浅谈乳化剂的应用

课题: 浅谈乳化剂的应用一、课题分析:乳化剂是乳浊液的稳定剂，是一类表面活性剂。

乳化剂的作用是当它分散在分散质的表面时，形成薄膜或双电层，可使分散相带有电荷，这样就能阻止分散相的小液滴互相凝结，使形成的乳浊液比较稳定。

例如，在农药的原药（固态）或原油（液态）中加入一定量的乳化剂，再把它们溶解在有机溶剂里，混合均匀后可制成透明液体，叫乳油。

常用的乳化剂有肥皂、阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠等。

随着社会的进步和人们环保意识的增强,高毒高残留的农药已经越来越没有立足之地,而同时很多农药开始朝着环保型剂型的方向发展,这些新发展起来的剂型以水基化为主,但是由于大多数原药不溶于水,要想将其加工成水基化剂型必须要利用乳化剂,因而对乳化剂的研究也继在乳油中的应用之后增加起来,乳化剂的应用领域也变得更加广阔,至今乳化剂已经并发展成为具相当规模的工业。

本课题就乳化剂的定义、分类及特点、稳定性机理、选择及用量和乳化性能鉴定，乳化剂在农药、乳液聚合中、食品等方面应用中进行评述。

二、搜索工具的选择:《中国学术期刊数据库》三、搜索词：1.中文：乳化剂的应用2.英语：emulsifying agent四、检索过程和结果：文献一：浅谈乳化剂—在农药剂型加工中的应用农药乳化剂的作用和地位主要体现在两方面：第一，在化学农药的基本加工剂型中，是最基本剂型——农药乳油的必不可少的量大的组分，是决定乳油质量的一个关键因素。

虽然乳油这一种剂型已经开始被禁止注册，但是乳化剂在乳油这一强大剂型中所发挥的巨大作用不容忽视。

另外，许多其它农药剂型包括乳粉、悬浮剂、水乳剂、微乳剂等也都用到乳化剂，并都对制剂质量起到重要作用。

第二，在农药助剂领域内，农药乳化剂是品种最多、产量大、应用广、发展一直很快的一大类，它居世界农药表面活性剂需求量的首位。

仅到1988年，按表面活性剂结构分类，农药乳化剂非离子34类，阴离子22类，阳离子和两性离子5类，共计61类。

几乎年年都有新结构品种和新产品问世。

农药剂型加工中，当所要加工的农药品种即原药以及要加工的剂型确定以后，首先要做的工作一般就是为这种原药选择合适的乳化剂。

在正式选用乳化剂之前，首先应该明确乳化剂在这种原药剂型中应该起到的作用，在内吸性药剂中乳化剂的作用除了稳定和乳化之外还要能帮助活性组分在植株体内传递，对叶面处理药剂而言，这也包括药剂通过植株表皮的传输，而在触杀型/保护型药剂中则需要乳化剂帮助增加覆盖面(润湿剂)，增强耐冲涮能力(粘着剂)。

乳化剂的选择在理论方面非常匮乏，乳化剂具体的选择是很复杂的，应该首先考虑分散相的结构、特点及被乳化物所需的HLB值，其次考虑乳化剂的结构、组成HLB值。

吸附于油水界面的乳化剂的亲水亲油平衡值（HLB值）是选择乳化剂时的重要指标。

我们主要介绍一下用HLB值选择乳化剂的方法。

１． HLB值法选择乳化剂HLB值是Griffin于1949提出的，用以指示表面活性剂与油、水的亲和性，其值介于0到20(后发展为40)，越小表示亲油性越强，越大则亲水性越强，大于10可认为亲水。

