第十二章、表面活性剂理论方案课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十二章、表面活性剂理论,第一节、表面活性剂的溶液,1.,亲水基和亲油基：表面活性剂分子是由亲水基和亲油基两部分构成的。如十二烷基硫酸钠，亲水基为,-SO,4,Na,部分，是极性基团并具有较强的亲水性，亲油基是分子中烃基部分。,2.,定向排列：表面活性剂溶于水后，其分子在水面上呈有序排列，亲水基朝向水相，亲油基则深入油相，其结果是引起界面性质变化。,3.,胶束形成：表面活性剂溶于水后，当达到一定浓度，则会形成胶束。,第二节、乳化作用,一、乳状液的概念：两种互不相溶的两相，如油相和水相，其中一相以微小粒子（液滴获液晶）分散在另一相中所形成的体系称为乳状液，也称乳化体。,在乳化液中以微小粒子或液滴形式存在的那一相称为分散相，或称为内相；而包围在它外面的液体称为分散介质，或称为外相、连续相。,将水与油混合，形成两种类型乳状液。一种是油分散在水中，油是分散相、内相，水是分散介质或连续相，形成的是水包油型乳状液，可表示为油,/,水（,O/W,），如牛奶、豆浆等；另一类正相反，则为水,/,油（,W/O,），如人造奶油等。,一般乳状液的外观常是乳白色不透明的液体，这种外观现象与分散相颗粒的大小密切相关。,微粒大小（,um),外观 微粒大小,(um)-,外观,1.0,乳白色,0.1-0.05,乳白色半透明,1.0-0.1,蓝白色 ,0.05,透明,当分散相微粒直径大于入射光的波长时，主要发生光的反射，表现为不透明；当分散相微粒直径小于入射光的波长时，则发生光的散射或透射，而呈现半透明或透明。,颗粒大小对产品的外观非常重要。工业上加入乳化剂（表面活性剂）并使用机械进行搅拌，使其达到乳化目的。,二、乳化液类型鉴别方法,鉴别乳化液的类型,油,/,水，还是水,/,油,1.,稀释法：将乳状液置于玻璃上，然后滴加水，能与水相混合（溶）的，为油,/,水型，否则为水,/,油型。,2.,染色法：加入由性染料苏丹红，振摇，若整个乳状液呈红色，则为水,/,油型。若分散相液滴呈红色，则为油,/,水型,3.,电导法：灯亮，电导大，是油,/,水型。,4.,滤纸过滤法：滴于滤纸上，若液体很快展开，则是油,/,水型。,5.,荧光法：在荧光显微镜下，观察乳状液，整个乳状液都发出荧光的为水,/,油型；只有一些小点发出荧光的为油,/,水型。因为有机物表面活性剂大多显荧光，水无荧光。,三、乳状液的稳定性,油和水在表面活性剂（即乳化剂）的作用下可制得相对稳定的乳状液。尽管如此，乳状液仍然是热力学不稳定体系，具有较大的界面能，且液珠有着聚结的趋势等。为了使制得的乳状液具有较好的稳定性，应从选择适宜的乳化剂、降低界面张力、增加界面膜的强度等因素来考虑。,1.,依据乳状液类型选择乳化剂：制备油,/,水型乳状液，一般选用在乳状液的水相中溶解度较大的乳化剂，通常多为低价的离子型表面活性剂。由于离子型表面活性剂分子在界面定向吸附时，极性基团朝向水，非极性基团伸向油相，是分散的油相液珠表面带电，同种电荷排斥，而使分散体系稳定。,制备水,/,油型乳状液，要求乳化剂在分散介质（油相）中的溶解度好，通常多为非离子型表面活性剂，或高价的阴离子表面活性剂也有利于水,/,油型。由于非离子在水相表面通过氢键形成一层界面膜，降低界面张力，而使水相的液珠不易聚集，使体系稳定。,2.,界面膜的形成：因为乳化剂的加入，降低了表面张力，同时因为乳化剂定向排列而形成界面膜。界面膜可保华分散相液珠不易相互碰撞而发生聚结。混合乳化剂的使用对形成界面膜有利。离子型表面活性剂加入极性有机物（油溶性），如脂肪醇、脂肪胺及脂肪酸等，使乳化剂稳定，这类物质叫做助乳化剂。,3.,分散相液电荷：分散相电荷的存在，增加乳状液的稳定性。,4.,分散介质黏度：分散介质黏度大，可使分散的液珠运动受阻，减缓业主之间的碰撞，不易发生聚结，使乳状液稳定。一般加入高分子聚合物可使分散介质黏度增大，还对液珠表面形成坚硬界面膜有利，也可提高乳状液稳定性。蜂蜡、,CMC,四、乳状液的三种不稳定形式,1.,分层：乳状液中由于上下部分出现分散相的浓度差的现象，称为乳状液的分层。如牛奶上层含脂肪量增加。,密度,黏度,速度,r,半径，,Stokes,定律,2.,变型：有一种型式变为另一种型式，如油,/,水变为水,/,油，也叫做转相（内外相互变）。,3.,破乳：指乳液完全破坏，造成油,水两相分离。温度、搅拌、稀释、加入电解质等可促使破乳。另外，酸败、氧化都有不利影响。