复配技术与应用-混合分散和乳化

1、复配技术与应用复配技术与应用第四章第四章 混合、分散与乳化混合、分散与乳化目目 录录 第一节第一节 三者间的联系和差异三者间的联系和差异 第二第二节节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械 第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识 第四节第四节 分散剂与分散作用分散剂与分散作用 第五节第五节 乳液的基础知识乳液的基础知识 第六第六节节 分散分散和乳化机械和乳化机械 第七节第七节 三者在精细化工生产中的应用三者在精细化工生产中的应用 第八节第八节 小结小结混合、乳化和分散的定义混合、乳化和分散的定义第一节第一节 三者间的联系和差异三者间的联系和差异混合：混合：是指将两种以上固体粉末

2、相互均匀是指将两种以上固体粉末相互均匀分散的过程或操作。分散的过程或操作。分散：分散：特指将不溶的固体分散到液体中形特指将不溶的固体分散到液体中形成胶体的过程成胶体的过程。（捏合与匀化捏合与匀化）乳化：乳化：是一种液体以极微小液滴均匀地分是一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体中的作用。散在互不相溶的另一种液体中的作用。虽然在广义上都属于虽然在广义上都属于“混合混合”但各有偏重但各有偏重黑火药黑火药浆糊浆糊牛奶牛奶第一节第一节 三者间的联系和差异三者间的联系和差异三者间的联系三者间的联系两种固体物质间缺乏亲和力很难实现均匀混合两种固体物质间缺乏亲和力很难实现均匀混合物料物料A A

3、物料物料B B分散相分散相A A分散相分散相B B分散相可以使溶液或者胶体分散相可以使溶液或者胶体液体液体A,BA,B应为同一液体或者可混溶应为同一液体或者可混溶均匀混合物料均匀混合物料液体液体A A液体液体B B混合相混合相干燥粉碎干燥粉碎利用微粒吸附在界面形成利用微粒吸附在界面形成Picking 乳液乳液，可在物表面活性剂的情况下可在物表面活性剂的情况下实现乳液的稳定实现乳液的稳定三者辩证统一实现物质的混合，是复配技术的基本操作三者辩证统一实现物质的混合，是复配技术的基本操作相同点：相同点：三个体系中都存在明显的界面三个体系中都存在明显的界面第一节第一节 三者间的联系和差异三者间的联系和差

4、异三者间的异同三者间的异同差差 异：异：1.1. 固体混合是热力学稳定的，其为不可逆过程，而胶体体系和乳固体混合是热力学稳定的，其为不可逆过程，而胶体体系和乳液体系为动力学稳定体系，其为可逆过程。液体系为动力学稳定体系，其为可逆过程。2.2. 固体混合不需要克服额外的界面能，所以不需要表面活性剂，固体混合不需要克服额外的界面能，所以不需要表面活性剂，但胶体体系和乳液体系为维持稳定都需要克服表面自由能。但胶体体系和乳液体系为维持稳定都需要克服表面自由能。3.3. 三三种的界面形式不一样，前者为固种的界面形式不一样，前者为固- -固界面，后者分别为固固界面，后者分别为固- -液液和液和液- -液界

5、面液界面因为上述不同所以三种体系的形成需要不同的方式因为上述不同所以三种体系的形成需要不同的方式第二节第二节 混合原理及典型混合混合原理及典型混合机械机械混合目标、难点和原则混合目标、难点和原则目标：目标：使配方中各成分含量均一，确保产品中组分的准使配方中各成分含量均一，确保产品中组分的准确性，保证最终产品的性能确性，保证最终产品的性能难点：难点：1.1.操作对象为超细粉体，具有粒度小，密度小，附着性、凝聚性、飞操作对象为超细粉体，具有粒度小，密度小，附着性、凝聚性、飞散性强等特点；散性强等特点；2.2.粒子的形状、大小、表面粗糙度不均匀；粒子的形状、大小、表面粗糙度不均匀；3.3.混合组分多

6、，有时多大十多种；混合组分多，有时多大十多种；4.4.微量混合时，最少成分的混合比率（稀释倍数）较大等。微量混合时，最少成分的混合比率（稀释倍数）较大等。混合原则：混合原则：1.1. 当组分比例悬殊时应采用当组分比例悬殊时应采用“等量递增法等量递增法”混合；混合；2.2. 但组分密度相差悬殊时混合应该先装密度小的然后装密度大的；但组分密度相差悬殊时混合应该先装密度小的然后装密度大的；3.3. 要注意考虑中各组分的性质要注意考虑中各组分的性质第二节第二节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械混合方式混合方式搅拌混合搅拌混合研磨混合研磨混合过筛混合过筛混合混合方法和混合机理混合方法和混合机

