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1、上一内容下一内容回主目录4.1 4.1 乳化作用及乳状液的乳化作用及乳状液的类型型4.2 4.2 影响乳状液影响乳状液类型的因素型的因素4.3 4.3 乳状液的乳状液的稳定性定性4.4 4.4 乳化乳化剂的的选择4.5 4.5 乳状液的制乳状液的制备4.6 4.6 乳状液的乳状液的转型与破坏型与破坏4.7 4.7 乳状液的乳状液的应用用4.8 4.8 微乳状液微乳状液第四章第四章 乳状液与微乳状液乳状液与微乳状液2023/1/1上一内容下一内容回主目录一、乳化作用一、乳化作用4.1 乳化作用及乳状液的乳化作用及乳状液的类型型 乳化作用是在一定条件下使不相乳化作用是在一定条件下使不相混溶的两种液
2、体形成有一定混溶的两种液体形成有一定稳定性的定性的液液分散体系的作用。液液分散体系的作用。2023/1/1上一内容下一内容回主目录二、乳状液的二、乳状液的类型型 乳状液是一种液体以直径大乳状液是一种液体以直径大 于于100nm的的细小液滴小液滴(分散相分散相)在另在另 一种互不相溶的一种互不相溶的液体液体(分散介分散介质)中中 所形成的粗粒分散系。所形成的粗粒分散系。仅仅两种不相容的两种不相容的纯液体(如油和水)液体(如油和水)并不能形成乳状液,它并不能形成乳状液,它们必必须在乳化在乳化剂(如肥皂)的作用下才能(如肥皂)的作用下才能稳定。定。如牛奶,含水石油,乳化如牛奶,含水石油,乳化农药等。
3、等。2023/1/1上一内容下一内容回主目录 乳状液乳状液 可分可分为两大两大类型型水包油,水包油,O/W,油分散在水中油分散在水中油包水,油包水,W/O,水分散在油中水分散在油中乳状液的乳状液的类型型O/W(水包油型水包油型)W/O(油包水型油包水型)2023/1/1上一内容下一内容回主目录 在适当的乳化在适当的乳化剂条件下,可形成条件下,可形成O/W(水包油型水包油型)或或W/O(油包水型油包水型)乳状液。乳状液。乳状液的乳状液的类型型O/W型型:牛奶、牛奶、鱼肝油乳肝油乳剂、农药乳乳剂等;等;W/O型型:油油剂青霉素注射液、原油等。青霉素注射液、原油等。2023/1/1上一内容下一内容回
4、主目录 W/O型和型和O/W型两型两类乳状液通常可用以下乳状液通常可用以下几种方法几种方法鉴别:1稀稀释法法 水加到水加到O/W乳状液中,乳状液被稀乳状液中,乳状液被稀释;若水加到;若水加到W/O型乳状液中,乳状液型乳状液中,乳状液变稠甚至被破坏。稠甚至被破坏。如牛奶能被水稀如牛奶能被水稀释所以它是所以它是O/W型乳状液。型乳状液。2023/1/1上一内容下一内容回主目录2染色法染色法 将极微量的油溶性染料加到乳状液中,将极微量的油溶性染料加到乳状液中,若整个乳状液若整个乳状液带有染料有染料颜色的是色的是W/O型乳状型乳状液,如果只有液滴液,如果只有液滴带色的是色的是O/W型乳状液。型乳状液。
5、若用水溶性染料其若用水溶性染料其结果恰好相反。果恰好相反。染色法微染色法微观示意示意图(以以苏丹丹为例)例)2023/1/1上一内容下一内容回主目录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,说明油是不连续相。2023/1/1上一内容下一内容回主目录3电导法法 通常通常O/W型乳状液有型乳状液有较好的好的导电性性能,而能,而W/O型乳状液的型乳状液的导电性能却很差。性能却很差。(但若乳状液中有离子型乳化(但若乳状液中有离子型乳化剂,也有,也有较好好导电性)。性)。4滤纸润湿法湿法 由于由于滤纸容易被水所容易被水所润湿,将湿,将O/W型型乳状液滴
6、在乳状液滴在滤纸上后会立即上后会立即辅展开来,而展开来,而在中心留下一滴油;如果不能立即在中心留下一滴油;如果不能立即辅展开展开来,来,则为W/O,对于易在于易在滤纸上上铺展的油展的油如苯、如苯、环己己烷等,不宜采用此法等,不宜采用此法鉴别。2023/1/1上一内容下一内容回主目录三、乳状液的物理性质一、黏度性一、黏度性质 乳乳状状液液的的黏黏度度取取决决于于组成成、浓度度、内内相相与与外外相相的的黏度以及乳化黏度以及乳化剂的性的性质。二二电性性质 乳状液的乳状液的电导取决于分散介取决于分散介质即外相的即外相的电导,因此因此O/WO/W型乳状液的型乳状液的电导明明显高于高于W/OW/O乳状液的
