乳化劑和分散劑.ppt
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1、關于乳化劑與分散劑第一張,PPT共五十頁,創作于2022年6月第二節乳化作用第二節乳化作用一、乳狀液一、乳狀液1、定義、定義將油、水和乳化劑放于一起,在一定溫度下,通過強剪切力攪將油、水和乳化劑放于一起,在一定溫度下,通過強剪切力攪拌迫使一相以微滴狀分散于另一相中,此時相界面的面積增大,體拌迫使一相以微滴狀分散于另一相中,此時相界面的面積增大,體系的穩定性降低,形成乳狀液,這一過程稱之為乳化。系的穩定性降低,形成乳狀液,這一過程稱之為乳化。組成:組成:油、水、乳化劑油、水、乳化劑;分布:分布: 以以液珠液珠形式存在的一相稱為分散相或內相;形式存在的一相稱為分散相或內相; 連成一片的相稱為分散介
2、質或外相;連成一片的相稱為分散介質或外相;類型:類型: 水包油型水包油型(OW),),即內相為油,外相為水;即內相為油,外相為水; 油包水型油包水型(WO),),即內相為水,外相為油;即內相為水,外相為油;第二張,PPT共五十頁,創作于2022年6月2 2、乳狀液的穩定性、乳狀液的穩定性從熱力學角度講,乳化為非自發過程,故乳狀液是一種不從熱力學角度講,乳化為非自發過程,故乳狀液是一種不穩定體系。為了盡可能降低乳狀液的不穩定性,可從兩相間界面穩穩定體系。為了盡可能降低乳狀液的不穩定性,可從兩相間界面穩定上著手來提高乳狀液穩定性。定上著手來提高乳狀液穩定性。1 1)降低兩相間的表面張力降低兩相間的
3、表面張力作為乳狀液,體系必然存在較大的界面,因而必定存在一定的作為乳狀液,體系必然存在較大的界面,因而必定存在一定的界面能,所以,這種體系總要界面能,所以,這種體系總要力圖減小界面,降低界面自由能力圖減小界面,降低界面自由能,從,從而最終使乳狀液發生而最終使乳狀液發生破乳、分層破乳、分層。因此,選擇優異的表面活性劑作。因此,選擇優異的表面活性劑作乳化劑是形成乳狀液的首要條件,也有利于穩定性的提高。乳化劑是形成乳狀液的首要條件,也有利于穩定性的提高。如涂料印花使用的增稠劑乳化糊如涂料印花使用的增稠劑乳化糊A(A幫漿),是煤油和水組成幫漿),是煤油和水組成的,當加入的,當加入平平加平平加O后,煤油
4、水的界面張力由后,煤油水的界面張力由 40N,降至,降至1N;乳化體系界面的能量降低,體系穩定性提高。;乳化體系界面的能量降低,體系穩定性提高。第三張,PPT共五十頁,創作于2022年6月2 2)提高界面電荷)提高界面電荷 通常情況下,通常情況下,O OW W 型乳狀液中,液珠多半呈電負性;而型乳狀液中,液珠多半呈電負性;而 W WO O中液珠呈正電荷。受各種因素的影響,乳狀液的界面都會形成雙電中液珠呈正電荷。受各種因素的影響,乳狀液的界面都會形成雙電層,如圖層,如圖 7-1 7-1 所示。所示。圖圖 7-1 O7-1 OW W 型乳液界面雙電層示意圖型乳液界面雙電層示意圖第四張,PPT共五十
5、頁,創作于2022年6月擴散雙電層的作用及影響:擴散雙電層的作用及影響: 由于由于電荷的排斥電荷的排斥作用,使之阻止或減弱了液珠的碰撞,從而作用,使之阻止或減弱了液珠的碰撞,從而減少了液珠分子的減少了液珠分子的聚結聚結,有利于乳液穩定性提高;,有利于乳液穩定性提高; 當液珠碰撞時,首先接觸雙電層,而真正的液珠分子間的碰當液珠碰撞時,首先接觸雙電層,而真正的液珠分子間的碰撞幾率大大降低,或者說乳狀液的界面膜增厚,乳液穩定性提高;撞幾率大大降低,或者說乳狀液的界面膜增厚,乳液穩定性提高; 當在乳狀液中當在乳狀液中加入電解質時,雙電層將變薄加入電解質時,雙電層將變薄,會引起乳狀液,會引起乳狀液的穩定
