胶体与表面化学-乳状液与泡沫课件

1、第8章 乳状液与泡沫10/8/20221第8章 10/3/202218.1乳状液的物理性质8.2乳状液的稳定因素8.3破乳8.4泡沫 10/8/202228.1乳状液的物理性质10/3/20222一、乳状液 定义：由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分 散系统，称为乳状液。 例：牛奶、炼油厂的废水、乳化农药。若一为水，可用“W”表示；另一相为有机物，如苯、煤油，习惯上称之为“油”，可用“O”表示。 乳状液 可分为两大类型水包油，O/W，油分散在水中油包水，W/O，水分散在油中8.1乳状液的物理性质10/8/20223一、乳状液 定义：由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分 乳状液的分散相被

2、称为内相，分散介质被称为外相。若某相体积分数大于74%，它只能是乳状液的外相。乳化剂的种类表面活性物质某些固体粉末OW乳化剂 乳状液要得到比较稳定的乳状液，必须加入乳化剂。 乳化剂能使乳状液比较稳定存在的作用乳化作用10/8/20224乳状液的分散相被称为内相，分散介质被称为外相。若某相体积分数乳状液类型的鉴别 (1)染色法：将油溶性染料滴入乳状液，振荡 后在显微镜下观察，鉴别乳状液是O/W型，还是W/O型的方法主要有：若内相被染色，则为O/W型；若外相染色，则为W/O型。 (也可用水溶性染料做试 验)。10/8/20225乳状液类型的鉴别 (1)染色法：将油溶性染料滴入乳状液，振(3)导电法

3、：因为水导电性强于油，O/W型乳状液的导电性能 远好于W/O型乳状液， 通过测电导可区别两者。（但若 乳状液中有离子型乳化剂，也有较好导电性。）(2)稀释法：取少量乳状液滴入水中或油中，若乳状液在水中能稀释，即为O/W型；在油中能稀释，即为W/O型。10/8/20226(3)导电法：因为水导电性强于油，O/W型乳状液的导电性能 1、液滴的大小和外观二、乳状液的物理性质10/8/20227 1、液滴的大小和外观二、乳状液的物理性质10/3/2022 2、光学性质（1）当液滴直径光波长时，反射（2）当液滴直径光波长时，透过（3）当液滴直径略小于光波长时，反射（4）液滴透明时折射二、乳状液的物理性质

4、10/8/20228 2、光学性质二、乳状液的物理性质10/3/20228 3、粘度外相粘度起主导作用4、电性质取决于外相二、乳状液的物理性质10/8/20229 3、粘度二、乳状液的物理性质10/3/20229 添加少量的添加剂就能使乳状液比较稳定的存在，解释这种现象的理论就是乳状液的稳定理论，它大致有以下几个方面：8.2乳状液的稳定因素10/8/202210 添加少量的添加剂就能使乳状液比较稳定的存在，解释这 乳状液系统的相界面面积比构成它的纯液体要大得多，是不稳定分散系统。加入少量表面活性剂，表面活性剂在两相界面产生正吸附，明显降低界面张力，使表面吉布斯函数降低，稳定性增加。 表面活性剂

5、的HLB值可决定形成乳状液的类型： HLB 26: 形成W/O型乳状液； HLB 1218:形成O/W型乳状液。IIIIII1)降低界面张力10/8/202211 表面活性剂的HLB值可决定形成乳状液的类型：III附: 乳化剂的选择可根据HLB值选择乳化剂： HLB，亲油性， 8 亲水。HLB值可以从手册查出，也可以估算10/8/202212附: 乳化剂的选择可根据HLB值选择乳化剂：HLB值可以从手 离子型表面活性剂在水中电离，若正离子在水中的溶解度大于负离子，则水带正电，油带负电。带电的一端指向水，正离子在在水中呈扩散状分布，形成扩散双电层。它有较大的热力学电势及较厚的双电层，使乳状液处于

6、较稳定的状态。2）形成扩散双电层10/8/2022132）形成扩散双电层10/3/202213 惯 离子型：表面活性剂 非离子型：聚乙二醇类：聚氧乙烯醚、 聚氧乙烯酯阴离子型：如肥皂 ，RCOONa阳离子型:胺盐两性型：氨基酸型R+R+ R+ 复习：10/8/202214阴离子型：如肥皂 ，RCOONaR+R+ R+ 复习 乳化过程也是分散相液滴表面界面膜的成膜过程，界面膜的强度、韧性和厚度，对乳状液的稳定性起重要作用。 配制特定组成的乳化剂，以形成较牢固的界面膜，可增加乳状液的稳定性。例水溶性的十六烷基磺酸钠+油溶性的乳化剂异辛甾烯醇，可形成带负电荷的稳定的O/W乳状液。3）界面膜的稳定作用

