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        表面活性劑乳化作用 · ·

         
        · 【內容】
        ·     兩種互不混溶的液體,一種以微粒(液滴或液晶)分散于另一種中形成的體系稱為乳狀液。形成乳狀液時由于兩液體的界面積增大,所以這種體系在熱力學上是不穩定的,為使乳狀液穩定需要加入第三種組分——乳化劑,以降低體系的界面能。乳化劑屬于表面活性劑,其主要功能是起乳化作用。乳狀液中以液滴存在的那一相稱為分散相(或內相、不連續相),連成一片的另一相叫做分散介質(或外相、連續相)。    
        一、乳化劑和乳狀液
            常見的乳狀液,一相是水或水溶液,另一相是與水不相混溶的有機物,如油脂、蠟等。水和油形成的乳狀液,根據其分散情形可分為兩種:油分散在水中形成水包油型乳狀液,以O-W(油-水)表示;水分散在油中形成油包水型乳狀液,以W-0(水-油)表示。此外還可能形成復雜的水泡油包水型乳狀液,以w—O—W(水-油-水)表示和油包水包油型乳狀液,以pW-0(油-水-油)表示。工業上遇到的乳狀液體系還有含固體、凝膠等復雜的乳狀液。一種液體以微粒分散在另一液體中所需的功(w)等于液體表面積增大值△A乘以表面張力γ:
                      (式一)
            由式一可看出,乳化劑降低表面張力可使機械功明顯減小,反之機械能和物理化學能也都可以起乳化劑做功的作用。在實際制備乳狀液中,常常把兩者結合起來。例如,對固體進行乳化,**先通入熱能使之熔化為液體,然后加入乳化劑進行乳化。單純以機械能制備乳狀液,得到的分散體系很不穩定。乳狀液破壞時,分散相粒子很快地聚集,**終導致兩相分離。影響乳狀液穩定的因素有:①內相的分散程度;②界面膜的強度;③外相的黏度;④相對體積比;⑤兩相的密度。
            為了使乳狀液長時間地保持穩定,需要在其中加入助劑以抑制兩相分離,使它在熱力學上穩定。例如,使用穩定劑提高乳狀液的黏度和界面膜的強度,可使以機械方法制得的乳狀液保持穩定。
            烴類膠體具有與乳化相粒子相互作用的能力,故能以絡合的方式加成到被保護的粒子上,使被保護粒子的電荷和溶劑化物膜增強,體系的穩定性得到增高。乳化劑是通過降低界面張力和形成單分子界面膜使乳狀液穩定的。
            在乳化作用中對乳化劑的要求是:①乳化劑**能吸附或富集在兩相的界面上,使界面張力降低;②乳化劑**賦予粒子以電荷,使粒子間產生靜電排斥力,或在粒子周圍形成一層穩定的、黏度特別高的保護膜。所以,用作乳化劑的物質**具有兩親基團才能起乳化作用,表面活性劑就能滿足這種要求。
        二、乳狀液的鑒別
            如上所述,乳狀液分為水包油型和油包水型兩類,根據油、水性質的不同可對乳狀液進行鑒別,方法有如下五種。
            1.染色法.
            蘇丹Ⅲ為油溶性染料,在乳狀液中加入少量此種染料,如乳狀液整體呈紅色則為W-0型乳狀液;如染料保持原狀,經攪拌后僅液珠帶色則為0—W型乳狀液。若在乳狀液中加入少量甲基橙,乳狀液整體呈紅色則為0—W型乳狀液;染料保持原狀,經攪拌后僅液珠帶色則為W—O型乳狀液。為提高鑒別的可靠性,往往同時以油溶性染料和水溶性染料先后進行試驗。
            2.稀釋法
            0—W型乳狀液能與水混溶,0—W型乳狀液能與油混溶,利用這種性質可判斷乳狀液類型。例如,將乳狀液滴于水中,如液滴在水中擴散開來則為0—W型的乳狀液,如浮于水面則為0—W型乳狀液。還可以沿盛有乳狀液容器壁滴入油或水,如液滴擴散開來則分散介質與所滴的液體相同,如液滴不擴散則分散相與所滴的液相同。
            3.電導法
            水、油的電導相差很大,借此可確定乳狀液的類型。0—W型乳狀液較W—O型乳狀液電導大數百倍,所以在乳狀液中插入兩電極,在回路中串聯氖燈。當乳狀液為0—W型時燈亮,為W—O型時燈不亮。
            4.濾紙潤濕法
            此法適用于重油和水的乳狀液,將乳狀液滴于濾紙上,若液體能快速展開,在中心留下一小滴油,則乳狀液為口W型的;若乳狀液不展開,則為W—O型的。此法對于在紙上能鋪展的油、苯、環己烷、甲苯等所形成的乳狀液不適用。
            5.光折射法
            利用水和油對光的折射率的不同可鑒別乳狀液的類型。令光從左側射入乳狀液,乳狀液粒子起透鏡作用,若乳狀液為0—W型的,粒子起集光作用,用顯微鏡觀察僅能看見粒子左側輪廓;若乳狀液為W-0型的,與此相反,只能看到粒子右側輪廓。
        三、乳狀液的制備和乳狀液的穩定性
            制備乳狀液的方法有兩種:一種是采用機械法使液體以微小的粒子分散于另一種液體中,工業上多采用這種方法制備乳狀液;另一種是將液體以分子狀態溶于另一液體中,然后使其適當地聚集而形成乳狀液,例如,在激烈的攪拌下將水加于溶有油的醇中即形成乳狀液。
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