7、乳状液的电导三、光学性三、光学性质 乳状液属于粗分散体系,由于分散相的尺寸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,通常于胶体粒子大小上限以上,通常为0.10.110m10m或更或更大,而可大,而可见光波波光波波长介于介于0.40.40.8 0.8 mm之之间,因此,因此有有较强的光反射行的光反射行为,故一般的乳状液是不透明的,故一般的乳状液是不透明的乳白色液体。乳白色液体。2023/1/1上一内容下一内容回主目录4.2 影响乳状液影响乳状液类型的因素型的因素一、相体一、相体积 乳状液的分散相被称乳状液的分散相被称为内相,分散介内相,分散介质被称被称为外相。外相。在在19
8、10年,年,Ostward根据立体几何的根据立体几何的观点提出点提出“相体相体积理理论”,他指出:如果分散,他指出:如果分散相均相均为大小一致的,根据液珠不大小一致的,根据液珠不变型的球型型的球型立体几何立体几何计算,任何大小的球形最算,任何大小的球形最紧密堆密堆积的液珠体的液珠体积只能占只能占总体体积的的74.02%。2023/1/1上一内容下一内容回主目录 若分散相相体若分散相相体积大于大于74.02%,乳状液乳状液就会就会变型。型。相体相体积 如水的体如水的体积占占总体体积的的2674.02%时O/W型、型、W/O型两种乳状液都有形成的可型两种乳状液都有形成的可能性。若小于能性。若小于2
9、6%只能形成只能形成W/O型乳状液,型乳状液,若大于若大于74.02%只能形成只能形成O/W型乳状液。此型乳状液。此理理论有一定的有一定的实验基基础。2023/1/1上一内容下一内容回主目录相体相体积 一些乳状液的内相一些乳状液的内相浓度可以超度可以超过0.74很多,却并不很多,却并不发生生变型。型。(a)不均匀液珠形成的密堆不均匀液珠形成的密堆积乳状液示意乳状液示意图(b)形成多面体后密堆形成多面体后密堆积乳状液示意乳状液示意图2023/1/1上一内容下一内容回主目录 乳化乳化剂分子的空分子的空间构型(分子中极性基构型(分子中极性基团和非极性基和非极性基团截面截面积之比)之比)对乳状液的乳状
10、液的类型起重要作用。型起重要作用。将乳化将乳化剂比比喻为两两头大小不等的楔子,大小不等的楔子,若要楔子排列的若要楔子排列的紧密且密且稳定,截面定,截面积小的小的一一头总是指向分散相,截面是指向分散相,截面积大的一大的一头留留在分散介在分散介质中,此即中,此即为楔子理楔子理论。二、乳化二、乳化剂分子构型分子构型例外:一价例外:一价银肥皂,作肥皂,作为乳化乳化剂形成形成W/O型乳状液型乳状液2023/1/1上一内容下一内容回主目录乳化乳化剂分子构型分子构型 一价碱金属皂一价碱金属皂类,形状是:形状是:亲水端水端为大大头,作作为乳化乳化剂时,容易,容易形成形成O/w型型乳状液乳状液。油油水水 二价碱
11、金属皂二价碱金属皂类,极,极性基性基团为:亲水端水端为小小头,作,作为乳乳化化剂,容易形成,容易形成W/O型型乳状液乳状液油油水2023/1/1上一内容下一内容回主目录 注:定向楔理注:定向楔理论做做为一种假一种假说尚存在不足尚存在不足之之处,其中之一就是一价金属皂的极性,其中之一就是一价金属皂的极性头并不并不一定比非极性尾粗大,因此有一定比非极性尾粗大,因此有许多例外情况。多例外情况。2023/1/1上一内容下一内容回主目录三、乳化三、乳化剂溶解度溶解度 Bancroft提出,油水两相中,提出,油水两相中,对乳化乳化剂溶度大的一相成溶度大的一相成为外相。外相。例如:碱金属的皂例如:碱金属的皂
12、类是水溶性的,故是水溶性的,故形成形成O/W型乳状液,二价与三价金属皂足型乳状液,二价与三价金属皂足油溶性的,它油溶性的,它们都形成都形成WO型乳状液。型乳状液。2023/1/1上一内容下一内容回主目录乳化乳化剂溶解度溶解度 以固体粉末以固体粉末为乳化乳化剂时,若要使固体微,若要使固体微粒在分散相周粒在分散相周围排列成排列成紧密固体膜,固体粒密固体膜,固体粒子大部分子大部分应当在分散介当在分散介质中。中。容易被水容易被水润湿的固湿的固体,如粘土、体,如粘土、Al2O3,可形成,可形成O/W乳状乳状液。液。油油水水2023/1/1上一内容下一内容回主目录 容易被油容易被油润湿的炭黑、石墨粉等湿的
