乳状液(emulsion)
2012-5-2
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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
（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，必须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
●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
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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
Hale Waihona Puke 2012-5-29
●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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(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
——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
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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——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
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
（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
§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
（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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●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
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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
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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
●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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第四章++乳状液
(4)滤纸润湿法 对于某些重油与水构成的乳状液可用此 法：在滤纸上滴一滴乳状液，若液体快 速展开，并在中心留下一小滴油，则为 O/W乳状液；若液滴不展开，则为W/O 乳状液。 但此法对于某些易在滤纸上铺展的油(如 苯、环己烷、甲苯等轻油)所形成的乳状 液则不适用。 对乳状液类型的鉴别应采取多种方法。
d、液滴大小的分布 相同体积的分散相分散成大小不同的液滴时大液 滴体系比小液滴体系的界面积小，界面能低。因而具 有较大的热力学稳定性。当乳状液体系中大小液滴同 时存在，小液滴有自动减小，大液滴有增大的趋势。 若此过程不断地发展，最终将会破乳。因此，液滴大 小分布均一的乳状液比平均大小相等但液滴大小分布 宽的乳状液稳定性好。乳状液液滴大小对稳定性的影 响还表现在体系黏度的变化。体系黏度(主要是连续相 黏度)的增加使液滴扩散系数减小，液滴碰撞频率和聚 集速度降低，乳状液稳定性增加。
c、空间稳定作用 用聚合物作为乳化剂时界面层厚度大，如同在 液滴周围形成厚厚的亲液性保护层，这种保护层构 成了液滴靠近和接触的空间障碍。聚合物分子的亲 液性也使得保护层中含有相当量的连续相液体，类 似于凝胶体。因而界面区域有较高的界面黏度和良 好的黏弹性，这将对阻止液滴合并，保持其稳定性 有利。即使有的液滴发生聚结，聚合物乳化剂常以 纤维状或结晶的形式聚集于变小了的界面上，使得 液滴的界面膜加厚，可防止液滴的进一步聚结。
3 ) 3 Cl
d1/ d2
1.32 0.50
类型
O/W W/O
C 16 H 33 N(C 8 H 17 ) 2 C 3 H 7 l
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
