你的位置:首頁 >新聞資訊 > 社會新聞

表面活性劑HLB值與乳化劑的選擇

2019/12/7 10:33:11點擊:

 一個具體的油-水體系究竟選用哪種乳化劑才可以得到性能最佳的乳狀液,這是制備乳狀液的關鍵.最可靠的方法是通過實驗篩選,HLB值有助于篩選工作.通過實驗發現,作為O/W型(水包油型)乳狀液的乳化劑其HLB值常在8~18之間;作為W/O型(油包水型)乳狀液的乳化劑其HLB值常在3~6之間.在制備乳狀液時,除根據欲得乳狀液的類型選擇乳化劑外,所用油相性質不同對乳化劑的HLB值也有不同要求,并且,乳化劑的HLB值應與被乳化的油相所需一致.[4]有一種簡單的確定被乳化油所需HLB值的方法:目測油滴在不同HLB值乳化劑水溶液表面的鋪展情況,當乳化劑HLB值很大時油完全鋪展,隨著HLB值減小,鋪展變得困難,直至在某一HLB值乳化劑溶液上油剛好不展開時,此乳化劑的HLB值近似為乳化油所需的HLB值.這種方法雖然粗糙,但操作簡便,所得結果有一定參考價值。


HLB值與最佳乳化劑的選擇:每種乳化劑都有特定的HLB值,單一乳化劑往往很難滿足由多組分組成的體系的乳化要求.通常將多種具有不同HLB值的乳化劑混合使用,構成混合乳化劑,既可以滿足復雜體系的要求,又可以大大增進乳化效果.欲乳化某一油-水體系,可按如下步驟選擇最佳乳化劑.


        油-水體系最佳HLB值的確定:選定一對HLB值相差較大的乳化劑,例如,Span-60(HLB=4.3)和Tween-80(HLB=15),按不同比例配制成一系列具有不同HLB值的混合乳化劑,用此系列混合乳化劑分別將指定的油水體系制成系列乳狀液,測定各個乳狀液的乳化效率(可用乳狀液的穩定時間來代表,也可以用其他穩定性質來代表),與計算出的混合乳化劑的HLB,作圖,可得一鐘形曲線,與該曲線最高峰相應的HLB值即為乳化指定體系所需的HLB值.顯然,利用混合乳化劑可得到最適宜的HLB值,但此乳化劑未必是效率最佳者.所謂乳化劑的效率好是指穩定指定乳狀液所需乳化劑的濃度最低!價格最便宜.價格貴但所需濃度低得多的乳化劑也可能比價格便宜!濃度大的乳化劑效率高.


乳化劑的確定:在維持所選定乳化體系所需HLB值的前提下,多選幾對乳化劑混合,使各混合乳化劑之HLB值皆為用上述方法確定之值.用這些乳化劑乳化指定體系,測其穩定性,比較其乳化效率,直到找到效率最高的一對乳化劑為止.值得注意的是,這里未提及乳化劑的濃度,但這并不影響這種選配方法,因為制備一穩定乳狀液所要求的HLB值與乳化劑濃度關系不大.在乳狀液不穩定區域內,當乳化劑濃度很低或內相濃度過高時,才會對本方法有影響.[6]采用HLB方法選擇乳化劑時,不僅要考慮最佳HLB值,同時還應注意乳化劑與分散相和分散介質的親和性.一個理想的乳化劑,不僅要與油相親和力強,而且也要與水相有較強的親和力.把HLB值小的乳化劑與HLB值大的乳化劑混合使用,形成的混合膜與油相和水相都有強的親和力,可以同時兼顧這兩方面的要求.所以,使用混合乳化劑比使用單一乳化劑效果更好.綜上所述,決定指定體系乳化所需乳化劑配方的方法是:任意選擇一對乳化劑,在一定范圍內改變其混合比例,求得效率最高之HLB值后,改變復配乳化劑的種類和比例,但仍需保持此所需HLB值,直至尋得效率最高的復配乳化劑.


HLB值與混合乳化劑配比:在復配乳化劑時,采用多少量合適可通過各自的HLB值和指定體系所需的HLB值求得.例如,在進行醋酸乙烯酯的O/W型乳液聚合時,乳化劑用量為3%,采用SDS和Span-65為乳化劑,已知SDS的HLB值為40,Span-65的HLB值為2.1,乳液聚合時要求的HLB值平均為16.0.設Span-65在混合乳化劑中的質量分數為w%,則40(1-w%)+2.1w%=16,解之得w%=63.3%,則SDS在混合乳化劑中的質量分數為36.7%.由此可知,在醋酸乙烯酯的O/W型乳液聚合體系中,Span-65的用量占3%*63.3%=1.9%;SDS的用量占3%*(1-63.3%)=1.1%。


        在制備穩定乳狀液時,選擇最適合的乳化劑以達到最佳乳化效果是關鍵問題.對于乳化劑的選擇,目前尚沒有完善的理論.表面活性劑的HLB值在選擇乳化劑和確定復合乳化劑配比用量方面有很大使用價值,其優點主要體現在它的加和性上,可以簡單地進行計算;其問題是沒有考慮其他因素對HLB值的影響,尤其是溫度的影響,這在近年來用量很大的非離子型乳化劑上表現尤為突出.此外,HLB值只能大致預示形成乳狀液的類型,不能給出最佳乳化效果時乳化劑濃度,也不能預示所得乳狀液的穩定性.因此,應用HLB值選擇乳化劑是一個比較有效的方法,但也有一定的局限性,在實際應用中還需要結合其他方法參照進行。