13、炭黑、石墨粉等,可作,可作为W/O型乳状液的型乳状液的稳定定剂。水水油油乳化乳化剂溶解度溶解度2023/1/1上一内容下一内容回主目录四、聚四、聚结动力学因素力学因素 1957年年Davies提出了一个关于乳状液提出了一个关于乳状液类型的定量理型的定量理论:在乳化在乳化剂、油、水一起、油、水一起摇荡时,油相,油相与水相都破裂成液滴,形成与水相都破裂成液滴,形成图(a)与与(b)中中左半左半边所示的情形。所示的情形。2023/1/1上一内容下一内容回主目录(2)如果油滴的聚)如果油滴的聚结速度速度远大于水滴的,大于水滴的,则形成形成W/O型乳状液;如果二者的聚型乳状液;如果二者的聚结速速度相近,
14、度相近,则相体相体积大者构成外相。大者构成外相。聚聚结动力学因素力学因素 乳化乳化剂吸附在液滴的界面上,以后吸附在液滴的界面上,以后发展展成何种乳状液,成何种乳状液,则取决于两取决于两类液滴的聚液滴的聚结速度:速度:(1)如果水滴的聚)如果水滴的聚结速度速度远大于油滴的,大于油滴的,则形成形成O/W型乳状液;型乳状液;2023/1/1上一内容下一内容回主目录4.3 乳状液的乳状液的稳定性定性一、乳状液不一、乳状液不稳定性的表定性的表现2023/1/1上一内容下一内容回主目录 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),使得分散相液珠不再成
15、均匀分布。絮凝(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。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。乳状液不乳状液不稳定性的表定性的表现2023/1/1上一内容下一内容回主目录二、影响乳状液二、影响乳状液稳定性的主要因素定性的主要因素1.界面界面张力力 乳状液是相界面很大的多相体系,液乳状液是相界面很大的多相体系,液珠有自珠有自发聚聚结,以降低体系,以降低体系总界面能的界面能的倾向。向。显然,可以加入表
16、面活性然,可以加入表面活性剂降低表面降低表面张力,以增力,以增强乳状液的乳状液的稳定性。定性。2023/1/1上一内容下一内容回主目录 为提高界面膜的机械提高界面膜的机械强度有度有时使用混使用混合乳化合乳化剂,不同乳化,不同乳化剂分子分子间相互作用可相互作用可以使界面膜更以使界面膜更坚固,乳状液更固,乳状液更稳定。定。2.界面膜的性界面膜的性质 界面膜的机械界面膜的机械强度是决定乳状液度是决定乳状液稳定性定性的主要因素。大量的主要因素。大量实验事事实说明:明:(1)要有足)要有足够量的乳化量的乳化剂才能有良好的乳才能有良好的乳化效果化效果(2)直)直链结构的乳化构的乳化剂的乳化效果一般的乳化效
17、果一般优于支于支链结构的。构的。2023/1/1上一内容下一内容回主目录3.液滴双液滴双电层的排斥作用的排斥作用 乳状液的液珠上所乳状液的液珠上所带电荷的来源有:荷的来源有:电离、吸附以及液珠与介离、吸附以及液珠与介质之之间的摩擦,的摩擦,其主要来源是液珠表面上吸附了其主要来源是液珠表面上吸附了电离的离的乳化乳化剂离子。离子。在乳状液中,水的介在乳状液中,水的介电常数常数远比常比常见的的其它液体高。故其它液体高。故O/W型乳状液中的油珠多数型乳状液中的油珠多数是是带负电的,而的,而W/O型乳状液中的水珠型乳状液中的水珠则往往往往带正正电。反离子形成。反离子形成扩散双散双电层,热力学力学电势及及
18、较厚的双厚的双电层从而使乳状液从而使乳状液稳定。定。2023/1/1上一内容下一内容回主目录4.4 乳化乳化剂的的选择一、乳化一、乳化剂的分的分类 乳化乳化剂一般可分一般可分为四大四大类:表面活性:表面活性剂类乳化乳化剂、高分子、高分子类乳化乳化剂、天然、天然产物物类乳乳化化剂以及固体粉末乳化以及固体粉末乳化剂。常用的乳化。常用的乳化剂是是一些表面活性物一些表面活性物质,如肥皂、蛋白,如肥皂、蛋白质、磷脂、磷脂、胆固醇等。胆固醇等。2023/1/1上一内容下一内容回主目录二、选择乳化剂的一般原则 1、有良好的表面活性,能显著降低油水界面张力并能在界面上吸附;2、乳化剂在界面上能形成紧密排列的凝
19、聚态膜,使界面膜有较高粘度和力学性能;3、根据欲得乳状液类型选择:油溶性乳化剂易得W/O型乳状液,水溶性乳化剂易得O/W型乳状液;4、根据乳状液用途选择:食品、化妆品和药剂等乳状液宜用天然产物类或无毒合成表面活性剂为乳化剂。2023/1/1上一内容下一内容回主目录三、乳化剂的选择方法1、HLB法(亲水亲油值)人为对各种两亲性表面活性剂亲水和亲油性质相对强弱所规定的数值,值越大,亲水性越强;值越小,亲油性越强。表面活性剂的HLB值可以试验测定,实际应用中主要根据表面活性剂分子机构特点来计算。2023/1/1上一内容下一内容回主目录HLB范围 应用类型 36 W/O乳化剂79 润湿剂 818 O/
