第四章乳状液及微乳状液

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第四章++乳状液

第四章++乳状液
4
3 2
液滴大小 液滴直径,μm
1
t
分散时间
分散时间对液滴大小的影响
油酸钠浓度,mol·L-1
液滴大小与乳化剂浓度的关系
4.3 乳状液的物理性质
液珠大小与外观(见下表)
乳状液的液珠大小与外观
液珠大小
外观
大液滴(≥100μm)
可分辨出两相
>1μm
乳白色乳状液
0.1 ~ 1μm
蓝白色乳状液
0.05 ~ 0.1μm
O/W W/O
乳化剂的溶解度—Bancroft规则
一定温度下,乳化剂在水相和油相中的溶解度 之比为常数,称之为分配常数。
乳化剂 分配常数
C16H33N(CH3)3Cl
100
C16H33N(C4H9)2C3H7l
65
C16H33N(C8H17)2C3H7l
35
(C18H37)2N(CH3)2Cl
4
类型 稳定时间 O/W 很稳定 O/W 24d O/W 3~5min W/O 5~10min
4.2 乳状液的制备和性质
1.混合方式
机械搅拌:4000~8000r/min,设备简单,操 作方便。分散度低,不均匀,易混入空气。
胶体磨:可制得10µm的液滴。
超声波乳化器:利用超声波破碎待分散的液体。 大规模制备乳状液的方法则是用哨子刀刃发生共振,使分散相破碎。
自然乳化法
将乳化剂加入油中,制成乳油,使用时,把乳油 直接倒入水中,就自发或稍加搅拌形成O/W型乳 状液。一些易于水解的农药都用该法制得O/W型 乳状液而用于大田中。
界面复合物生成法
在油相中溶入一种乳化剂,水相中溶入另一种乳 化剂,水相和油相混合时,两种乳化剂在界面上 形成稳定的复合物。

乳状液(详细分析:乳状液)共7张PPT

乳状液(详细分析:乳状液)共7张PPT
F-O表示乳化剂膜和油的界面张力 §9 - 9 乳状液
• “大头”朝外形成两种类型的乳状
亲水基是“大头液”, O / W
憎水基是“大头”, W/O
如K, Na等碱金属皂类 00-8-1 一价的银肥皂例外.
如Ca, Mg, Zn等两价金属皂
类.
3
形成定向楔的界面
1.乳状液的稳定性
(1)降低界面张力
(2)形成定向楔的界面 (3)形成扩散双电层
若 F-O > F-W , 则形成O/W型乳化剂
一价碱金属皂类易溶于水难溶于油
若F-W > F-O , 则形成W/O型乳化剂
高价金属皂类易溶于油难溶于水 00-8-1
<

2 1.乳状液的稳定性
1.乳状液的稳定性
§9 - 9 乳状液
(1)降低界面张力
(2)形成定向楔的界面
乳化剂的亲水端和憎水端的截面积常大小不等. 当它吸附在乳状液内
§9 - 9 乳状液
乳化剂负离子定向吸附在油-水界面上, 带电的一端指向水, 反离 子则呈扩散状分布, 形成扩散双电层, 它一般具有较大的热力学电势 及较厚的双电层, 使乳状液处于较稳定的状态.
(4)界面膜的稳定作用
乳化过程也可以理解为分散相液滴表面的成膜过程, 界面膜的 厚度, 特别是膜的强度和韧性, 对乳状液的稳定性起着举足轻重的 作用.
的界面层时, 常呈现“大头”朝外, “小头”朝里的构型, 如同一个个楔子
密集地钉在圆球上. 这种构型使得分散相液滴的面积最小, 界面吉布斯函
(§数49)界- 最9面乳膜低状的液稳,定而作用且界面膜更牢固.
高价金属皂类易溶于油难溶于水 一种液体分散到另一种互不相溶的液体中, 产生大量新的液-液界面, 表面吉布斯函数增大. 固体颗粒在油-水界面上的三种润湿情况 当粒子易被油润湿时, 粒子大部分处于油中, W / O乳状液, 如炭黑, 石墨粉等. 加入某些能与乳化剂发生化学反应的物质, 消除乳化剂的保护作用. (左) >90 , 颗粒不能被水润湿而更多地进入油中; 如牛奶, 含水石油, 炼油厂的废水, 乳化农药等. (右) < 90 , 颗粒能被水润湿而更多地进入水中. §9 - 9 乳状液 破乳或去乳化作用: 使乳状液破坏的过程. (右) < 90 , 颗粒能被水润湿而更多地进入水中. 此外, 加热, 加入高价电解质, 加强搅拌, 离心分离, 以及电泳法等皆可加速分散相的聚结, 达到破乳的目的.

