精細(xì)化學(xué)品合成表面活性劑

精細(xì)化學(xué)品合成表面活性劑第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月乳化的概念、乳液的類型與鑒別乳狀液的制備方法乳狀液的穩(wěn)定性表面活乳化劑的選擇第二節(jié)乳化作用第2頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月三、乳狀液的制備方法

乳狀液的制備是將一種液體以液珠形式分散到另一種與之不相溶的液體中。因此在制備過程中會產(chǎn)生巨大的相界面，體系界面能大大增加，而這些能量需要外界提供。為了制備穩(wěn)定性好的乳狀液，需要采取適當(dāng)?shù)娜榛椒ê腿榛O(shè)備。

按照不同的加料方式，常用的乳化方法有以下幾種：

1.水中乳化法2.油中乳化法（轉(zhuǎn)相乳化法）

3.混合膜生成法4新生皂法

5兩相交替加入法第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.水中乳化法(emulsifierinwatermethod)

又稱濕膠法，將乳化劑直接溶于水中，在激烈攪拌下將油加入。此法可直接生產(chǎn)O/W型乳狀液。若繼續(xù)加油，體系會發(fā)生變型，得到W/O型乳狀液。此法常用于親水性強的乳化劑，直接制成O/W型乳狀液比較合適。制得的乳狀液顆粒大小不均，穩(wěn)定性較差。為改善它的性能，常將制得的乳狀液用膠體磨或均化器進行處理。

油初乳水＋乳化劑乳劑稀釋第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月2.油中乳化法（PIT轉(zhuǎn)相乳化法）

又稱干膠法，將乳化劑加入油相，在激烈攪拌下加入水，水以細(xì)小的水珠分散在油中，形成W/O型乳狀液。繼續(xù)加水至體系發(fā)生變型，油由外相轉(zhuǎn)至內(nèi)相，得到O/W型乳狀液。此法得到的乳狀液顆粒均勻，穩(wěn)定性好。水初乳油＋乳化劑乳劑稀釋第5頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.混合膜生成法

使用混合乳化劑，一個親水，另一個親油，將親水乳化劑溶于水中，親油乳化劑溶于油中。在劇烈攪拌下，將油水混合，兩種乳化劑在界面上形成混合膜?；旌先榛瘎┤纾菏榛蛩徕c與十二醇，十六烷基硫酸鈉與十六醇（或膽甾醇）等，此法制得的乳狀液很穩(wěn)定。

第6頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.瞬間成皂法（nascentsoapmethod）將油相（如植物油含少量硬脂酸、油酸等有機酸）和水相（含堿如氫氧化鈉、氫氧化鈣或三乙醇胺）在一定溫度混合時（發(fā)生皂化反應(yīng)），兩相界面上生成的新生皂類作為乳化劑產(chǎn)生乳化的方法。適用于乳膏劑的制備。

+Ca(OH)2→二價皂→W/O型乳劑

+KOH、NaOH、三乙醇胺→一價皂→O/W乳劑

第7頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.兩相交替加入法(alternateadditionmethod)

向乳化劑中每次少量交替地加入水或油，邊加邊攪拌，即可形成乳劑。天然膠類、固體微粒乳化劑等可用本法制備乳劑；乳化劑用量較多時，適合使用本法。

第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月①乳化攪拌機②均質(zhì)器③膠體磨④超聲波乳化裝置常用乳化設(shè)備膠體磨示意圖第9頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月乳化設(shè)備和混合方式加料方式溫度（包括乳化溫度和乳化后溫度）乳化劑用量乳化時間攪拌速度冷卻的方式

影響乳化的因素：第10頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

四、乳狀液的穩(wěn)定性

乳狀液是否穩(wěn)定，與液滴間的聚結(jié)密切相關(guān)，而只有界面膜破壞或破裂，液滴才能聚結(jié)。

1.界面張力

乳狀液中，一種液體高度分散于另一種與之不相混溶的液體中，這就極大增加了體系的界面，也就是要對體系做功，增加體系的總能量。這部分能量以界面能的形式保存于體系中，這是一種非自發(fā)過程。因此，乳狀液是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月降低表面張力降低油、水兩相表面張力和表面自由能制備乳劑時不必消耗更大的能量穩(wěn)定的乳劑分散分散相乳化劑分散介質(zhì)放置攪拌乳劑保持一定的分散狀態(tài)和穩(wěn)定性。第12頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月2.界面膜的性質(zhì)

當(dāng)表面活性劑濃度較低時，界面膜強度較差，形成的乳狀液不穩(wěn)定。表面活性劑增加到一定濃度，能夠形成致密的界面膜，膜的強度增大，液珠聚結(jié)時受到的阻力增大，這時的乳狀液穩(wěn)定性較好。表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)對膜的致密性也有一定影響，直鏈型在界面上的排列較支鏈型緊密，形成的膜強度更大。第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.界面電荷

大部分穩(wěn)定的乳狀液都帶有電荷。以離子型表面活性劑作為乳化劑時，乳狀液液滴必然帶電。表面活性劑在界面吸附，親油基在油相，親水基在水相，與無機反離子形成擴散雙電層。由于乳狀液液滴帶有相同電荷，液滴接近時會相互排斥，從而防止液滴聚結(jié)，提高乳狀液的穩(wěn)定性

第14頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月4.分散介質(zhì)的黏度

乳狀液分散介質(zhì)的黏度越大，分散相液滴運動速度越慢，有利于乳狀液的穩(wěn)定。因此，許多能溶于分散介質(zhì)中的高分子物質(zhì)常用來作增稠劑，以提高乳狀液的穩(wěn)定性。同時，高分子物質(zhì)（如蛋白質(zhì)）還能形成較堅固的界面膜,增加乳狀液的穩(wěn)定性。