20、W乳化剂1315 洗涤剂1518 加溶剂乳化乳化剂的分的分类2023/1/1上一内容下一内容回主目录2、PIT法 PIT-相转变温度,是表面活性剂的亲水亲油性质处于平衡时的温度,当温度变化经过该温度时,由该表面活性剂稳定的乳状液会由一种类型转变为另一种类型。非离子型表面活性剂的HLB值随温度而变化,在PIT时其亲水亲油性质恰好平衡,在此温度之上亲水性强于亲油性,易形成o/w性,在pIT之下,易形成w/o型。2023/1/1上一内容下一内容回主目录 具体做法:取等量油和水,加3%5%的乳化剂水溶液,振荡、加热,观察由o/w型变为w/o型的温度,如果想制备o/w型乳状液,需选择PIT比保存温度高2
21、060的表面活性剂为乳化剂;若想制备w/o型的应选择PIT比保存温度低1040的表面活性剂为乳化剂。另外还有浊点法,临界堆积参数法等。2023/1/1上一内容下一内容回主目录4.5 乳状液的制乳状液的制备一、一、转相乳化法相乳化法(1)将乳化)将乳化剂先溶于油中加先溶于油中加热,在,在剧烈烈搅拌下慢慢加入温水,加入的水开始以拌下慢慢加入温水,加入的水开始以细小的粒子分散在油中,是小的粒子分散在油中,是W/O型乳状液,型乳状液,再再继续加水,随着水的增加,乳状液加水,随着水的增加,乳状液变稠,稠,最后最后转相相变成成O/W型乳状液。型乳状液。(2)将乳化)将乳化剂直接加于水中,在直接加于水中,在
22、剧烈烈搅拌下将油加入,可直接得到拌下将油加入,可直接得到O/W型乳状液,型乳状液,若欲制得若欲制得W/O型,型,则可可继续加油直到加油直到发生生变型。型。2023/1/1上一内容下一内容回主目录二、天然乳化分散法二、天然乳化分散法 把乳化把乳化剂加到油中,制成溶液直接投加到油中,制成溶液直接投入水中,可制成入水中,可制成O/W型乳状液,有型乳状液,有时需稍需稍加加搅拌。拌。农药乳状液如乳状液如敌敌畏乳畏乳剂就以此法制得。就以此法制得。2023/1/1上一内容下一内容回主目录三、瞬三、瞬间成皂法成皂法 将脂肪酸溶于油中,碱溶于水中,然后将脂肪酸溶于油中,碱溶于水中,然后在在剧烈烈搅拌下将两相混合
23、,在混合瞬拌下将两相混合,在混合瞬间界面界面上形成了脂肪酸上形成了脂肪酸钠,这就是就是O/W型乳化型乳化剂。四、界面复合物生成法四、界面复合物生成法 在油相中加入一种易溶于油的乳化在油相中加入一种易溶于油的乳化剂,在水相中加入一种易溶于水的乳化在水相中加入一种易溶于水的乳化剂。当油。当油和水相互混合,并和水相互混合,并剧烈烈搅拌拌时,两种乳化,两种乳化剂在界面上相互作用并形成在界面上相互作用并形成稳定的复合物。定的复合物。2023/1/1上一内容下一内容回主目录五、五、轮流加液法流加液法 将水和油将水和油轮流加入乳化流加入乳化剂中,每次少中,每次少量加入。量加入。制制备某些食品乳状液就用此法。
24、某些食品乳状液就用此法。2023/1/1上一内容下一内容回主目录4.6 乳状液的乳状液的转型与破坏型与破坏一、乳状液的一、乳状液的转型型1.乳化乳化剂类型的型的变更更 按楔子理按楔子理论,乳化,乳化剂的构型是决定乳的构型是决定乳状液状液类型的重要因素,乳化型的重要因素,乳化剂构型构型转变就就会会导致乳状液的致乳状液的转型。型。2.相体相体积的影响的影响 乳状液的内相体乳状液的内相体积占占总体体积26%以下以下的体系是的体系是稳定的,如果不断加入内相液体,定的,如果不断加入内相液体,其体其体积超超过74.02%,内相有可能,内相有可能转变为外外相,乳状液就相,乳状液就发生生转型。型。2023/1
25、/1上一内容下一内容回主目录3.温度的影响温度的影响 有些使用非离子型表面活性有些使用非离子型表面活性剂作作为乳乳化化剂的乳状液,当温度升高的乳状液,当温度升高时乳化乳化剂分子分子的的亲水性水性变差,差,亲油性增油性增强。在某一温度。在某一温度时,由非离子型表面活性,由非离子型表面活性剂所所稳定的定的O/W型乳状液将型乳状液将转变成成为W/O型乳状液,型乳状液,这一一温度称温度称为转型温度(即型温度(即PIT)。)。2023/1/1上一内容下一内容回主目录4.电解解质 大量大量电解解质的加入可能使乳状液的加入可能使乳状液变型。型。以油酸以油酸钠为乳化乳化剂的苯在水中的乳状液的苯在水中的乳状液为