表面活性剂第四章乳状液与泡沫

表面活性剂第四章乳状液与泡沫

02
表面活性剂能够稳定乳状液和泡沫,防止其破裂和聚结,从而
提高其在工业中的应用效果。
提高分散性和润湿性
03
表面活性剂能够提高固体颗粒的分散性和液体表面的润湿性,
有利于制备稳定的乳状液和泡沫。
THANKS
感谢观看
02 形成胶束
表面活性剂分子在溶液中聚集形成胶束,这些胶 束能够将油、水和固体颗粒包裹其中,从而稳定 乳状液。
03 防止液滴合并
表面活性剂分子在液滴表面形成保护层,防止液 滴合并,保持乳状液的稳定性。
表面活性剂在泡沫中的作用
降低界面张力
表面活性剂能够降低气-水界面张力,使气体更容易分散在水中, 形成稳定的泡沫。
稳定性定义
01
泡沫稳定性是指泡沫在一定时间内保持其结构和外观
的特性。
影响稳定性的因素
02 影响泡沫稳定性的因素包括表面活性剂的性质、液相
的粘度、气体的溶解度以及温度和压力等环境因素。
提高稳定性方法
03
通过选择适当的表面活性剂和调整溶液的物理性质,
可以提高泡沫的稳定性。
泡沫的破灭
破灭机制
泡沫的破灭可以由多种机制引起, 如重力、气体溶解度变化、液膜 破裂等。
乳状液类型
总结词
根据分散相和分散介质的类型,乳状液可分为水包油型(O/W)和油包水型(W/O) 两种类型。
详细描述
水包油型(O/W)乳状液是指水作为分散介质,油作为分散相的乳状液。这种类型的 乳状液通常外观呈透明或略带乳白色,广泛应用于化妆品、食品、医药等领域。油包水 型(W/O)乳状液则相反,油作为分散介质,水作为分散相,外观通常呈蓝黑色或暗
褐色,这种类型的乳状液在工业上有广泛应用,如涂料、油墨等领域。

乳状液(emulsion)

乳状液(emulsion)

——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
(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
关于答疑与考试
2012-5-2
14
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
2012-5-2
2004年6月16日全部结束
15
2012-5-2 8
●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

第四章乳状液及微乳状液PPT课件

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二价碱金属皂类,极 性基团为:
亲水端为小头,作为乳 化剂,容易形成W/O型 乳状液
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水 油
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2020/5/10
• 注:定向楔理论做为一种假说尚存在不足 之处,其中之一就是一价金属皂的极性头并不 一定比非极性尾粗大,因此有许多例外情况。
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2020/5/10
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2020/5/10
相体积
一些乳状液的内相浓度可以超过0.74 很多,却并不发生变型。
(a) 不均匀液珠形成的密堆积乳状液示意图 (b) 形成多面体后密堆积乳状液示意图
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2020/5/10
二、乳化剂分子构型
乳化剂分子的空间构型(分子中极性基 团和非极性基团截面积之比)对乳状液的类 型起重要作用。
染色法微观示意图(以苏丹Ⅲ为例)
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2020/5/10
乳状液类型
检验水包油 乳状液
加入水溶性染料 如亚甲基蓝,说 明水是连续相。
加入油溶性的 染料红色苏丹 Ⅲ,说明油是 不连续相。
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2020/5/10
3.电导法
通常O/W型乳状液有较好的导电性 能,而W/O型乳状液的导电性能却很差。 (但若乳状液中有离子型乳化剂,也有 较好导电性)。
将乳化剂比喻为两头大小不等的楔子, 若要楔子排列的紧密且稳定,截面积小的 一头总是指向分散相,截面积大的一头留 在分散介质中,此即为楔子理论。
例外:一价银肥皂,作为乳化剂形成W/O型乳状液
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乳状液