每种表面活性剂都有一个基本固定不变的HLB值，同时，每个分散体系都有一个HLB的需求值，称RHLB。

当乳化剂HLB等于RHLB时乳化效果最好，偏离时乳化效果减弱。

RHLB只与分散体系的成份相关，与分散体系的浓度及乳化剂浓度均无关。

研究表明，油包水乳液体系的RHLB常在3～5之间，水包油乳液体系的RHLB则在8～18之间。

这说明稳定的乳液中，乳化剂应易溶于连续相。

测量体系的RHLB，要求不高时可通过理论计算，计算的方法有多种，如分子结构式法、结构因子法、结构参数法、极性指数法等。

或以简单的铺展法测量，配制一系列HLB由高到低的水溶液，将油滴在水面。

HLB较高时，油滴可以完全铺展开，HLB降低后铺展越来越困难。

当油滴恰不铺展而结作一滴时，即得RHLB。

此法简便，但较为粗糙。

也可用精确的实验方法测量，如乳化法、浊点法、CMC法、分配系数法、水合热法、NMR法、色谱法等。

最常用的是乳化法，即实测不同HLB下乳液的稳定性，以得出RHLB。

当RHLB可估计时，选取两种HLB值分别大于和小于RHLB的乳化剂，以不同比例配制一系列不同HLB值的复合乳化剂。

RHLB不可估计时，可选用Span80(HLB4.3)和SDBS(HLB40)进行复合。

用一系列不同H L B 的复合乳化剂去制备乳液。

观察这些乳液的团聚、沉淀、浮渣等不稳定现象，记录稳定天数，关联HLB及稳定天数，即可得到一个较适宜的RHLB。

RHLB法虽然应用简便，但是无法估计乳化剂的用量及预示乳液的稳定性，因此选择乳化剂时并非单纯的以RHLB 决定一切。

多种HLB值相同的乳化剂，其乳化效果并不一定也相同，还应进行比较优化。

２．乳化剂的复配商品化的单体乳化剂一般很难满足不同乳液体系的多种要求，而合成新型表面活性剂难度大、周期长，又不是轻易可以承担的。

因此在实际生产中常使用几种商品化的乳化剂进行复配，以此来满足不同体系对乳化剂的要求。

复配的乳化剂有很多优点，可以形成复合膜，一面亲水相，一面亲油相，实现HLB的要求，还能得到比单体乳化剂更好的稳定性。

选择要进行复配的乳化剂时，一般选择两种，乳化剂的复配方式有：（1）选用两个HLB值相差较大的非离子乳化剂复配。

HLB值小的亲油，尾部进入油相；HLB大的则亲水，尾部位于界面，这样错位组合就增大了V的有效体积，更接近于临界值。

（2）选用阴离子和非离子乳化剂复配。

在界面膜中，非离子的多缩乙二醇链屏蔽了阴离子头的电荷而缩小了a的有效截面积，从而更接近于临界值。

（3）选用共表面活性剂。

共表面活性剂大多为长链烷醇，它是以增溶的形式夹杂在乳化剂自组集的尾中，从而增大了V 的有效体积而更接近于临界值。

我们常把HLB更大的称为亲水乳化剂，另一种称为亲油乳化剂。

亲水乳化剂的选择比较简单，一般只要其HLB大于10就可以了。

非离子乳化剂一般只以氢键和水结合，离子型乳化剂则能在水中离解，亲水性更好，所以更适合作亲水乳化剂。

亲油乳化剂的选择则相对复杂一些。

首先，为保证复合膜的均匀性，亲油、亲水乳化剂的摩尔比应相当，这要求两种乳化剂的HLB与RHLB的差值乘以分子量大体相当。

其次，亲油乳化剂自身也含有亲水及亲油基，其亲油基结构如与待分散物质相近，则具有良好的相容性。

从相溶性考虑，离子、非离子型乳化剂皆可作亲油乳化剂。

若考虑HLB，一般还是HLB小的非离子乳化剂更符合要求。

多种离子型乳化剂复合使用时，乳化效果可能叠加，也可能抵消，这是由于离子的相互作用引起的。

如阴、阳两种离子乳化剂复合时，在较高溶度下，亲油阴离子可能与亲油阳离子易发生反应，生成不溶于水的沉淀物，使复合乳化剂失去活性。

但若在适宜的条件下使用，可使界面吸附量增加、降低界面张力、提高表面活性。

此外，HLB相差大的两种乳化剂复合剂，乳化效果更好。

３．乳化剂用量的确定乳化剂是农药加工为剂型时所使用的一种助剂，它的作用是辅助农药发挥最大的药效，但并不是乳化剂使用的量越多便可以取得越大的作用，任何乳化剂乳化效果在达到一定的浓度时都有极值，因此，我们应该通过实验去找到这个临界值。

