基本理论-乳状液的HLB值与PIT理论

《表面活性剂、胶体与界面化学基础》化妆品专业基础课主讲钟岩亮考试考核平时成绩：考勤+课堂表现

线上考核、互动、评价：50%期末考试：50%基本理论界面和分散体系胶体体系概述胶体的基本性质表面活性剂结构和定义

表面张力和表面特性表面活性剂在界面的吸附表面活性剂溶液性质

乳状液HLB值、PIT理论

【学习目标】乳状液HLB值、PIT理论学习目标：重点掌握HLB值，PIT的定义了解HLB值，PIT的实际应用意义5表面活性剂亲水一亲油平衡值HLB值越大，其亲水性越强，HLB值越小，其亲油性越强。HLB=亲油性亲水性HLB中H“Hydrophile”表示亲水性；L为“Lipophilic”表示亲油性；B是“Balance”表示平衡。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。乳状液HLB值、PIT理论离子型表面活性剂HLB=0~40非离子表面活性剂HLB=0~20HLB石蜡=0HLB聚氧乙烯=20HLB油酸=1HLB油酸钾=20HLB十二烷基硫酸钠=40指表面活性剂的亲水基和疏水基之间在大小和力量的平衡关系。反映着一平衡程度的量被称为亲水—亲油平衡值（简称HLB值）。是一个相对值。表面活性剂亲水一亲油平衡值石蜡分子上没有亲水基，因此石蜡的HLB=0；油酸分子上只有一种弱的亲水基—羧基，其HLB=1聚乙二醇分子上完全是亲水基，因此其HLB=20；所以对于非离子型表面活性剂，其HLB=0～20；对于离子型表面活性剂，规定油酸钠＝18，油酸钾＝20,十二烷基硫酸钠=40。所以对于阴、阳离子型表面活性剂，其HLB=0～40；HLB石蜡=0HLB油酸=1乳状液HLB值、PIT理论7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

————|

乳状液HLB值、PIT理论HLB的计算（选学）对于一些非离子型表面活性剂，Griffin给出了一些经验公式：对于多元醇脂肪酸酯，其公式为：

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=3.8

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：

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=0HLB=E/5乳状液HLB值计算（选学）HLB=(E+P)/5

表面活性剂的亲疏平衡值HLB值计算（1）基数法计算HLB值：如果HLB值是由表面活性剂分子中各种结构基团贡献的总和，则每个基团对HLB值的贡献可用数值表示，此数值称为HLB基团数(groupnumber)。HLB=∑(亲水基团HLB)-∑(亲油基团HLB)+7乳状液HLB值计算（选学）乳状液HLB值计算（选学）HLB基团数计算法举例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，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=13.3HLB=∑(亲水基团HLB)-∑(亲油基团HLB)+7聚氧乙烯型非离子表面活性剂HLB值此类表面活性剂的亲水基是EO，因此它的链越长，整个分子的亲水性就越强，即聚氧乙烯部分在整个分子中所占的百分数与HLB值成正比。若此分子完全是烃类，则E=0，HLB=0；若分子是聚氧乙烯醚，则E=1，HLB=20。因此这类表面活性剂的HLB值在0～20之间。乳状液HLB值计算（选学）

根据表面活性剂在水中的溶解情况，可以估计该表面活性剂的HLB值。下表列出了HLB值的大致范围。表面活性剂加入水后的性质HLB值范围表面活性剂加入水后的性质HLB值范围不分散1～4稳定的乳状分散体8～10分散不好3～6半透明至透明分散体10～13强烈搅拌可得乳状分散体6～8透明溶液13以上HLB值估算法乳状液HLB值、PIT理论（选学）多元醇脂肪酸酯：

HLB＝20（1－S/A）(S为酯的皂化值，A为脂肪酸酸值)

例如：甘油单硬脂酸酯的S=161，A=198，则HLB=3.8混合非离子表面活性剂：

HLB混AB＝HLBA×W%A+HLBB×W%B（W为质量分数）聚氧乙烯型：

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：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+∑各个基团的基团数乳状液HLB值、PIT理论（选学）乳状液HLB值、PIT理论（选学）如果是混合表面活性剂，HLB可用加权平均法求：HLB（混合）=fA×HLBA+fB×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值的实验确定表面活性剂的HLB与其水溶液应用性质乳状液HLB值、PIT理论HLB值范围应用1.5～3消泡剂3～6W/O型乳化剂7～9润湿剂8～18O/W型乳化剂13～15洗涤剂15～18加溶剂乳状液HLB值、PIT理论

按表面活性剂在实际中的不同用途，选择合适的HLB值。若过小，不溶于水；过大，不能形成胶束。其应用如下。

表面活性剂HLB值的应用HLB与表面活性剂应用关系乳状液HLB值、PIT理论HLB范围水中分散、溶解状态1－4不分散3－6分散不好6－8剧烈振成乳白色分散体8－10稳定的乳色分散体10－13半透明分散体＞13透明液HLB范围应用1－3消泡剂3－6W/O乳化剂7－9润湿剂13－15去污剂8－18O/W乳化剂15－18增溶剂乳状液HLB值、PIT理论乳状液的PIT理论19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]Temperature乳状液HLB值、PIT理论PIT的确定方法20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。乳状液HLB值、PIT理论21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