第二章基礎(chǔ)知識(shí).ppt

1、膠體溶液的流變性質(zhì),稀膠體溶液的粘度 1）質(zhì)點(diǎn)是遠(yuǎn)大于溶劑分子的圓球； 2）質(zhì)點(diǎn)是剛體，且與介質(zhì)與相互作用； 3）溶膠很稀，液體經(jīng)地質(zhì)點(diǎn)時(shí)，各層流所受到的干擾不相互影響； 4）無湍流。,膠體溶液的流變性質(zhì),稀膠體溶液的粘度影響因素 1）濃度 2）溫度 3）質(zhì)點(diǎn)形狀、大小 4）電荷,膠體粒子的大小與形貌,膠粒的形狀 膠粒的平均大小與多分散度 分形理論,膠體粒子的大小與形貌,膠粒的形狀 膠粒的形狀對(duì)體系的性能有十分重要的影響。 用適當(dāng)?shù)膸缀文Ｐ徒泼枋瞿z體的結(jié)構(gòu)參數(shù)。,膠體粒子的大小與形貌,膠粒的平均大小與多分散度 絕大多數(shù)膠體體系是多分散的，即膠粒大小是不均勻的。 膠體化學(xué)中，常用膠粒直徑的平均

2、值表征膠粒。數(shù)均直徑、面均直徑、體均直徑,膠體粒子的大小與形貌,膠粒的平均大小與多分散度 數(shù)均直徑：膠粒的平均直徑 面均直徑：由平均表面積計(jì)算平均直徑 體均直徑：由平均體積計(jì)算平均直徑,膠體粒子的大小與形貌,分形理論（fractal) 20世紀(jì)70年代由美籍法國數(shù)學(xué)家Mandelbrot創(chuàng)造了fractal一詞，意為“不規(guī)則的”、“破碎的”，中文譯為“分形” 分形：指一類介于有序和完全無序、微觀與宏觀之間的新的中間狀態(tài)。 分形的外表特征往往是極其破碎、無規(guī)則和復(fù)雜的，而其內(nèi)部特征具有自相似性或自仿射性。,膠體粒子的大小與形貌,分形理論（fractal) 自相似性：指把考察對(duì)象一部分沿各個(gè)方向以

3、相同的比例放大后，其形態(tài)與整體相同或相似。 自仿射性：指把考察對(duì)象一部分的各個(gè)方向沿不同的比例放大后，其形態(tài)與整體相同或相似。,膠體粒子的大小與形貌,分形理論（fractal) 分形：其組成部分以某種方式與整體相似的形態(tài)的叫分形。 基本觀點(diǎn)：維數(shù)的變化可以是連續(xù)的，處理的對(duì)象總是具有非均勻性和自相似性。 分維：是分形特征的定量描述。,膠體粒子的大小與形貌,分形理論（fractal) Cantor缺口組合模型 設(shè)想有一個(gè)單元長度的棒，以它與另一等長的棒組成線段，兩棒之間留一同樣長度的缺口，如此，總延伸長度擴(kuò)展了3倍；第二次以這個(gè)“棒-缺口-棒”的組合為單元棒，再按同樣的比例關(guān)系擴(kuò)展組合，依此類推

4、。,膠體粒子的大小與形貌,分形理論（fractal) 前一級(jí)圖形是其后一級(jí)圖形的局部，并且二者按比例相似，這種相似性是分形的基本含義。同時(shí)還看到擴(kuò)展的進(jìn)程，擴(kuò)展區(qū)間（實(shí)線加虛線總長）的增長比棒總長（實(shí)線累積長度）的增加為快；每一次擴(kuò)展長度（R）為3倍，實(shí)線長度（L）為2倍,膠體粒子的大小與形貌,分形理論（fractal) - - -,膠體粒子的大小與形貌,分形理論（fractal) 以數(shù)學(xué)關(guān)系式定量描述則為： L RD 則 D=lgL/lgR=0.63 D即稱為分維，分維是分形特征的定量表述。 D的非整數(shù)說明按缺口模型的推演過程中出現(xiàn)了規(guī)格幾何學(xué)中沒有的變化-不規(guī)整性，但D是定值，又說明變化中

