乳化剂的理化性能及应用 PPT
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作用易于进行，而且已分散的油滴表面的乳化剂保护膜阻止了油滴重新聚集，从而使乳状 液稳定性增加。这就是乳化剂的乳化作用。离子型乳化剂可以因电离使分散油粒带上相同
电荷，阻止油滴相互靠拢。非离子型乳化剂虽不能电离，但绝大多数都有可与水发生氢键
作用生成水化物的基团或亲水链节。同时农药用非离子乳化剂所生成的界面保护膜，尤其 是与适当的阴离子型如烷基苯磺酸钙盐之类相配合时，形成的混合型乳化剂界面保护膜比 较牢固。因此乳状液比较稳定。农药用的乳化剂大部分是复配型，使用较多的是非离子与 十二烷基苯磺酸钙的非／阴复配乳化剂。
乳化剂分子结构示意图
3
4
经验表明，单纯用机械能量，如各种搅拌器、均化器、胶体磨等得到的乳状液是一 个很不稳定的体系，一旦静置下来，油和水又明显地分开，它们间的接触面又恢复到最 小程度。这样制得的乳状液很难具实用价值。当乳化剂 加入后，其亲水基朝向水相，亲
油基朝向油相，在界面上定向排列，形成界面保护膜层，降低了界面张力。这不仅使乳化
R
SO3Na
烷基苯磺酸盐
R－SO3Na
烷基磺酸盐
R-CH=CHCH2SO3Na
α-烯基磺酸盐
磷酸酯盐型（－OPO3Na）
RO NaO P
ONa O
RO RO P
双酯
ONa O
单酯
16
磺酸基的引入方法
磺酸基的引入方法可以分为直接引入法和间接引入法 直接引入法:通过磺化反应直接引入磺酸基的方法
(2)质量分数法
适应于含聚氧乙烯基团的非离子型活性剂。
HLB 7 H L
亲水基质量 HLB 20 亲水基质量 亲油基质量
亲水基质量=4666 亲油基质量=2046 HLB=4666/(4666+2046) ×20=14
HLB 3-6 W/O型乳化剂 HLB 8-18 O/W型乳化剂
11
（2）烷基酚聚氧乙烯 醚
R
O
CH2CH2O n H
12
失水山梨醇脂肪酸酯 • 商品名：Span • 性能：润湿性，水溶性差 • 合成：由脂肪酸与失水山梨醇酯化制得
- 失水山梨醇的制备
OH OH OH OH O CH2 CH CH CH2 OH
CH2CHCHCHCHCH2 OH OH OH
H2SO4 140℃ H2O
失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚 • 商品名：Tween • 性能:乳化性、增溶性。水溶性好 • 合成：失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯化制得
O OH O CH2 CH CH CH2 O C R + n CH CH 2 2 HO CH CH OH O
O(OCH2CH2)SH O CH2 CH CH CH2 O C R O (p+q+s=n) O(OCH2CH2)qH Tween
1,4失水山梨醇
HO CH CH OH O CH2 CH Cห้องสมุดไป่ตู้ OH
- 羧酸酯的制备
HO OH HO OH + C15H31COOH OH RCOO 200℃
+
HO CH CH CH2 O
异山梨醇
HO OH + RCOO OH 主产物单酯
HO OH
RCOO OH
+ RCOO RCOO 三酯 双酯
RCOO
5
二、 乳化剂的分类
6
2.1乳化剂的HLB值（亲水亲油平衡值）： 用来衡量表面性剂的亲水亲油平衡关系的指标。 1.两个标准的确定
油酸的HLB=1 油酸钠的HLB=18 C17H33COOH
C17H33COONa
7
2.HLB的计算
(1)基数法（基团贡献法） 适用于一些阴离子和非离子表面活性剂。
浊点：
当表面活性剂的水溶液温度升高时，分子的热运动加剧，结合在氧原子上的水分子脱落，形 成的氢键遭到破坏，亲水性降低，表面活性剂在水中的溶解度下降。当温度升高到一定程度时， 表面活性剂就会从溶液中析出，使原来透明的溶液变混浊，我们就称这时的温度为非离子表面活 性剂的浊点（Cloud Point,CP点）。 测试方法：3%NaCl水溶液，10%NaCl水溶液，蒸馏水（非离子乳化剂） 与离子型表面活性剂krafft点的区别 离子型表面活性剂在温度高于krafft点时，溶解度显著增加，性能也显著提升。 非离子表面活性剂只有当温度低于浊点时，在水中才有较大的溶解度。如果温度高于浊点，非离 子表面活性剂就不能很好地溶解并发挥作用。
H(OCH2CH2O)pO CH CH
2.5阴离子表面活性剂
• 阴离子表面活性剂是表面活性剂中发展历史最悠久、产量最大、品种最多的一 类产品