26、例,加入例,加入0.5moldm-3NaCl时可可变为W/O型的。型的。这是因是因为电解解质浓度很大度很大时,离子,离子型皂的离解度大大下降,型皂的离解度大大下降,亲水性也因此而水性也因此而降低,甚至会以固体皂的形式析出,乳化降低,甚至会以固体皂的形式析出,乳化剂亲水水亲油性油性质的的这种种变化最化最终导致乳状致乳状液的液的变型。型。2023/1/1上一内容下一内容回主目录二、二、乳状液的破坏乳状液的破坏1.加加热破乳破乳 升温加速乳状液液珠的布朗运升温加速乳状液液珠的布朗运动使絮使絮凝速率加快,同凝速率加快,同时使界面粘度迅速降低,使界面粘度迅速降低,使聚使聚结速率加快,有利于膜的破裂。速率
27、加快,有利于膜的破裂。2.高高压电破乳破乳 高高压电场的破乳的破乳较复复杂不能只看作不能只看作扩散双散双电层的破坏,在的破坏,在电场下液珠下液珠质点可排点可排成一行,呈珍珠成一行,呈珍珠项链式,当式,当电压升到某一升到某一值时,聚,聚结过程在瞬程在瞬间完成。完成。2023/1/1上一内容下一内容回主目录3.过滤破乳破乳 当乳状液当乳状液经过一个多孔性介一个多孔性介质时,由于,由于油和水油和水对固体固体润湿性的差湿性的差别,也可引起破乳,也可引起破乳。4.化学破乳化学破乳 化学破乳的原化学破乳的原则是破坏吸附在界面上的是破坏吸附在界面上的乳化乳化剂,使其失去乳化能力。常用的是使用,使其失去乳化能
28、力。常用的是使用破乳破乳剂。破乳。破乳剂也是一种表面活性也是一种表面活性剂,有很,有很高的表面活性,能将界面上原来存在的乳化高的表面活性,能将界面上原来存在的乳化剂顶替走;但破乳替走;但破乳剂分子一般具有分支分子一般具有分支结构,构,不能在界面上不能在界面上紧密排列成牢固的界面膜,从密排列成牢固的界面膜,从而使乳状液的而使乳状液的稳定性大大降低。定性大大降低。2023/1/1上一内容下一内容回主目录5.电解解质破乳破乳 对于稀的乳状液,起于稀的乳状液,起稳定作用的是定作用的是扩散双散双电层,加入,加入电解解质可破坏双可破坏双电层,也,也能使乳状液聚沉能使乳状液聚沉2023/1/1上一内容下一内
29、容回主目录4.7 乳状液的乳状液的应用用一、控制反一、控制反应 许多放多放热反反应,反,反应时温度急温度急剧上升,上升,能促能促进副反副反应的的发生,从而影响生,从而影响产品品质量。量。若将反若将反应物制成乳状液后再反物制成乳状液后再反应,即可避免,即可避免上述缺点。因上述缺点。因为反反应物分散成小液滴后,在物分散成小液滴后,在每个液滴中反每个液滴中反应物数量物数量较少,少,产生生热量也少,量也少,并且乳状液并且乳状液对象界面面象界面面积大,散大,散热快,容易快,容易控制温度。高分子化学中常使用乳液聚合反控制温度。高分子化学中常使用乳液聚合反应,以制得,以制得较高高质量的反量的反应。2023/
30、1/1上一内容下一内容回主目录二、二、农药乳乳剂 将将杀虫虫药,灭菌菌剂制成制成O/W型乳型乳剂使使用,不但用,不但药物用量少,而且能均匀地在植物用量少,而且能均匀地在植物叶上物叶上铺展,提高展,提高杀虫、虫、灭菌效率菌效率三、三、沥青乳状液青乳状液 沥青的黏度很大,不便于在室温下直青的黏度很大,不便于在室温下直接用于接用于铺路面。若用阳离子型乳化路面。若用阳离子型乳化剂将其将其制成制成O/W型乳状液,型乳状液,则表表观黏度大大降低,黏度大大降低,并改善了并改善了对砂石的砂石的润湿性。湿性。2023/1/1上一内容下一内容回主目录乳状液的乳状液的应用用 四、稠油的乳化降粘四、稠油的乳化降粘 我
31、国不少地区的原油是稠油,粘度高到常温我国不少地区的原油是稠油,粘度高到常温下是固体,甚至可以雕刻成下是固体,甚至可以雕刻成艺术品。当粘度大于品。当粘度大于2 2PasPas时,用抽油机无法抽取。乳化降粘是解决,用抽油机无法抽取。乳化降粘是解决办法之一,即在抽油井的套管法之一,即在抽油井的套管环形空形空间注入一定注入一定量的表面活性量的表面活性剂溶液,使其与稠油混合形成不太溶液,使其与稠油混合形成不太稳定的定的O/WO/W型乳状液,原油粘度即大型乳状液,原油粘度即大为降低,不但降低,不但能用抽油机抽出,而且能用抽油机抽出,而且还能在管能在管线中中输送到集油送到集油站站进行下一工序行下一工序处理。
