乳状液

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破乳
• 破乳 去乳化作用 去乳化作用——破坏乳状液的过程。 破坏乳状液的过程。 破坏乳状液的过程 • 过程 两步：微小液滴絮凝成团 凝聚过程；分散相结合成更 两步：微小液滴絮凝成团→凝聚过程 凝聚过程； 大的液滴→分层 分层。 大的液滴 分层。 • 原理 消除或削弱乳化剂的保护。 消除或削弱乳化剂的保护。 • 破乳方法 加不能生成牢固保护膜的表面活性剂 表面活性剂置换原来的乳 顶替法 加不能生成牢固保护膜的表面活性剂置换原来的乳 化剂, 如异戊醇。 化剂 如异戊醇。 加与乳化剂发生化学反应的物质，破坏乳化剂。 化学法 加与乳化剂发生化学反应的物质，破坏乳化剂。油酸
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乳状液类型的鉴别方法
在乳状液中加少量的油溶性染料如苏丹红 苏丹红Ⅲ ① 染色法 在乳状液中加少量的油溶性染料如苏丹红Ⅲ 若整个乳状液都染上了颜色→油是外相 油是外相→W/O型； 等，若整个乳状液都染上了颜色 油是外相 型 若只有星星点点的液珠带颜色→油是内相 油是内相→O/W型。 若只有星星点点的液珠带颜色 油是内相 型 也可用水溶性染料如亚甲基蓝、荧光红等进行试验。 也可用水溶性染料如亚甲基蓝、荧光红等进行试验。 乳状液能被外相液体(分散介质 分散介质)稀释而不易 ② 稀释法 乳状液能被外相液体 分散介质 稀释而不易 被内相稀释。能被水稀释→ 被内相稀释。能被水稀释 O/W型；若在乳状液中加 型 入水后不易分散 → W/O型。如O/W型的牛奶可用水 型 型的牛奶可用水 稀释而不能用植物油稀释。 稀释而不能用植物油稀释。 油类导电性差， ③ 电导法 油类导电性差，水溶液有较好的导电能力 →O/W型乳状液的导电能力比 型乳状液的导电能力比W/O型乳状液大得多。 型乳状液大得多。 型乳状液的导电能力比 型乳状液大得多
乳状液（emulsion） ）
乳状液、泡沫、悬浮液和气溶胶一般皆属粗分散系统， 乳状液、泡沫、悬浮液和气溶胶一般皆属粗分散系统，分散相粒 子的半径多在10 以上 分散度虽比溶胶更低， 以上。 子的半径多在 -7m以上。分散度虽比溶胶更低，但与溶胶有许多 相似之处，且有极广泛应用价值， 相似之处，且有极广泛应用价值，以乳状液为例
1. 乳状液的定义及类型
由两种（或两种以上） ●定义 由两种（或两种以上）不互溶或部分互溶的液体形成的 分散系统，称乳状液。示例：牛奶、含水石油、乳化农药、 分散系统，称乳状液。示例：牛奶、含水石油、乳化农药、化妆 食品（如蛋黄酱）、 ）、乳化炸药等皆属此类 品、食品（如蛋黄酱）、乳化炸药等皆属此类 乳状液中一相为水， 表示。 ●类型 乳状液中一相为水，用“W”表示。另一相为有机物， 表示 另一相为有机物， 如苯、苯胺、煤油，皆称为“ 表示。 如苯、苯胺、煤油，皆称为“油”，用“O”表示。油作为不连续 表示 相分散在水中， 水包油型， 表示； 相分散在水中，称水包油型，用O／W表示；水作为不连续相分 ／ 表示 散在油中， 油包水型， 表示。 散在油中，称油包水型，用W／O表示。多重型，例，W/O/W ／ 表示 多重型，
主要取决于乳化剂的类型
——HLB值 非离子 值 非离子SAA为乳化剂时，HLB3~6，易成 为乳化剂时， 为乳化剂时 ，易成W/O型， 型 8~18时，易成 时 易成O/W型 型 ——定向楔理论 乳化剂在界面层，呈“大头”朝外，“小头” 定向楔理论 乳化剂在界面层， 大头”朝外， 小头” 向里的几何构形： 、 碱金属皂易成 碱金属皂易成O／ 型 向里的几何构形：K、Na碱金属皂易成 ／W型。Ca、Mg高价金 、 高价金 属皂易成W／ 型 例外，一价银皂形成W／ 型乳状液 属皂易成 ／O型。例外，一价银皂形成 ／O型乳状液 ——固体粉末为乳化剂时 固体粒子的大部分应处在分散介质中。 固体粉末为乳化剂时 固体粒子的大部分应处在分散介质中。 易被水润湿的粘土 粘土、 微粒，易成O／ 型 易被油润湿的 故易被水润湿的粘土、A12O3微粒，易成 ／W型；易被油润湿的 2012-4-23 2 炭黑、石墨粉易成 易成W／ 型 炭黑、石墨粉易成 ／O型
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C、破乳（deemulsification） 、破乳（ ） （1）定义 ）
乳状液的完全破坏 分为二步
（2）破乳的机理 ）
