缺点：需要精密的测量仪器。
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9．结构因子法
(p.138)
将表面活性剂的亲水基、亲油基分解为一些基团， 每一个基团对HLB值均有确定的贡献。每个基团
对HLB值的贡献，称为HLB基团数。
各种基团的HLB基团数的代数和，为表面活性剂 的HLB值。 表面活性剂的HLB值的计算公式见表5.9、表5.10。
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表面活性剂的HLB值表达式为： HLB值= 亲水基的亲水性 亲油基的亲油性
(5.1)
HLB值是衡量表面活性剂在溶液中性质的一个定量指标， 是表明表面活性剂亲水能力的一个重要参数。
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HLB值的数值范围： 0 ~ 40
例如：石蜡(C20-40)无亲水基,所以 HLB=0,疏水性最大 油酸HLB＝1,油酸钾HLB＝20,十二烷基硫酸钠HLB＝40 其它：通过实验测量分别排于1-40之间。
性、生物降解性、安全性、温和性等。
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阴离子型 离子型
抗硬水性能差
阳离子型 两性型
抗硬水性能好
非离子型
不受无机电解质的影响
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阴离子型 离子型
阳离子型 两性型
复配须慎重选择品种 与其它表面活性剂 的相容性较好
非离子型
与其它表面活性剂的相容性很好
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5.2.1 亲水基的结构和性能的关系
离子型
Krafft点，水溶性随温度升高而增加
非离子型
浊点，水溶性随温度升高而降低
溶解度-温度关系是相反的。
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阴离子型 离子型
阳离子型 两性型
杀菌作用明显，毒性大
非离子型
毒性几乎没有，性能温和
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亲水基的体积大小对性能的影响 ①亲水基体积增大影响到表面活性剂分子在表面吸附层所占的 面积。一般极性基体积大，表面张力较高。 例：在cmc时，阳离子表面活性剂的表面张力比阴离子表面活 性剂的高。阳离子表面活性剂季铵盐上取代基多，体积大。
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5.1.2 HLB值与表面活性剂性能的关系
1．HLB与cmc的关系 HLB与表面活性剂的分子结构密切相关。 HLB与有效链长的关系如下：
HLB= 7+ Σ亲水基数－0.475 n有效
HLB= 7+ Σ亲水基数－0.870 n有效
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(5.2)
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3．HLB与PIT的关系
需要Span 20和Tween 20 分别为 ？％和 ？％(质量分数)， 即 8.6×0.7 + 16.7×0.3 ＝ 11.09
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小结
在数据资料充分的情况下，直接采用有关公式计算表面 活性剂的HLB值十分方便。 但对于结构复杂的表面活性剂，分子中有一些特殊基团 或同时有很多亲水基团或多个疏水基团，基团之间相互 影响很大。采用直接计算法误差较大，这个时候只有用 实验测试的方法才能获得较好的结果。
结果虽然粗略，但完全可以满足一般应用的需要。
通常的乳化法测定表面活性剂的HLB值也是以此为 基础的。
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计算公式： HLB
混 合
＝( HLBi qi )
式中，HLBi为混合体系中表面活性剂i 的HLB值；
qi为该种表面活性剂在混合体系中的质量分数。
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例如：采用Span 20 (HLB值＝8.6)和Tween 20 (HLB值＝ 16.7)的混合表面活性剂，乳化混合物所需HLB值＝11时，
3．HLB与PIT的关系
PIT：相转型温度，phase inversion temperatures
在低温下可以形成O／W型乳状液的非离子 表面活性剂，随着温度升高，其溶解度减 少，HLB值下降，最后到达某一温度而使 乳状液从原来的O／W型转变成W／O型。 这一温度称为相转型温度PIT。
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这时候所消耗的水的体积 mL
叫水数
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优点：测定时采用普通的滴定法即可，简单易行。
缺点：只适用于水溶性较小、分布较窄的表面活性剂。
浊点法和浊数法都十分简便，但要特别注意待测试样中 不能有离子型表面活性剂或其他电解质存在，微量的离 子型表面活性剂就可以使体系的浊点改变20℃以上。
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PIT与HLB一样，可以反映亲水、亲油性，还可以正确反 映出油相种类、水相性质、温度、相体积的影响。 例如，对相同的表面活性剂，油相的种类不同，其PIT也 不同。非离子表面活性剂越容易溶解在油相，其PIT越低。 例如，对相同油相、水相，表面活性剂的种类不同，其 PIT也不同。通常亲水性越强， O/W, PIT也越高。
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9．结构因子法 优点：亲水基、亲油基基团数的数据比较全面， 对于新结构表面活性剂的设计、性能预测等有较