• 价格低廉，性能优异，用途广泛，因此在整个表面活性剂生产中占有相当大的 比重 • 溶于水后能离解出具有表面活性的带负电荷的基团 • 据统计据统计，阴离子表面活性剂约占世界表面活性剂总产量的40% 主要用作 洗涤剂、润湿剂、发泡剂和乳化剂等。 • 磺酸盐型 • 磷酸酯（盐）型
8
Krafft点：离子型表面活性剂在水中的溶解度随温度的变化与一般无机盐有些相似，即溶解度随温度的
升高而增大。但有一个特点，即溶解度随温度的变化存在明显的转折点，这一突变温度称为克拉夫特点 （Krafft Point）。在此温度以上，离子型表面活性剂的溶解度急剧变大。
十二烷基硫酸钠溶解曲线
9
2.2乳化剂的浊点、krafft点：
乳化剂相关专题
内容摘要
3 1 2 3
乳化剂的结构 乳化剂的分类 乳化剂的应用
2
一、乳化剂的结构
乳化剂是能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体
系或乳浊液的物质。乳化剂是表面活性物质，分子中同时具有亲水基和亲油基，它聚集在 油/水界面上，可以降低界面张力和减少形成乳状液所需要的能量，从而提高乳状液的能 量。
10
2.4非离子乳化剂
定义：水溶液中不电离出任何形式的离子，亲水基主要由具有一定数量的含氧基团（一般 为醚基或羟基）构成亲水性，通过烃基亲油，靠与水形成氢键实现溶解的表面活性剂。 特点： (1)稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响 (2)不易受钙、镁离子的影响，在硬水中使用性能好 (3)不易受酸碱的影响 (4)与其它类型表面活性剂的相容性好 (5)在水和有机溶剂中皆有较好的溶解性能 (6)随着温度的升高，很多种类的非离子表面活性剂变得不溶于水，存在“浊点”。显然， 浊点越高，非离子乳化剂的使用温度范围更广。一般认为，浊点是由于氢键被破坏造成的。
电荷，阻止油滴相互靠拢。非离子型乳化剂虽不能电离，但绝大多数都有可与水发生氢键
作用生成水化物的基团或亲水链节。同时农药用非离子乳化剂所生成的界面保护膜，尤其 是与适当的阴离子型如烷基苯磺酸钙盐之类相配合时，形成的混合型乳化剂界面保护膜比 较牢固。因此乳状液比较稳定。农药用的乳化剂大部分是复配型，使用较多的是非离子与 十二烷基苯磺酸钙的非／阴复配乳化剂。
乳化剂分子结构示意图
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经验表明，单纯用机械能量，如各种搅拌器、均化器、胶体磨等得到的乳状液是一 个很不稳定的体系，一旦静置下来，油和水又明显地分开，它们间的接触面又恢复到最 小程度。这样制得的乳状液很难具实用价值。当乳化剂 加入后，其亲水基朝向水相，亲
油基朝向油相，在界面上定向排列，形成界面保护膜层，降低了界面张力。这不仅使乳化
R
SO3Na
烷基苯磺酸盐
R－SO3Na
烷基磺酸盐
R-CH=CHCH2SO3Na
α-烯基磺酸盐
磷酸酯盐型（－OPO3Na）
RO NaO P
ONa O
RO RO P
双酯
ONa O
单酯
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磺酸基的引入方法
磺酸基的引入方法可以分为直接引入法和间接引入法 直接引入法:通过磺化反应直接引入磺酸基的方法
(2)质量分数法
适应于含聚氧乙烯基团的非离子型活性剂。
HLB 7 H L
亲水基质量 HLB 20 亲水基质量 亲油基质量
亲水基质量=4666 亲油基质量=2046 HLB=4666/(4666+2046) ×20=14
HLB 3-6 W/O型乳化剂 HLB 8-18 O/W型乳化剂
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（2）烷基酚聚氧乙烯 醚
R
O
CH2CH2O n H
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失水山梨醇脂肪酸酯 • 商品名：Span • 性能：润湿性，水溶性差 • 合成：由脂肪酸与失水山梨醇酯化制得
- 失水山梨醇的制备
OH OH OH OH O CH2 CH CH CH2 OH
CH2CHCHCHCHCH2 OH OH OH
H2SO4 140℃ H2O
失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚 • 商品名：Tween • 性能:乳化性、增溶性。水溶性好 • 合成：失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯化制得
O OH O CH2 CH CH CH2 O C R + n CH CH 2 2 HO CH CH OH O