——絮凝 此过程中，连续相在液滴与界面间排泄出来，分散相 絮凝 此过程中，连续相在液滴与界面间排泄出来， 的液珠聚集成团，但各液珠皆仍然存在，这些团的形成常是可逆的 的液珠聚集成团，但各液珠皆仍然存在， 在液滴与液滴界面间“接触” 。在液滴与液滴界面间“接触”面周界上的界面最薄 ——聚结 此过程中，膜发生破裂，各个团合成一个大滴，导致 聚结 此过程中，膜发生破裂，各个团合成一个大滴， 液滴数目的减少和乳状液的完全破坏。 液滴数目的减少和乳状液的完全破坏。此过程不可逆的
（3）破乳技术 ）
——引入 工业生产中常遇到破乳问题， 如采出的原油是 ／ O 引入 工业生产中常遇到破乳问题，如采出的原油是W／ 型乳状液，必须破乳脱水后才能进炼油厂加工。 型乳状液，必须破乳脱水后才能进炼油厂加工。常用的破乳方法有
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在一些乳状液中添加无机盐会引起破乳作用， ●添加无机盐 在一些乳状液中添加无机盐会引起破乳作用， 对不同的乳化剂， 对不同的乳化剂，作用机理有所不同 ●温度变化 ——升温 可增加乳化剂的溶解度，降低在界面的吸附量，削 升温 可增加乳化剂的溶解度，降低在界面的吸附量， 弱保护膜；升温还可降低外相粘度，增加液滴碰撞机会， 弱保护膜；升温还可降低外相粘度，增加液滴碰撞Байду номын сангаас会，利于破乳 ——冷冻 也能破乳。非离子型乳化剂的乳状液在相转变温度 冷冻 也能破乳。 时处于不稳定状态， 时处于不稳定状态，不充分搅拌就会破乳 以碱性皂作为乳化剂的乳状液中添加酸， ●添加酸 以碱性皂作为乳化剂的乳状液中添加酸，皂变为脂 肪酸析出， 肪酸析出，失去乳化作用而破乳 用分散相易润湿的过滤材料过滤乳状液， ●过滤 用分散相易润湿的过滤材料过滤乳状液，液滴润湿过 滤材料聚集成薄膜，导致乳状液破坏。 滤材料聚集成薄膜，导致乳状液破坏。例，W／O型乳状液通过填 ／ 型乳状液通过填 充碳酸钙的过滤层， ／ 型乳状液通过塑料网 型乳状液通过塑料网， 充碳酸钙的过滤层，O／W型乳状液通过塑料网，都可能会引起破 乳
无机酸。 钠+无机酸。 无机酸
型乳状液+O/W型乳化剂。 型乳化剂。 加相反类型的乳化剂 如 W/O型乳状液 型乳状液 型乳化剂 主要包括离心、过滤、加热、电沉降、 物理方法 主要包括离心、过滤、加热、电沉降、超声波处 理等方法。 理等方法。
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2. 乳状液的稳定性 按乳化剂的作用机理
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• 乳状液——由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散系统。 由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散系统。 外观上常呈乳状, 即呈不透明或半透明的乳白色。 如牛奶, 外观上常呈乳状 即呈不透明或半透明的乳白色。 如牛奶 含水
石油, 乳化农药。 石油 乳化农药。
• 相的表示 W——水相；O——有机物质相。 水相； 有机物质相。 • 类型 水包油型——油分散在水中， O/W型; 如牛奶。 油分散在水中， 型 如牛奶。 水分散在油中， 油包水型——水分散在油中， W/O型；如含水石油。 型 如含水石油。 • 内相——乳状液中的分散相； 外相——乳状液中的分散介质。 乳状液中的分散相； 乳状液中的分散介质。 若某相体积分数>74%, 该相为外相。 该相为外相。 若某相体积分数 • 乳化作用——能使乳状液比较稳定存在的作用。 能使乳状液比较稳定存在的作用。 • 乳化剂——使乳状液稳定存在的物质。 使乳状液稳定存在的物质。 • 乳化剂的分类 表面活性剂 如肥皂 天然产物 如明胶、羊毛 表面活性剂(如肥皂 天然产物(如明胶 如肥皂), 如明胶、 大分子类(如动物胶 聚乙烯醇)和固体粉末 如炭黑、粘土、 如动物胶、 和固体粉末(如炭黑 脂) , 大分子类 如动物胶、聚乙烯醇 和固体粉末 如炭黑、粘土、 Al2O3)。 。
A、分层（creaming） 、分层（ ） （ 1）定义 ）
一种乳状液变成了两种乳状液， 一种乳状液变成了两种乳状液 ， 一层中分散相比原 来的多，另一层中相反。分层过程中，界面膜未破坏， 来的多，另一层中相反。分层过程中，界面膜未破坏，故分层并未 破乳， 破乳，但分层最终将导致破乳
（2）影响分层的因素 ）