7、理混合机理混合机理切变混合：切变混合：使固体物料在界面间切变而使固体物料在界面间切变而达到混合。如研磨混合。达到混合。如研磨混合。对流混合：对流混合：使固体物料在对流作用下达使固体物料在对流作用下达到混合。如到混合。如V V型混合筒、三维运动混合型混合筒、三维运动混合机混合。机混合。扩散混合：扩散混合：使粉末紊乱运动而达到混合。使粉末紊乱运动而达到混合。如搅拌型如搅拌型混合机（如槽形混合机）的混合机（如槽形混合机）的混混合合。在实际混合超作中往往以一种混合机理为主的复合混合在实际混合超作中往往以一种混合机理为主的复合混合第二节第二节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械混合效果评价混合

8、效果评价其中其中Na=minNn,n=1,2,3,.i； Nb=maxNn,n=1,2,3,.i混合度不但可以衡量仪器的好坏也能评价物质是否容易混合混合度不但可以衡量仪器的好坏也能评价物质是否容易混合第二节第二节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械影响混合的主要因素影响混合的主要因素第二节第二节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械 混合时间混合时间: :不宜过长，滚筒不宜过长，滚筒20 min,V20 min,V型，双螺旋锥型型，双螺旋锥型5 min5 min第二节第二节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械是靠容器本身的旋转作用带动物料上下是靠容器本身的旋转作用带

9、动物料上下运动而使物料混合的设备。运动而使物料混合的设备。混合设备及其分类混合设备及其分类混合设备混合设备容器旋转型容器旋转型设备设备容器固定型容器固定型混合机混合机是物料在容器内靠叶片、螺带或气流是物料在容器内靠叶片、螺带或气流的搅拌作用进行混合的设备。的搅拌作用进行混合的设备。 命名为混合机一般以搅拌混合为主，但过筛和粉碎有混合功能命名为混合机一般以搅拌混合为主，但过筛和粉碎有混合功能第二节第二节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械容器旋转型混合机容器旋转型混合机水平圆筒混合机水平圆筒混合机筒体在轴向旋转时带动物料向上运动，并在筒体在轴向旋转时带动物料向上运动，并在重力作用下往下

10、滑落的反复运动中进行混合重力作用下往下滑落的反复运动中进行混合。总体混合主要以对流、剪切混合为主，而轴总体混合主要以对流、剪切混合为主，而轴向混合以扩散混合为主。向混合以扩散混合为主。混合度较低，但结构简单、混合度较低，但结构简单、成本低、混合能力强。操成本低、混合能力强。操作中最适宜转速为临界转作中最适宜转速为临界转速的速的70%90%；最适宜；最适宜充填量或容积比（物料容充填量或容积比（物料容积积/混合机全容积）约为混合机全容积）约为30%。第二节第二节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械容器旋转型混合机容器旋转型混合机VV型混合机型混合机由两个圆筒成由两个圆筒成V型交叉结合而成

11、。交叉角型交叉结合而成。交叉角=8081，直径与长度之比为，直径与长度之比为0.80.9。物料在圆筒内旋转时，被分成两部分，再使物料在圆筒内旋转时，被分成两部分，再使这两部分物料重新汇合在一起，这样反复循这两部分物料重新汇合在一起，这样反复循环，在较短时间内即能混合均匀。环，在较短时间内即能混合均匀。以对流混合为主。以对流混合为主。V型混合机混合速度快，在旋转混型混合机混合速度快，在旋转混合机中效果最好，要求混合物料密合机中效果最好，要求混合物料密度相近。操作中最适宜转速可取临度相近。操作中最适宜转速可取临界转速的界转速的30%40%；最适宜充填；最适宜充填量为量为30%。第二节第二节 混合原

12、理及典型混合机械混合原理及典型混合机械容器旋转型混合机容器旋转型混合机-双锥型混合机双锥型混合机在短圆筒两端各与一个锥型圆筒结合而成，在短圆筒两端各与一个锥型圆筒结合而成，旋转轴与容器中心线垂直。混合机内的物料旋转轴与容器中心线垂直。混合机内的物料的运动状态与混合效果类似于的运动状态与混合效果类似于V V型混合机。型混合机。将粉末或粒状物料通过真空输送或人工加料将粉末或粒状物料通过真空输送或人工加料到双锥容器中，随着容量的不断旋转，物料到双锥容器中，随着容量的不断旋转，物料在容器中进行复杂的撞击运动，达到均匀的在容器中进行复杂的撞击运动，达到均匀的混合混合双锥型混合机工作效率较高，节约双锥型混