乳状液

1. 乳状液的定义及类型
由两种(或两种以上) ●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、 分散系统,称乳状液。示例:牛奶、含水石油、乳化农药、化妆 食品(如蛋黄酱)、 )、乳化炸药等皆属此类 品、食品(如蛋黄酱)、乳化炸药等皆属此类 乳状液中一相为水, 表示。 ●类型 乳状液中一相为水,用“W”表示。另一相为有机物, 表示 另一相为有机物, 如苯、苯胺、煤油,皆称为“ 表示。 如苯、苯胺、煤油,皆称为“油”,用“O”表示。油作为不连续 表示 相分散在水中, 水包油型, 表示; 相分散在水中,称水包油型,用O/W表示;水作为不连续相分 / 表示 散在油中, 油包水型, 表示。 散在油中,称油包水型,用W/O表示。多重型,例,W/O/W / 表示 多重型,
(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 / O 引入 工业生产中常遇到破乳问题,如采出的原油是W/ 型乳状液,必须破乳脱水后才能进炼油厂加工。 型乳状液,必须破乳脱水后才能进炼油厂加工。常用的破乳方法有
2012-4-23 10
在一些乳状液中添加无机盐会引起破乳作用, ●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, 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 升温 可增加乳化剂的溶解度,降低在界面的吸附量, 弱保护膜;升温还可降低外相粘度,增加液滴碰撞机会, 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 冷冻 也能破乳。 时处于不稳定状态, 时处于不稳定状态,不充分搅拌就会破乳 以碱性皂作为乳化剂的乳状液中添加酸, ●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, 肪酸析出,失去乳化作用而破乳 用分散相易润湿的过滤材料过滤乳状液, ●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。 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 / 型乳状液通过填 充碳酸钙的过滤层, / 型乳状液通过塑料网 型乳状液通过塑料网, 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

微乳液

微乳液

中相微乳状液的特点: 中相微乳状液的特点: •同时增溶油和水,可达60%~70% •存在两个界面且界面张力均很低,约<10-2 mN/m •大部分表面活性剂存在于中相微乳状液相中 在石油工业中,中相微乳状液的驱油效率最高,可达90%。 通过测定相图和界面张力,来研究影响因素。
水-表面活性剂-助表面活性剂三元系一般相图 表面活性剂各向同性单相区 各向异性 单相区
搅拌就形成O/W型乳液。农药常用此法。 型乳液。农药常用此法。 搅拌就形成 型乳液
• 界面复合物生成法:将两种乳化剂分别溶入油、水相, 界面复合物生成法:将两种乳化剂分别溶入油、水相,
再混合搅拌,使两种乳化剂在界面上形成稳定复合物。 再混合搅拌,使两种乳化剂在界面上形成稳定复合物。
• 轮流加液法:将水和油轮流加入乳化剂中,每次少量加入, 轮流加液法:将水和油轮流加入乳化剂中,每次少量加入,
由油酸钾和戊酸可制得苯和水的透明混合物, 由油酸钾和戊酸可制得苯和水的透明混合物, 由此而提出逆胶束模型
• 1959年,Schulman采用了 年 采用了 微乳状液的名称
水池 直径小于 100nm 的 热力 直径小于100nm 学稳定系统; 学稳定系统 ; 表面活性剂和 助剂在水和油中溶解度都很 助剂 在水和油中溶解度都很 界面张力接近于零。 小;界面张力接近于零。
形成O/W型或 型或W/O型乳状液。食品工业常用此法。 型乳状液。 形成 型或 型乳状液 食品工业常用此法。
影响分散度的因素( 影响分散度的因素(1)
• 分散方法:
分散方法与液滴大小
分散方法 桨搅拌 胶体磨 均化器 液体大小 / µm 1%乳化剂 5%乳化剂 10%乳化剂 3~8 2~5 不乳化 6~9 4~7 3~5 1~3 1~3 1~3

