乳状液及微乳状液
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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
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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
2012-5-2
2004年6月16日全部结束
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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
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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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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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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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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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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微乳状液及其应用
微乳液是 由表面活性剂 、助表面活性剂、油及水在适 当的 配比下 自发形成 的一 中外观透 明或半透 明的低 粘度的热力 学 稳定体系 。 微乳液与乳状 液的本质区别表现在 ：（） １微乳液是热力学 稳定体系 ， 以 自发 的形成 ， 可 而乳状液是动力学意义上的稳定 ， 需要张力搅拌才能形成 ；２微乳液小球的粒径小于 １ ｍ， （） ０ｎ 所 以微乳液呈现透明或微兰色， 而乳液小球的粒径为 １０ ０ ｉ。 ０ ￣５ ０ ｎ Ｂ
（ ｉ ｕ ｎＣ ｋｎ ｈ ｒ ｏ， ｔ， ｕ ｉｅ ２ ５ ３ ， ｈｎ ） Ｌｎ ａ ｏ ｉｇＳ ａｅ ． ｄ Ｈ ａ ｉ ３ ９ Ｃ ｉａ ｈ Ｃ Ｌ ｂ １
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｓ ｍｍ ａ ｉ ｅ ｈ ｉｒ ｍ ｕ ｓｏ ｓ ｅ ｉｌ ａ ｕ ｅ ａ ｄ ｐ ｅ ａ ｏ ｍ ｐ ｅ ｓ ｘ ａｉｔ ｄ ｔ ｅ ｍｉ ｒ ｍ ｕ ｓｏ ｎ ａ ｐ ｅ ａ ａｉ ｎ ｎ ｎ ｍｅ ｅ ｕ ｅｆｎ ｔａ ｔ ｕ ｒ ｄ ｔ ｅ ｍ ｃ ｏ ｅ ｌｉ ｎｓ ｐ ｃ ａｔ ｎ ｔｒ ｎ ｒ ｐ ￣ｉｎ Ｓｉ ｌｎ ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｈ ｃｏ Ｅ ｚ ｙ ａ ｌｉ ｎ ｉ ｒ ｐ ｒ ｔ ａ ｏ ｔ ｒｓ ｐ ｒ ｅ ｏ ｉ
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２１ ００年 第 ４期 第３ ７卷 总第 ２ ４期 ０
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微 乳状液及 其应 用
孙 中丰
（ 临涣 焦化 股份有 限公 司 生产部 ，安徽 淮 北 ２ ５ ） ３ ９ １ ３
［ 要】 摘 综述微乳状液的特性及其制备 ， 简单阐述微乳液在制备纳米超细颗粒、纺织染整加工、 药领域、金属加工用油和微乳燃料中的应用。 徼乳液的反应机理虽然现在还不是很清楚，但是他的作用已经引起了很多科学家的重视 ，微乳状液有很大的发展前景。
乳状液的制备和性质
互碰撞末的稳定作用
• (左) θ>90°,颗粒不能被水润湿而更多地进入油中，
易生成W/O型
• (中) θ=90°,颗粒的亲水亲油性均等 • (右) θ<90°,颗粒能被水润湿而更多地进入水中，易 生成O/W型
• 根据空间效应, 为使固体微粒在分散相的周
围排列成紧密的固体膜, 固体粒子的大部分 应当处在分散介质中, 这样粒子在油-水界 面上的不同润湿情况就会产生不同类型的 乳状液.
操作条件对乳状液制备的影响
• (1) 搅拌强度越高, 乳状液液滴平均粒径越小, 因 而表观粘度越大
• (2) 随搅拌时间的延长, 乳状液表观粘度不断上升, 但上升幅度越来越小, 最后趋于平衡
• (3) 搅拌初期搅拌强度的影响大, 随时间的推移, 不同搅拌强度的乳状液的表观粘度的差别增强, 达到最大值后开始减小, 最终趋于同一平衡值
一、乳状液性质
•乳状液：由两种或几种互不相溶或部分相溶的液体所形 成的多相（非均相）分散体系 •组成：分散相（内相，不连续相）与分散介质（外相， 连续相）
•乳状液是多相分散系统，具有很大的液 - 液界面，因而 有高的界面能，是热力学不稳定系统，其中的液珠有自发 合并的倾向。如果液珠相互合并的速率很慢，则认为乳状 液具有一定的相对稳定性
微乳液前景展望
• 微乳系统的理论研究和应用开发取得了显著的成 就，微乳液作为一种热力学稳定的体系，其所具 有的超低界面张力和表面活性剂所具有的乳化、 增溶、分散、起泡、润滑和柔软性等性能使其不 但在化妆品、农药、三次采油等领域有实际的和 潜在的应用价值，而且在其他领域，例如土壤修 复、食品化学、分析、造纸、电子、陶瓷、机械
一方弯曲以使该界面面积较小.