13、合机工作效率较高，节约能源、操作方便、劳动强度低。适能源、操作方便、劳动强度低。适用于医药、化工、食品、建材等行用于医药、化工、食品、建材等行业的粉状、粒状物料的混合。业的粉状、粒状物料的混合。第二节第二节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械主动轴主动轴 从动轴从动轴 万向节万向节锥形圆筒锥形圆筒容器旋转型混合机容器旋转型混合机三维运动混合机三维运动混合机混合筒多方向运动，物料无离心力作用，无混合筒多方向运动，物料无离心力作用，无比重偏析及分层、积聚现象，比重偏析及分层、积聚现象，各组分可有悬各组分可有悬殊的重量比，混合率达殊的重量比，混合率达99.9%以上，是目前以上，是目前各种混

14、合机中的一种较理想产体装料率大，各种混合机中的一种较理想产体装料率大，最高可达最高可达90%（普通混合机仅为（普通混合机仅为40%），效），效率高，混合时间短品率高，混合时间短品各种混合机中的一种较理想产各种混合机中的一种较理想产品，但是工作能力不足，适合品，但是工作能力不足，适合混合精细化学品混合精细化学品以扩散混合为主。以扩散混合为主。第二节第二节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械容器固定型混合机容器固定型混合机-搅拌槽型混合机搅拌槽型混合机 固定轴混合槽搅拌桨由断面为由断面为U U型的固定混合槽和内装螺旋状二型的固定混合槽和内装螺旋状二重带式搅拌桨组成，搅拌桨可使物料不停地重

15、带式搅拌桨组成，搅拌桨可使物料不停地以上下、左右、内外的各个方向运动的过程以上下、左右、内外的各个方向运动的过程中达到均匀混合中达到均匀混合混合时以剪切混合为主，混合时混合时以剪切混合为主，混合时间较长，但混合度与间较长，但混合度与V V型混合机型混合机类似。这种混合机亦可适用于造类似。这种混合机亦可适用于造粒前的捏合（制软材）操作粒前的捏合（制软材）操作第二节第二节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械容器固定型混合机容器固定型混合机-锥形垂直螺旋混合机锥形垂直螺旋混合机 由锥形容器和内装的一个至二个螺旋推进器由锥形容器和内装的一个至二个螺旋推进器组成。在混合过程中物料在推进器的作用

16、下组成。在混合过程中物料在推进器的作用下自底部上升，又在公转的作用下在全容器内自底部上升，又在公转的作用下在全容器内产生旋涡和上下的循环运动产生旋涡和上下的循环运动混合速度快，混合度高，混合量比混合速度快，混合度高，混合量比较大也能达到均匀混合，混合所需较大也能达到均匀混合，混合所需动力消耗较其它混合机少动力消耗较其它混合机少第二节第二节 混合原理及典型混合机械混合原理及典型混合机械容器固定型混合机容器固定型混合机-双螺旋锥型混合机双螺旋锥型混合机减速器 转臂 锥形筒体 加料口 螺旋杆部件 出料口 该机自转均有一套电机及摆线针轮减速该机自转均有一套电机及摆线针轮减速机来完成，采用两螺杆非对称搅

17、拌，使机来完成，采用两螺杆非对称搅拌，使物料搅拌范围大，混合速度快，对比重物料搅拌范围大，混合速度快，对比重悬殊，混配比较大的物料混合更为适合。悬殊，混配比较大的物料混合更为适合。本机是一种新型、高效、本机是一种新型、高效、高精度的混合设备，广泛高精度的混合设备，广泛适用于制药、化工、饲料适用于制药、化工、饲料等行业的各种粉状物料的等行业的各种粉状物料的混合混合第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识分散系统：分散系统：把一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统把一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统 称为分散系统；分散系统的含义比胶体系统更为广泛称为分散系统；分散系统的含义比

18、胶体系统更为广泛分散相：分散相：被分散的物质被分散的物质分散介质：分散介质：也叫连续相，分散体系中呈连续分布的物质也叫连续相，分散体系中呈连续分布的物质分散相的定义及其分类分散相的定义及其分类分散体系分散体系分散相粒径分散相粒径特特 性性分子分散系分子分散系统（真溶液）统（真溶液）d1nm分散相粒子能透过半透膜分散相粒子能透过半透膜,扩散快。扩散快。 均相热力均相热力学的稳定系统。无论普通显微镜和超显微镜学的稳定系统。无论普通显微镜和超显微镜都看不到粒子。弱丁达尔现象都看不到粒子。弱丁达尔现象 胶体分散体胶体分散体系（溶胶）系（溶胶）1nmd1000nm分散相粒子不能透过半透膜，分散相粒子不能

19、透过半透膜， 扩散慢；扩散慢； 多相、多相、热力学的不稳定系统。用超显微镜才能观察热力学的不稳定系统。用超显微镜才能观察到粒子。强丁达尔现象到粒子。强丁达尔现象 粗分散体系粗分散体系d1000nm分散相粒子不能通过滤纸或半透膜，不扩分散相粒子不能通过滤纸或半透膜，不扩散；多相、热力学的不稳定系统。用普通显散；多相、热力学的不稳定系统。用普通显微镜能观察到粒子。微镜能观察到粒子。第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识 多相性：多相性：在胶体体系中，分散相由众多离子和分子组成，在胶体体系中，分散相由众多离子和分子组成，粒子内部与外部分散介质间在物理和化学性质有很大的不粒子内部与外部分散介质