5、包含一定的規(guī)律。,膠體粒子的大小與形貌,分形理論（fractal) 在溶膠體系中，兩個(gè)初級(jí)微粒互相靠近時(shí)，中間可以容納一定的空隙；當(dāng)兩團(tuán)各自包含若干初級(jí)微粒的粒子再聚團(tuán)時(shí)，其間又出現(xiàn)一定的空隙，且隨著團(tuán)粒的增大空隙也相應(yīng)變大，與缺口組合模型相似。,2.2 表面化學(xué),界面化學(xué),討論物體表面上會(huì)發(fā)生怎樣的物理化學(xué)現(xiàn)象及物體表面分子（或原子）和內(nèi)部有什么不同 一定量的物體經(jīng)高度分散后，給體系的性質(zhì)帶來怎樣的影響,凈吸力,處于界面上的分子受到一個(gè)垂直于液體表面，指向液體內(nèi)部的“合吸力”，通常稱為凈吸力。由于凈吸力存在，致使液體表面的分子有被拉入液體內(nèi)部的傾向，所以任何液體表面都有自發(fā)縮小的傾向，液體表

6、面表現(xiàn)出表面張力,表面張力,當(dāng)液滴表面積增大時(shí)，意味著液體內(nèi)部的某些分子被“拉到”表面并鋪于表面上，因而使表面積變大。當(dāng)內(nèi)部分子被拉到表面上時(shí)，需要克服內(nèi)部分子的吸引力而消耗功。,表面張力,表面張力：增加單位面積所消耗的功，N/m； 按能量守恒定律，外界所消耗的功儲(chǔ)存于表面，成為表面分子所具有的一種額外的勢(shì)能，也稱為表面能,表面張力的影響因素,物質(zhì)本性：分子間的引力和分子結(jié)構(gòu) 相界面性質(zhì)：形成界面的兩相 溫度：溫度升高，表面張力下降 壓力：表面張力隨壓力的增大而減小,彎曲界面現(xiàn)象,水平界面上下兩側(cè)的壓力相等，但彎曲界面內(nèi)外兩側(cè)的壓力不等，存在一個(gè)壓力差。 油與水在儲(chǔ)層毛細(xì)管通道中形成的彎曲界面

7、，由于油水界面的存在，使得在毛細(xì)孔道中的油因油水界面張力的存在而難以被水驅(qū)替出來。,彎曲界面現(xiàn)象,在彎曲界面處的液體分子總是受到一種附加的指向凹面內(nèi)部的收縮壓力，且在曲率中心一邊的體相壓力總是大于曲面另一邊體的壓力。,彎曲界面現(xiàn)象,若液體潤濕毛細(xì)管壁，則毛細(xì)管內(nèi)的液面呈凹面。因?yàn)榘家好嫦乱合嗟膲毫Ρ认嗤矫娴囊后w壓力低，所以液體被壓入毛細(xì)管內(nèi)，液柱上升，直至液柱靜壓力與曲界面兩側(cè)壓力差相等，達(dá)到平衡。,彎曲界面現(xiàn)象,若液體不能潤濕毛細(xì)管壁，則毛細(xì)管內(nèi)的液面呈凸面。因?yàn)橥挂好嫦乱合嗟膲毫Ρ认嗤矫娴囊后w壓力高，即液面上方氣相壓力大，所以管內(nèi)液柱下降。直至液柱靜壓力與曲界面兩側(cè)壓力差相等，達(dá)到平衡

8、。,彎曲界面現(xiàn)象,地層巖石表面一般是親水的，因此水易于驅(qū)出油。但是在儲(chǔ)油層中，巖石表面由于吸附了原油中某些表面油性物質(zhì)而變成親油性，因此用水較大效率地驅(qū)出儲(chǔ)油層中的油則較為困難。,潤濕和潤濕角,熱力學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為，潤濕就是在恒溫恒壓下體系的表面自由焓降低就表示能潤濕，降低越多潤濕程度越好?；蛘哒f液體極易在此固體上粘附。,潤濕和潤濕角,潤濕角,固體表面的吸附作用,固體表面的3個(gè)特點(diǎn) 固體表面分子（原子）移動(dòng)困難 固體表面是不均勻的 固體表面層的組成不同于體相內(nèi)部,吸附作用（Adsorption),活性炭脫色、硅膠吸水、吸附樹脂脫酚都是常見的吸附作用,吸附作用,固體表面上的原子力場(chǎng)不飽和，有表面能，可