• 若γF-O > γF-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, 属于此类;
第五章 乳状液 PPT
水
水
油
油
水
水
油
油
2、乳状液的特点
多相体系，相界面积大，表面自由能高，热力学 不稳定系统。
稳定乳状液的因素
乳化剂 固体粉末 天然物质
在分散相周围形成坚固的保护膜； 降低界面张力； 形成双电层。
乳化剂(emulsifier)： 能使乳状液较稳定存在的物质。 乳化作用：乳化剂能使乳状液比较稳定存在的作用。
剂。这些化合物的分子量大，在界面上不能整齐排列，虽然 降低界面张力不多，但它们能被吸附在油水界面上，既可以 改进界面膜的机械性质，又能增加分散相和分散介质的亲和 力，因而提高了乳状液的稳定性。 常用的高聚物乳化剂有聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠盐以及聚 醚型非离子表面活性物质等。其中有些分子量很大，能提高 O/W型乳状液水相的粘度，增加乳状液的稳定性。
工业上，为提高乳状液的黏度，常加入某些特殊组 分，如天然或合成的增稠剂。
5、 液滴大小及其分布
乳状液液滴的大小及其分布对乳状液的稳定性有 很大的影响，液滴尺寸范围越窄越稳定。当平均粒子 直径相同时，单分散的乳状液比多分散的稳定。
6、粉末乳化剂的稳定作用
许多固体粉末如黏土、炭黑等是良好的乳化剂。粉 末乳化剂和通常的表面活性剂一样，只有当它们处在 内外相界面上时才能起到乳化剂的作用。
油 水
W/O型
例外：一价银肥皂，作为乳化剂形成W/O型乳状液。
液滴聚结速度
将油、水、乳化剂共存的体系进行搅拌时，乳 化剂吸附于油水界面，形成的油滴、水滴都有自发聚 结减小表面能的趋势。在界面吸附层中的乳化剂，其 亲水基有抑制油滴聚结的作用，其亲油基则阻碍水滴 聚结。
乳化剂溶解度
定温下，将乳化剂在水相和油相中的溶解度之比定 义为分配系数。
乳化的概念——精选推荐
乳化的概念：乳化是液-液界面现象，两种不相溶的液体，如油与水，在容器中分成两层，密度小的油在上层，密度大的水在下层。
若加入适当的表面活性剂在强烈的搅拌下，油被分散在水中，形成乳状液，该过程叫乳化。
乳化理论：乳状液是化妆品中最广泛的剂型，从水样的流体到粘稠的膏霜等。
因此，乳状液的讨论对化妆品的研究和生产及保存和使用有着极其重要的意义。
一、乳状液概述乳状液（或称乳化体）是一种（或几种）液体以液珠形式分散在另一不相混容的液体之中所构成的分散体系。
乳状液中被分散的一相称作分散相或内相；另一相则称作分散介质或外相。
显然，内相是不连续相，外相是连续相。
乳状液的分散相液珠直径约在0.1－10μm，故乳状液是粗分散体系的胶体。
因此，稳定性较差和分散度低是乳状液的两个特征。
两个不相混容的纯液体不能形成稳定的乳状液，必须要加入第三组分（起稳定作用），才能形成乳状液。
例如，将苯和水放在试管里，无论怎样用力摇荡，静置后苯与水都会很快分离。
但是，如果往试管里加一点肥皂，再摇荡时就会形成象牛奶一样的乳白色液体。
仔细观察发现，此时苯以很小的液珠形式分散在水中，在相当长的时间内保持稳定，这就是乳状液。
这里称形成乳状液的过程为乳化。
而称在此过程中所加入的添加物（如肥皂）为乳化剂。
在制备乳状液时，通常乳状液的一相是水，另一相是极性小的有机液体，习惯上统称为“油”。
根据内外相的性质，乳状液主要有两种类型，一类是油分散在水中，如牛奶、雪花膏等，简称为水包油型乳状液，用O/W表示；另一种是水分散在油中，如原油、香脂等，简称为油包水型乳状液，用W/O表示。
这里要指出的是，上面讲到的油、水相不一定是单一的组分，经常每一相都可包含有多种组分。
第5章 乳状液及微乳状液 --乳状液和泡沫
乳状液类型的鉴别方法
• 稀释法 • 染料法 • 电导法 • 滤纸润湿法
鉴别乳状液方法： 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。
鉴别乳状液方法： 2．染色法
将极微量的油溶性染料加到乳状液中：
1. 若整个乳状液带有染料颜色的是W/O
水
一价碱金属皂类，形状是：
亲水端为大头，作为乳化剂时，
油
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
油 水
例外：一价银肥皂，作为乳化剂形成W/O型乳状液
影响乳状液类型的因素
液滴聚结动力学因素说
1957年Davis提出，乳状液的类型取决于两种液滴的聚结 速度。在乳化剂、油、水一起摇荡时，油相与水相都破裂成液
= 7 + 0.33×7+1.9 ➖0.475×12 = 11.21 - 5.7 = 5.51 (6) HLB = E/5 = MH/M×100/5 = MH/M×20
=方法(1)结果=13.40 实验测试HLB值：12.0 ~ 12.50
HLB将表面活性剂结构与乳化效率之间的关系定量地表示出来。 这种数值主要来自经验值，虽然有时会有偏差，但仍有其实用价值。
第五章 乳状液及微乳状液
第一节 乳化作用及乳状液的类型
乳化作用(emulsification)：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。 乳状液(emulsion)：被分散的液体(分散相)以小液珠的形式分散于另一连 续的液体介质(分散介质)中，这种一种液体以小液珠形式分散于与其不相 混溶的另一种液体中所构成的热力学不稳定体系；一般分散相的直径大于 100 nm，是一种粗粒分散系统。
乳状液与微乳液型制剂
WENKU DESIGN
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2023-2026
ONE
KEEP VIEW
乳状液与微乳液型制 剂
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REPORTING
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CATALOGUE
目 录
• 乳状液型制剂简介 • 微乳液型制剂简介 • 乳状液与微乳液型制剂的比较 • 乳状液与微乳液型制剂的制备技术 • 乳状液与微乳液型制剂的发展趋势与展望
于形成稳定的乳状液。
高透光性
微乳液外观透明或半透明，具有较 高的透光性，可透过光线。
热稳定性
微乳液对温度变化有一定的稳定性， 不易因温度升高而发生相分离。
微乳液的应用领域
化妆品
药物传递
微乳液在化妆品中广泛 应用，如面霜、防晒霜、
洗发水等。
微乳液作为药物载体， 可提高药物的溶解度和
生物利用度。
农业领域
PART 02
微乳液型制剂简介
定义 活性剂和助表面活性剂按适当比例混 合而成的透明或半透明的液体体系。
分类
根据组成和结构，微乳液型制剂可分 为单相和多相微乳液。
微乳液的物理性质
低界面张力
微乳液的界面张力较低，通常在 10^-7~10^-3 N/m之间，有利
微乳液的制备技术
热力学法
利用热力学原理，通过调节油、水、 表面活性剂和助表面活性剂的比例， 形成微乳液。
快速混合法
将油、水、表面活性剂和助表面活性 剂快速混合，通过高速搅拌形成微乳 液。
超声波法
利用超声波的振动和空化作用，使油、 水、表面活性剂和助表面活性剂混合 形成微乳液。
薄膜法
将油、水、表面活性剂和助表面活性 剂分别通过薄膜，在薄膜的挤压下形 成微乳液。