20、间在物理和化学性质有很大的不同，其性质是不均匀的，因而是多相体系同，其性质是不均匀的，因而是多相体系 高分散性：高分散性：与普通的多相系统不一样与普通的多相系统不一样 不稳定性：不稳定性：具有很高的界面能，是热力学不稳定体系具有很高的界面能，是热力学不稳定体系溶胶的特性溶胶的特性 胶体不同于一般固液混合物，其不溶解于液体但胶体不同于一般固液混合物，其不溶解于液体但能够在液体中均匀分散并保持一定的时间能够在液体中均匀分散并保持一定的时间第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识丁达尔现象与胶体丁达尔现象与胶体当一束光线透过胶体，从入射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的当一束光线透过胶体，从入

21、射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的一条光亮的“通路通路”，这种现象叫，这种现象叫丁达尔现象丁达尔现象(Tyndall effect)丁达尔效应是区分胶体和溶液的一种常用物理方法丁达尔效应是区分胶体和溶液的一种常用物理方法第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识布朗运动与胶体布朗运动与胶体布朗运动：布朗运动：被分子撞击的悬浮微粒地做无规则运动的现象被分子撞击的悬浮微粒地做无规则运动的现象布朗运动虽然无规律但是其运动速率与分散相的粒径有布朗运动虽然无规律但是其运动速率与分散相的粒径有关系，动态光散射就是利用此原则设计的关系，动态光散射就是利用此原则设计的第三节第三节 胶体化学基础

22、知识胶体化学基础知识重力作用下的沉降重力作用下的沉降胶体粒子在分散体系中受到重力、浮力及胶体粒子在分散体系中受到重力、浮力及液体的摩擦力共同作用，如果重力占优势则粒液体的摩擦力共同作用，如果重力占优势则粒子可以慢慢沉降下来。这些这些微粒的粒径大子可以慢慢沉降下来。这些这些微粒的粒径大约约1-1001-100m,m,当粒径在当粒径在1 1 m m以下就必须考虑扩以下就必须考虑扩散的的影响，其仅用于分离粗分散体系散的的影响，其仅用于分离粗分散体系超超离心力场下的沉降离心力场下的沉降在超离心力作用下离子受到的离心力是重在超离心力作用下离子受到的离心力是重力的力的100100万倍，其可以将更小粒径的胶

23、体颗粒万倍，其可以将更小粒径的胶体颗粒从分散液中分离从分散液中分离出来，其分离在时间短，能够出来，其分离在时间短，能够由于蛋白等胶体的分子量分析。由于蛋白等胶体的分子量分析。胶体的沉降胶体的沉降布朗运动让胶体趋于均匀，而沉降让胶体分离布朗运动让胶体趋于均匀，而沉降让胶体分离第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识胶体的扩散胶体的扩散和真溶液一样，胶体溶液中的质点也具有从高浓度区向低浓度区的扩和真溶液一样，胶体溶液中的质点也具有从高浓度区向低浓度区的扩散作用，最后达到均匀。扩散可用散作用，最后达到均匀。扩散可用FickFick第一和第二定律来描述第一和第二定律来描述第三节第三节 胶体化学基

24、础知识胶体化学基础知识 电动现象：电动现象：在外电场作用下使固在外电场作用下使固- -液两相发生相对运动以液两相发生相对运动以及外力使固液两相发生相对运动而产生电场的现象的统称。及外力使固液两相发生相对运动而产生电场的现象的统称。 电泳：电泳：在电场中胶体粒子相对于静止介质作定向的移动的电动现在电场中胶体粒子相对于静止介质作定向的移动的电动现象。象。 电渗：电渗：在电场中分散介质相对与静止带电固体表面作定向移动的在电场中分散介质相对与静止带电固体表面作定向移动的电动现象。电动现象。 流动电势：流动电势：在外力作用下，液体流过毛细管或者多孔塞时两端产在外力作用下，液体流过毛细管或者多孔塞时两端产

25、生的电势差生的电势差 沉降电势：沉降电势：在外力作用下，带电胶粒相对于液体的运动，两端产在外力作用下，带电胶粒相对于液体的运动，两端产生的电势差生的电势差胶体的电性质胶体的电性质第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识在胶体中，胶粒表面常因表面基团的解离或自在胶体中，胶粒表面常因表面基团的解离或自溶液中选择性地吸附某种离子而带电。由于电溶液中选择性地吸附某种离子而带电。由于电中性的要求，带电表面附近的液体中必有与固中性的要求，带电表面附近的液体中必有与固体表面电荷数量相等但符号相反的多余的反离体表面电荷数量相等但符号相反的多余的反离子。子。带电表面和反离子构成双电层带电表面和反离子构成双