32、理。2023/1/1上一内容下一内容回主目录乳状液的乳状液的应用用 五、五、纺织工工业 天天然然纤维与与人人造造短短纤维在在纺前前要要用用油油剂处理理,合合成成纤维在在纺纱、织布布时也也要要施施用用油油剂,以以增增加加纤维的的机机械械强度度、减减少少摩摩擦擦和和增增加加抗抗静静电性性能能等等。在在实际使使用用时,为了了节省省油油剂,都加水配成都加水配成O/WO/W型乳状液使用。型乳状液使用。常常用用的的油油剂成成分分是是润滑滑剂(天天然然动植植物物油油,使使纤维平平滑滑)、乳乳化化剂(一一方方面面起起乳乳化化作作用用,另另一一方方面面还有有诸如如润湿湿、抗抗静静电性等功能)和添加性等功能)和添
33、加剂(有防氧化、防(有防氧化、防锈、防毒等功能)。、防毒等功能)。各各种种纤维的的理理化化性性质及及加加工工方方法法不不同同,所所用用油油剂的的组成成也有差异。也有差异。现举一化一化纤用油用油剂配方(配方(质量分数量分数/%/%):):2023/1/1上一内容下一内容回主目录乳状液的乳状液的应用用六、制革工六、制革工业 在在皮皮革革鞣鞣制制、鞣鞣后后处理理的的上上油油、填填充充和和修修饰工工序序中中常常用用乳乳状状液液。这些些工工序序是是将将油油脂脂、高高聚聚物物等等挤入入皮皮革革纤维或或粒粒面面层,将将染染料料涂涂在在皮皮革革表表面面上上,从从而而提提高高皮皮革革的的牢牢固固度度、柔柔软性和
34、拉伸性能。性和拉伸性能。皮革是一种皮革是一种亲水的蛋白水的蛋白纤维,因此要把憎水的油脂加,因此要把憎水的油脂加进去需将油脂制成去需将油脂制成O/WO/W型乳状液,型乳状液,这样既便于操作,也既便于操作,也节省油省油脂用量,皮革粒面常脂用量,皮革粒面常带正正电,故乳化,故乳化剂多用阴离子型的,使多用阴离子型的,使乳状液油滴乳状液油滴带负电以便于以便于处理。理。现今也常用非离子型乳化今也常用非离子型乳化剂以提高其以提高其润湿性。湿性。2023/1/1上一内容下一内容回主目录乳状液的乳状液的应用用七、七、乳化食品和医乳化食品和医药用乳用乳剂 牛乳和豆牛乳和豆浆是天然是天然O/WO/W型乳状液,其中的
35、脂肪以型乳状液,其中的脂肪以细滴滴分散在水中,乳化分散在水中,乳化剂均是蛋白均是蛋白质,故它,故它们易被人体消化易被人体消化吸收。根据吸收。根据这一道理,人一道理,人们制造了制造了“乳白乳白鱼肝油肝油”,它,它是是鱼肝油分散在水中的一种肝油分散在水中的一种O/WO/W型乳状液。由于型乳状液。由于鱼肝油肝油为内相,口服内相,口服时无腥味,便于儿童服用。日常生活中的冰无腥味,便于儿童服用。日常生活中的冰淇琳、人造奶油以及淇琳、人造奶油以及营养豆奶等大多是养豆奶等大多是W/OW/O或或O/WO/W型乳型乳剂。冰淇琳由奶油、椰子油等原料与水乳化而成。人造奶油冰淇琳由奶油、椰子油等原料与水乳化而成。人造
36、奶油不含不含动物脂肪中易引起心血管疾病的胆固醇,且成本低,物脂肪中易引起心血管疾病的胆固醇,且成本低,广泛用于糕点行广泛用于糕点行业。这些食品中所用的乳化些食品中所用的乳化剂多多为甘油甘油-硬脂酸硬脂酸酯、蔗糖、蔗糖酯等。等。2023/1/1上一内容下一内容回主目录乳状液的乳状液的应用用 目目前前临床床上上给严重重营养养缺缺乏乏患患者者使使用用的的静静脉脉滴滴注注用用脂脂肪肪乳乳剂,主主要要是是含含有有精精制制豆豆油油、豆豆磷磷脂脂和和甘甘油油的的O/WO/W型型乳乳状状液液。药房房中中许多多用用作作搽搽剂的的药膏膏,以以往往多多以以凡凡士士林林为基基质,使使用用时易易污染染衣衣服服,目目前前
37、常常制制成成“霜霜剂”,实为浓的的O/WO/W型型乳乳状状液液,极极易易被被水水清清洗洗,所所用用乳乳化化剂常常为聚聚氧氧乙乙烯(550550)硬脂酸)硬脂酸酯等。等。2023/1/1上一内容下一内容回主目录八、化妆品乳状液 化妆品工业非常重要且充满活力。之所以这么说不仅是因为化妆品对全球GDP的贡献,它还对人类丰富多彩社会生活影响至深。化妆品、香水和个人护理用品的应用可追溯到古代埃及、希腊和罗马时代。例如,尼安得塔人用从粘土、泥和砷等制成得红色、棕色和黄色颜料涂抹面部;使用兽骨卷发;化妆、文身和装饰品传递着必要的社会信息。古罗马著名医师盖仑发明了雪花膏。罗马人用香油涂抹身体、加入浴缸和喷泉中