C 16 H 33 N(CH
分散系统,大分子,凝胶,乳状液,牛奶,淀粉
分散系统的分类 按分散相的分散程度分类（分散介质为连续相）
<1nm
分子（离子）溶液、混合气体
粒子能通过滤纸，扩散快，能渗 析，在普通显微镜和超显微镜下 都看不见 粒子能通过滤纸，扩散极慢，在 普通显微镜下看不见，在超显微 镜下可以看见 粒子不能通过滤纸，不扩散，不 渗析，在普通显微镜下能看见， 目测就是浑浊的
— 雾 烟，尘
乳状液
• 乳状液（emulsion）是由两种液体所构成的分散系统。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。 • 乳状液中分散相粒子的大小约在100nm以上，用显微镜可以清楚 地观察到，因此从粒子的大小看，应属于粗分散系统，但由于它 具有多相和易聚结的不稳定性等特点，所以也作为胶体化学研究 的对象。 • 在自然界、生产实际以及日常生活中，均经常接触到乳状液，例 如从油井中喷出的原油、橡胶类植物的乳浆、常见的一些杀虫用 乳剂、牛奶、人造黄油等皆是乳状液。
憎液溶胶、大分子和小分子溶液性质的比较 性质 溶液类型 （憎液）溶胶 1~100nm 许多分子组成的胶粒 不能 不能 大分子溶液 1~100nm 单分子 不能 是 小分子溶液 <1nm 单分子 能 是
胶粒大小 分散相存在的单元 能否透过半透膜 是否热力学稳定体系
丁达尔效应强弱 黏度大小 对外加电解质的敏感程度 聚沉后再加分散质是否可 逆复原
强 小，与分散介质相似 敏感，加入少量电解质 就会聚沉
微弱 大 不太敏感， 加入大量电 解质会聚沉 可逆
微弱 水，与溶剂相似 不敏感 可逆
凝胶
• 凝胶（gel）是固—液或固—气所形成的一种分散系统，其中分散相粒子 相互连接成网状结构，分散介质填充于其间。在凝胶中分散相和分散介 质都是连续的，是真溶液，如果溶液的浓度足够大，则在久置过程中就 会失去流动性而成为半固体状态的“胶冻”（jelly），这个自动形成胶 冻的过程成为胶凝。所有新制成的凝胶都含有大量的液体（通常液体的 含量在95%以上）。若所含的液体是水，则该凝胶就成为水凝胶。 • 凝胶有一定几何外形，呈半固体状态，无流动性，因而有固体所具有的 某些力学性质，如有一定的强度，弹性和可塑性的呢过。它又具有液体 的某些性质，例如离子在水凝胶中的恶扩散速度接近于在水溶液中的扩 散速度。 • 凝胶的存在极其普遍，如橡胶、硅铝催化剂、离子交换树脂以及日常生 活中的棉花纤维、豆腐、动物的肉、毛发和细胞膜等都是凝胶
<1nm
分子（离子）溶液、混合气体
粒子能通过滤纸，扩散快，能渗 析，在普通显微镜和超显微镜下 都看不见 粒子能通过滤纸，扩散极慢，在 普通显微镜下看不见，在超显微 镜下可以看见 粒子不能通过滤纸，不扩散，不 渗析，在普通显微镜下能看见， 目测就是浑浊的
— 雾 烟，尘
乳状液
• 乳状液（emulsion）是由两种液体所构成的分散系统。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。 • 乳状液中分散相粒子的大小约在100nm以上，用显微镜可以清楚 地观察到，因此从粒子的大小看，应属于粗分散系统，但由于它 具有多相和易聚结的不稳定性等特点，所以也作为胶体化学研究 的对象。 • 在自然界、生产实际以及日常生活中，均经常接触到乳状液，例 如从油井中喷出的原油、橡胶类植物的乳浆、常见的一些杀虫用 乳剂、牛奶、人造黄油等皆是乳状液。
憎液溶胶、大分子和小分子溶液性质的比较 性质 溶液类型 （憎液）溶胶 1~100nm 许多分子组成的胶粒 不能 不能 大分子溶液 1~100nm 单分子 不能 是 小分子溶液 <1nm 单分子 能 是
胶粒大小 分散相存在的单元 能否透过半透膜 是否热力学稳定体系
丁达尔效应强弱 黏度大小 对外加电解质的敏感程度 聚沉后再加分散质是否可 逆复原
强 小，与分散介质相似 敏感，加入少量电解质 就会聚沉
微弱 大 不太敏感， 加入大量电 解质会聚沉 可逆
微弱 水，与溶剂相似 不敏感 可逆
凝胶
• 凝胶（gel）是固—液或固—气所形成的一种分散系统，其中分散相粒子 相互连接成网状结构，分散介质填充于其间。在凝胶中分散相和分散介 质都是连续的，是真溶液，如果溶液的浓度足够大，则在久置过程中就 会失去流动性而成为半固体状态的“胶冻”（jelly），这个自动形成胶 冻的过程成为胶凝。所有新制成的凝胶都含有大量的液体（通常液体的 含量在95%以上）。若所含的液体是水，则该凝胶就成为水凝胶。 • 凝胶有一定几何外形，呈半固体状态，无流动性，因而有固体所具有的 某些力学性质，如有一定的强度，弹性和可塑性的呢过。它又具有液体 的某些性质，例如离子在水凝胶中的恶扩散速度接近于在水溶液中的扩 散速度。 • 凝胶的存在极其普遍，如橡胶、硅铝催化剂、离子交换树脂以及日常生 活中的棉花纤维、豆腐、动物的肉、毛发和细胞膜等都是凝胶
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.
• “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.