9、以吸附某些分子以降低表面能。 固體從溶液中吸附溶質(zhì)分子后，溶液的濃度將降低，而被吸附的分子將在固體表面上濃聚，所以吸附是界面現(xiàn)象。,吸附作用,吸附劑：活性炭、硅膠等表面積相當(dāng)大的物質(zhì)稱為吸附劑； 把被吸附劑所吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。 不同于吸收（absorption)，也不同于氣體與固體的化學(xué)反應(yīng)。,吸附作用,物理吸附和化學(xué)吸附 吸附是固體表面質(zhì)點(diǎn)和氣體分子相互作用的一種現(xiàn)象。 物理吸附：分子間力，吸附質(zhì)在固體表面的聚集； 化學(xué)吸附：實(shí)質(zhì)上是一種化學(xué)反應(yīng),物理吸附和化學(xué)吸附的區(qū)別,吸附熱,吸附是放熱的 吸附熱的大小直接反映了吸附劑和吸附分子之間作用力的大小,對(duì)高分子的吸附,線性高分子、吸附劑大多

10、用炭、溶劑大多是極性較大的有機(jī)溶劑,對(duì)高分子的吸附特點(diǎn),1）體積大，形狀可變，多點(diǎn)吸附，脫附困難； 2）多分散性，吸附時(shí)會(huì)發(fā)生分級(jí)吸附效應(yīng)； 3）分子量大，移動(dòng)慢，吸附平衡慢； 4）吸附量隨濃度升高而增大,對(duì)表面活性劑的吸附,表面活性劑在固體表面上的吸附等溫曲線通常有三種類型：L型、LS型、S型。 L型：隨著表面活性劑濃度的增加，吸附量增加，達(dá)到平衡后，濃度再增加，吸附量不再增加；,對(duì)表面活性劑的吸附,LS型：在吸附趨于平衡前，吸附曲線出現(xiàn)兩次臺(tái)階，推測(cè)這類吸附為多層吸附； S型：在低濃度下吸附等溫線是凹的，吸附量很小，當(dāng)濃度增至一定值后，吸附量急劇上升，然后減緩，最后出現(xiàn)平臺(tái)。,對(duì)電解質(zhì)的吸

11、附,離子交換吸附：離子交換劑或離子交換樹脂在電解質(zhì)溶液中吸附某種離子時(shí)，必然有等量的同電荷的離子從固體上交換出來。,表面活性劑,在許多工業(yè)部門是不可缺少的助劑，用量少、收效大。 兩個(gè)重要的性質(zhì)：一是在各種界面上的定向吸附；二是在溶液內(nèi)部能形成膠束。,表面活性劑,定向吸附是許多表面活性劑用作乳化劑、起泡劑、潤滑劑的根據(jù)； 形成膠束的性質(zhì)是表面活性劑常具有增溶作用的原因。,表面活性劑,在濃度很小時(shí)，就能大大改變?nèi)軇┑谋砻嫘再|(zhì)。 肥皂加少量到水中就能把水的表面張力降低很多 一般的無機(jī)鹽水溶液濃度較稀時(shí)，對(duì)水的表面張力幾乎不起作用，甚至使表面張力稍為升高,表面活性劑,人們把各類物質(zhì)的水溶液（濃度不大時(shí)

12、）的表面張力和濃度之間的關(guān)系歸結(jié)為三種類型。 1）表面張力在稀溶液濃度范圍內(nèi)隨濃度的增加而急劇下降，當(dāng)降至一定程度后，便下降得很慢，或不再下降；如；肥皂、洗衣粉、油酸鈉等水溶液。,表面活性劑,2）表面張力隨濃度增加而緩慢下降；如：乙醇、丁醇、乙酸等低分子量極性有機(jī)物的水溶液。 3）表面張力隨濃度增加而稍有上升。NaCl 、KNO3、NaOH等無機(jī)鹽和多羥基有機(jī)物的水溶液,表面活性劑,表面活性劑是一種在很低濃度即能大大降低溶劑（一般為水）表面張力（或液-液界面張力）、改變體系的表面狀態(tài)從而產(chǎn)生潤濕和反潤濕、乳化和破乳、分散和凝聚、起泡和消泡以及增溶等一系列作用的化學(xué)物質(zhì)。,表面活性劑,使用濃度在