26、电层。一部分反离子由于电性吸引或非电性的特性吸一部分反离子由于电性吸引或非电性的特性吸引作用（例如范德瓦耳斯力）而和表面紧密结引作用（例如范德瓦耳斯力）而和表面紧密结合，构成合，构成紧密层（或称斯特恩层）紧密层（或称斯特恩层）。其余的离。其余的离子则扩散地分布在溶液中，构成双电层的子则扩散地分布在溶液中，构成双电层的扩散扩散层（或称古伊层）。层（或称古伊层）。由于带电表面的吸引作用，在由于带电表面的吸引作用，在扩散层中反离子扩散层中反离子的浓度远大于同号离子的浓度远大于同号离子。离表面越远，过剩的。离表面越远，过剩的反离子越少，直至在溶液内部反离子的浓度与反离子越少，直至在溶液内部反离子的浓度

27、与同号离子相等。同号离子相等。胶体双电层理论胶体双电层理论第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识热力学电势热力学电势?：胶粒表面的电势胶粒表面的电势（及整个双垫层的电势）（及整个双垫层的电势）扩散层电势扩散层电势?：紧密层与扩散层紧密层与扩散层之间的电位之间的电位电动电势电动电势：固相与液相间可以发固相与液相间可以发生相对位移处（及固液相连带着生相对位移处（及固液相连带着束缚的溶剂层和溶剂之间）的电束缚的溶剂层和溶剂之间）的电势，与电动现象密切相关势，与电动现象密切相关胶粒与介质间的三种电势胶粒与介质间的三种电势eta电位不包括紧密层中电位，只包括扩散层电位电位不包括紧密层中电位，只包

28、括扩散层电位?的一部分，可利用的一部分，可利用电泳，电渗等方法测得电泳，电渗等方法测得第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识亲水胶体亲水胶体 也称分子胶体，及高分子也称分子胶体，及高分子的化合物的溶液的化合物的溶液 其热力学稳定，没有清晰其热力学稳定，没有清晰的界面的界面 虽然是熵增过程到总体自虽然是熵增过程到总体自由端低由端低 在热力学学中其也被称为在热力学学中其也被称为无热溶液无热溶液憎水胶体憎水胶体 溶胶合作粗分散体系溶胶合作粗分散体系 动力学稳定，有明显的界动力学稳定，有明显的界面面 容易被破坏而发生相分离容易被破坏而发生相分离亲水胶体与憎水胶体亲水胶体与憎水胶体第三节第三节

29、胶体化学基础知识胶体化学基础知识胶体为多分散体系具有巨大的表面自由能，其不是热力学稳定的，有胶体为多分散体系具有巨大的表面自由能，其不是热力学稳定的，有自动聚结的趋势自动聚结的趋势“聚结不稳定性聚结不稳定性”由于布朗运动，阻止了重力作用下的沉降，所以其在动力学上时稳定由于布朗运动，阻止了重力作用下的沉降，所以其在动力学上时稳定的，及的，及“动力学稳定动力学稳定”扩散双电层认为胶体的稳定是由于胶粒带电（具有一定的扩散双电层认为胶体的稳定是由于胶粒带电（具有一定的 电位电位），），使离子间产生排斥而稳定使离子间产生排斥而稳定而且胶体表面水化，具有弹性水化膜，也起到排斥作用而且胶体表面水化，具有弹性

30、水化膜，也起到排斥作用DLVODLVO理论认为：溶胶在一定条件下稳定还是沉降，取决了静电排斥力理论认为：溶胶在一定条件下稳定还是沉降，取决了静电排斥力和粒子间吸引力的相互作用，排斥力大则稳定，反之团聚和粒子间吸引力的相互作用，排斥力大则稳定，反之团聚胶体的稳定性胶体的稳定性在一定条件下常用体系的在一定条件下常用体系的 电位来描述胶体的稳定性电位来描述胶体的稳定性第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识胶粒间的吸引主要依靠分子间作用胶粒间的吸引主要依靠分子间作用力（范德华力），但是与普通分子力（范德华力），但是与普通分子间作用力不同，胶粒间相互作用力间作用力不同，胶粒间相互作用力与胶粒距离

31、的立方成反比衰变慢与胶粒距离的立方成反比衰变慢当两带电胶粒，靠近时在其离子氛当两带电胶粒，靠近时在其离子氛未接触是相互作用力小，在离子氛未接触是相互作用力小，在离子氛重叠后，重叠区离子浓度大，破坏重叠后，重叠区离子浓度大，破坏了平衡，引起离子氛重新分布，增了平衡，引起离子氛重新分布，增加了排斥力加了排斥力胶粒的吸引和排斥胶粒的吸引和排斥胶粒要团聚必须跨域位能峰所以胶粒有一定的稳定性胶粒要团聚必须跨域位能峰所以胶粒有一定的稳定性第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识亲水胶体的稳定性主要由水化作亲水胶体的稳定性主要由水化作用形成的水化层的影响。用形成的水化层的影响。在水化层破坏以前，对电解