第7章乳状液
式中，r-内相液珠半径；ρ 1－内相的密度；
ρ 2－外相的密度；η －代表外相的粘度。
液珠的运动速度越慢液珠间的碰撞的机率减少有利 于乳状液的稳定。 界面膜的形成与界面膜的强度是乳状液稳定性最主 要的影响因素。
乳状液稳定的方法通常有：
a选择合适的乳化剂，使乳状液液滴的界面吸附膜有较好的机械 强度和韧性； b选择乳化剂和调节离子强度，使乳状液表面形成扩散双电层； c合适的乳化方法，提高乳化设备对液体的分散效力； d利用增调剂，提高分散介质的粘度并尽可能增加界面膜的强 免尽量减少两相的比重差，防止由于重力作用而产全的乳折。
1）离心分离法 在相同的离心速度下将欲比较稳定的乳状液分离一定时间（如 1min，5min，10min等）观察它们的分层情况，分层时间需时间 越长的越稳定。
2）生存时间法 生存时间是指分散相液滴在分散相欲分散介质界面上稳定 存在的时间。生存时间越长，可形成的乳状液越稳定。 3）液滴大小及分布比较法 在显微镜下观察乳状液内相液滴大小及分布，液滴平均直径越 小，越均匀，乳状液越稳定。
表7.1 乳状液液滴大小与外观
液滴大小
大滴 >1um 0.1～1um 0.05～0.1um
外观
可分辨出有两相存在 乳白色乳状液 蓝白色乳状液 灰白色乳状液
<0.05um
透明
7.1.3乳状液的粘度 Φ <0.02，乳状液粘度可用Einstein公式表示：
0 (1 2.5)
η－乳状液粘度；
2.染色法 油溶性染料：乳状液整体带色，则为w／o型： 液珠带色，则为o／w型。 水溶性染料：乳状液整体带色，则为o／w型： 液珠带色，则为w／o型。
3.电导法
图7-1 测量若状液类型仪器的线路
胶体化学之乳状液
导电法
O/W的导电性比W/O的要好。但使用离子型乳化剂 是，即使是W/O型乳状液，或水相体积分数很大的 W/O型乳状液，其导电性也颇为可观。
影响乳状液稳定性的因素：
乳状液特点:
多相系，相界面积大，表面自由能高，热力学不稳定系统。
1、表面张力的影响。
。
三、乳状液的破坏
乳状液的完全破坏叫破乳。
破乳的机理： 1.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 些团常常是可逆的。在液滴与界面之间“接触”面 的周界上的界面最薄。 2.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 过程是不可逆的。
界面膜的强度和紧密程度是决定乳状液稳定性的重要因素: ①使用足量的乳化剂。 ②选择适合分子结构的乳化剂。
3、界面电荷的影响―乳状液稳定的电理论。 4、外相粘度的影响。 5、固体乳化剂对乳化液的稳定作用。
选择乳化剂的一般原则：
①具有良好的表面活性，可以降低表面张力，在形 成的乳化液外相中，有良好的溶解能力。 ②在油―水界面上，能够形成稳定的、紧密排列的界 面膜。 ③能够适当增大外相的粘度，减小液滴的聚结速度。 ④水溶性乳化剂和油溶性乳化剂混合使用，具有较 好的乳化效果。 ⑤应该满足乳化体系的特殊要求。 ⑥应该用最小的浓度和最低的成本达到乳化效果， 并且乳化工艺简单。
乳状液的应用：
乳状液在工农业生产、日常生活以及生理现象中 有着广泛应用。
1. 控制反应 许多化学反应是放热的，这会使温度急剧 升高，促进副反应的发生。如果将反应物制作成乳状液， 不仅可以利用其界面大、接触充分的特点提高反应效率， 而且大界面有利于散热，从而可以提高产率。 2. 农药乳剂 将杀虫药等制作成乳状液，可以使之均匀 地铺展在植物上，用量少且效率高。如顺式氯氰菊酯微 乳液就在农药上有了较好的运用。 3. 纺织工业 天然纤维与人造短纤维在纺前要用油剂处 理从而增强纤维的机械强度、减少摩擦和增加抗静电性 能等。 4. 乳化食品 乳化食品在生活中是非常常见的。我们日 常喝的牛奶、豆浆等都是天然的乳化食品，人造的有人 造奶油等等。 5. 制革工业 在皮革的加工上，我们常常要“上油”。 这里的“油”，便是乳状液。将它涂在表面上，可以提 高皮革的牢固度、柔软性和拉伸性能。
第六章乳状液