13、0.01%0.1%就能使物質(zhì)的界（表）面性質(zhì)發(fā)生顯著變化的物質(zhì)稱為表面活性劑。,表面活性劑,水：72.8mN/m； 碳?xì)浠衔铮?830mN/m； 烷基磺酸鈉（C16H33SO3Na，簡(jiǎn)稱AS） 烷基苯磺酸鈉（ C12H25C6H4SO3Na，簡(jiǎn)稱ABS）,表面活性劑,水（72.8mN/m）,0.01%AS,加劑水溶液（35.2mN/m）,水（72.8mN/m）,0.01%ABS,加劑水溶液（35.5mN/m）,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),表面活性劑由性質(zhì)截然不同的兩部分組成： 一部分是與油有親和性的親油基（憎水基）； 另一部分是與水有親和性的親水基（憎油基）。,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),表面活性劑的這

14、種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使它溶于水后，親水基受到水分子的吸引，而親油基受到水分子的排斥。為了克服這種不穩(wěn)定狀態(tài)，就只有占據(jù)到溶液的表面，將親油基伸向氣相，親水基伸入水中。,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),肥皂的親水基是羧酸鈉（-COONa)；洗衣粉的（烷基苯磺酸鈉）的親水基是磺酸鈉（-SO3Na)。,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),親水基（如羧酸基等）常連接在表面活性劑分子親油基的一端或中間。也可用甘油、山梨醇、季戊四醇等多元醇的基團(tuán)做親水基。,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),親油基多來自天然動(dòng)植物油脂和合成化工原料，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)很相似，只是碳原子數(shù)和端基結(jié)構(gòu)不同。,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),親油基原子團(tuán)： 石蠟烴基 R- 烷基苯基 烷基

15、萘基,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),親油基原子團(tuán)： 全氟（或高氟代）烷基 CnFm 聚硅氧烷基,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),親油基原子團(tuán)： 馬來酸烷基酯基 烷基酮基,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),親油基原子團(tuán)： 聚氧丙烯基,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),硫酸酯基,氰基,親水基原子團(tuán)：,磺酸基,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),酰胺基,羥基,親水基原子團(tuán)：,羧基,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),磷酸基,巰基,親水基原子團(tuán)：,銨基,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),氧乙烯基,親水基原子團(tuán)：,鹵基,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),雖然表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是兩親性分子，但并不是所有的兩親性分子都是表面活性劑，只有親油部分有足夠長度的兩親性物質(zhì)才是表面活性劑,表面活性劑的

16、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),例如：脂肪酸鈉鹽系列中，碳原子數(shù)少的化合物（甲酸鈉、乙酸鈉、丙酸鈉、丁酸鈉）雖皆有親油基和親水基，有表面活性，但不起肥皂作用，不能稱之為表面活性劑,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),例如：只有當(dāng)脂肪酸的的碳原子數(shù)增加到一定程度后，脂肪酸鈉才表現(xiàn)出明顯的表面活性，具有一般肥皂的性質(zhì)。大部分天然動(dòng)植物油脂都是含有C10C18的脂肪酸酯類，這些酸如果對(duì)合一個(gè)親水基就能成為表面活性劑,表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),通常以C10C18作為親油基的研究對(duì)象。 碳原子數(shù)越多，洗滌作用越強(qiáng)，而起泡性以C12C14左右最佳。如果碳原子數(shù)過多，則將成為不溶于水的物質(zhì)，不能起到表面活性的作用。,表面活性劑的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)

17、用,表面活性劑的分類方法 1）按離子類型分類 2）按溶解性分類 3）按分子量分類 4）按用途分類,表面活性劑的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,1）按離子類型分類 是常用的分類方法 表面活性劑溶于水后，按離解或不離解分為離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑,表面活性劑的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,1）按離子類型分類 離子型表面活性劑按產(chǎn)生離子電荷的性質(zhì)又分為：陰離子、陽離子和兩性型表面活性劑,表面活性劑的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,2）按溶解性分類 按在水中的溶解性表面活性劑可分為水溶性表面活性劑和油溶性表面活性劑。,表面活性劑的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,3）按分子量分類 分子量大于10000稱為高分子表面活性劑 分子量

