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                        乳化劑的選擇與HLB關系

                        燕誠化學助劑尛誠淺析選擇乳化劑的方法:

                        HLB法(親水親油平衡法)和PIT法(相轉變溫度法)。前者適用于各種類型表面活性劑,后者是對前一方法的補充,只適用于非離子型表面活性劑。

                        (1)

                        HLB值與乳化劑篩選 一個具體的油-水體系究竟選用哪種乳化劑才可以得到性能最佳的乳狀液,這是制備乳狀液的關鍵。最可靠的方法是通過實驗篩選,HLB值有助于篩選工作。通過實驗發現,作為O/W型(水包油型)乳狀液的乳化劑其HLB值常在8~18之間;作為W/O 型(油包水型)乳狀液的乳化劑其HLB值常在3~6之間。

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                        在制備乳狀液時,除根據欲得乳狀液的類型選擇乳化劑外,所用油相性質不同對乳化劑的HLB值也有不同要求。并且,乳化劑的HLB值應與被乳化的油相所需一致。有一種簡單的確定被乳化油所需HLB值的方法:目測油滴在不同HLB值乳化劑水 溶液表面的鋪展情況,當乳化劑HLB值很大時油完全鋪展,隨著HLB值減小,鋪展變得困難,直至在某一HLB值乳化劑溶液上油剛好不展開時,此乳化劑的HLB值近似為乳化油所需的HLB值。 這種方法雖然粗糙,但操作簡便,所得結果有一定參考價值。插圖01

                        (2) HLB值與最佳乳化劑的選擇

                        每種乳化劑都有特定的HLB值,單一乳化劑往往很難滿足由多組分組成的體系的乳化要求。通常將多種具有不同 HLB值的乳化劑混合使用,構成混合乳化劑,既可以滿足復雜體系的要求,又可以大大增進乳化效果。欲乳化某一油-水體系,可按如下步驟選擇最佳乳化劑:油-水體系最佳HLB值的確

                        ①選定一對HLB值相差較大的乳化劑,例如Span-60(HLB=4.3)和Tween-80(HLB=15),按不同比例配制成一系列具有不同HLB 值的混合乳化劑,用此系列混合乳化劑分別將指定的油水體系制成系列乳狀液,測定各個乳狀液的乳化效率 (可用乳狀液的穩定時間來代表,也可以用其他穩定性質來代表),與計算出的混合乳化劑的HLB作圖, 可得一鐘形曲線,與該曲線最高峰相應的HLB值即為乳化指定體系所需的HLB值。顯然,利用混合乳化劑可得到最適宜的 HLB值,但此乳化劑未必是效率最佳者。所謂乳化劑的效率好是指穩定指定乳狀液所需乳化劑的濃度最低、價格最便宜。價格貴但所需濃度低得多的乳化劑也可能比價格便宜、濃度大的乳化劑效率高。

                        ②乳化劑的確定:

                        在維持所選定乳化體系所需HLB值的前提下,多選幾對乳化劑混合,使各混合乳化劑之HLB值皆為用上述方法確定之值。用這些乳化劑乳化指定體系,測其穩定性,比較其乳化效率,直到找到效率最高的一對乳化劑為止。值得注意的是,這里未提及乳化劑的濃度,但這并不影響這種選配方法,因為制備一穩定乳狀液所要求的HLB值與乳化劑濃度關系不大。在乳狀液不穩定區域內,當乳化劑濃度很低或內相濃度過高時,才會對本方法有影響。采用HLB方法選擇乳化劑時,不僅要考慮最佳HLB值,同時還應注意乳化劑與分散相和分散介質的親和性。一個理想的乳化劑,不僅要與油相親和力強,而且也要與水相有較強的親和力。把HLB值小的乳化劑與HLB值大的乳化劑混合使用,形成的混合膜與油相和水相都有強的親和力, 可以同時兼顧這兩方面的要求。所以,使用混合乳化劑比使用單一乳化劑效果更好。

                        綜上所述,決定指定體系乳化所需乳化劑配方的方法是:任意選擇一對乳化劑,在一定范圍內改變其混合比例,求得效率最高之HLB值后,改變復配乳化劑的種類和比例,但仍需保持此所需HLB值,直至尋得效率最高的復配乳化劑。

                        (3)HLB值與混合乳化劑配比

                        在復配乳化劑時,采用多少量合適,可通過各自的HLB值和指定體系所需的HLB值求得。例如:在進行醋酸乙烯酯的O/W型乳液聚合時,乳化劑用量為3%,采用SDS和Span-65為乳化劑,已知SDS的HLB值為40,Span-65的HLB值為2.1,乳液聚合時要求的HLB值平均為16.0。 設Span-65在混合乳化劑中的質量分數為w%,則40(1-w%)+2.1w%=16,解之得w%=63.3%,則SDS在混合乳化劑中的質量分數

                        為36.7%。由此可知,在醋酸乙烯酯的O/W型乳液聚合體系中,Span-65的用量占3%*63.3%=1.9%;SDS的用量占3%*(1-63.3%)=1.1%。

                         

                        燕誠化學助劑結束語

                        在制備穩定乳狀液時,選擇最適合的乳化劑以達到最佳乳化效果是關鍵問題。對于乳化劑的選擇,目前尚沒有完善的理論。表面活性劑的HLB值在選擇乳化劑和確定復合乳化劑配比用量方面有很大使用價值,其優點主要體現在它的加和性上,可以簡單地進行計算;其問題是沒有考慮其他因素對HLB值的影響,尤其是溫度的影響,這在近年來用量很大的非離子型乳化劑上表現尤為突出。此外,HLB值只能大致預示形成乳狀液的類型,不能給出最佳乳化效果時乳化劑濃度,也不能預示所得乳狀液的穩定性。因此,應用HLB值選擇乳化劑是一個比較有效的方法,但也有一定的局限性,在實際應用中還需要結合其他方法參照進行。

                        河北燕誠化學助劑:表面活性劑、乳化劑、油懸助劑

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