6、性降低;的穩定性降低; 使用使用離子型離子型表面活性劑作乳化劑時,由于有較強的擴散雙電表面活性劑作乳化劑時,由于有較強的擴散雙電層存在,會使乳液穩定性得以提高。層存在,會使乳液穩定性得以提高。第五張,PPT共五十頁,創作于2022年6月3)提高界面膜的物理性質)提高界面膜的物理性質 提高表面活性劑的濃度,有利分子的定向排列,界面膜強度提高表面活性劑的濃度,有利分子的定向排列,界面膜強度提高,乳液穩定性提高;提高,乳液穩定性提高; 圖圖 7-2 表面活性劑形成界面膜示意圖表面活性劑形成界面膜示意圖 選擇疏水鏈較長、支化度小、親水基在一端的表面活性劑,由于其易形成膠束,選擇疏水鏈較長、支化度小、親
7、水基在一端的表面活性劑,由于其易形成膠束,且界面膜的強度高,故適合作乳化劑。且界面膜的強度高,故適合作乳化劑。第六張,PPT共五十頁,創作于2022年6月 使用混合表面活性劑或添加其它物質,發揮其協同效應,提使用混合表面活性劑或添加其它物質,發揮其協同效應,提高乳液的穩定性;高乳液的穩定性;圖圖 73 油水界面生成的復合膜示意圖油水界面生成的復合膜示意圖關鍵要素:一為水溶性,另一為含有與水形成氫鍵的有機物;關鍵要素:一為水溶性,另一為含有與水形成氫鍵的有機物;第七張,PPT共五十頁,創作于2022年6月4)提高乳狀液分散介質的粘度)提高乳狀液分散介質的粘度根據斯托克斯的沉降速度公式:根據斯托克
8、斯的沉降速度公式: 由上式可知:由上式可知:外相粘度赿大,液珠的運動速度赿慢,液珠的運動速度進赿間的外相粘度赿大,液珠的運動速度赿慢,液珠的運動速度進赿間的碰撞機率減小,有利于乳液的穩定。碰撞機率減小,有利于乳液的穩定。第八張,PPT共五十頁,創作于2022年6月 使用固體粉末作乳化劑使用固體粉末作乳化劑只有固體粉末既能被水潤濕,又能被油潤濕時,會停留在只有固體粉末既能被水潤濕,又能被油潤濕時,會停留在界面上,才能起到乳化劑的作用。如如炭黑、碳酸鈣、石英、粘土、界面上,才能起到乳化劑的作用。如如炭黑、碳酸鈣、石英、粘土、金屬的堿式硫酸鹽、金屬氧化物(以及水合氧化物)以及硫化物等。金屬的堿式硫酸
9、鹽、金屬氧化物(以及水合氧化物)以及硫化物等。圖圖 7 74 4 固體粉末的潤濕性與乳狀液類型示意圖固體粉末的潤濕性與乳狀液類型示意圖第九張,PPT共五十頁,創作于2022年6月根據根據YoungYoung公式可得:公式可得:式中:固油式中:固油 間的界面張力;間的界面張力;固水固水 間的界面張力;間的界面張力;油水油水 間的界面張力;間的界面張力; 在水相方向的接觸角;在水相方向的接觸角;形成乳狀液時,潤濕固體較多的液體構成外相。形成乳狀液時,潤濕固體較多的液體構成外相。第十張,PPT共五十頁,創作于2022年6月二、乳狀液類型的鑒別和影響因素二、乳狀液類型的鑒別和影響因素1 1、乳狀液類型
