大量的的极性有机物存在时

34、，可得到透明成近似透 明的明的“乳状液乳状液”，其分散液滴小于，其分散液滴小于0.10.1微米，甚至小微米，甚至小 到数十个埃，这种分散体系为到数十个埃，这种分散体系为微乳状液微乳状液。 7.9.17.9.1微乳液的类型微乳液的类型 图图7-24 7-24 微乳状液类型示意图微乳状液类型示意图 (a)W(a)WO O型微乳液；型微乳液；(b)O(b)OWW型微乳液；型微乳液；(c)(c)双连续相双连续相 OW型、型、WO型和双连续型。型和双连续型。 微乳状液液珠非常小一般在微乳状液液珠非常小一般在101020nm 20nm ，其外观呈灰，其外观呈灰 色半透明或透明。色半透明或透明。 导电性，导

35、电性，O OW W型的微乳液导电性较好，型的微乳液导电性较好，W WO O型的导电型的导电 性较差。性较差。 具有很高的稳定性，是热力学上的稳定体系。具有很高的稳定性，是热力学上的稳定体系。 微乳状液还可以与一定量的水或油混溶。微乳状液还可以与一定量的水或油混溶。 7.9.2性质性质 体系体系 性质性质 乳状液乳状液微乳液微乳液胶团溶液胶团溶液 分散度分散度粗分散体系，质点粗分散体系，质点 0.1um，显微镜可见，显微镜可见， 质点不均匀质点不均匀 质点质点010.01um，显微，显微 镜不可见，质点均匀镜不可见，质点均匀 胶团大小胶团大小cmc即可即可 与 水 ，与 水 ， 油 的 混油 的

36、 混 溶性溶性 O/W与水溶与水溶 W/O与油溶与油溶 与油、水在一定范围内可与油、水在一定范围内可 混溶混溶 未达到加容量时，可溶解未达到加容量时，可溶解 油和水油和水 表表7-10 乳状液、微乳液和胶团溶乳状液、微乳液和胶团溶 液的性能比较液的性能比较 1. 1.负界面张力负界面张力 表面活性利及辅助表面活性剂量足够时，油水界面张力可能表面活性利及辅助表面活性剂量足够时，油水界面张力可能 暂时小于零，但负界面张力，不能稳定存在，体系欲趋于平衡，暂时小于零，但负界面张力，不能稳定存在，体系欲趋于平衡， 则必须扩大界面，使液体的分散度加大，最终形成微乳状液。此则必须扩大界面，使液体的分散度加大，最终形成微乳状液。此 时，界面张力由负变为正，这就是微乳