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●补充材料之一
乳状液的分层、 乳状液的分层、变型及破乳
——乳状液理论中，一个重要的问题是其分层、变形和破乳。它们 乳状液理论中，一个重要的问题是其分层、变形和破乳。 乳状液理论中 是乳状液不稳定性的三种表现方式， 是乳状液不稳定性的三种表现方式，每个过程皆代表一种不同情况 。特殊情况下它们又可能是相关的
乳状液稳定的主要原因 降低了油-水的界面张力 乳化剂， ①降低了油 水的界面张力 加乳化剂， 如表面活性剂的HLB值2～6 亲油性 如表面活性剂的 值 ～ 亲油性→ W/O型乳状液 HLB值12～18 亲水性 型乳状液; 型乳状液 值 ～ → O/W型乳状液，界面张力 。 型乳状液， 型乳状液 界面张力↓。 ②乳化剂在分散相液滴的周围形成坚 乳化剂在分散相液滴的周围形成坚 在分散相液滴的周围形成 固的保护膜 保护膜。 固的保护膜。 ③形成双电层，产生电互斥力。 形成双电层，产生电互斥力。 双电层
(1)吸附理论 SAA为乳化剂时，降低界面张力σ，吸附在界面 吸附理论 为乳化剂时， 为乳化剂时 (2)双电层理论 负离子型 双电层理论 负离子型SAA为乳化剂时，正离子溶于水，负离 为乳化剂时， 为乳化剂时 正离子溶于水， 子非极性基插入油。水相带正电，油相带负电，带电一端指向水， 子非极性基插入油。水相带正电，油相带负电，带电一端指向水， 反离子形成扩散双电层， 反离子形成扩散双电层，热力学电势及较厚的双电层使乳状液稳定 (3)界面膜理论 最重要：σ的降低对膜的稳定是次要因素。但因 界面膜理论 最重要： 的降低对膜的稳定是次要因素。 乳化剂降低σ的而在界面上的吸附极其重要。因它是膜得以稳定存 的而在界面上的吸附极其重要。 在的主要原因——复合界面膜使乳状液更稳定。原因：使界面膜更 复合界面膜使乳状液更稳定。 在的主要原因 复合界面膜使乳状液更稳定 原因： 致密、 致密、坚固 (4)其他因素 分散相粘度越大越稳定，分散相与分散介质密度差 其他因素 分散相粘度越大越稳定， 越小越稳定
——二相密度差 越小越不易分层 二相密度差 ——液滴半径 越小越不易分层 液滴半径
2012-4-23 ——液体的粘度 越大越不易分层 液体的粘度 8
B、变型（inversion） 、变型（ ） （1）定义 ）
O/W型变成了 型变成了W/O型或相反的过程 型变成了 型或相反的过程
（2）影响因素 ）
——相体积理论 分散相体积超过了 相体积理论 分散相体积超过了0.74后 ， 即易发生变形 后 即易发生变形— —多数情况下适用，但有一定的限制。例，乳化炸药 多数情况下适用，但有一定的限制。 多数情况下适用 ——乳化剂的类型转变 如钠肥皂变为钙皂 乳化剂的类型转变 ——温度 温度
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常用于W／ 型乳状液的破乳 高压电场中， 型乳状液的破乳： ●电破乳 常用于 ／O型乳状液的破乳： 高压电场中，极 性乳化剂分子转向而降低界面膜的强度。同时， 性乳化剂分子转向而降低界面膜的强度。同时，水滴极化后相互吸 引排成一串。当电压升至一定强度(一般在 一般在2000V／cm以上 时，小 以上)时 引排成一串。 当电压升至一定强度 一般在 ／ 以上 液滴瞬间聚结成大水滴而破乳 ●表面活性剂破乳 是目前工业上最常用的破乳方法。选择 是目前工业上最常用的破乳方法。 能强烈吸附于油—水界面上的表面活性剂 如异戊醇， 水界面上的表面活性剂， 能强烈吸附于油 水界面上的表面活性剂，如异戊醇，顶走原来的 乳化剂，在油—水界面形成新膜 水界面形成新膜， 乳化剂，在油 水界面形成新膜，但新膜的强度比原乳化剂形成的 膜降低很多，因而容易失去稳定性而破乳。 膜降低很多，因而容易失去稳定性而破乳。这种表面活性剂叫破乳 剂 ——除以上方法外，还有离心法、超声波法等。实际是多种方法 除以上方法外，还有离心法、超声波法等。 除以上方法外 并用。如原油破乳，加热、 并用。如原油破乳，加热、电场和添加破乳剂三者同时进行
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●乳化剂(emulsifier)
——定义 能使乳状液较稳定存在的物质。乳化剂能使乳状液比 定义 能使乳状液较稳定存在的物质 稳定存在的物质。 较稳定存在的作用， 较稳定存在的作用，称乳化作用 ——类型 多为表面活性剂，及某些固体粉末 类型 多为表面活性剂，
●影响乳状液类型的因素