当乳化剂浓度较低时,界面上吸附的分子较少,界面膜的强度较差,形成的乳状液不稳定。
乳化剂浓度增高至一定程度后,界面膜则由比较紧密排列的定向吸附的分子组成,这样形成的界面膜强度高,大大提高了乳状液的稳定性。
降低体系的界面张力,是使乳状液体系稳定的必要条件:而形成较牢固的界面膜是乳状液稳定的充分条件。
乳状液的形成是大自然自发运动的结果,它符合自发运动的基本规则即增熵和降能。
乳化剂(Emulsifier)是乳浊液的稳定剂,是一类表面活性剂。
乳化剂的作用是:当它分散在分散质的表面时,形成薄膜或双电层,可使分散相带有电荷,这样就能阻止分散相的小液滴互相凝结,使形成的乳浊液比较稳定。
例如,在农药的原药(固态)或原油(液态)中加入一定量的乳化剂,再把它们溶解在有机溶剂里,混合均匀后可制成透明液体,叫乳油。
常用的乳化剂有肥皂、阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠等。
20世纪60年代以来,人们开始重视表面活性剂使用的安全性,加强了对、生物降解性好的非离子乳化剂的研究。
在食品、化妆品、医药等行业限制某些乳化剂的使用,开发出山梨酸醇脂肪酸酯类、磷脂类、糖脂类乳化剂等新型乳化剂。
20世纪80年代以来,人们对乳化剂提出多功能、高纯度、低刺激、率的更高要求,开发出更多的新型乳化剂。
目前乳浊液的种类已从传统的水包油型和油包水型扩大到多重乳浊液、非水乳浊液、液晶乳浊液、发色乳浊液、凝胶乳浊液、磷脂乳浊液和脂质体乳浊液等多种形式。
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乳化剂从来源上可分为天然物和人工合成品两大类。
而按其在两相中所形成乳化体系性质又可分为水包油(O/W)型和油包水(W/O)型两类。
衡量乳化性能常用的指标是亲水亲油平衡值(HLB值)。
HLB值低表示乳化剂的亲油性强,易形成油包水(W/O)型体系;HLB值高则表示亲水性强,易形成水包油(O/W)型体系。
因此HLB值有一定的加和性,利用这一特性,可制备出不同HLB值系列的乳液。
乳化剂分子中有亲水和亲油两个部分。
根据它们的亲水部分的特征,可以分为三种类型。
负离子型乳化剂 为在水中电离生成带有烷基或芳基的负离子亲水基团的乳化剂,如羧酸盐、硫酸盐和磺酸盐等。
这类乳化剂常用,产量大,常见的商品有:肥皂(C15~17H31~35CO2Na)、硬脂酸钠盐(C17H35CO2Na)、十二烷基硫酸钠盐(C12H25OSO3Na)和十二烷基苯磺酸钙盐(结构式如)等。
负离子型乳化剂要求在碱性或中性条件下使用,不能在酸性条件下使用。
在使用多种乳化剂配制乳液时,负离子型乳化剂可以互相混合使用,也可与非离子型乳化剂混配使用。
负离子型和正离子型乳化剂不能同时使用在一个乳状液中,如果混合使用会破坏乳状液的稳定性。
正离子型乳化剂 为在水中电离生成带有烷基或芳基的正离子亲水基团。
这类乳化剂的品种较少,都是胺的衍生物,例如 N-十二烷基二甲胺,可用于聚合反应。
非离子型乳化剂 为一类新型的乳化剂,其特点是在水中不电离。
它的亲水部分是各种极性基团,常见的有聚氧乙烯醚类和聚氧丙烯醚类。
它的亲油部分(烷基或芳基)直接与氧乙烯醚键结合。
典型的产品有对辛基苯酚聚氧乙烯醚(结构式如)。
非离子型乳化剂的聚醚链上的氧原子可以与水产生氢键缔合,因而可以溶解在水中。
它既可在酸性条件下使用,也可在碱性条件下使用,而且乳化效果很好,广泛用于化工、纺织、农药、石油和乳胶等的生产。
乳化剂是通过增加其稳定乳液的物质动力学稳定性。
乳化剂是被称为表面活性剂或”表面活性剂”的更广泛的化合物组的一部分。
表面活性剂(乳化剂)是典型的两亲性化合物,这意味着它们具有极性或亲水性(即水溶性)部分和非极性(即疏水性或亲脂性)部分。
因此,乳化剂在水中或油中的溶解度往往或多或少。
较易溶于水(相板,较难溶于油)的乳化剂通常会形成水包油乳液,而较易溶于油的乳化剂会形成油包水乳液。
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