乳化剂与分散剂

表 7－1 器壁性质对乳状液类型的影响 注：塑料为聚四氟乙烯；
第三节 乳化剂
一、乳化剂类型
表面活性剂型
乳化剂分类
高分子型 天然产物型
固体粉末型
1、合成表面活性剂类
1）阴离子型乳化剂 一般制作O／W型乳状液，HLB值在8－18之间，亲水性强。 羧酸盐 如三乙醇胺的脂肪酸盐、肥皂等
阴离子型
硫酸盐 如聚氧乙烯烷基酚醚硫酸盐 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐等
界面上，才能起到乳化剂的作用。如如炭黑、碳酸钙、石英、粘土、 金属的碱式硫酸盐、金属氧化物（以及水合氧化物）以及硫化物等。
图 7－4 固体粉末的润湿性与乳状液类型示意图
根据Young公式可得：
式中：
－ 固／油 间的界面张力；
－ 固／水 间的界面张力；
－ 油／水 间的界面张力；
θ－在水相方向的接触角；
图 7－3 油／水界面生成的复合膜示意图 关键要素：一为水溶性，另一为含有与水形成氢键的有机物；
4）提高乳状液分散介质的粘度 根据斯托克斯的沉降速度公式：
由上式可知：外相粘度赿大，液珠的运动速度赿慢，液珠的 运动速度进赿间的碰撞机率减小，有利于乳液的稳定。
⑤ 使用固体粉末作乳化剂 只有固体粉末既能被水润湿，又能被油润湿时，会停留在
3）提高界面膜的物理性质 ① 提高表面活性剂的浓度，有利分子的定向排列，界面膜强度 提高，乳液稳定性提高；
图 7-2 表面活性剂形成界面膜示意图 ② 选择疏水链较长、支化度小、亲水基在一端的表面活性剂， 由于其易形成胶束，且界面膜的强度高，故适合作乳化剂。
③ 使用混合表面活性剂或添加其它物质，发挥其协同效应，提 高乳液的稳定性；
（1）醚型 聚氧乙烯聚氧丙烯烷基酚醚类
脂肪酰胺的环氧乙烷加成物
聚氧乙烯烷基胺醚类
（2）酯型 ① 脂肪酸环氧乙烷加成物，作W／O乳化剂
单酯： 双酯： ② 山梨糖醇酐脂肪酸类 Span系列（司派）：山梨糖醇酐脂肪酸酯， W／O型； Tween系列（吐温）：山梨糖醇酐脂肪酸聚氧乙烯， W／O型； ③ 聚氧乙烯甘油醚脂肪酸单（双）酯
乳化剂与分散剂
第二节 乳化作用
一、乳状液
1、定义 将油、水和乳化剂放于一起，在一定温度下，通过强剪切力搅 拌迫使一相以微滴状分散于另一相中，此时相界面的面积增大，体 系的稳定性降低，形成乳状液，这一过程称之为乳化。 组成：油、水、乳化剂； 分布：① 以液珠形式存在的一相称为分散相或内相；
② 连成一片的相称为分散介质或外相； 类型：
易溶于水的乳化剂易生成 O／W 型乳状液，反之相反； 2）相体积
当水相体积＜26%时，只能形成 W ／ O 型 乳液； 当水相体积＞ 74%时，只能形成 O／W 型乳液； 当水相体积介于二者之间时，二者均有可能形成； 3）乳化剂分子构型 钾、钠等一价金属脂肪盐乳化剂，易生成O ／ W 型乳液； 钙、镁等二价金属脂肪盐乳化剂，易生成W ／ O 型乳液； 4）乳化器材料性质 亲水性强的器壁易得到O ／ W 型乳液；反之相反。
（2）瓜尔胶 是从种子瓜尔素中提取得到，为非离子型、带支链的多糖－半 乳甘露糖， M＝2×105 ；
（3）羧甲基纤维素钠盐 由棉短纤维经碱化，再与氯乙烯、醋酸乙烯等酸醚化后生成， M＝5×104；主要是提高O／W型乳液的水相粘度，乳液稳定性提高。
2）合成高分子表面活性剂 （1）聚氧乙烯苯乙烯基苯基醚
形成乳状液时，润湿固体较多的液体构成外相。
二、乳状液类型的鉴别和影响因素
1、乳状液类型的鉴别 电导法：电导性好的为：O／W 型
鉴别方法
染色法：将油溶性染料加入乳状液中予以混 合，若整体带色则为 W／O 型
稀释法：根据与液体相混溶性来判断；
滤纸润湿法：能快速展开的为 O／W 型
2、影响乳状液类型的因素 1）乳化剂的亲水性（HLB值）
2）提高界面电荷 通常情况下，O／W 型乳状液中，液珠多半呈电负性；而 W／O
中液珠呈正电荷。受各种因素的影响，乳状液的界面都会形成双电 层，如图 7-1 所示。
图 7-ຫໍສະໝຸດ Baidu O／W 型乳液界面双电层示意图
扩散双电层的作用及影响： ① 由于电荷的排斥作用，使之阻止或减弱了液珠的碰撞，从而 减少了液珠分子的聚结，有利于乳液稳定性提高； ② 当液珠碰撞时，首先接触双电层，而真正的液珠分子间的碰 撞几率大大降低，或者说乳状液的界面膜增厚，乳液稳定性提高； ③ 当在乳状液中加入电解质时，双电层将变薄，会引起乳状液 的稳定性降低； ④ 使用离子型表面活性剂作乳化剂时，由于有较强的扩散双电 层存在，会使乳液稳定性得以提高。
① 水包油型（O／W），即内相为油，外相为水； ② 油包水型（W／O），即内相为水，外相为油；
2、乳状液的稳定性 从热力学角度讲，乳化为非自发过程，故乳状液是一种不
稳定体系。为了尽可能降低乳状液的不稳定性，可从两相间界面稳 定上着手来提高乳状液稳定性。
1）降低两相间的表面张力 作为乳状液，体系必然存在较大的界面，因而必定存在一定的 界面能，所以，这种体系总要力图减小界面，降低界面自由能，从 而最终使乳状液发生破乳、分层。因此，选择优异的表面活性剂作 乳化剂是形成乳状液的首要条件，也有利于稳定性的提高。 如涂料印花使用的增稠剂乳化糊A（A帮浆），是煤油和水组成 的，当加入平平加O后，煤油－水的界面张力由 40ｍN／ｍ，降至 1ｍN／ｍ；乳化体系界面的能量降低，体系稳定性提高。
磺酸盐 如烷基、烷基苯、烷基萘类， 聚氧乙烯烷氧基醚类等
磷酸酯类 如烷基、烷基聚氧乙烯醚类， 脂肪酸聚氧乙烯醚类等
亚磷酸酯类 如烷基聚氧乙烯醚类单、双酯
2）非离子型乳化剂 非离子乳化剂根据其亲水、亲油性，可作O／W型和W／O型 乳状液的乳化剂，主要类型有醚型和酯型二类。
聚氧乙烯烷基酚醚类
聚氧乙烯脂肪醇醚类
3）阳离子型乳化剂 C12－C22单烷基胺类 酰胺类
分类
咪唑啉类 季铵盐类
环氧乙烷双胺类
胺化木质素
2、高分子乳化剂
高分子乳化剂虽然无法显著降低溶液的界面张力，但是能在液 珠的界面上形成强度较高的界面膜，而且还能提高液相的粘度，因 此也是性能优良的乳化剂。
1）天然高分子 （1）魔芋胶 主要成分魔芋甘露糖，M＝104 ；
（2）聚氧丙烯－聚氧乙烯嵌段共聚物