二、乳状液的类型 油包水型乳状液（W/O）：内相是水，外相 为油的乳状液称之为油包水型乳状液。 水包油型乳状液（O/W）：内相呈油，外相 是水的乳状液称之为水包油型乳状液。 乳状液一般外观呈乳白色，似牛奶状，因此 得名为乳状液。
三、乳状液的制备及形成机理 1 、乳状液的制备 （1）分散介质投入到分散相中 （2）分散相投入到大量分散介质中 （3）机械乳化法 用人工或机械搅拌或用胶体磨使分散质 分散到分散介质中形成乳状液。这种方法 最常见。例如：钻井液体系配制，乳液消 泡剂配制等。
3 、电导法 用电导率仪测定乳状液的电导率，电导率高 者为O/W型，电导率低者为W/O型。 4 、荧光法 发光者为W/O型，否则为O/W型。 5、 滤纸湿润法 此方法对用重油制成的乳状液的鉴别十分有 效。将一滴乳状液放在滤纸上，若液滴快 速向外铺开，在中心留下一小滴油，则为 O/W型，若铺展展不开则为W/O型。
2、 HLB值法和其它方法相结合 （1）考虑乳化剂的离子类型 如被乳化物与乳化剂带同种电荷，乳化剂就 不易吸附 在被乳化物上。 （2）用疏水基和被乳化物结构相似的乳化剂 例如：乳化石蜡时，选择乳化剂时，亲油 基一端碳链较长，且为直链，乳化效果会 更好些。即直链烷基磺酸盐或直链烷基硫 酸盐较支链的好
（4）乳状液分散介质的黏度 ）
根据Stocks公式，液滴的运动速度v 根据Stocks公式，液滴的运动速度v可表示为 Stocks公式
2r ( ρ1 − ρ 2 ) v= 9η
2
可见分散介质黏度越大，液滴布朗运动的速度越慢， 可见分散介质黏度越大，液滴布朗运动的速度越慢，减 少了液滴之间相互碰撞的概率，有利于乳状液的稳定。 少了液滴之间相互碰撞的概率，有利于乳状液的稳定。
选择两种乳化剂：主乳化剂为失水山梨醇棕 榈酸脂聚氧乙烯醚tw－80，HLB＝15.6； 辅乳化剂失水山梨醇硬脂酸酯sp－65， HLB＝2.1。 设辅乳化剂用量为1份，主乳化剂用量为x份 混合乳化剂值＝
实验乳状液的制备和性质
实验乳状液的制备和性质乳状液是指两种互不溶的液体通过乳化剂的作用形成的一种 dispersed system，最常见的例子是牛奶。
乳状液具有很多特殊的性质，例如稳定性好、流动性强等，因此具有广泛的应用，例如食品、药品和化妆品等领域。
本实验旨在通过制备乳状液的过程，了解乳化剂的作用机制、掌握制备乳状液的技术方法以及研究其物理性质。
一、实验原理1.乳化剂的作用乳化剂是一种物质，它可以降低液体表面的张力，促进互不相容的液体混合成立乳状液。
在乳状液中，乳化剂的作用是形成一系列界面层，将两种不相容的液体包围在其中，并且调节这两种液体之间的相互作用力，从而保持乳状液的稳定性。
2.乳状液的稳定性乳状液的稳定性取决于多个因素，例如乳化剂的种类和浓度、两种液体的相互作用力、温度、pH值、以及机械力的影响等。
乳状液通常具有较高的稳定性，可以保持较长时间的形态和性质。
3.制备乳状液的技术方法制备乳状液的技术方法包括机械法、物理法和化学法。
其中，机械法是通过剪切力和搅拌力来打散液体，形成乳状液；物理法则是利用温度、压力和震荡等手段来制备乳状液；化学法则是通过加入化学剂来改变液体表面的性质，促进液体乳化。
二、实验步骤1.制备牛奶乳状液材料：牛奶、食盐、豆腐乳、搅拌器步骤：（1）将牛奶加热至85℃，并加入适量的食盐。
（2）将豆腐乳拍散，加入到牛奶中，并用搅拌器搅拌。
（3）继续搅拌5-10分钟，形成细小的气泡，即制得牛奶乳状液。
材料：食用油、鸡蛋黄、白醋、细砂糖、搅拌器（1）将鸡蛋黄放入容器中，加入适量的白醋和细砂糖，搅拌均匀。
（2）在搅拌的过程中缓缓滴入食用油，并继续搅拌。
（3）继续加油直到出现浓稠的液体，加入适量的水稀释。
（4）最后加入一点盐，搅拌均匀，制得食用油乳状液。
三、实验结果制备的牛奶乳状液外观呈白色透明状态，有均匀细腻的气泡分布，质地均匀稠密，无沉淀、飘渣等现象。
四、实验分析本实验通过制备牛奶乳状液和食用油乳状液的过程，观察了乳化剂在乳状液制备中的作用，了解了乳状液的物理性质。
药剂学第2章 第7节乳剂
◆ 增加体内及经皮吸收，
◆ 使药物缓释、控释或具有靶向性。
◆ 提供高能量的静脉注射脂肪乳，副 作用小而药效长的环胞菌素静注脂 肪乳均属亚微乳。