        制備油包水(W/O)型微乳燃油時適宜的HLB值為4-6。在不同表面活性劑復配時的協同效應方面,與混合表面活性劑相比,采用單一表面活性劑形成微乳燃油時的最佳表面活性劑用量較大,即單一表面活性劑的效率低,而混合的陰、陽離子表面活性劑由于親水基相互吸引,能夠較大地提高微乳燃油的水溶量,其效率高于混合的陽(或陰)-非離子表面活性劑,因此制備微乳燃油時宜采用陰、陽離子表面活性劑進行復配。在陰、陽離子混合表面活性劑中,混合脂肪酸鹽由于其中的烴基鏈長不等,具有較好的配伍性效應,故其表面活性劑效率大于單一的脂肪酸鹽。


       以離子型表面活性劑來制備微乳燃油時,助溶劑(醇)是不可缺少的。應用較多的是C4-7中碳醇,其中效果較好的有正丁醇、正戊醇、正庚醇及正辛醇等。醇主要分布在油-水界面層中,其羥基靠近表面活性劑的極性基,烴基鏈處于表面活性劑的烴鏈尾巴之間,其作用是進一步降低界面張力,增加界面膜的流動性,調節表面活性劑的HLB值,從而可促進油和水的混溶,降低表面活性劑濃度,增加油水加溶量。通過研究油酸/氨水、燃油、醇、水微乳體系形成過程的熱力學,結果表明,微乳燃油形成過程的標準自由能變化的絕對值隨醇碳鏈的增長,燃油相對分子質量的減小和燃油含量的增大而增大,即更易形成微乳燃油。另外,C4-7中碳胺和醚類等也可作為助溶劑,如正己胺和乙二醇醚都是非常有效的助溶劑。微乳狀液的形成過程中,電解質(如NH4N03、NaCl等)的適量加入,可以提高膠束的表面膜硬度,降低助溶劑含量,從而降低表面活性劑的濃度,增加表面活性劑的效率。但鹽類對燃油的燃燒不利,且會加速汽缸等部件的腐蝕。


調節表面活性劑HLB值


    制備微乳液時,對HLB值不合適的表面活性劑可用助表面活性劑調節至合適的范圍。


     選擇助表面活性劑時,考慮的因素同選擇表面活性劑相類似。常用的助表面活性劑有中、高碳脂肪醇,羊毛脂衍生物,膽甾醇,乙二醇等。由于非離子表面活性劑是一種有效的增溶劑,通常將低HLB值的非離子表面活性劑也歸人助表面活性劑之列。Friberg等人,指出,在W/O型乳液中,可用聚氧乙烯烷基醚作為離子型表面活性劑的助表面活性劑,聚氧乙烯的鏈長是影響該微乳液對水的增溶作用之關鍵因素。


     微乳液一詞最早是由Hear和Schalmer于1943年提出的。


     微乳液區別于傳統乳液的另一個顯著特征是微乳液結構的可變性大。傳統的微乳液基本上可分為W/O和O/W型兩種類型。微乳液則可以連續地從W/O型結構向O/W型結構改變。當體系內富有水時,油相以均勻的小珠滴形式分散于連續相中,形成O/W型正相微乳液;當體系內富有油時,水相以均勻的小珠滴形式分散于連續相中,形成W/O型反相微乳液;而對體系內水和油的量相當的情況,水相和油相同時為連續相,二者無規連接,稱為雙連續相結構,此時體系處于相反轉區域。


降低界面張力    


若只使用表面活性劑,當達到CMC后,界面張力不再降低,倘若在此時加入一定濃度的與表面活性劑性質不同的助表面活性劑,則能使界面張力進一步降低,導致更多的表面活性劑和助表面活性劑在界面上吸附。當液滴的界面張力y<10”N/cm時,能自發形成微乳液,當y>10—5N/cm時,生成粗乳狀液。    當然,有少數離子型表面活性劑如琥珀酸二異辛酯磺酸鈉(AOT),其分子特點是有一個極性頭,帶有兩個烴基,因而不需要助表面活性劑也能生成微乳液。有些非離子表面活性劑在HLB值附近,也有類似特性。


增加界面膜的流動性   


    在形成微乳液液滴時,由大液滴分散成小液滴,界面要經過變形、重整,這些都需要界面彎曲能。添加助表面活性劑,可降低界面的剛性,增加界面的流動性,減少微乳液生成時所需的彎曲能,使微乳液液滴容易自發生成。

最新内蒙古11选5 微豪配资 江西时时彩五星通选 北京赛车微信 江西11选五5中奖技巧 广东十一选五手机直播 浙江今天十一选五开 极速时时彩控制开奖 北京pk拾 彩票系统 十一运夺金计算 北京十一选五走势最牛 南京期货配资网 甘肃快三推算和值 江西多乐彩软件 重庆快乐十分分析软件 安徽 一选五开奖分布图 股票分析工具