第八章乳状液与泡沫
二、乳状液的签别
W/O、O/W乳状液在外观上无多大区别,可采用几种 简单的方法加以区别
1、稀释法 乳状液可为其外相液体所稀释。
2、染色法 将极微量的油溶性染料加到乳状液中,若 是整个乳状液都带有染料的颜色是W/O乳状液,如只有液 滴带色,是O/W乳状液.
3、电导法 以水为外相的乳状液(O/W)有较好的导 电性,而W/O型乳状液的导电性则很差。
电荷来源有:电离、吸附、液球和介质间的摩擦
3、提高界面膜的强度
由表面活性剂的表面吸附膜的研究表明,乳化剂中 含有脂肪醇、脂肪酸或酯肪胺等极性有机物时,不仅使 界面膜强度大大提高,且界面粘度增加,对界面张力的 降低也远低于纯活性剂体系。
4、固体粉末的稳定作用
处于界面时,起到稳定作用
a. 固 /油 油 /水 固 /水 固体完全处于水中
同样道理:乳化过程中容器壁对水或油的润湿性也会 影响到乳状液的类型,亲水性强的容器得O/W乳状液,亲 油性强的容器得W/O乳状液。
有人用煤油、变压器油、石油为油相,用蒸馏水、 0.1mol/L的油酸钠,0.1%的磺酸钠和2%的水溶液为水 相,在玻璃和塑料容器内进行实验。
表8-1 溶器性质对乳状液性质的影响
b. 固 /水 油 /水 固 /油 固体完全处于油中 c. 油 /水固 /油 固 /水固体完全处于油水界面
或三个界面中没有一个大于另两者之和
§8-4 影响乳状液类型的因素
一、相体积与乳状ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ液类型
由立体几何计算,最紧密堆积的液珠体积只能是总体 积的74.02%,若分散相体积大于74.02%时,乳状液会破坏 变型。
五、润湿性与乳状液的类型
用固体粉末作乳化剂等,只有润湿固体的液体大部分 存在于外相中,才能形成稳定的乳状液,即润湿固体粉末 较多的一相构成外相。。
因此当 <90 °, 固体粉末大部分被水润湿,形成O/W 型乳状液,当 >90°时,固体粉末大部分被油润湿,则 形成W/O乳状液,当 =90°时,则形成不稳定乳状液
§8-3 乳状液的稳定因素
乳状液是高度分散的分散体系,界面积很大,界面能 高,如10ml的苯在水中分散为0.1μm的液球,界面积可 达300m2,20℃时,苯/水界面张力为35mN·m-1,表面能 约为10.46J。 1、降低油水界面张力
如煤油与水界面张力40mN·m-1,适当的表活剂可降至 1mN·m-1 2、增加液球的界面电荷
§8-2乳状液的物理性质
一、外观和液珠大小
外观和液珠大小的关系
液珠大小 大液滴
大于1μm 1~0.1μm 0.1μm~0.05μm 小于0.05μm
外观 可分辨出两相存在
乳白色乳状液 蓝白色乳状液
灰色半透明 透明
二、光学性质
液珠直径大于入射光波长时,反散。 液珠远小于入射光波长时,光射完全透过,乳状液呈透 明状。 液珠略小于入射光波长时,则发生光散射。 如液珠透明,就可能产生折射现象。
下面的关系式:
1
0
h13
:乳状液粘度 0 :介质粘度 :内相体积分数
h:常数作体积因子,约为1.3左右
液膜性质对粘度的影响远比内相性质大,有三种可能性:
a.部分乳化剂进入油相,与之生成凝胶。
b.在界面上乳化剂可改变一种液体在另一种液体中的
分散程度,因而改变了 。
c.在水溶液中,乳化剂形成胶束对油有加溶作用,而
例外:银皂往往得到W/O乳状液
三、乳化剂溶解度与乳状液类型
分配系数:一定浓度下,乳化剂在水相和油相中的溶 解度之比。
分配系数较大时,易得到O/W乳状液,相反则得到W/O 乳状液,其分配系数越大,O/W越稳定,越小W/O越稳定。
四、聚结速率与乳状液类型
形成乳状液的类型与两种形式(水滴和油滴)的聚结 动力学有关,即当乳化剂、油水一起搅拌时,油相和水相 都分散为液滴,乳化剂分子吸附于液滴界面上,聚结速率 快的那一样将成为外相,如果水滴的聚结速率远大于油滴 ,则形成O/W乳状液,反之则形成W/O乳状乳。若相种液滴 聚结速率相近,则体相分数大者构成外相。例如:在油水 两相(乳化剂先溶于其中一相)的界面上,测定单个油滴 和水滴存在的时间(寿命),可以推断水滴和油滴的聚结 速率以及乳状液的类型。
影响粘度。Sherman指出,乳化剂与乳状液粘度有如下关
系(经验)。 ln(0)acb
c:乳化剂浓度
a、b为常数
四、电性质
原油的电导率一般为1×10-6、2×10-6、S.cm-1, 若含水增加,电导率增加,含水为50%的乳状液(W/O ),电导率比原油高10~20倍,温度上升,电导率增 加,电压可破乳(破乳电压)。
六、双界面张力与乳状乳类型
乳化剂是决定乳状液类型的主要因素,已知乳化剂聚
集于油水界面并形成膜。若将膜看成一相,则该膜有两个
三、粘度
决定乳状液粘度的因素有:外相粘度、内相粘度、内相 的体积分数、液珠大小及乳化剂性质.
如果分散相浓度不大,则粘度主要由介质粘度决定,内相 含量对体系粘度的影响可粗略用Einstein公式
0(1k)
来表示,但有偏差,内相浓度大于50%时,则不能用此公式。
Sibree研究一系列石油在水中的乳化后,得出了
水<26%时,只能形成W/O 乳状液 水>74%时,只能形成O/W 乳状液 水26~74%时,则可能形成O/W或W/O乳状液 在多数情况下,液球大小不一,甚至内相是多面体结 构,则相体积和类型的关系不符合上述规律。
二、乳化剂分子构型与乳状液类型
楔子理论:截面积小的一头指向分散相 截面积大的一头指向分散相介质 一价金属皂对O/W乳状液稳定 二价金属皂对W/O乳状液稳定
第八章 乳状液与泡沫
§8-1 乳状液
一、定义
乳状液:是至少有一种液体以液滴的形式分散在另一种液体之中 形成的体系。
分散的液球一般大于0.1μm,其稳定性因为表活剂或固体粉末的 存在而大大增强。通常将乳状液中以液珠形式存在一相称为内相(分 散相或不连续相),另一相称外相(分散介质或连续相)。
乳状液总有一相是水(或水溶液),以W表示。另一相是与水不 相溶的有机液体,简称为“油”相,以O表示。外相为水,内相为油 的乳状液称为水包油乳状液,用“O/W”表示,内相为水、外相为油 的乳状液称为油包水乳状液,用“W/O”表示。