胶体与界面化学-乳状液和泡沫.pptx

胶体与界面化学 乳状液和泡沫2021/3/17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。 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。天然或人工合成表面活性剂形成一定稳定性乳状液的最基本条件 如果是“油”分散在水中所形成,称为水包油乳状液,用符号油/水（或O/W）表示 。牛奶、鱼肝油乳剂、农药乳剂等;O/W (水包油型) 如果是“水”分散在油中所形成,称为油包水乳状液,用符号水/油（或W/O）表示 内相不连续油剂青霉素注射液、原油等。连续外相W/O (油包水型)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。2021/3/17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: 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。染色法微观示意图(以苏丹Ⅲ为例）鉴别乳状液方法: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。2021/3/17界面能量说 影响乳状液类型的因素若构成O/W型 若构成W/O型 这种说法是基于乳化剂在油水界面形成有两个界面的界面膜,该界面膜也就有两个界面张力。界面张力小的一侧界面易扩大,易构成外相,界面张力大的一侧就成为内相。2021/3/17相体积说 影响乳状液类型的因素 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%。相体积理论1910年,Ostward根据立体几何的观点提出 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。2021/3/17相体积说 影响乳状液类型的因素 一些乳状液的内相浓度可以超过74.02%很多,却并不发生变型。 有人制出了含90％～99％分散相的乳状液,很可能是分散相粒子已不是球形,而是多面体形状。（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2021/3/17影响乳状液类型的因素乳化剂分子构型 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。楔子理论 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。2021/3/17油水油水影响乳状液类型的因素乳化剂分子构型 一价碱金属皂类，形状是： 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乳化剂溶解度 Bancroft提出,油水两相中,对乳化剂溶解度大的一相成为外相。 室温下,将乳化剂在水相和油相中的溶解度之比定义为分配系数。 分配系数比较大时,容易得到O/W型乳状液,分配系数越大,O/W型乳状液越稳定。 影响乳状液类型的因素乳化剂溶解度 分配系数比较小时,则为W/O型乳状液,分配系数越小, W/O型乳状液越稳定。 例如:碱金属的皂类是水溶性的,故形成O/W型乳状液,二价与三价金属皂类油溶性的,它们都形成W／O型乳状液。2021/3/17水油油水影响乳状液类型的因素乳化剂溶解度 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。 容易被油润湿的炭黑、石墨粉等,可作为W/O型乳状液的稳定剂。 容易被水润湿的固体,如粘土、Al2O3,可形成O/W乳状液。影响乳状液类型的因素聚结速度 1957年Davies提出了一个关于乳状液类型的定量理论: 在乳化剂、油、水一起摇荡时,油相与水相都破裂成液滴,形成图(a)与(b)中左半边所示的情形。影响乳状液类型的因素聚结速度 乳化剂吸附在液滴的界面上,以后发展成何种乳状液,则取决于两类液滴的聚结速度:（1）如果水滴的聚结速度远大于油滴的,则形成O/W型乳状液;（2）如果油滴的聚结速度远大于水滴的,则形成W/O型乳状液;如果二者的聚结速度相