O(OCH2CH2)SH O CH2 CH CH CH2 O C R O (p+q+s=n) O(OCH2CH2)qH Tween
1,4失水山梨醇
HO CH CH OH O CH2 CH Cห้องสมุดไป่ตู้ OH
- 羧酸酯的制备
HO OH HO OH + C15H31COOH OH RCOO 200℃
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HO CH CH CH2 O
异山梨醇
HO OH + RCOO OH 主产物单酯
HO OH
RCOO OH
+ RCOO RCOO 三酯 双酯
RCOO
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二、 乳化剂的分类
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2.1乳化剂的HLB值（亲水亲油平衡值）： 用来衡量表面性剂的亲水亲油平衡关系的指标。 1.两个标准的确定
油酸的HLB=1 油酸钠的HLB=18 C17H33COOH
C17H33COONa
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2.HLB的计算
(1)基数法（基团贡献法） 适用于一些阴离子和非离子表面活性剂。
浊点：
当表面活性剂的水溶液温度升高时，分子的热运动加剧，结合在氧原子上的水分子脱落，形 成的氢键遭到破坏，亲水性降低，表面活性剂在水中的溶解度下降。当温度升高到一定程度时， 表面活性剂就会从溶液中析出，使原来透明的溶液变混浊，我们就称这时的温度为非离子表面活 性剂的浊点（Cloud Point,CP点）。 测试方法：3%NaCl水溶液，10%NaCl水溶液，蒸馏水（非离子乳化剂） 与离子型表面活性剂krafft点的区别 离子型表面活性剂在温度高于krafft点时，溶解度显著增加，性能也显著提升。 非离子表面活性剂只有当温度低于浊点时，在水中才有较大的溶解度。如果温度高于浊点，非离 子表面活性剂就不能很好地溶解并发挥作用。
H(OCH2CH2O)pO CH CH
2.5阴离子表面活性剂
• 阴离子表面活性剂是表面活性剂中发展历史最悠久、产量最大、品种最多的一 类产品
• 价格低廉，性能优异，用途广泛，因此在整个表面活性剂生产中占有相当大的 比重 • 溶于水后能离解出具有表面活性的带负电荷的基团 • 据统计据统计，阴离子表面活性剂约占世界表面活性剂总产量的40% 主要用作 洗涤剂、润湿剂、发泡剂和乳化剂等。 • 磺酸盐型 • 磷酸酯（盐）型
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Krafft点：离子型表面活性剂在水中的溶解度随温度的变化与一般无机盐有些相似，即溶解度随温度的
升高而增大。但有一个特点，即溶解度随温度的变化存在明显的转折点，这一突变温度称为克拉夫特点 （Krafft Point）。在此温度以上，离子型表面活性剂的溶解度急剧变大。
十二烷基硫酸钠溶解曲线
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2.2乳化剂的浊点、krafft点：
乳化剂相关专题
内容摘要
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乳化剂的结构 乳化剂的分类 乳化剂的应用
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一、乳化剂的结构
乳化剂是能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体
系或乳浊液的物质。乳化剂是表面活性物质，分子中同时具有亲水基和亲油基，它聚集在 油/水界面上，可以降低界面张力和减少形成乳状液所需要的能量，从而提高乳状液的能 量。
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2.4非离子乳化剂
定义：水溶液中不电离出任何形式的离子，亲水基主要由具有一定数量的含氧基团（一般 为醚基或羟基）构成亲水性，通过烃基亲油，靠与水形成氢键实现溶解的表面活性剂。 特点： (1)稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响 (2)不易受钙、镁离子的影响，在硬水中使用性能好 (3)不易受酸碱的影响 (4)与其它类型表面活性剂的相容性好 (5)在水和有机溶剂中皆有较好的溶解性能 (6)随着温度的升高，很多种类的非离子表面活性剂变得不溶于水，存在“浊点”。显然， 浊点越高，非离子乳化剂的使用温度范围更广。一般认为，浊点是由于氢键被破坏造成的。