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• 乳状液型制剂简介 • 微乳液型制剂简介 • 乳状液与微乳液型制剂的比较 • 乳状液与微乳液型制剂的制备技术 • 乳状液与微乳液型制剂的发展趋势与展望
于形成稳定的乳状液。
高透光性
微乳液外观透明或半透明，具有较 高的透光性，可透过光线。
热稳定性
微乳液对温度变化有一定的稳定性， 不易因温度升高而发生相分离。
微乳液的应用领域
化妆品
药物传递
微乳液在化妆品中广泛 应用，如面霜、防晒霜、
洗发水等。
微乳液作为药物载体， 可提高药物的溶解度和
生物利用度。
农业领域
PART 02
微乳液型制剂简介
定义 活性剂和助表面活性剂按适当比例混 合而成的透明或半透明的液体体系。
分类
根据组成和结构，微乳液型制剂可分 为单相和多相微乳液。
微乳液的物理性质
低界面张力
微乳液的界面张力较低，通常在 10^-7~10^-3 N/m之间，有利
微乳液的制备技术
热力学法
利用热力学原理，通过调节油、水、 表面活性剂和助表面活性剂的比例， 形成微乳液。
快速混合法
将油、水、表面活性剂和助表面活性 剂快速混合，通过高速搅拌形成微乳 液。
超声波法
利用超声波的振动和空化作用，使油、 水、表面活性剂和助表面活性剂混合 形成微乳液。
薄膜法
将油、水、表面活性剂和助表面活性 剂分别通过薄膜，在薄膜的挤压下形 成微乳液。
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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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二、乳化剂分子构型
乳化剂分子的空间构型（分子中极性基
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2020/1/29
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。
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。
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2020/1/29
乳状液的类型
乳状液 可分为 两大类型
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)
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2020/1/29
§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%。
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。
容易被水润湿的固 体，如粘土、Al2O3 ，可形成O/W乳状 液。
油 水
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2020/1/29
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。
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
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水 油
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2020/1/29
• 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。
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。
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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。
W/O (油包水型)
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2020/1/29
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。
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2020/1/29
W/O型和O/W型两类乳状液通常可用以 下几种方法鉴别：
• 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0.1～10μ m或更
大，而可见光波波长介于0.4～0.8 μ m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
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
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2020/1/29
§4.1 乳化作用及乳状液的类型
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。
例外：一价银肥皂，作为乳化剂形成W/O型乳状液
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乳化剂分子构型
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。
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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。
染色法微观示意图(以苏丹Ⅲ为例）
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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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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。
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2020/1/29
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。
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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。
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