大的应用价值。
缺点：计算结果不是十分准确。
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12．表面活性剂混合物的HLB值计算
( p.141 )
混合表面活性剂的HLB值计算方法：一般采用质 量分数加和法 (重量加和法) 计算。
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2．浊点法、浊数法、相转变温度法
浊点法的原理： 聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂 的HLB值与浊点温度之间有一定的关系，通过测定 浊点可以计算出HLB值。 浊点测定方法：将1％左右的表面活性剂水溶液置 于大试管中，液面高50 mm，在甘油浴中边搅拌边 缓慢加热，当溶液透明度降低而变浑浊时，试管 内的温度就是表面活性剂的浊点。
②极性基体积的大小影响到分子有序组合体中分子的排列状态， 从而影响到分子有序组合体的形状和大小。
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③亲水基的体积大小的影响突出表现：在阴、阳离子表面活性 剂混合体系中，增大极性基的体积，可降低阴离子和阳离子极 性基之间的静电引力，提高混合体系的溶解性。 但应注意，溶解性的提高带来表面活性的下降，但下降幅度不 大，而溶解性的提高则是更需要关注的。
方法：配制一系列油相，HLB值互相不同且已知， 加入待测的表面活性剂，观察最稳定的乳液，对 应的HLB值为表面活性剂的HLB值。
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优点：一般的表面活性剂，特殊、新型结构的表 面活性剂，都可以采用乳化法测出HLB值，可以得 到可靠的结果。 缺点：实验测量操作复杂、烦琐，时间长、费时。
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3．HLB与PIT的关系 对于一个给定的体系，评价表面活性剂的性质，PIT是一个有
用的概念。
对一个特定的体系，PIT随油的类型和添加剂的改变而改变， 表面活性剂的亲水链越长，PIT越高； 混合表面活性剂的PIT随其质量分数的减少(浓度减少)而升高。
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5.2 表面活性剂的结构与性能
表面活性剂的用途决定于其性能，而性能又决定于结构。因此 探讨表面活性剂化学结构与性能及性能与用途的关系，有助于 正确、合理地选择、使用表面活性剂，以及设许或改进表面活 性剂结构以满足特定用途的需要，使其达到最佳的使用效果。
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(1) 亲水基的结构和性能的关系 (2) 疏水基的结构和性能的关系
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பைடு நூலகம்
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浊数法
浊数: 浊点指数, cloud point index 水 数 使一定质量分数(约10%)的表面活性剂有机溶剂 (可以是正丙醇、二氧六环等)溶液发生浑浊所需 添加的水的毫升数。
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水 数 (water number)
将1.0g非离子表面活性剂溶于30 mL二氧六环中 向得到的溶液中滴加水直到溶液浑浊
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5.2.1 亲水基的结构和性能的关系 对聚氧乙烯型非离子表面活性剂，亲水基的影响主要表现在聚 氧乙烯链的长度。 聚氧乙烯链长度增加，不仅影响到表面活性剂的溶解性、浊点， 而且由于亲水基体积增加，影响到表面吸附(如吸附分子在表
面层所占面积)以及所形成的分子有序组合体的性质(如增溶性 能)等。
HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20… 亲油 亲水 |————————||———————————
HLB值较小易溶于油， HLB值较大易溶于水。 • HLB值表示表面活性剂的亲水性
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表面活性剂的HLB值应用范围
根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂。 例如：HLB值在2～6之间，可作油包水型(W/O)的乳 化剂；8～10之间作润湿剂；12～18之间作为水包油 型(O/W)乳化剂。 HLB值 0 2 4 6 | |———| 8 10 12 14 |——| |——| 16 18 20 |——| |
相转变温度法
相转变温度法是用电导仪测定乳液由O／W型变为 W／O型时的温度，由此得知乳液中表面活性剂的 HLB值。有关的计算公式见后。
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3．临界胶束浓度法
cmc与HLB值间有一定的对应关系。溶液很多性 质如表面张力、渗透压等在cmc浓度之后，基本 保持不变，可以用cmc来测定表面活性剂的HLB 值。有关计算公式见表5.2。
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溶解度法 溶解度法：只测定表面活性剂在油相或水相中的 浓度，存在的问题和分配系数一样，在两相内表 面活性剂形成的胶束的性质不一样，影响溶解度 测量，使HLB值的计算变得复杂。
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优点：根据活度来计算分配系数较为合理，
缺点：活度测定较困难。
有关的计算公式见表5.4。