10、的鑒別、乳狀液類型的鑒別電導法電導法:電導性好的為:電導性好的為:O OW W 型型 染色法染色法:將油溶性染料加入乳狀液中予以混:將油溶性染料加入乳狀液中予以混鑒別方法合,若整體帶色則為鑒別方法合,若整體帶色則為 W WO O 型型 稀釋法稀釋法:根據與液體相混溶性來判斷;:根據與液體相混溶性來判斷;濾紙潤濕法濾紙潤濕法:能快速展開的為:能快速展開的為 O OW W 型型 第十一張,PPT共五十頁,創作于2022年6月2、影響乳狀液類型的因素、影響乳狀液類型的因素1)乳化劑的親水性)乳化劑的親水性(HLB值)值)易溶于水的乳化劑易生成易溶于水的乳化劑易生成 OW 型乳狀液,反之相反;型乳狀液
11、,反之相反;2)相體積)相體積當水相體積當水相體積26%時,只能形成時,只能形成 W O 型型 乳液;乳液;當水相體積當水相體積 74%時,只能形成時,只能形成 OW 型乳液;型乳液;當水相體積介于二者之間時,二者均有可能形成;當水相體積介于二者之間時,二者均有可能形成;3)乳化劑分子構型)乳化劑分子構型鉀、鈉等一價金屬脂肪鹽乳化劑,易生成鉀、鈉等一價金屬脂肪鹽乳化劑,易生成O W 型乳液;型乳液;鈣、鎂等二價金屬脂肪鹽乳化劑,易生成鈣、鎂等二價金屬脂肪鹽乳化劑,易生成W O 型乳液;型乳液;4)乳化器材料性質)乳化器材料性質親水性強的器壁易得到親水性強的器壁易得到O W 型乳液;反之相反。型
12、乳液;反之相反。第十二張,PPT共五十頁,創作于2022年6月表表 71器壁性質對乳狀液類型的影響器壁性質對乳狀液類型的影響注:塑料為聚四氟乙烯;注:塑料為聚四氟乙烯;第十三張,PPT共五十頁,創作于2022年6月第三節乳化劑第三節乳化劑一、乳化劑類型一、乳化劑類型表面活性劑型表面活性劑型高分子型高分子型乳化劑分類乳化劑分類天然產物型天然產物型固體粉末型固體粉末型1、合成表面活性劑類、合成表面活性劑類第十四張,PPT共五十頁,創作于2022年6月1)陰離子型乳化劑)陰離子型乳化劑一般制作一般制作OW型乳狀液,型乳狀液,HLB值在值在818之間之間,親水性強。,親水性強。羧酸鹽羧酸鹽如三乙醇胺的
13、脂肪酸鹽、肥皂等如三乙醇胺的脂肪酸鹽、肥皂等硫酸鹽硫酸鹽如聚氧乙烯烷基酚醚硫酸鹽如聚氧乙烯烷基酚醚硫酸鹽脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽等脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽等陰離子型陰離子型磺酸鹽磺酸鹽如烷基、烷基苯、烷基萘類,如烷基、烷基苯、烷基萘類,聚氧乙烯烷氧基醚類等聚氧乙烯烷氧基醚類等磷酸酯類磷酸酯類如烷基、烷基聚氧乙烯醚類,如烷基、烷基聚氧乙烯醚類,脂肪酸聚氧乙烯醚類等脂肪酸聚氧乙烯醚類等亞磷酸酯類亞磷酸酯類如烷基聚氧乙烯醚類單、雙酯如烷基聚氧乙烯醚類單、雙酯第十五張,PPT共五十頁,創作于2022年6月2)非離子型乳化劑)非離子型乳化劑 非離子乳化劑根據其親水、親油性,可作非離子乳化劑根據其親水、親油性
14、,可作OW型和型和WO型型乳狀液的乳化劑,主要類型有醚型和酯型二類。乳狀液的乳化劑,主要類型有醚型和酯型二類。聚氧乙烯烷基酚醚類聚氧乙烯烷基酚醚類聚氧乙烯脂肪醇醚類聚氧乙烯脂肪醇醚類(1)醚型)醚型聚氧乙烯聚氧丙烯烷基酚醚類聚氧乙烯聚氧丙烯烷基酚醚類脂肪酰胺的環氧乙烷加成物脂肪酰胺的環氧乙烷加成物聚氧乙烯烷基胺醚類聚氧乙烯烷基胺醚類第十六張,PPT共五十頁,創作于2022年6月(2)酯型)酯型脂肪酸環氧乙烷加成物,作脂肪酸環氧乙烷加成物,作WO乳化劑乳化劑單酯:單酯:雙酯:雙酯:山梨糖醇酐脂肪酸類山梨糖醇酐脂肪酸類Span系列(司派):山梨糖醇酐脂肪酸酯,系列(司派):山梨糖醇酐脂肪酸酯, W