38、甚至涂抹到武器上。13世纪时十字军战士把香料从亚洲带回欧洲。16世纪时制作的香水是粉状或膏状物。天然香水由含香料的各种原料制成。了解并熟悉化妆品工业的特点和背景非常有意义。2023/1/1上一内容下一内容回主目录一、护肤品中国市场品牌发展历程 第一阶段(70年代1982年):上海品牌垄断国内市场 以上海家化为代表的上海润肤品护肤品品牌在那时风靡全国。至今,很多人对美加净、郁美净、孩儿面、皇后牌珍珠膏等品牌仍然记忆犹新。2023/1/1上一内容下一内容回主目录 第二阶段(1982年1996年):跨国公司抢滩中国,土洋品牌泾渭分明 这段时期,跨国品牌如欧莱雅、玉兰油、强生、资生堂等纷纷进入中国市场
39、,中国护肤品润肤品营销真正起步,这些品牌以高定价瞄准高收入的年轻女性。与此同时,安利、雅芳等外国品牌把直销模式引入中国,取得了不小的成绩。而广东军团如小护士、丁家宜等上升势头非常快,而大宝集团树立的价廉物美、平民化的品牌路线也非常成功。在这个阶段,跨国品牌和本土品牌各自占据着高端市场和中低端市场,正面交锋比较少。2023/1/1上一内容下一内容回主目录 第三阶段(1996年2002年):本土品牌专业细分市场突围 2002年的市场规模是1982年的200多倍。同时,消费者对护肤品润肤品的要求不仅仅停留在滋润肌肤上,还出现了防晒、美白、保湿、祛痘、香熏美容、男性护肤等各方面的需求,开始更加专业细分
40、的发展。之所以有如此多的化妆品品牌,源于市场需求大,也源于利润驱动,化妆品中乳状液化妆品居主要地位,厂家根据人们越来越多的要求而进行不同的添加,制备出功能越来越多的乳状液化妆品。2023/1/1上一内容下一内容回主目录 护肤品、个人洗护用品等产品中乳状液都占据主要部分。乳状液中都必须用到乳化剂,平时使用的面霜、乳液、卸妆乳、基本洁面大多数皆为乳状液,这些产品为了要实现包装盒上标识的至少三年的保质期,都需要使用乳化剂来提高稳定性。所以在化妆品乳化剂的选择上要注意安全性和有效性。2023/1/1上一内容下一内容回主目录乳状液粉底 粉底是用来修饰皮肤色调,使皮肤表面光滑、修整皮肤表面质感、遮盖色斑等
41、面部瑕疵的化化妆品品。乳化型粉底是目前市售粉底的主要类型,它是将粉料均匀分散悬浮于乳化体中制得的化化妆品品,配方中既含有水溶性和油溶性的营养护肤组分,又含有钛白粉、滑石粉、颜料等具遮盖及修饰肤色作用的粉料及颜料,具有美容护肤双重功效,很受消费者欢迎,由于粉底含有水、油、粉体三个相界面,所以乳化体更为复杂和难于制作。2023/1/1上一内容下一内容回主目录4.8 微乳状液微乳状液 1950年,舒年,舒尔曼(曼(Schulman)发现,在在由水、油和乳化由水、油和乳化剂所形成的乳状液中加入所形成的乳状液中加入第四种物第四种物质(乳化助(乳化助剂),当用量适当),当用量适当时可以形成一种外可以形成一
42、种外观透明均匀的液透明均匀的液-液分散液分散体系,体系,这就是微乳状液(或微乳液)。就是微乳状液(或微乳液)。定定义:两种互不相溶液体在表面活性:两种互不相溶液体在表面活性剂界面膜作用下形成的界面膜作用下形成的热力学力学稳定的、各向同定的、各向同性的、低粘度的、透明的、均相的分散体系性的、低粘度的、透明的、均相的分散体系。2023/1/1上一内容下一内容回主目录 微乳液也可分微乳液也可分为不同的不同的类型,除了型,除了O/W型和型和W/O型外,型外,还有双有双连续型,型,O/W型和型和W/O型型结构已有构已有实验证明是球形,双明是球形,双连续型有各种模式。型有各种模式。油油水水2023/1/1
43、上一内容下一内容回主目录微乳状液微乳状液一、微乳状液的特点一、微乳状液的特点 这是一种特殊的液是一种特殊的液-液分散体系,具有很大液分散体系,具有很大实用价用价值,也是在,也是在实用中偶然用中偶然发现的。人的。人们早已知早已知道油和水不能完全混溶,但可以形成一种液体以道油和水不能完全混溶,但可以形成一种液体以小小颗粒的形式存在于另一种液体之中的分散体系粒的形式存在于另一种液体之中的分散体系乳状液。乳状液通常呈乳白色、不透明状。它具乳状液。乳状液通常呈乳白色、不透明状。它具有聚有聚结、分、分层的的倾向,乃向,乃热力学不力学不稳定的体系。定的体系。19281928年美国化学工程年美国化学工程师Ro
44、dawaldRodawald在研制皮革上光在研制皮革上光剂时意外地得到了意外地得到了“透明乳状液透明乳状液”。它。它虽也含有也含有大量不相混溶的液体,但性大量不相混溶的液体,但性质明明显地不同于乳状地不同于乳状液,有下列特点:液,有下列特点:2023/1/1上一内容下一内容回主目录微乳状液的特点微乳状液的特点 (1 1)制制备时不不必必采采用用各各种种乳乳化化设备向向体体系系供供给能能量量,而而只只要要配配方方合合适适,各各组分分混混合合后后会会自自动形形成成微微乳乳状状液液。这说明明微微乳乳化化过程程是是体体系系自自由由能能降降低低的的自自发过程程,此此过程程的的终点点应为热力力学学稳定的体