,以上过程，可以单独发生，也可同时出现，是化妆品应该避免的。,第三节、乳化剂的选择*,一、,HLB,值的意义,乳化剂分子结构中具有亲水基和亲油基，他们在乳化的过程中对于形成乳状液类型起什么作用，人们一直试图回答这个问题。,葛利芬（,Griffin),首先提出,HLB,的概念：,HLB,是分子中亲水和亲油的两个相反基团的大小和作用的平衡表示。,简单说，,HLB,表示亲水亲油的平衡（,hydrophlile lipophile balance),。实际上，,HLB,值是由分子的化学结构、极性强弱或分子中的水和作用决定的。,HLB,值高表示它的亲水性强，反之，则表示亲油性强。通过它的大小，可以预测乳化剂的性能、作用等。,HLB,制的范围及其应用,HLB,值的范围 应用,HLB,值 应用,1.5-3.0,消泡剂,8-18,油,/,水型乳化剂,3-6,水,/,油性乳化剂,13-15,洗涤剂,7-9,润湿剂,15-18,增熔剂,由上述所知，,HLB,值,3-6,适于作水,/,油性乳化剂 ；,8-18,适于作油,/,水型乳化剂。,人们习惯上，把,HLB,值分成,20,个单位。高亲水，低亲油。,二、,HLB,值的计算,1,。按照分子基团的结构来计算,将乳化剂分子结构分解为一些基团，根据每个基团对,HLB,值的贡献大小（可分正负）来计算,HLB,值。,亲水基团 基团数值 亲水基团 数值,-SO,3,Na 38.7 -O- 1.3,-COOK 21.1 -OH 0.5,-COONa 19.1 -(CH,2,CH,2,O)- 0.33,9.4 -CH,3,-0.475,-COO- 6.8 -CH,2,- -0.475,-COO-,游离,2.4 -CH- -0.475,-COOH 2.1 -(CH2CH2CH,2,O)- -0.15,-OH 1.9,公式,:HLB=,亲水基团数值,+,亲油基团,+7,例子：油酸（十八碳烯酸）钠，甲基、次甲基、烯碳皆为,-0.475,，羧酸钠为,19.1,，代入公式：,HLB=19.1-17,（,-0.475,）,+7=18,月桂醇硫酸钠（十二醇硫酸酯钠）,HLB=38.7-12 0.475+7=40,2.,按亲水,-,亲油基团的质量分数计算,（,1,）多元醇的脂肪酸酯经验公式,HLB=20,（,1-S/A,）,S,为酯皂化值,A,为脂肪酸的酸酯（一般是测出来的）,如：单硬脂酸甘油脂,S,为,161,，,A,为,198,HLB=20,（,1-161/198,）,=3.8,（,2,）难以测得皂化值的脂肪酸酯,HLB=,（,E+P,）,/5,E,为氧化乙烯的质量分数,%,，,P,为多元醇的质量分数,%,如：某种聚氧乙烯失水山梨醇羊毛酸酯，其含氧化乙烯,65.1%,，多元醇为,6.7%,，则,HLB=,（,65.1+6.7)/5=14.4,（,3,）聚氧乙烯与脂肪醇缩合物,HLB=E/5 E,为分子中亲水基氧化乙烯质量占分子总质量的比值,如：聚氧乙烯（,10,）十六醇醚,C,16,H,33,O(CH,2,CH,2,O),10,H,E=4410/,（,4410+242,）,=64.5,HLB=64.5/5=12.9,在化妆品中，常用两种或两种以上乳化剂，,HLB,值的计算,常用乳化剂的,HLB,值,化学名称 商品名,HLB,失水山梨醇三油酸酯,Span85 1.8,失水山梨醇三硬脂酸酯,Span65 2.1,失水山梨醇单油酸酯,Span80 4.3,失水山梨醇单硬脂酸酯,Span60 4.7,单硬脂酸甘油酯,Aldo28 3.8-5.5,失水山梨醇单棕榈酸酯,Span40 6.7,失水山梨醇单月桂酸酯,Span20 8.6,聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯,Tween61 9.6,聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯,Tween60 14.9,聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯,Tween80 15.0,聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯,Tween20 16.7,聚氧乙烯失水山梨醇单棕榈酸酯,Tween40 15.6,月桂醇硫酸钠,K12 40,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,