15、O型;型; Tween系列(吐溫):山梨糖醇酐脂肪酸聚氧乙烯,系列(吐溫):山梨糖醇酐脂肪酸聚氧乙烯, WO型;型;聚氧乙烯甘油醚脂肪酸單(雙)酯聚氧乙烯甘油醚脂肪酸單(雙)酯第十七張,PPT共五十頁,創作于2022年6月3)陽離子型乳化劑)陽離子型乳化劑C12C22單烷基胺類單烷基胺類酰胺類酰胺類咪唑啉類咪唑啉類分類分類季銨鹽類季銨鹽類環氧乙烷雙胺類環氧乙烷雙胺類胺化木質素胺化木質素第十八張,PPT共五十頁,創作于2022年6月2、高分子乳化劑、高分子乳化劑高分子乳化劑雖然無法顯著降低溶液的界面張力,但是能在液高分子乳化劑雖然無法顯著降低溶液的界面張力,但是能在液珠的界面上形成強度較高的界面
16、膜,而且還能提高液相的粘度,因珠的界面上形成強度較高的界面膜,而且還能提高液相的粘度,因此也是性能優良的乳化劑。此也是性能優良的乳化劑。1)天然高分子)天然高分子(1)魔芋膠)魔芋膠主要成分魔芋甘露糖,主要成分魔芋甘露糖,M104 ;第十九張,PPT共五十頁,創作于2022年6月(2)瓜爾膠)瓜爾膠是從種子瓜爾素中提取得到,為非離子型、帶支鏈的多糖半是從種子瓜爾素中提取得到,為非離子型、帶支鏈的多糖半乳甘露糖,乳甘露糖, M2105 ;第二十張,PPT共五十頁,創作于2022年6月(3)羧甲基纖維素鈉鹽)羧甲基纖維素鈉鹽由棉短纖維經堿化,再與氯乙烯、醋酸乙烯等酸醚化后生成,由棉短纖維經堿化,再
17、與氯乙烯、醋酸乙烯等酸醚化后生成,M5104;主要是提高;主要是提高OW型乳液的水相粘度,乳液穩定性提高。型乳液的水相粘度,乳液穩定性提高。第二十一張,PPT共五十頁,創作于2022年6月2)合成高分子表面活性劑)合成高分子表面活性劑(1)聚氧乙烯苯乙烯基苯基醚)聚氧乙烯苯乙烯基苯基醚(2)聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物)聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物第二十二張,PPT共五十頁,創作于2022年6月3、天然產物乳化劑、天然產物乳化劑 OW型:型:磷酯、皂素、明膠、果膠酸鹽、酪系等;磷酯、皂素、明膠、果膠酸鹽、酪系等;W O型:型:羊毛酯、膽甾醇等;羊毛酯、膽甾醇等;4、固體粉末型、固體粉末型 OW 型
18、:如蒙脫土、二氧化硅等型:如蒙脫土、二氧化硅等 W O 型:如石墨、炭黑等型:如石墨、炭黑等第二十三張,PPT共五十頁,創作于2022年6月二、乳化劑的選擇二、乳化劑的選擇1、HLB方法方法1)油水體系最佳)油水體系最佳HLB值的確定值的確定首先選擇一對首先選擇一對HLB值相差較大的乳化劑,如值相差較大的乳化劑,如 Span60 ( HLB=4.3 ) 和和Tween-80 ( HLB=15 ),利用,利用 HLB 值的加和性,按不同比例配制成一系列值的加和性,按不同比例配制成一系列具有不同具有不同HLB值的混合乳化劑,值的混合乳化劑,用該系列混合乳化劑將油水體用該系列混合乳化劑將油水體系制備
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- 乳化劑 分散劑