32、质的在水化层破坏以前，对电解质的有一定的容忍性有一定的容忍性一旦水化层被破坏后形成的疏水一旦水化层被破坏后形成的疏水颗粒，在电解质的中和作用下可颗粒，在电解质的中和作用下可脱去水化层进而脱去水化层进而产生产生凝结生成沉凝结生成沉淀。淀。在亲水胶体中加入大量电解质，在亲水胶体中加入大量电解质，也可发生也可发生凝结凝结生成沉淀，此过程生成沉淀，此过程称为盐析称为盐析亲水胶体的稳定性亲水胶体的稳定性加热脱加热脱出水化出水化层层电解质电解质凝结沉凝结沉淀淀第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识DLVODLVO理论：理论：溶胶在一定条件下能否稳定存在取决于胶粒之间相互作用溶胶在一定条件下能否稳定

33、存在取决于胶粒之间相互作用的位能；总位能等于范德华吸引位能和的位能；总位能等于范德华吸引位能和由双电层由双电层引起的静电排斥位能引起的静电排斥位能之和之和；这；这两种相反的作用力决定了胶体的稳定性。两种相反的作用力决定了胶体的稳定性。疏疏水胶体的稳定性水胶体的稳定性只有到静电排斥力大于范德华作用力时，胶体才稳定，一旦静电排只有到静电排斥力大于范德华作用力时，胶体才稳定，一旦静电排斥力下降胶体就会凝胶沉淀。斥力下降胶体就会凝胶沉淀。在胶体中加入无机电解质，电解质中于扩散层离子电性相同的离子，会在胶体中加入无机电解质，电解质中于扩散层离子电性相同的离子，会将反离子压入吸附层，降低将反离子压入吸附层

34、，降低ZetaZeta电位，使得总位能下降，溶胶易聚沉；电位，使得总位能下降，溶胶易聚沉；但到离子加到将反离子全部压入吸附层时但到离子加到将反离子全部压入吸附层时ZetaZeta电位为零，胶体最不稳定，电位为零，胶体最不稳定，继续加入是电解质电解质离子也被吸附到吸附层，胶粒又重新带上电荷，继续加入是电解质电解质离子也被吸附到吸附层，胶粒又重新带上电荷，再次分散。再次分散。第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识Sehulze-hardy 规则：起聚沉作用的主要是反离子，其价太越高，效规则：起聚沉作用的主要是反离子，其价太越高，效率越高（只适合惰性电解质）率越高（只适合惰性电解质）同性离子

35、影响，高价态或者有机离子可降低聚沉效果同性离子影响，高价态或者有机离子可降低聚沉效果不规则聚沉：低浓度沉淀，继续溶解，在提高又聚沉不规则聚沉：低浓度沉淀，继续溶解，在提高又聚沉溶胶相互作用，电性相反的两胶体混合后易聚沉溶胶相互作用，电性相反的两胶体混合后易聚沉Burton-Bishop规则：一价反离子溶胶稀释时聚沉值增加，二价离子规则：一价反离子溶胶稀释时聚沉值增加，二价离子不变，对于三价反离子减小不变，对于三价反离子减小聚合物对溶胶的影响：聚合物对溶胶的影响： 稳定作用稳定作用 使双电层静电力升高使双电层静电力升高 降低范德华力降低范德华力 絮凝作用絮凝作用 桥连作用桥连作用 疏水胶体聚沉因

36、素疏水胶体聚沉因素第三节第三节 胶体化学基础知识胶体化学基础知识 塑性流体：塑性流体有一个塑性流体：塑性流体有一个屈服强度，只有超过此值才屈服强度，只有超过此值才可以流动。以后像牛顿流体。可以流动。以后像牛顿流体。 假塑性流体：没有初始应力假塑性流体：没有初始应力屈服的粘性流体，越搅越稀屈服的粘性流体，越搅越稀 膨胀性流体：性质与假塑性膨胀性流体：性质与假塑性相反相反胶体的流变性胶体的流变性第四节第四节 分散剂与分散分散剂与分散作用作用分散：固体粉末均匀地分散在某一种液体中的现象分散：固体粉末均匀地分散在某一种液体中的现象分散作用：将固体粉末直接加入液体会团聚下沉，但加入某些物质后分散作用：将