实验四 乳状液的制备及类型鉴别

实验四 乳状液的制备及类型鉴别

实验四乳状液的制备及类型鉴别
1.制备乳状液的方法主要取决于乳状液的类型和乳化剂的种类。

制备乳状液的方法有机械法、化学法、物理化学法等。

机械法是借助各种机械力将分散相分散在连续相中,如搅拌、研磨、压榨、超声波等。

化学法是利用化学反应产生界面张力,使分散相分散在连续相中,如乳化剂的加入等。

物理化学法是利用物理化学作用使分散相分散在连续相中,如微乳状液的制备等。

2.鉴定乳状液的方法有很多,常见的有显微镜法、电导法、染色法、浊度法等。

显微镜法是通过显微镜观察乳状液的分散相和连续相的形态和大小,以判断乳状液的类型和稳定性。

电导法是通过测量乳状液的电导率来判断乳状液的类型和稳定性。

染色法是利用染料在乳状液中溶解度不同,使乳状液中的分散相和连续相呈现不同的颜色,以判断乳状液的类型和稳定性。

浊度法是通过测量乳状液的浊度来判断乳状液的稳定性和浓度。

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水包油,O/W,油分散在水中 油包水,W/O,水分散在油中
O/W (水包油型)
W/O (油包水型)
乳状液的类型
在适当的乳化剂条件下,可形成O/W (水包油型)或W/O (油包水型)乳状液。
O/W型: 牛奶、鱼肝油乳剂、农药乳剂等;
W/O型: 油剂青霉素注射液、原油等。
W/O型和O/W型两类乳状液通常可用以下 几种方法鉴别:
染色法微观示意图(以苏丹Ⅲ为例)
乳状液类型
检验水包油 乳状液
加入水溶性染料 如亚甲基蓝,说 明水是连续相。
加入油溶性的 染料红色苏丹 Ⅲ,说明油是 不连续相。
3.电导法
通常O/W型乳状液有较好的导电性 能,而W/O型乳状液的导电性能却很差。 (但若乳状液中有离子型乳化剂,也有 较好导电性)。
4.滤纸润湿法 由于滤纸容易被水所润湿,将O/W型 乳状液滴在滤纸上后会立即辅展开来,而 在中心留下一滴油;如果不能立即辅展开 来,则为W/O,对于易在滤纸上铺展的油 如苯、环己烷等,不宜采用此法鉴别。
二、乳状液的类型
乳状液是一种液体以直径大 于100nm 的细小液滴(分散相)在另 一种互不相溶的 液体(分散介质)中 所形成的粗粒分散系。
如牛奶,含水石油,乳化农药等。
仅仅两种不相容的纯液体(如油和水) 并不能形成乳状液,它们必须在乳化剂 (如肥皂)的作用下才能稳定。
乳状液的类型
乳状液 可分为 两大类型
聚结动力学因素
乳化剂吸附在液滴的界面上,以后发展 成何种乳状液,则取决于两类液滴的聚结 速度:
(1)如果水滴的聚结速度远大于油滴的, 则形成O/W型乳状液;
(2)如果油滴的聚结速度远大于水滴的, 则形成W/O型乳状液;如果二者的聚结速 度相近,则相体积大者构成外相。
§4.3 乳状液的稳定性
一、乳状液不稳定性的表现
大,而可见光波波长介于0.4~0.8 μm之间,因此
有较强的光反射行为,故一般的乳状液是不透明的
乳白色液体。
§4.2 影响乳状液类型的因素
一、相体积
乳状液的分散相被称为内相,分散介 质被称为外相。
在1910年,Ostward根据立体几何的观 点提出“相体积理论”,他指出:如果分散 相均为大小一致的,根据液珠不变型的球型 立体几何计算,任何大小的球形最紧密堆积 的液珠体积只能占总体积的74.02%。