18、在100010000的稱為中分子表面活性劑 分子量在1001000的稱為低分子表面活性劑,表面活性劑的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,3）按分子量分類 常用的表面活性劑大都是低分子表面活性劑。中分子表面活性劑有聚醚型的，即聚氧丙烯與聚氧乙烯縮合的表面活性劑；高分子表面活性劑的表面活性并不突出，但在乳化、增溶特別是分散或絮凝性能方面有獨(dú)特之處,表面活性劑的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,4）按用途分類 按用途可分為表面張力降低劑、滲透劑、潤濕劑、乳化劑、增溶劑、分散劑、絮凝劑、起泡劑、消泡劑、殺菌劑、抗靜電劑、緩蝕劑等等,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（一）陰離子型表面活性劑 1、羧酸鹽型 2、硫酸酯鹽型 3、磺

19、酸鹽型 4、磷酸酯鹽型,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,1、羧酸鹽型 通式：(RCOO)zMez+ 代表品種：肥皂：R-COONa，R（C16C18） 油酸鉀 C17H33COOK 硬酯酸鋁 (C17H35COO)3Al,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,1、羧酸鹽型 松香酸鈉,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,2、硫酸酯鹽型 通式：R-O-SO3Me, 代表品種： 十二烷基硫酸鈉：C12H25OSO3Na，良好的乳化作用、起泡性能，常用于牙膏中,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,3、磺酸鹽型 通式：R-SO3Me, 代表品種： 烷基磺酸鈉：,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,3、磺酸鹽型 烷基磺酸鈉

20、中，R為C12C14，以C12為主，是洗衣粉的有效活性物，它在硬水中不沉淀，能耐一定的酸和堿，表面活性也好。是目前產(chǎn)量最大的一種合成洗滌劑原料。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,4、磷酸酯鹽型 主要用作抗靜電劑和乳化劑，一般使用高磷酸酯鹽 高級(jí)醇磷酸酯二鈉鹽：C16H33OPO3Na2 高級(jí)醇磷酸雙酯鈉鹽：(C12H25O)2PO2Na,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（二）陽離子型表面活性劑 表面活性劑分子在水中電離后，起活性作用的表面活性離子主體帶正電。 它們都是含氮有機(jī)化合物，常用的是季胺鹽。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（二）陽離子型表面活性劑 這類表面活性劑洗滌性能差，但殺菌能力

21、強(qiáng)，可用于外科手術(shù)器械的消毒和油田注水驅(qū)油時(shí)的殺菌。 有良好的抗靜電性、是良好的染色助劑、及瀝青和硅油等的乳化劑。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（二）陽離子型表面活性劑,十六烷基三甲基氯化銨,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（二）陽離子型表面活性劑,十二烷基二甲基苯亞甲基溴化銨,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（二）陽離子型表面活性劑,十六烷基溴化吡啶,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（三）兩性離子型表面活性劑 兩性離子型表面活性劑是由帶正、負(fù)電荷活性基團(tuán)組成的表面活性劑。 這種表面活性劑溶于水后顯示出極為重要的性質(zhì)。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（三）兩性離子型表面活性劑 當(dāng)水溶液偏

22、堿性時(shí)，它顯示出陰離子活性劑的特征；當(dāng)水溶液偏酸性時(shí)，它顯示出陽離子表面活性劑的特性。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（三）兩性離子型表面活性劑 如果將等量的陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑混合，由于它們的相互作用可能使它們各自的性能相互抵消。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（三）兩性離子型表面活性劑 兩性表面活性劑能靈活自如地顯示出兩種不同離子活性基團(tuán)的特性。 有些兩性離子型表面活性劑在硬水中能很好地溶解。有殺菌作用，對(duì)人體的毒性和刺激性較小。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（三）兩性離子型表面活性劑 氨基酸型 C12H25NHCH2CH2COONa,十二烷基氨基丙酸鈉,各類表面活性

