乳状液的制备

表面活性剂的功能及作用乳状液的制备主讲钟岩亮课程重难点2重点：HLB理论的理解、乳状液的制备方法及破乳难点：HLB理论的理解乳状液的HLB理论3HLB:即亲水亲油平衡值

Hydrophile-LipophileBalance

[ˌhaɪdrə'faɪl][lɪ'pəfaɪl]是指表面活性剂分子中亲水基部分与疏水基部分的比值，可用于衡量乳化剂的乳化效果，是选择乳化剂的重要依据HLB=亲水基值/亲油基值HLB值4表面活性剂HLB介于0~40，HLB值越高，亲水性越强；HLB值越低，亲油性越强制备W/O型乳状液应选择HLB＜8制备O/W型乳状液应选择HLB＞10

亲油

|亲水

HLB值01

3

67810121315

1820 |

|消泡|

—

|

|

润湿剂

|—增溶剂——||

石蜡

W/O乳化剂

|去污|

聚乙二醇

|——

渗透作用———|

|

———O/W乳化剂

————|

HLB值计算5针对大多数多元醇脂肪醇酯，HLB的计算法如下：HLB=20(1-S/A)式中S——酯的皂化值A——脂肪酸的酸值例如：甘油单硬脂酸酯的S=161，A=198，则HLB=3.8HLB的计算6对于皂化值不易得到的产品，如含聚氧乙烯和多元醇的非离子表面活性剂，则可用下式计算：HLB=(E+P)/5式中E——聚氧乙烯质量分数P——多元醇质量分数特殊地，如果亲水基只有聚氧乙烯而无多元醇，则P=0

HLB=E/5HLB基团数计算法7表面活性剂的结构由许多基团构成，每个基团对HLB值都有贡献，亲水基的基团数为正，亲油基的基团数为负，整个分子的HLB值计算方法如下：HLB=7+∑各个基团的基团数例如，太古油的化学结构式为HLB=7+(11+1.3+2.1)-17×0.475=13.38硬脂酸钠：HLB=9.1-0.475×17=1.025HLB=0.33×6+1.9-0.475×8=0.089如果是混合表面活性剂，HLB可用加权平均法求：HLB（混合）=fA×HLBA+（1-fA）×HLBBfA为表面活性剂A在混合物中的质量分数，这种关系仅适用于A、B表面活性剂无相互作用的场合10首先选择一对HLB值相差较大的乳化剂，例如，Span-60(HLB=4.3)和Tween-80(HLB=15)，利用表面活性剂HLB值的加和性，按不同比例配制成一系列具有不同HLB值的混合乳化剂，用这一系列乳化剂分别将指定的油水体系制备成一系列乳状液，测定各个乳状液的乳化效果，可得到图中的钟形曲线，“o”代表各个不同HLB值的混合乳化剂，乳化效果可以用乳状液的稳定时间来表示，由图所示，乳化效果的最高峰在HLB值为10.5处。10.5即为此指定油水体系的最佳HLB值。最佳HLB值的实验确定乳状液的PIT理论11主要针对非离子表面活性剂浊点PIT指的是乳状液发生砖相的温度，即表面活性剂的亲水亲油性质达到适当平衡的温度，成为相转变温度，简写为PIT

Phase[fezi]相inversion反转[ɪnˈvɜ:rʃn]temperaturePIT的确定方法12将等量的油、水和3%-5%的表面活性剂制成O/W型乳状液，加热、搅拌，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转相。当乳状液由O/W型变为W/O型时的温度，就是此体系的相转变温度。13实验中发现，在PIT附近制备的乳状液有很小的颗粒，这些颗粒不稳定、易聚结。要得到分散度高而且稳定性好的乳状液，对于O/W型乳状液，要在低于PIT2-4℃的温度下配制，然后冷却至保存温度。这样才能得到稳定的乳状液。对于W/O型乳状液，配制温度应高于PIT2-4℃，然后再升温至保存温度。14PIT与HLB有近似直线的关系，HLB值越大，亲水性越强，即转变为亲油性表面活性剂的温度越高，PIT越高，配制的O/W型乳状液稳定性也高。乳状液的制备15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。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。根据不同的加料方式，常用以下5种乳化方法：乳化剂在水相法、乳化剂在油相法、瞬间成皂法、混合膜生成法、轮流加液法乳化剂在水相法16将乳化剂直接溶于水中，在激烈搅拌下将油加入。此法可直接生产O/W型乳状液。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。乳化剂在油相法17将乳化剂加入油相，在激烈搅拌下加入水，水以细小的水珠分散在油中，形成W/O型乳状液。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。瞬间成皂法18用皂作乳化剂的乳状液可用此法制备。将脂肪酸溶于油中，碱溶于水中，然后在剧烈搅拌下将两相混合，界面上瞬间生成了脂肪酸盐，得到乳状液。此法较简单，乳状液稳定性也很好。混合膜生成法19使用混合乳化剂，一个亲水，另一个亲油，将亲水乳化剂溶于水中，亲油乳化剂溶于油中。在剧烈搅拌下，将油水混合，两种乳化剂在界面上形成混合膜。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。轮流加液法20

将水和油轮流加入乳化剂，每次只加少量。对于制备食品乳状液如蛋黄酱或其他含菜油的乳状液，此法特别适宜。乳化设备21对被乳化的体系施以机械力，使其中的一种液体被分散在另一种液体中。常用的有：搅拌器、胶体磨、均化器和超声波乳化器。乳化设备22搅拌器：设备简单，操作方便，适用于多种体系，但只能生产较粗的乳状液。胶体磨和均化器：制备的乳状液液珠细小，分散度高，乳状液的稳定性好。超声波乳化器：一般都在实验室使用，在工业上使用成本太高。乳状液的破乳23变形O/W型

orW/O型W/O型

orO/W型絮凝聚结破乳乳状液是热力学不稳定体系破乳方式24在乳化体系中加入一种物质能破坏乳状液的稳定，该物质即为破乳剂，它能将乳状液中的分散相和分散介质分开。常用的破乳方法主要有:物理法破乳和化学法破乳物理法破乳25电沉降法：主要用于W/O型乳状液，在高压静电场作用下（电压约数十千伏），作为内相的水珠聚结，如原油的破乳超声法：既可以用于形成乳状液，也可用于破乳，当超声波强度不大时，会引起破乳26过滤法：将乳状液通过多孔性材料过