(3). 纳米乳（nanoemulsion)
当乳滴粒子小于0.1 m时，乳剂处于胶体分
散范围，这时光线通过乳剂时不产生折射而 是透过乳剂，肉眼可见乳剂为透明液体，这 种乳剂称为纳米乳或微乳（microemulsion) 或胶团乳(micellar emulsion)，纳米乳粒径 在0.01~0.10 m范围。
该种乳剂中的液滴具有很大的分散度，其总
表面积大，表面自由能很高，属于热力学不 稳定体系。
微乳
微乳近年来受到国内外学者的广泛关注，
它主要用作药物的胶体性载体，可增大难 溶于水药物的溶解性，提高易水解药物的 稳定性，也可作为缓释给药系统或靶向给 药系统。 如环磷酰胺作成O/W型微乳可提高其抗癌活 性。 德国上市的环孢菌素微乳浓液胶囊剂，其 生物利用度较口服溶液剂高，使肾移植的 排斥作用发生率降低，目前国内已有类似 产品。
⑴ 阴离子型乳化剂
如硬脂酸钠、硬脂酸钾、油酸钠、油
酸钾、硬脂酸钙（W/O）、十二烷基 硫酸钠、十六烷基硫酸化蓖麻油等， 常作为外用乳剂的乳化剂。
⑵ 非离子型乳化剂
在药剂学中较为常用， 脂肪酸山梨坦（即span类，如20，40，60，80 等，W/O型） 聚山梨酯（即tween类，如20，40，60，80等， O/W型）、 聚氧乙烯脂肪酸酯类（商品名称为Myrj, 如Myrj 45，49，52等，O/W型）、 聚氧乙烯脂肪醇醚类（商品名称为Brij，如Brij 30，35，O/W型）、 聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物类（商品名Poloxamer， Pluronic）、
胶体和乳状液
小
外加电解质 不敏感，加入大量造成 敏感，加入少量引起聚沉 离子的影响 盐析
（二）高分子化合物溶液对溶胶的保护作用
高分子化合物分子将溶胶胶粒包裹起来，在胶 粒表面形成保护膜，削弱了胶粒聚集的可能性
意义：保护作用在生命体中非常重要。
例： 1. 医用胃肠道造影的硫酸钡合剂是阿拉伯胶 保护的硫酸钡溶胶。 2. 如微溶电解质MgCO3或Ca3(PO4)2等，在血 液中的浓度比在体外纯水中的浓度高了近5倍，这 是因为它们在血液中被蛋白质保护的缘故。当保 护蛋白质减少时，这些溶胶状态的微溶就会因聚 沉而形成结石。
用量多， 一定范 需要一定 围内可 的助表面 与油水 活性剂 混合 用量相对 不混溶 少，不需 要助表面 活性剂
微乳液特征：
1.
具有超低的表面活性
稳定
2.有很大的增容量
W/O型油增量5%，O/W型油增量60%
3.粒子直径小 4.热力学稳定
煮沸As2S3溶胶，会有As2S3的黄色沉淀。
第三节 高分子化合物溶液
一、高分子化合物溶液及其稳定性 高分子化合物(polymer)指相对分子质量大于1万的化 合物
高分子化合物在液态的分散介质中形成的单相分子、 离子分散系统称为高分子化合物溶液。 高分子化合物溶液的分散粒径在1～100nm的胶体分 散系范围内，所以也有一些胶体分散系共有的性质。
（三）表面活性剂
表面活性剂：凡是能显著降低溶液的表面张
力，产生正吸附的物质（表面活性物质）
表面活性剂的结构特征
表面活性剂分子结构上的特征：
既含有亲水的极性基团——亲水基，如－OH、 －COOH、－NH2、 －SH、－SO3H等；
又含有疏水的非极性基团——疏水基，一些直 链的或带侧链的有机烃基
外加电解质 不敏感，加入大量造成 敏感，加入少量引起聚沉 离子的影响 盐析
（二）高分子化合物溶液对溶胶的保护作用
高分子化合物分子将溶胶胶粒包裹起来，在胶 粒表面形成保护膜，削弱了胶粒聚集的可能性
意义：保护作用在生命体中非常重要。
例： 1. 医用胃肠道造影的硫酸钡合剂是阿拉伯胶 保护的硫酸钡溶胶。 2. 如微溶电解质MgCO3或Ca3(PO4)2等，在血 液中的浓度比在体外纯水中的浓度高了近5倍，这 是因为它们在血液中被蛋白质保护的缘故。当保 护蛋白质减少时，这些溶胶状态的微溶就会因聚 沉而形成结石。
用量多， 一定范 需要一定 围内可 的助表面 与油水 活性剂 混合 用量相对 不混溶 少，不需 要助表面 活性剂
微乳液特征：
1.
