第七章 乳状液和泡沫.ppt

胶体与界面化学 五邑大学 第七章乳状液和泡沫 乳状液乳状液的物理性质乳状液的稳定性影响乳状液类型的因素乳状液的分类与选择乳状液的制备乳状液的不稳定性 分层 变型 破乳微乳状液泡沫泡沫液膜的性能泡沫的稳定性消泡和消泡剂乳状液和泡沫的应用 7 1乳状液 乳状液 乳状液为非均相体系 其中至少有一种液体以液滴的形式分散于另一种液体之中 分散的液滴直径一般大于0 1mm 乳状液因内相和外相的不同可分为 O W W O乳化剂 能提高乳状液稳定性的物质 通常是一些表面活性剂O W W O类型的鉴别 稀释法染色法电导法 7 2乳状液的物理性质 外观和液珠大小 7 2乳状液的物理性质 光学性质 反射 折射 散射 透射粘度 乳状液的粘度由内外相粘度 内相的体积分数 液珠的大小以及乳状液的性质决定 h为乳状液的粘度 h0为外相粘度 f为内相体积分数 h为体积因子 为一常数 1 3左右 7 2乳状液的物理性质 乳化剂对乳状液粘度的影响进入油相改变体积分数f形成胶束 电性质 电导率参数破乳转相 7 3乳状液的稳定因素 降低油水间的界面张力 DG sA增加液珠界面的电荷电荷来源 电离 吸附 摩擦双电层的排斥作用 O W型 W O提高界面膜的强度 表面活性剂在界面发生吸附 浓度达到一定程度后 吸附膜强度较高加入脂肪醇 脂肪酸或脂肪胺可显著提高界面膜的强度和粘度 7 3乳状液的稳定因素 固体粉末的稳定作用 界面膜强度s固 油 s油 水 s固 水 固体完全处于水中s固 水 s油 水 s固 油 固体完全处于油中s油 水 s固 水 s固 油 固体处于油 水界面间 稳定作用 s固 油 s固 水 s油 水cosq 接触角与杨氏方程 处于力学平衡时 有 s固 油 s固 水 s油 水cosq 7 4影响乳状液类型的因素 相体积与乳状液的类型最密堆积 74 02 26 W O 74 O W 7 4影响乳状液类型的因素 乳化剂分子构型与乳状液的类型 7 4影响乳状液类型的因素 乳化剂溶解度 乳化剂在水相和油相中达到分配平衡 分配系数KK较大 O WK较小 W O聚结速率 乳化剂吸附速率决定湿润性 能湿润固体粉末的为外相的乳液较稳定乳化过程的容器壁的湿润性双界面张力 7 5乳化剂的分类与选择 分类 表面活性剂高分子乳化剂界面膜强度较高有一最佳值天然产物乳化剂 磷脂类 甾类 水水溶性树脂 阿拉伯胶 胍胶 海藻胶类等 通常与其他乳化剂混用固体粉末 表面活性剂的HLB值 Griffin 格里芬 提出了用HLB hydrophile lipophilebalance 亲水亲油平衡 值来表示表面活性剂的亲水性 例如 石蜡无亲水基 所以HLB 0聚乙二醇 全部是亲水基 HLB 20 其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0 20之间 表面活性剂的HLB值 根据需要 可根据HLB值选择合适的表面活性剂例如 HLB值在2 6之间 作油包水型的乳化剂8 10之间作润湿剂 12 18之间作为水包油型乳化剂 HLB值02468101214161820 石蜡W O乳化剂润湿剂洗涤剂增溶剂 聚乙二醇O W乳化剂 7 5乳化剂的分类与选择 用HLB值与乳化效率关系图作判定 7 5乳化剂的分类与选择 转相温度 PIT 与HLB值大致呈线性关系通过测量电导确定PITO W型 PIT较储存温度高20 60oCW O型 PIT较储存温度低10 40oC乳化剂选择规则乳化剂与分散相的亲和性分散相与分散介质的亲和性乳化剂对乳状液带电的影响某些乳状液体系的特殊要求 7 6乳状液的制备 手摇方式 间歇震荡较连续震荡好乳化设备的选择 机械搅拌 分散度低 均匀性差胶体磨 均化器超声波乳化器 7 6乳状液的制备 加料顺序 方式 混合时间和温度对乳化效果都有影响转相法自然乳化分散法瞬间成皂法界面复合物生成法轮流加液法 7 7复合乳状液 自学 7 8乳状液的不稳定性 分层 变型 破乳 分层 乳状液的整体移动 为分散相重心的移动速率 Stockes公式 分层 可通过高速离心或加分层剂 7 8乳状液的不稳定性 分层 变型 破乳 变型 乳化剂类型的变更相体积影响温度影响电解质影响破乳 絮凝 聚结 絮凝 7 8乳状液的不稳定性 分层 变型 破乳 破乳方法 加热 冷冻高压电破乳过滤破乳化学破乳取代破乳 加入新表面活性剂破坏原来界面膜 新界面膜强度较低 7 9微乳液 自学 微乳液 两种互不相溶液体在表面活性剂界面膜作用下形成热力学稳定的 各向同性的 低粘度 透明的均相的分散体系 7 10泡沫 7 10泡沫 泡沫 气体分散在液体中的分散体系 气体为分散相 液体是分散介质 稀泡沫 气泡聚集物 浓泡沫 液膜稳定性决定其寿命起泡剂 表面活性剂类蛋白质类固体粉末类其他类型 高分子化合物稳泡剂 7 11泡沫液膜的性能 力学平衡 六边形结构的泡沫结构最稳定液膜双吸附层 吸附层的覆盖 膜中液体不易挥发溶液粘度增大 不容易流失 液膜保持一定厚度亲油基团的相互作用提高液膜强度离子型活性剂 相互排斥维持膜的厚度 7 12泡沫的稳定性 泡沫的不稳定时期 初始形成期 液膜较厚长时间排液 液膜变薄起泡能力 稳定性 液膜强度表面粘度 表面单分子层粘度泡沫表面的修复作用 Marangoni效应受冲击部位表面张力升高 表面活性剂向此部位移动活性剂浓度过高 仅由活性剂构成的液膜厚度较小 强度较低 最佳浓度 c ds dc 为极值时所对用的c 7 12泡沫的稳定性 液膜表面电荷的影响 离子型表面活性剂的排斥作用维持液膜的厚度 受电解质浓度的影响液膜的透气性 小泡消失 大泡变大 消失 透气性愈小 稳定性愈高 表面活性剂类型 吸附层内具有较强引力 亲水基水化能力较强 7 12消泡和消泡剂 消泡剂 能使泡沫快速消失的物质 消泡方法 物理消泡 温度 压力 离心等化学消泡 加入化学药品与起泡剂齐化学反应达到消泡的目的表面活性剂型消泡剂 降低表面张力的能力强极易吸附在表面分子间相互作用弱 排列疏松枝形分子结构铺展速度愈快愈好 7 12消泡和消泡剂 铺展速度快也会造成消泡的假象消泡剂类型 具有分枝结构的醇类 异辛醇等脂肪酸及脂肪酸酯酰胺磷酸酯有机硅化合物 高效消泡剂 主要为烷基硅油其他类 7 14乳状液和泡沫的应用 乳状液 纺织工业 O W 平滑 抗静电 润湿 防霉蛀制革工业 O W型 乳液聚合 农业机械工业 润滑 乳化汽油 柴油食品及医