45、系。定的体系。(2 2)在在组成成上上它它的的特特点点是是:(i i)表表面面活活性性剂含含量量显著著高高于于普普通通乳乳状状液液,约在在530%530%上上下下。(iiii)分分为三三元元系系和和四四元元系系两两种种。最最先先发现的的是是应用用离离子子型型表表面面活活性性剂的的四四元元系系微微乳乳体体系系,它它至至少少有有四四种种成成分分,即即油油、水水、表表面面活活性性剂和和助助表表面面活活性性剂(常常用用的的是是中中等等碳碳链长度度的的醇醇类)。当当时认为醇醇类是是构构成成微微乳乳必必不不可可少少的的成成分分,后后来来发现应用用非非离离子子型型表表面面活活性性剂在在一一定定温温度度范范围
46、内内也也可可得得到到微微乳乳,并并不不必必须加加入入醇醇类,这就就是是三三元元系系的的微乳(油、水、非离子表面活性微乳(油、水、非离子表面活性剂)。)。2023/1/1上一内容下一内容回主目录微乳状液的特点微乳状液的特点(3)外外观上上微微乳乳不不同同于于一一般般乳乳状状液液,呈呈透透明明或或略略带乳乳光光的的半半透透明状。明状。(4)稳定性不同,定性不同,虽经长期放置亦能保持均匀透明的液体状期放置亦能保持均匀透明的液体状态。(5)微微乳乳虽与与一一般般乳乳状状液液相相似似有有油油外外相相(W/O型型)和和水水外外相相(O/W型型)之之分分,但但有有两两个个独独特特之之处,即即(i)不不像像一
47、一般般乳乳状状液液随随类型型之之不不同同而而只只能能与与油油混混匀匀或或只只能能与与水水混混匀匀,微微乳乳在在一一定定范范围内内既既能能与与油油混混匀匀又又能能与与水水混混匀匀;(ii)已已有有证据据表表明明,在在一一定定组成成条条件件下下,在在各各向向同同性性的的微微乳乳体体系系中中可可存存在在双双连续相相,即即油油相和水相都是相和水相都是连续的。的。(6)一一般般乳乳状状液液在在两两相相体体积分分数数都都比比较大大时粘粘度度明明显增增大大,常常呈呈粘粘稠稠状状,而而微微乳乳状状液液在在相相似似的的油油水水比比例例时仍仍然然具具有有与与水水相相近近的粘度。的粘度。2023/1/1上一内容下一
48、内容回主目录微乳状液的特点微乳状液的特点2023/1/1上一内容下一内容回主目录微乳状液的特点微乳状液的特点 这些特性使得它具有很大些特性使得它具有很大实用价用价值。尽管早期。尽管早期对它的它的结构、原理尚一无所知,只是称作构、原理尚一无所知,只是称作“透明乳状液透明乳状液”或或“可可溶油溶油”,在,在实用中却取得很大成功。例如用于皮革上光用中却取得很大成功。例如用于皮革上光剂,地板蜡,切削油等。直到地板蜡,切削油等。直到1943年年Hoar和和Schulman才才证明它明它是一种特殊的分散体系。是一种特殊的分散体系。Schulman等用小角等用小角X射射线衍射、衍射、光散射、超离心、光散射、
49、超离心、电子子显微微镜和粘度等方法和粘度等方法测定其中分散定其中分散相的相的颗粒大小和形状,指出它是大小范粒大小和形状,指出它是大小范围为80800的球的球形或形或圆柱形柱形颗粒构成的分散体系。粒构成的分散体系。1958年年Schulman给它定它定名名为微乳状液(微乳状液(microemulsion),),意思是微小意思是微小颗粒的乳状液。粒的乳状液。虽然然对于此于此类分散体系的本分散体系的本质是不是乳状液是不是乳状液还有有严重分歧,重分歧,而微乳状液的而微乳状液的这个名个名词倒是得到普遍承倒是得到普遍承认,并无引起异,并无引起异议。2023/1/1上一内容下一内容回主目录微乳状液的本微乳状
50、液的本质 二、微乳状液的本二、微乳状液的本质及形成机制及形成机制 关关于于微微乳乳状状液液的的本本质有有两两派派意意见。一一派派以以Schulman和和Prince为主主,持持“微微小小粒粒子子的的乳乳状状液液”观点点;另另一一派派以以Winsor,Shinoda,Friberg为主,持主,持“肿胀胶胶团”说。第第一一种种学学说很很容容易易解解释微微乳乳状状液液的的透透明明或或半半透透明明性性质,粘粘度度小小、稳定定性性高高等等性性质。这一一派派意意见遇遇到到的的困困难是是如如何何解解释微微乳乳自自动形形成成和和热力力学学稳定定性性质。为此此,Schulman等等提提出出混混合合膜膜具具有有负