聚结—两个小液滴合并为一个较大液滴的
作用,在聚结发生时,乳状液分散相液珠表面
的表面活性剂稳定的表面层发生重组,此过程
为不可逆过程。
二、影响乳状液稳定性的主要因素 1.界面张力
(a) 不均匀液珠形成的密堆积乳状液示意图 (b) 形成多面体后密堆积乳状液示意图
二、乳化剂分子构型
乳化剂分子的空间构型(分子中极性基 团和非极性基团截面积之比)对乳状液的类 型起重要作用。
将乳化剂比喻为两头大小不等的楔子, 若要楔子排列的紧密且稳定,截面积小的 一头总是指向分散相,截面积大的一头留 在分散介质中,此即为楔子理论。
容易被水润湿的固 体,如粘土、Al2O3 ,可形成O/W乳状 液。
油 水
乳化剂溶解度
容易被油润湿的炭黑、石墨粉等,可作 为W/O型乳状液的稳定剂。


四、聚结动力学因素
1957年Davies提出了一个关于乳状液 类型的定量理论:
在乳化剂、油、水一起摇荡时,油相 与水相都破裂成液滴,形成图(a)与(b)中 左半边所示的情形。
三、乳化剂溶解度
Bancroft提出,油水两相中,对乳化 剂溶度大的一相成为外相。
例如:碱金属的皂类是水溶性的,故 形成O/W型乳状液,二价与三价金属皂足 油溶性的,它们都形成W/O型乳状液。
乳化剂溶解度
以固体粉末为乳化剂时,若要使固体微 粒在分散相周围排列成紧密固体膜,固体粒 子大部分应当在分散介质中。
例外:一价银肥皂,作为乳化剂形成W/O型乳状液
乳化剂分子构型
一价碱金属皂类,
形状是:
油 水
亲水端为大头, 作为乳化剂时,容易
形成O/w型乳状液。
二价碱金属皂类,极 性基团为:
亲水端为小头,作为乳 化剂,容易形成W/O型 乳状液
水 油
• 注:定向楔理论做为一种假说尚存在不足 之处,其中之一就是一价金属皂的极性头并不 一定比非极性尾粗大,因此有许多例外情况。
三、乳状液的物理性质
• 一、黏度性质
• 乳状液的黏度取决于组成、浓度、内相与外相 的黏度以及乳化剂的性质。
• 二.电性质
• 乳状液的电导取决于分散介质即外相的电导, 因此O/W型乳状液的电导明显高于W/O乳状液的电导
• 三、光学性质

乳状液属于粗分散体系,由于分散相的尺寸处
于胶体粒子大小上限以上,通常为0.1~10μm或更
乳状液不稳定性的表现
• 分层—在重力场中,无论是否有絮凝作用发 生,因分散相与分散介质的密度不同,分散相
液滴可以上浮(或下沉),凝(聚沉)--在某些条件下分散相粒子间 相互聚集,形成聚集体;若聚集体较为紧密,
易于与分散介质分离,则为聚沉;若聚集体较 为松散,常可经搅动后再分散,称为絮凝。
1.稀释法
水加到O/W乳状液中,乳状液被稀 释;若水加到W/O型乳状液中,乳状液 变稠甚至被破坏。
如牛奶能被水稀释所以它是O/W型乳状液。
2.染色法 将极微量的油溶性染料加到乳状液中, 若整个乳状液带有染料颜色的是W/O型乳 状液,如果只有液滴带色的是O/W型乳状 液。若用水溶性染料其结果恰好相反。
第四章 乳状液与微乳状液
§4.1 乳化作用及乳状液的类型 §4.2 影响乳状液类型的因素 §4.3 乳状液的稳定性 §4.4 乳化剂的选择 §4.5 乳状液的制备 §4.6 乳状液的转型与破坏 §4.7 乳状液的应用 §4.8 微乳状液
§4.1 乳化作用及乳状液的类型
一、乳化作用
乳化作用是在一定条件下使不相 混溶的两种液体形成有一定稳定性的 液液分散体系的作用。
相体积
若分散相相体积大于74.02%, 乳状液 就会变型。
如水的体积占总体积的26~74.02%时 O/W型、W/O型两种乳状液都有形成的可 能性。若小于26%只能形成W/O型乳状液, 若大于74.02%只能形成O/W型乳状液。此 理论有一定的实验基础。
相体积 一些乳状液的内相浓度可以超过0.74 很多,却并不发生变型。
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