7、10/8/2022153）界面膜的稳定作用10/3/202215 分布在乳状液界面层的固体微粒,也能起到稳定剂的作用。光滑球形粒子，若不考虑重力，在油-水界面上的分布情况，油根据Young方程有： os ws = ow cos固 so ow水 sw 为油水界面与水固界面的夹角。cos =（ os ws ）/ ow 4）固体粉末的稳定作用10/8/202216 分布在乳状液界面层的固体微粒,也能起到稳定剂固 so ow水 swa. os ws， 900 水能润湿固体， 大部分粒子浸入水中；有如下三种情况：固 os ow水 ws油b. os 900 油能润湿固体， 大部分固体粒子在油中。10/8/

8、202217固 so ow水 swa. os ow ws固 os水油c. os = ws， = 900 ， 粒子在油水之间。10/8/202218 ow ws固 os水油c. os = ws 所以，容易被水润湿的固体，如粘土、Al2O3，可形成O/W乳状液。油水 若要使固体微粒在分散相周围排列成紧密固体膜，固体粒子大部分应当在分散介质中。10/8/202219 所以，容易被水润湿的固体，如粘土、Al2O3，可形成 容易被油润湿的炭黑、石墨粉等，可作为W/O型乳状液的稳定剂。水油10/8/202220 容易被油润湿的炭黑、石墨粉等，可作为W/O型乳状液定义：使乳状液破坏的过程称为破乳或去乳化。其

9、过程分为两步： 第一，分散相小液滴絮凝成团； 第二，凝聚，即分散相结合成更大的液滴，在重力场 下自动分层。 乳状液稳定存在的主要原因是乳化剂的存在，所以，要破乳就要消除或削弱乳化剂的保护能力。8.3破乳10/8/202221定义：使乳状液破坏的过程称为破乳或去乳化。其过程分为两步： 常用方法为：1)用不能形成牢固膜的表面活性物质代替原来的乳化剂。 例如，异戊醇，表面活性强而碳氢链短，不能形成牢 固的界面膜。2）加入能与乳化剂发生反应的物质，将它变成无乳化 作用的物质。例如，油酸钠可使乳状液稳定，加无机酸，可使油酸钠变为不具有乳化作用的油酸，而达到破乳的 目的。3）加入类型相反的乳化剂，如向O/

10、W型的乳状液，加入W/O型乳化剂10/8/202222常用方法为：1)用不能形成牢固膜的表面活性物质代替原来的乳化5）物理方法：离心分离，电泳破乳，超声波破乳4）加热。温度升高，可降低乳化剂在油-水界面的吸 附量，削弱保护膜对乳状液的保护作用，降低介质的粘度。10/8/2022235）物理方法：离心分离，电泳破乳，超声波破乳4）加热。温 在含有表面活性剂的溶液中，吹入空气，则形成许多小气泡。若气泡彼此之间距离较远，相互之间影响可忽略不计。则由于附加压力的作用，小气泡为圆球形。 但若许多小气泡堆积在一起时，由于重力场的作用，将有一部分液体从气泡之间流出，使气泡之间的隔膜各处厚薄不一，若仍不破裂则

11、成为泡沫。 由于附加压力的影响，泡沫中的小气泡形状一般不能保持球形，而变成大小不等、形状各异的气泡，其线度一般 100 nm ，用肉眼即可观察到。8.4泡沫10/8/202224 在含有表面活性剂的溶液中，吹入空气，则形成许多 若分散介质为熔融体，由于它有很高的粘度，使其中分散的小气泡既不容易破裂，又难于互相靠近。降温后凝固得到固体泡膜，如浮石、泡沫玻璃、泡沫塑料等等。 若分散介质为液体，则称为液体泡沫。若要得到比较稳定的液体泡沫，必须加入起泡剂。起泡剂实际上也是表面活性剂，它们在气液界面上发生正吸附（表面过剩为正），形成定向排列的吸附膜。这样不但降低了气液吸附膜界面的张力，而且增加了界面膜的

12、机械强度，使泡沫能比较稳定的存在。10/8/202225 若分散介质为熔融体，由于它有很高的粘度，使其中分散 因为液体泡沫具有较大的气液界面，液体容易蒸发，或是由于振动，液体泡沫都会破裂。所以它存在的时间比较短。吸附膜 某些不容易被水润湿的固体粉末对泡沫也能起到稳定作用。如在水中加一些粉末状的烟煤，经强烈振荡，可形成三相泡沫。煤末排列在气泡周围，类似于形成牢固的固体膜，使泡沫变得更稳定。 10/8/202226 因为液体泡沫具有较大的气液界面，液体容易蒸 利用泡沫技术可以对矿物作浮选。先将矿石粉碎成 105 nm以下的颗粒，加入足够的水、适量的浮选剂及少量的起泡剂，再强烈鼓入空气，即形成大量气泡。这时憎水性强的有用矿物附在气泡上，并随之上浮到液面，而被水润湿的长石、石英等废石则沉于水底，如左图所示。 加入适量的浮选剂能增加矿物的憎水性，使水对矿物的接触角达到 50 70 以上，就能达到浮选效果。浮选后能提高矿物