HLB值和乳化剂的选择

HLB值和乳化剂的选择

选择乳化剂的方法主要有两种：HLB法(亲水亲油平衡法)和PIT法(相转变温度法)。前者适用于各种类型表面活性剂，后者是对前一方法的补充，只适用于非离子型表面活性剂。

（1 ）HLB值与乳化剂筛选

一个具体的油-水体系究竟选用哪种乳化剂才可以得到性能最佳的乳状液，这是制备乳状液的关键。最可靠的方法是通过实验筛选，HLB值有助于筛选工作。通过实验发现，作为O/W型(水包油型)乳状液的乳化剂其HLB值常在8~18之间；作为W/O型(油包水型)乳状液的乳化剂其HLB值常在3~6之间。在制备乳状液时，除根据欲得乳状液的类型选择乳化剂外，所用油相性质不同对乳化剂的HLB值也有不同要求。并且，乳化剂的HLB值应与被乳化的油相所需一致。

有一种简单的确定被乳化油所需HLB值的方法：目测油滴在不同HLB值乳化剂水溶液表面的铺展情况，当乳化剂HLB值很大时油完全铺展，随着HLB值减小，铺展变得困难，直至在某一HLB值乳化剂溶液上油刚好不展开时，此乳化剂的HLB 值近似为乳化油所需的HLB值。这种方法虽然粗糙，但操作简便，所得结果有一定参考价值。

（2） HLB值与最佳乳化剂的选择

每种乳化剂都有特定的HLB值，单一乳化剂往往很难满足由多组分组成的体系的乳化要求。通常将多种具有不同HLB值的乳化剂混合使用，构成混合乳化剂，既可以满足复杂体系的要求，又可以大大增进乳化效果。欲乳化某一油-水体系，可按如下步骤选择最佳乳化剂：

油-水体系最佳HLB值的确

①选定一对HLB值相差较大的乳化剂，例如Span-60(HLB=4.3)和

Tween-80(HLB=15)，按不同比例配制成一系列具有不同HLB值的混合乳化剂，用此系列混合乳化剂分别将指定的油水体系制成系列乳状液，测定各个乳状液的乳化效率(可用乳状液的稳定时间来代表,也可以用其他稳定性质来代表)，与计算出的混合乳化剂的HLB作图，可得一钟形曲线，与该曲线最高峰相应的HLB值即为乳化指定体系所需的HLB值。显然，利用混合乳化剂可得到最适宜的HLB值，但此乳化剂未必是效率最佳者。所谓乳化剂的效率好是指稳定指定乳状液所需乳化剂的浓度最低、价格最便宜。价格贵但所需浓度低得多的乳化剂也可能比价格便宜、浓度大的乳化剂效率高。

②乳化剂的确定：在维持所选定乳化体系所需HLB值的前提下，多选几对乳化剂混合，使各混合乳化剂之HLB值皆为用上述方法确定之值。用这些乳化剂乳化指定体系，测其稳定性，比较其乳化效率，直到找到效率最高的一对乳化剂为止。值得注意的是，这里未提及乳化剂的浓度，但这并不影响这种选配方法，因为制备一稳定乳状液所要求的HLB值与乳化剂浓度关系不大。在乳状液不稳定区域内，当乳化剂浓度很低或内相浓度过高时，才会对本方法有影响。采用HLB方法

选择乳化剂时，不仅要考虑最佳HLB值，同时还应注意乳化剂与分散相和分散介质的亲和性。一个理想的乳化剂，不仅要与油相亲和力强，而且也要与水相有较强的亲和力。把HLB值小的乳化剂与HLB值大的乳化剂混合使用，形成的混合膜与油相和水相都有强的亲和力，可以同时兼顾这两方面的要求。所以，使用混合乳化剂比使用单一乳化剂效果更好。综上所述，决定指定体系乳化所需乳化剂配方的方法是：任意选择一对乳化剂，在一定范围内改变其混合比例，求得效率最高之HLB值后，改变复配乳化剂的种类和比例，但仍需保持此所需HLB值，直至寻得效率最高的复配乳化剂。

（3 ）HLB值与混合乳化剂配比

在复配乳化剂时，采用多少量合适，可通过各自的HLB值和指定体系所需的HLB 值求得。例如：在进行醋酸乙烯酯的O/W型乳液聚合时，乳化剂用量为3%，采用SDS和Span-65为乳化剂，已知SDS的HLB值为40，Span-65的HLB值为2.1，乳液聚合时要求的HLB值平均为16.0。

设Span-65在混合乳化剂中的质量分数为w%，则40(1-w%)+2.1w%=16，解之得w%=63.3%，则SDS在混合乳化剂中的质量分数为36.7%。由此可知，在醋酸乙烯酯的O/W型乳液聚合体系中，Span-65的用量占3%*63.3%=1.9%；SDS的用量占3%*(1-63.3%)=1.1%。

结束语

在制备稳定乳状液时，选择最适合的乳化剂以达到最佳乳化效果是关键问题。对于乳化剂的选择，目前尚没有完善的理论。表面活性剂的HLB值在选择乳化剂和确定复合乳化剂配比用量方面有很大使用价值，其优点主要体现在它的加和性上，可以简单地进行计算；其问题是没有考虑其他因素对HLB值的影响，尤其是温度的影响，这在近年来用量很大的非离子型乳化剂上表现尤为突出。此外，HLB 值只能大致预示形成乳状液的类型，不能给出最佳乳化效果时乳化剂浓度，也不能预示所得乳状液的稳定性。因此，应用HLB值选择乳化剂是一个比较有效的方法，但也有一定的局限性，在实际应用中还需要结合其他方法参照进行。