第15頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月加速老化法高速離心法循環(huán)凍融法乳液穩(wěn)定性的評價方法第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.增溶作用

增溶作用：表面活性劑在水溶液中達到CMC值后，一些水不溶性或微溶性物質(zhì)在膠束溶液中的溶解度可顯著增加，形成透明膠體溶液，這種作用稱為增溶(solubilization)。第三章表面活性劑理論第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月增溶作用的方式:1聚氧乙烯型SA親水基部分的分子鏈較長，在水中呈卷曲狀態(tài)，有機物可以被包裹在其中,被增溶物被束縛在膠束外表面的聚氧乙烯分子鏈上，被增溶物被聚氧乙烯鏈纏繞。如苯，苯酚第18頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月2離子型表面活性劑（a）被增溶物進入膠束內(nèi)部，膠束內(nèi)部可認(rèn)為是單純的烴類化合物，根據(jù)相似相容原理，簡單的一些非極性烴類物質(zhì)可以溶于其中，如苯，乙苯，正庚烷。（b）對于一些極性有機物可以在膠束中與表面活性劑分子相間并列分布。（c）親水性被增溶物被吸附于膠束表面第19頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)空間因素:指膠束提供的容納增溶物的可用空間大小；

(2)能量因素:是增溶物進入膠束引起體系能量變化的影響。表面活性劑結(jié)構(gòu)、增溶物結(jié)構(gòu)、有機添加劑、溫度等會對空間和能量產(chǎn)生影響，進而影響增溶能力。

影響增溶能力的因素第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4

潤濕與分散3.4.1濕潤過程潤濕是指固體表面的氣體或者液體被另一種液體取代的過程，通常潤濕是指用水或者水溶液將液體或者固體表面的空氣取代，能增強這以取代能力的物質(zhì)稱為潤濕劑。潤濕程度通常是以固-液界面之間的接觸角來衡量第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4.1接觸角與濕潤過程在氣、液、固三相交界點，氣-液與氣-固界面張力之間的夾角稱為接觸角，通常用q表示。第22頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月習(xí)慣上人們更常用接觸角來判斷液體對固體的潤濕

θ＜90o

潤濕；θ＞90o不潤濕；θ=00或不存在完全潤濕；θ=180o完全不潤濕。3.4.1接觸角與濕潤過程第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4.2分散作用

分散是指內(nèi)相為不溶性微粒分布在外相為液體或半固體中組成的粗分散體系——懸浮液。由分散相、連續(xù)相、分散劑組成。

分散劑是一種在分子內(nèi)同時具有親油性和親水性兩種相反性質(zhì)的界面活性劑?？删环稚⒛切╇y于溶解于液體的無機，有機顏料的固體顆粒，同時也能防止固體顆粒沉降和凝聚，形成安定懸浮液所需要的藥劑。

3.4

潤濕與分散第24頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4

潤濕與分散第25頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4.3

表面活性劑在分散過程中的應(yīng)用表面活性劑吸附于固體顆粒的表面，使凝聚的固體顆粒表面易于濕潤。

粒子團的分散或者裂碎。表面活性劑可以減小液體在固體的接觸角，毛細(xì)上升現(xiàn)象促使粒子團分散使體系均勻，懸浮性能增加，不沉淀，使整個體系物化性質(zhì)一樣第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5泡沫與消泡

“泡”就是由液體薄膜包圍著氣體。即：氣體分散在液體中的一種分散體系。氣體是分散相，流體是分散介質(zhì)。表面活性劑和水可以形成一定強度的薄膜，包圍著空氣而形成泡沫，這種表面活性劑稱為起泡劑（foamingagent）。

3.5.1起泡劑的定義第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月起泡劑分子在氣泡表面定向排列以后，當(dāng)兩個氣泡接觸碰撞時，中間墊著兩層起泡劑分子及它們極性基的水化層，因此氣泡較難兼并，小氣泡容易保存下來，同時小氣泡比大氣泡更能經(jīng)受外力的振動，其穩(wěn)定性更強。3.5.1起泡劑的作用原理第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月表面張力表面電荷表面黏度液體的黏度3.5.2影響泡沫穩(wěn)定性的因素第29頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月表面張力的修復(fù)作用。液膜具有一定彈性。氣泡受到外力作用變形時，泡壁界面也增大，就引起氣泡表面層起泡劑分子濃度降低，而氣液界面的表面張力則顯著增大，這種表面張力的增大一方面有利于約束氣泡內(nèi)氣體分子向外沖出，另一方面使氣泡產(chǎn)生較大的收縮力，克服了使氣泡發(fā)生破裂的外力。第30頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月起泡能力和泡沫穩(wěn)定性是兩個概念。有些表面活性劑的起泡能力較好，但生成的泡沫的穩(wěn)定性不一定好，此時可加入穩(wěn)泡劑來改善泡沫的穩(wěn)定性。起泡劑主要是各種表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉和十二胺的鹽酸鹽等。而蛋白質(zhì)、明膠、炭末和礦粉對泡沫也有良好的穩(wěn)定作用。3.5.2.3穩(wěn)泡劑及泡沫穩(wěn)定性起泡劑通常有較強的親水性和較高的HLB值，在溶液中可降低溶液的界面張力而使泡沫穩(wěn)定。第31頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月在產(chǎn)生穩(wěn)定的泡沫情況下，加入一些