第七章 乳状液

第七章乳状液

7.1乳状液

•乳状液是一种多相分散体系，它是一种液体以极小的液滴形式分散在另一种与其不相混溶的液体中所构成的，其分散度比典型的憎液溶胶低得多。

•凡由水和…油”(广义的袖)混合生成乳状液的过程，称为乳化。

乳状液

1.油/水型即水包油型 (O/W) 如：润肤露

2.水油型即油包水型 (W/O) 如：牛奶

•当液体分散成许多小液滴后，体系内两掖相间的界面积增大，界面自由能增高，体系成为热力学不稳定的，有自发地趋于自由能降低的倾向，即小液滴互碰后聚结成大液滴，直至变为两层液体。为得到稳定的乳状掖，必须设法降低分散体系的界面自由能，不让液滴互碰后聚结。为此，主要的是要加入一些表面活性剂，通常也称为乳化剂。

•乳化剂是乳状液形成所必不可少的成分，乳化剂分子往往有两个分别亲水和亲油的端基，亲水基与水结合，亲油基与有结合，在水和由之间形成过渡层，从而降低水和由的界面张力，使溶液得以乳化。

7.2 乳状液的制备和物理性质

一、混合方式

1.机械搅拌

用较高速度(4000—8000r/min)螺旋桨搅拌器制备乳状液是实验

室相工业生产中经常使用的一种方式。

2.胶体磨

将待分散的体系由进料斗加入到胶体磨中，在磨盘间切力的作用

下使待分散物料分散为极细的液滴，乳状液由出料口放出。

3.超声波乳化器

靠压电晶体或磁致伸缩方法产生的超声波破碎待分散的液体。

4.均化器

均化器实际是机械加超声波的复合装置。将待分散的液体加压，

从一可调节的狭缝中喷出，在喷出过程中超声波也在起作用。

二、乳化剂的加入方式

1.转相乳化法

将乳化剂先溶于油中，在剧烈搅拌下慢慢加水，加入的水开始

以细小的液滴分散在油中，是W/O型乳状液。再继续加水，随

水量增多，乳状液变稠，最后转相变成O/W型乳状液。

2.瞬间成皂法

将脂肪酸加入油相，碱加入水相，两相混合，在界面上即可瞬间

生成作为乳化剂的脂肪酸盐。

3.自然乳化法

将乳化剂加入油中，制成乳油溶液．使用时，把乳油直接倒入水

中并稍加搅拌，就形成O/W型乳状液。

4.界面复合物生成法

在油相中溶入一种乳化剂，在水相中溶入另一种乳化剂。当水和

油相混并剧烈搅拌时，两种乳化剂在界面上形成稳定的复合物。

5.轮流加液法

将水和油轮流加入乳化剂中，每次少量加入，形成O/W型或

W/O型乳状液。

三、乳状液的物理性质

1.液滴的大小和外观

液滴的大小一般为d>0.1μm，一般很少有d<0.25μm者，最大者可能超过此值的100倍。制备方法不同使液滴大小不同导致对入射光的反射、散射不同从而产生不同外观。

2.乳状液的外观

乳状液通常是不透明的乳色液体，粒子极细的乳状液可以是透明的

若分散相的折射率与连续相的相同，乳状液也可以是透明的，若是

二液体的折射率相同，但是色散率不同，则乳状液不透明而是五颜

六色，此即彩色乳状液。

3.光学性质

一般来说，乳状液中分散相和分散介质的折光指数是不同的，则对光的反射、散射及吸收也不同，而这一切取决于分散相液滴的

大小。

4.电导

乳状液的导电性能决定于外相，故O/W型乳状液的电导率远大于W/O型乳化液的，这可以作为鉴别乳状液类型及型变的依据。

7.3乳状液类型的鉴别

一、稀释法

在乳状液中滴一滴油，若油滴在乳状液表面上扩展，即为W/O型；若不扩展则为O/W型。同理，也可用水滴鉴别之。在低倍数显微镜下作此实验，观察的会更清楚。

二、染色法

将少量油溶性染料加入乳状液中，轻轻摇动之。若整个乳状液皆是染料的颜色，则是W/O型乳状液；若只是液珠呈染料之色，便是O/W型乳状液。同理，也可用水溶性染料测定乳状液的类型。若同时用油溶性和水溶性染料分别做实验，则结果更可靠。常用的油溶性染料有苏丹Ⅲ、苏丹红等，水溶性染料有甲基橙、刚果红等。

三、导电法

多数油是不良导体，而水是良导体。所以， O/W型乳状液的电导比W/O型大的多。测定乳状液的电导就可判别其类型。但由于影响的因素较多，如乳化剂的类型、相体积等，所以该法虽简便，但不十分准确。

除以上三种方法外，还有折射率法、荧光法、润湿滤纸法等。实际测定时，往往采用几种方法，以便得到可靠结果。

7.4影响乳状液稳定性的因素

一、水油两相的密度差

水油两相的密度差越小越稳定

二、分散相的粘度

分散相的粘度越大越稳定

三、双电层理论

•界面电荷与乳状液稳定性的关系

绝大多数稳定的乳状液界面都带电，静电斥力是液滴聚结的阻力，因而乳状液稳定的原因之一。一般规律是，界面电荷越大，就表示界面膜分子排列得越紧密，于是界面膜强度亦将越大。这种因素与界面带电因素一起，都有防止液珠聚结的能力，从而使乳状液的稳定性获得提高。

对O/W型乳状液，易理解。对W/O型乳状液，较难想象，但也可使乳状液保持稳定。

四、吸附理论

单分子膜的吸附理论：Langmuir等人提出的定向膜是单分子层排列，σ的降低使乳状液较稳定。但应指出，σ的降低对膜的稳定也是次要因素。但因σ的降低而发生在界面上乳化剂的吸附却极其重要。因它是膜得以稳定存在的主要原因。

五、界面膜理论

界面膜的强度和紧密程度。这是影响乳状液稳定性的最重要的因素。

•界面膜厚度δ的影响

δ越大，则乳状液越稳定，其一般厚度在0.01μm之间。

7.5乳状液的变型和破乳

一、乳状液的变型

变型也叫反相，是指O/W型(W/O型)乳状液变成W/O型(O/W型) 的现象。变型需在某些因素作用下才能发生.

二、影响乳状液变型的因素

1.相体积比

在某些体系中当内相体积在74％以下时体系是稳定的，当继续加入内相物质使其体积超过74％时则内相变成外相，乳状浓发生变型。

2.温度

发生变型的温度与乳化剂浓度有关。浓度低时，变型温度随浓度增加变化很大，当浓度达到一定值后，变型温度就不再改变。这种现象实质上涉及了乳化剂分子的水化程度。

3.电解质

加入电解质后减少了分散相粒子上的电势，使表面活性剂离子和反离子之间的相互作用增强，降低了亲水性，有利于变为W/O型乳状液。

三、乳状液的破坏