乳化剂论文防腐剂论文

乳化剂论文防腐剂论文

乳化剂的选择及其对乳液聚合的作用

摘要乳化剂属于活性物质,目前由于食品加工技术的提升,使得乳化剂在食品加工过程中扮演着相当重要的角色,受到广泛重视。鉴于此,本文就乳化剂的影响与作用进行了探讨。

关键词乳化剂;分类;作用

1 乳化剂的选择

选择乳化剂最常用的方法是HLB法和PIT法。在选择乳化剂时,当配方中的乳化剂的HLB值能与被乳化的油相所需要的HLB值相近时,会产生较好的乳化效果。

1.1 HLB法

HLB值是乳化剂的亲水亲油平衡值,代表分子疏水性基团和亲水性基团对水溶性贡献的相对权重。表面活性剂的HLB值及其应用列于表。

设计乳液配方的步骤如下:1)决定乳状液的类型;2)选用何种油

脂或被分散的物质值,或计算出所需的HLB值。再查出油相所需的HLB;3)根据油相需要的HLB值,可先选择习惯的“乳化剂对”,例如

制备O/W乳状液时,可选用HLB>6的乳化剂为主,HLB<6的乳化剂为辅;在制备W/O乳状液时,可选用HLB<6的乳化剂为主,HLB>6的乳化剂为辅;4)如果制备的乳状液不理想,则应更换“乳化剂对”。在设计乳液

配方中,往往配方中油相不是单一的化学组分,这时可利用HLB值的加和性计算出混合组分的HLB值。

1.2 PIT法

HLB法没有考虑温度对乳化剂的亲水性的影响,而温度对非离子乳化剂的影响却更为显著。当温度提高时亲水基的水化程度减小,低温时形成的O/w型乳状液,在高温时可能转变为W/O型乳状液,反之亦然。所以,在一特定的体系中,此转变温度就是该体系内乳状液,反之亦然。用3%~5%的非离子乳化剂来乳化等体积的油和水,加热到不同的温度并搅拌,用电导测定乳状液的转相发生时的温度,即为转相温度。对于O/W型乳状液,一种合适的乳化剂其PIT值应比乳状液的保存温度高20~60℃,对于W/O型乳状液,其合适的乳化剂的PIT值应比保存温度低10~40℃。实验发现,在PIT值附近制得的乳状液颗粒很小,但不稳定。要制得稳定的O/w型乳状液,需采用低于PIT值2~4℃的温度制备乳状液,然后冷却至保存温度,乳液的稳定性最高。

2 乳状液的制备方法

2.1 乳化剂在水中法

将乳化剂直接溶于水中,在激烈搅拌下将油加入。该法可直接制备O/w型乳状液,若欲得到W/O型乳状液,则继续加油至发生相变。该法适用于亲水性较强的乳化剂,可直接制备O/W型乳液,该乳液颗粒不均匀,稳定性差,需剧烈搅拌,可利用胶体磨和均质器进行处理。

2.2 乳化剂在油中法(转相乳化法)

将乳化剂加入油相,再加入水直接制得w/O型乳状液,若欲得到

O/w型乳液可直接继续加水直至转相,转相后比直接乳化效果更好。把乳化剂加到油中,形成乳化剂与油的混合物,将混合物直接加入水中,可直接生成O/w型乳状液。该法制得的乳液颗粒均匀,粒径小,乳液最为稳定。

2.3 轮流加入法

将水和油轮流加入乳化剂,每次只加少量,对制备食品类乳状液

较为适应。

2.4 初生皂法

用皂作乳化剂的O/w型或W/O型乳液可采用该法。将脂肪酸溶于油中,将碱溶于水中,两相接触,在界面有皂生成,而得到稳定的乳状液。

2.5 转相温度乳化法

该法适用于用非离子乳化剂制备乳液。沼落升高时.到,状湘由

O/w型转变为W/O型乳液.发牛转相的温度是亲水亲油达到平衡的温度。在相转化温度附近进行乳化可得到良好的乳化效果。

另外,乳化设备主要有四种类型:简单搅拌器、胶体磨、均质器和超声波乳化器。乳化器材质对乳液的类型有一定的影响。一般情况是亲水性强的器壁易得到O/w型乳液,而疏水性强的器壁易形成w/O型的乳液。如玻璃易形成O/W型乳液,而塑料器壁则易形成W/O的乳液。

3 表面活性剂在乳液聚合中的应用

3.1 乳液聚合基本组分

合成树脂乳液的基本组分:1)水:质量占乳液体系的60%~80%;2)单体:为乳液的油相,占20%~40%;3)引发剂:一般使用水溶性氧化还原体系引发剂,使聚合反应在低温下进行,用量为单体的0.1%~1.0%;4)乳化剂:占单体量的2%~l0%;5)相对分子质量调节剂:如十二烷硫醇、异丙醇等,可调节聚合物的相对分子质量,并可减少聚合物链的文化,一般用量为单体量的0.1%~5%;6)缓冲剂:如磷酸盐等,用以调节介质的pH值,以利于引发剂的分解和保持乳液的稳定。

3.2 乳液聚合方式及乳化剂选择

1)聚合方式

乳液聚合可采取间歇式和半连续式两种方式进行:(1)间歇式反应:即在装有加热、冷却、回流和搅拌装置的反应中,一次性按照配方加入水、乳化剂、单体及其他物料,然后升温到聚合温度,在搅拌下进行反应。达到终点后出料,清洗,准备下釜操作;(2)半连续式反应:半连续式反应所用反应装置和间歇式反应一样,但操作有很大区别,在

半连续操作中,并不是将所有的物料在一个反应周期开始前全部加入,而是将一部分物料按照预先编排好的程序,在反应过程中连续地加入反应釜中。半连续式方式可用来有效地控制反应速率、共聚物组成、乳胶粒尺寸分布、乳胶粒形态以及聚合物的相对分子质量及其分布等。生产中多用于半连续式反应来制备树脂乳液。连续式反应(即反应物连续输入,而产物连续地输出)则不宜采用。

2)乳化剂选择

工业上采用的乳化剂多为C12-C18的磺酸盐、硫酸盐、羧酸盐、季铵盐等。其亲油基R=C nH2n+1,n<9时,在水中不能形成胶束;n=10,可以生成胶束,但乳化能力较差;n=12-18,乳化效果最好;n>22时,亲油基过大,疏水性太强,难以分散在水中,不能形成胶束。可根据HLB 值选择表面活性剂,因聚合物不同,对表面活性剂的要求亦不同。

3 结论

乳化剂的使用至关重要,操作食物轻则降低收率、产品质量,重则影响生产的正常进行,甚至发生事故。

参考文献

[1]王憬,周雪松,郑炽篙,等.乳胶粒子的形态结构对浸渍滤纸性能的影响[J].中国造纸,2006,25(12).

[2]刘文波,石淑兰,李劲松,等.汽车工业滤纸水溶性浸渍树脂的研制[J].纸和造纸,2007,26(2).