37、固体粉末直接加入液体会团聚下沉，但加入某些物质后能够使形成较稳定的胶体，这种物质的作用就是分散作用能够使形成较稳定的胶体，这种物质的作用就是分散作用分散与分散作用分散与分散作用第四节第四节 分散剂与分散作用分散剂与分散作用 粉体的润湿粉体的润湿 粉体团簇的破碎粉体团簇的破碎 分散稳定分散稳定分散的三个阶段分散的三个阶段利用液体介质取代粉末利用液体介质取代粉末表面的气体介质表面的气体介质形成双电层稳定形成双电层稳定利用液体的劈裂作用利用液体的劈裂作用将固体粉碎将固体粉碎第四节第四节 分散剂与分散作用分散剂与分散作用当分散介质为水，分散相为憎水型当分散介质为水，分散相为憎水型 离子型分散剂：增加胶

38、粒的表面电荷离子型分散剂：增加胶粒的表面电荷 非非离子型分散剂：强化水化层的强度离子型分散剂：强化水化层的强度分散剂的作用分散剂的作用当分散介质为憎水，分散相为亲水型当分散介质为憎水，分散相为亲水型 离子型分散剂：增加胶粒的表面电荷离子型分散剂：增加胶粒的表面电荷 非离子型分散剂：溶剂化层的强度非离子型分散剂：溶剂化层的强度分散剂的作用就是为了降低胶粒与分散介质间的界面自由能分散剂的作用就是为了降低胶粒与分散介质间的界面自由能第四节第四节 分散剂与分散作用分散剂与分散作用常用分散剂常用分散剂木质素磺酸钠木质素磺酸钠Span系列系列无机磷酸盐类无机磷酸盐类脂肪酸盐系列脂肪酸盐系列天然聚合物改性系

39、列天然聚合物改性系列在水中，大多憎水胶粒能够吸附阴离子在水中，大多憎水胶粒能够吸附阴离子或者电子耳带负电荷，所以一般用阴离或者电子耳带负电荷，所以一般用阴离子表面活性剂为分散剂子表面活性剂为分散剂对于亲水且不溶的胶粒利用非离子表面对于亲水且不溶的胶粒利用非离子表面活性剂。活性剂。而对于油性介质中分散油性颗粒可不使而对于油性介质中分散油性颗粒可不使用表面活性剂大可以使用高分散分散剂用表面活性剂大可以使用高分散分散剂提高粘度提高粘度而对于油性介质中而对于油性介质中分散亲水分散亲水 颗粒使用颗粒使用非离子表面活性剂非离子表面活性剂第四节第四节 分散剂与分散作用分散剂与分散作用分散剂的选择原则分散剂的

40、选择原则第四节第四节 分散剂与分散作用分散剂与分散作用凝胶：凝胶：溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散介质的液体（在干凝胶成空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散介质的液体（在干凝胶中也可以是气体，干凝胶也成为气中也可以是气体，干凝胶也成为气凝胶）。凝胶）。特性：特性：无流动性无流动性失去分散介质后体积明显缩小失去分散介质后体积明显缩小从新吸附介质后可恢复性能从新吸附介质后可恢复性能分为弹性和脆性两种分为弹性和脆性两种凝胶的定义及特点凝胶的定义及特点凝胶与分散液相反，分散介质少分散相

41、量大凝胶与分散液相反，分散介质少分散相量大第四节第四节 分散剂与分散作用分散剂与分散作用凝胶的形成凝胶的形成凝胶合成与分散介质和分散相都有关凝胶合成与分散介质和分散相都有关第四节第四节 分散剂与分散作用分散剂与分散作用凝胶的用途凝胶的用途隐形眼睛隐形眼睛选择性释放选择性释放美容用美容用降温降温第五节第五节 乳液的基础乳液的基础知识知识乳液：乳液：至少有一种液滴分散在另一种连续的液体中，切液滴粒至少有一种液滴分散在另一种连续的液体中，切液滴粒径大于径大于0.1微米。该体系有一定的稳定度，这个稳定度因表面活微米。该体系有一定的稳定度，这个稳定度因表面活性剂和固体粉末的加入而大打增加性剂和固体粉末的

42、加入而大打增加特点：特点： 乳液也为多项性乳液也为多项性 至少有两个液相至少有两个液相 两两个液相不相溶个液相不相溶 一一个分散在另一个中个分散在另一个中 液滴的大小有规定液滴的大小有规定 热力学不稳定热力学不稳定 高高分散分散性性乳液乳液第五节第五节 乳液的基础知识乳液的基础知识液粒直径液粒直径/m/mm外观外观液粒直径液粒直径/m/mm外观外观大滴大滴可分辨两相可分辨两相0.05-0.1灰色半透明灰色半透明0.05透明透明0.1-1蓝白色蓝白色乳液粒径与颜色乳液粒径与颜色微乳微乳液也一般乳液有本质区别液也一般乳液有本质区别第五节第五节 乳液的基础知识乳液的基础知识乳液的分类乳液的分类油包水