具有超低的表面活性
稳定
2.有很大的增容量
W/O型油增量5%，O/W型油增量60%
3.粒子直径小 4.热力学稳定
煮沸As2S3溶胶，会有As2S3的黄色沉淀。
第三节 高分子化合物溶液
一、高分子化合物溶液及其稳定性 高分子化合物(polymer)指相对分子质量大于1万的化 合物
高分子化合物在液态的分散介质中形成的单相分子、 离子分散系统称为高分子化合物溶液。 高分子化合物溶液的分散粒径在1～100nm的胶体分 散系范围内，所以也有一些胶体分散系共有的性质。
（三）表面活性剂
表面活性剂：凡是能显著降低溶液的表面张
力，产生正吸附的物质（表面活性物质）
表面活性剂的结构特征
表面活性剂分子结构上的特征：
既含有亲水的极性基团——亲水基，如－OH、 －COOH、－NH2、 －SH、－SO3H等；
又含有疏水的非极性基团——疏水基，一些直 链的或带侧链的有机烃基
乳化油(Emulsion Oil)
Two liquids can form different types of emulsions. As an example, oil and water can form, first, an oil-in-water emulsion, wherein the oil is the dispersed phase, and water is the dispersion medium. Second, they can form a water-in-oil emulsion, wherein water is the dispersed phase and oil is the external phase. Multiple emulsions are also possible, including a "water-in-oil-in-water" emulsion and an "oil-in-water-inoil" emulsion 两种液体可形成不同类型的乳液。作为一个例子，油和水可以形成， 第一，水包油乳液，其中油为分散相，水为分散介质。第二，他们可 以形成油包水乳液，其中，水为分散相，油是外部相。多重乳液也是 可能的，包括油中“在水中的油包水”的乳液和水“在油中的水包油” 乳液
Two special classes of emulsions – microemulsions and nanoemulsions, with droplet sizes below 100 nm – appear translucent.[4] This property is due to the fact that lightwaves are scattered by the droplets only if their sizes exceed about one-quarter of the wavelength of the incident light. Since the visible spectrum of light is composed of wavelengths between 390 and 750 nanometers (nm), if the droplet sizes in the emulsion are below about 100 nm, the light can penetrate through the emulsion without being scattered.[5] Due to their similarity in appearance, translucent nanoemulsions and microemulsions are frequently confused. Unlike translucent nanoemulsions, which require specialized equipment to be produced, microemulsions are spontaneously formed by “solubilizing” oil molecules with a mixture of surfactants, cosurfactants, and co-solvents.The required surfactant concentration in a microemulsion is, however, several times higher than that in a translucent nanoemulsion, and significantly exceeds the concentration of the dispersed phase. Because of many undesirable side-effects caused by surfactants, their presence is disadvantageous or prohibitive in many applications. In addition, the stability of a microemulsion is often easily compromised by dilution, by heating, or by changing pH levels. 两类特殊的微乳乳液和纳米乳液，在液滴尺寸低于100纳米时呈现半透明的。此属性是由于光波仅仅在液 滴大小大于入射光的波长的四分乊一才収生散射的事实。由于可见光光谱是由390和750纳米乊间的波长 组成，如果在乳液中的液滴大小是低于约100 nm，光可以穿透乳液而不散射。由于其相似的外表，透明 的纳米乳液和微乳液经常被混淆。不像需要专门设备才能生产的半透明的纳米乳剂，微乳液是自収的通 过“增溶”有表面活性剂，助表面活性剂和助溶剂的混合物的油分子自収的形成的。无论如何，在微乳 液中，所需的表面活性剂的浓度是比在半透明的纳米乳液高出好几倍，大大超过分散相的浓度。由于表 面活性剂引起的许多不期望的副作用，它的存在在许多应用中是不利的或是被禁止的。此外，微乳液的 稳定性往往是容易被稀释，通过加热，或通过改变pH值儿易受破坏。