乳状液(emulsion)

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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 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
A、分层（creaming） 、分层（ ） （ 1）定义 ）
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，故分层并未 破乳，但分层最终将导致破乳
●影响乳状液类型的因素
主要取决于乳化剂的类型
——HLB值 非离子SAA为乳化剂时，HLB3~6，易成W/O型， 8~18时，易成O/W型 ——定向楔理论 乳化剂在界面层，呈“大头”朝外，“小头” 向里的几何构形：K、Na碱金属皂易成O／W型。Ca、Mg高价金属 皂易成W／O型。例外，一价银皂形成W／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。 故易被水润湿的粘土、A12O3微粒，易成O／W型；易被油润湿的炭 2012-5-2 2 黑、石墨粉易成W／O型
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●补充材料之二
乳状液类型测定
利用油和水的不同性质，可测定乳状液的类型。常用方法有以下 三种 (1)染料法 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红等，水溶性染料有甲基橙、刚果红 等 (2)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
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●电破乳 常用于W／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，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2000V／cm以上)时，小 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 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，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。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 并用。如原油破乳，加热、电场和添加破乳剂三者同时进行
（2）乳化炸药的主要组分 ）
——无机盐的水溶液 热溶解于水形成 作为分散相，提供氧化剂，一般由硝酸铵加
——碳质燃料 作为分散介质，提供还原剂。粘度合适的石油产品 均可选作碳质燃料。选择原则：既要形成稳定的W/O乳状液，又要 使乳化系统在确定的温度下变得稠厚，不能流动：柴油、重油、机 油、凡士林、复合蜡等。多与乳化剂一起溶解后，再与氧化剂乳化 2012-5-2 13
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(3)电导法 多数油是不良导体，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
——界面张力差理论 一个界面膜必有两个面，故有两个σ。σ较 大的相易成为分散相。因这样可减少该面的面积，结果是在高σ这 边的液体就成了内相（分散相） ——乳状液制备工艺 例，玻璃类亲水性容器中乳化易形成O/W 型，塑料类亲油性容器中，易形成W/O型 ——相体积理论 量较多者易为分散相。界限：0.7402
●类型 乳状液中一相为水，用“W”表示。另一相为有机物，
如苯、苯胺、煤油，皆称为“油”，用“O”表示。油作为不连续 相分散在水中，称水包油型，用O／W表示；水作为不连续相分散 在油中，称油包水型，用W／O表示。多重型，例，W/O/W
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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 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
是稳定系统，但是否为热力学上的稳定系统，尚有争论
●类型 易溶于油的乳化剂易生成W/O型微乳状液，反之亦然 ●应用 石油的三次开采
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●补充材料之四
型乳胶工业炸药
应用举例——乳化炸药与乳化工艺——W/O
（1）乳胶炸药（乳化炸药） ）乳胶炸药（乳化炸药）
泛指一类用乳化技术制备的 W/O型抗水工业炸药。其分散相为氧化剂水溶液的微细液滴，悬浮 在含有分散气泡或空心玻璃微球或其它多孔性材料的油类物质构成 的连续介质中。形成一种油包水型的特殊乳化系统
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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 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 。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 液滴数目的减少和乳状液的完全破坏。此过程不可逆的
（2）影响分层的因素 ）
——二相密度差 越小越不易分层 ——液滴半径 越小越不易分层
2012-5-2 ——液体的粘度 越大越不易分层 5
B、变型（inversion） 、变型（ ） （1）定义 ）
O/W型变成了W/O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0.74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 ——乳化剂的类型转变 如钠肥皂变为钙皂 ——温度
——产气剂 该组分以第三相加入，既可以是呈包覆体形式的空气， 也可通过添加某些化学物质（如亚硝酸钠）发生分解反应产生微小 气泡，还可以是封闭性带有气体的固体微粒（如空心玻璃微球、膨 胀珍珠岩等）。该组分多在乳化后与乳状液混合之 ——乳化剂 HLB在3~7之间的SAA，可以是一种，也可以是两种 或更多种。使用最多的是非离子型含羟基的高级脂肪族酯类，如 Span-80（失水山梨醇单油酸酯）和吐温等
§12.9 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，分散相粒 子的半径多在10-7m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，以乳状液为例
1. 乳状液的定义及类型 ●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、化妆 品、食品（如蛋黄酱）、乳化炸药等皆属此类
（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W／O 型乳状液，必Βιβλιοθήκη Baidu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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●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，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 弱保护膜；升温还可降低外相粘度，增加液滴碰撞机会，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 时处于不稳定状态，不充分搅拌就会破乳 ●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，失去乳化作用而破乳 ●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。例，W／O型乳状液通过填 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
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2. 乳状液的稳定性 按乳化剂的作用机理
(1)吸附理论 SAA为乳化剂时，降低界面张力σ，吸附在界面 (2)双电层理论 负离子型SAA为乳化剂时，正离子溶于水，负离 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，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 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 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 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 越小越稳定
关于答疑与考试
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请弹技02级全体同学 请弹技 级全体同学 接受江棂和白晨艳的衷心祝愿
祝大家 身体好，学习好，素质高 今后能为祖国的强盛，为自己美好的前 程努力工作
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2004年6月16日全部结束
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●补充材料之三
微乳状液简介
●定义 液滴直径较小（在10nm~200nm之间）的乳状液称为微乳
状液。其外观为半透明或透明状。类型也可有W/O及O/W型两种。 例，机械的切削油、干洗油、磨床油等
●形成机理 SAA胶团溶液对油或水的加溶作用，从而形成了胶
团溶液——即微乳状液
● 稳定性 比乳状液要稳定得多。且有激烈的Brown运动。故应