43、：油包水：W/O（/为为in简写）简写）水为分散相，油为连续相水为分散相，油为连续相水水包油：包油：W/O油水为分散相，水为连续相油水为分散相，水为连续相简单乳液简单乳液多重乳液多重乳液W/O/W油为油为包胶包胶相相O/W/O水为包胶相水为包胶相第五节第五节 乳液的基础知识乳液的基础知识界面张力假说：界面张力假说：表面活性剂的加入能够降低界面张力（但无法解释表面活性剂的加入能够降低界面张力（但无法解释Picking乳液的形成）乳液的形成）吸附膜假说吸附膜假说表面活性剂在界面吸附形成界面膜，而该界面膜有一定的机械强度。表面活性剂在界面吸附形成界面膜，而该界面膜有一定的机械强度。单分子膜：乳化剂形

44、成单分子膜：乳化剂形成多多分子膜：亲水胶（明胶）分子膜：亲水胶（明胶）固体微粒膜：固体微粒膜： Picking乳液乳液复合絮凝膜：为乳化剂与多分子膜剂微利联合复合絮凝膜：为乳化剂与多分子膜剂微利联合分子定向分子定向排列假设排列假设表面活性剂在界面的定向排列，形成双电层表面活性剂在界面的定向排列，形成双电层乳液的形成理论乳液的形成理论乳液的形成增加了表面积，所以要对体系做表面功以稳定乳液，增加体系乳液的形成增加了表面积，所以要对体系做表面功以稳定乳液，增加体系的能力，并以界面的形式而留下来的能力，并以界面的形式而留下来三种假设多乳液的形成的解释都具有重要意义但较片面三种假设多乳液的形成的解释都具

45、有重要意义但较片面第五节第五节 乳液的基础知识乳液的基础知识相体积相体积楔形楔形理论理论溶解度规则溶解度规则乳化器材质乳化器材质凝结速度理论凝结速度理论制备方法制备方法粘度粘度决定决定乳液类型的因素乳液类型的因素相体积越大，小液滴越多，乳液越不稳定，虽然大相体积相体积越大，小液滴越多，乳液越不稳定，虽然大相体积的水包油乳液可以形成但反之不行的水包油乳液可以形成但反之不行表面活性剂分子的几何形状，亲水基团与亲油基的体积比表面活性剂分子的几何形状，亲水基团与亲油基的体积比乳化剂在那个相的溶解度大那个就是外相乳化剂在那个相的溶解度大那个就是外相乳化剂亲水性强降低油滴聚结时间，所乳化剂亲水性强降低油滴

46、聚结时间，所以形成以形成O/W材料亲水溶液材料亲水溶液O/W,反之则反之则W/O增加水相粘度易形成增加水相粘度易形成O/W制备制备W/O应将水加入油中，。切边加边应将水加入油中，。切边加边搅拌搅拌第五节第五节 乳液的基础知识乳液的基础知识 亲水性低分子量乳化剂（一般为亲水性低分子量乳化剂（一般为O/W） 阴离子型乳化剂（肥皂，烷基磺酸盐，琥珀酸磺酸盐）阴离子型乳化剂（肥皂，烷基磺酸盐，琥珀酸磺酸盐） 阳离子型乳化剂（十二烷基三甲基氯化铵，十二烷基吡啶盐酸盐）阳离子型乳化剂（十二烷基三甲基氯化铵，十二烷基吡啶盐酸盐） 非非离子型乳化剂（聚乙烯脂肪酸酯，脂肪醇聚氧乙烯醚）离子型乳化剂（聚乙烯脂肪酸

47、酯，脂肪醇聚氧乙烯醚） 亲油亲油性低分子量乳化剂性低分子量乳化剂（一般（一般为为W/O） 一般为不溶性一般为不溶性皂、油脂等（如：硬脂酸镁）皂、油脂等（如：硬脂酸镁） 无明显特性的低分子量乳化剂无明显特性的低分子量乳化剂 脂肪醇聚氧脂肪醇聚氧乙烯醚、卵磷脂乙烯醚、卵磷脂 高分子乳化剂高分子乳化剂 白蛋白、白白蛋白、白明胶、阿拉伯树胶、黄芪胶明胶、阿拉伯树胶、黄芪胶常用乳化剂常用乳化剂第五节第五节 乳液的基础知识乳液的基础知识HLB值法值法 根据乳状液要求确定乳状液的类型和油相成分根据乳状液要求确定乳状液的类型和油相成分 计算油相成分所需的计算油相成分所需的HLB值值 选择与油相选择与油相HLB接近的乳化剂接近的乳化剂 确定乳化剂的用量及配方确定乳化剂的用量及配方PIT（相转变温度（相转变温度）法）法 有有3%-5%的乳化剂乳化等体积的水和油，搅拌加热到不同温度，不断测的乳化剂乳化等体积的水和油，搅拌加热到不同温度，不断测定乳