但是也并不是说这个值就是我们要选取的最佳量，我们还要根据乳化剂的来源、成本等因素来计算乳化剂的合适用量。

乳化剂的用量是在合理选择基础上确定的。

原药和乳化剂用量一般是呈正比例关系的,原药越多,乳化剂用量就越大。

因为乳化剂用量是依据能将油溶性的原药包围并有多余的表面活性剂游离在水中,使药液和表面活性剂在水中形成稳定的定向楔,产生牢固的复合膜,使水溶液透明来确定的，所以所谓乳化剂的用量也只是作为一个参考值,即使配方中所有成分的品种及含量都相同,乳化剂用量也不是一个常量。

只有根据各种成分相溶后最终获得的乳化剂量才是对该配方真正适用的最佳特定值。

值得注意的是，乳化剂用量不宜过大,也不宜过少,用量过大张力大,遇热混浊,用量过少则张力低,遇冷混浊(即产生破乳)。

４．乳化剂乳化性能的测定农药乳化剂最重要的技术指标是乳化性能，其中乳化稳定性有国家标准，联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)都规定了其测定方法。

乳化性能的鉴定是选择农药乳化剂配方和农药乳油配方的基本方法和依据。

只有乳化稳定性达到标准，才能确定为有效配方。

乳化性能的鉴定包括观察分散性、初乳态(乳状液外观)和稳定性。

三者的结果相互有关联，但有时也不一致，也就是说，有些农药剂型使用某种混合型乳化剂后其分散性好，初乳态和稳定性也好，有些农药剂型及混合型乳化剂配方选择时发现分散性好，但初乳态和稳定性不一定好。

从事配方工作有经验的技术人员可从观察分散性和初乳态掌握乳化剂配方亲水性和亲油性的强弱，从而对乳化剂的组成进行调整，例如增加非离子型可增强亲水性，增加钙盐可提高亲油性。

乳化性能的鉴定严格规定了水温、水质和稀释倍数，水温的高低、水质硬度的大小、稀释倍数的多少都对乳化剂配方组成有影响，对HLB 值有影响。

测定乳化稳定性不仅是每批混合型乳化剂产品和每批农药乳油产品的必测项目，同时也是水乳剂和微乳剂的重要技术指标。

因此农药企业和乳化剂生产企业都要重视乳化性能的鉴定，确保农药的高质量和高药效。

文献二：马来酸酐类反应性乳化剂的应用研究乳液聚合是生产高聚物的重要方法之一，和其它聚合方法相比，它具有传热快、反应平稳、便于连续操作、聚合速率快、聚合物相对分子质量高等优点。

乳化剂在乳液聚合中有重要作用：聚合前可以分散并增溶单体，形成稳定的单体乳液；聚合中为单体提供聚合场所，并影响单体的聚合行为、乳胶粒径大小及其分布和乳胶粒的性质；聚合后稳定乳胶粒子使之不发生凝聚。

传统的乳化剂通过物理作用吸附于乳胶粒表面，在温度变化、施以剪切力或加入电解质时，乳液的稳定性会发生变化乃至破乳；成膜时，乳化剂会发生迁移或富集于膜的表面，影响膜的光泽和其它表面性质，残留的乳化剂还会使成膜速率减慢，降低膜的耐水性能[3]。

为了解决乳化剂对乳液性能的不利影响，人们在乳化剂分子中引入反应性基团，构成具有表面活性的单体，即反应性乳化剂。

1．马来酸酐类反应性乳化剂的特点和传统的乳化剂相比，反应性乳化剂不但具有乳化作用，还可作为单体参与反应形成聚合物，通过共价键的方式键合在乳胶粒表面，使乳化剂分子在乳液存放、使用时不会发生解吸，乳胶液在各种条件下均比较稳定，如高剪切力作用稳定性、冻融稳定性、电解质稳定性均较高；水相几乎不残留乳化剂，可避免产生泡沫、不污染环境，还可加快成膜速度；在乳胶液成膜时，避免了乳化剂的迁移，使膜的力学性能、光泽性、黏结性、耐水性等都得到很大的提高。

马来酸酐类乳化剂是一种性能优异的反应性乳化剂，其反应活性适中，不易均聚，且在碱性条件下水解能保持很好的稳定性，使之成为研究的热点。