23、劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（三）兩性離子型表面活性劑 甜菜堿型,十八烷二甲基甜菜堿,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（四）非離子型表面活性劑 非離子型表面活性劑在產(chǎn)量和品種上僅次于陰離子型表面活性劑。 具有良好的洗滌能力、乳化性、增溶性及較低的泡沫。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（四）非離子型表面活性劑 非離子型表面活性劑在水溶液中不是離子狀態(tài)，所以穩(wěn)定性較高，不易受強(qiáng)電解質(zhì)無機(jī)鹽類的影響，也不易受酸、堿的影響；,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（四）非離子型表面活性劑 與其他類型表面活性劑的相容性好；在水及有機(jī)溶劑中皆有較好的溶解性能（視結(jié)構(gòu)不同而有所差別）。由于它在溶液中不電離，故在一般固體

24、表面上不發(fā)生強(qiáng)烈吸附。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（四）非離子型表面活性劑 這類表面活性劑雖然在水中不電離，但有親水基。極性基部分大多由聚氧乙烯基構(gòu)成，所含氧乙烯基的數(shù)目決定它的親水性能。 氧乙烯基-CH2CH2O-、醚基-O-、 羥基-OH 酰胺基-CONH2,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（四）非離子型表面活性劑 非離子型表面活性劑包括兩大類： 聚乙二醇型（聚氧乙烯型）； 多元醇型,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,聚乙二醇型表面活性劑 親水基由聚乙二醇基組成。 氧化乙烯能與親油基的活潑氫原子結(jié)合，并可以按需要結(jié)合成任意長度。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,聚乙二醇型表面活性劑 當(dāng)

25、大量氧乙烯基結(jié)合在親油基上時(shí)，整個(gè)分子就變成水溶性的，結(jié)合的氧乙烯基越長水溶性就越好。如果適當(dāng)控制氧乙烯基長度，就可以制成油溶性到水溶性的各種非離子型表面活性劑。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,這類表面活性劑在無水狀態(tài)時(shí)是鋸齒形的長鏈分子，但溶于水后則成為曲折形，親水性的氧原子被水分子拉出來處于鏈的外側(cè)，親油性的烴基處于鏈的里面，因而鏈的周圍就變得容易與水結(jié)合，總體來看，好像是親水性基團(tuán)，顯示相當(dāng)大的親水性。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,1）平平加型表面活性劑 平平加，商品名； 化學(xué)名稱：脂肪醇聚氧乙烯醚，也叫聚氧乙烯烷基醇醚，R-O-(CH2CH2O)n-H R：818；n：145,各

26、類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,2）OP型表面活性劑 烷基苯酚聚氧乙烯醚，也叫聚氧乙烯烷基苯酚醚；,R：812，n：115,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,3）P型表面活性劑 苯酚與環(huán)氧乙烷的加成產(chǎn)物；,n：140，P-n,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,4）Pluronic型表面活性劑 聚丙二醇和環(huán)氧乙烷的加成產(chǎn)物，也稱為聚醚型非離子表面活性劑；,n：140，P-n,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,5）脂肪酸-聚氧乙烯型表面活性劑 R-COO-(CH2CH2O)n-H,R：12-18,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,6）脂肪酰胺-聚氧乙烯,R：1218,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,多元醇型

27、 這類表面活性劑的親水基主要是羥基，但也有混合型的，即在多元醇的某個(gè)羥基上再接上一個(gè)聚氧乙烯鏈。它們主要是脂肪酸與多羥基作用而生成的酯。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,多元醇型 1）司潘型（Span) 由山犁醇酐和各種脂肪酸形成的酯。 Span-20，失水山犁（山犁醇酐）和月桂酸生成的酯；Span-40，失水山犁與棕櫚酸生成的酯。油溶性！,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,多元醇型 2）吐溫型（Tween) 司潘型表面活性劑不溶于水。如欲使其水溶，可在未酯化的羥基上接聚氧乙烯，從而生成相應(yīng)的吐溫型表面活性劑。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,多元醇型,失水山犁醇油酸酯，Span-80,各類表面

28、活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,多元醇型,吐溫-80,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（五）高分子表面活性劑 分子量在數(shù)千到1萬以上并具有表面活性的物質(zhì)。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（五）高分子表面活性劑的特征 1）降低表面張力的能力小，多數(shù)不能形成膠束 2）分子量高，滲透能力弱 3）起泡力差，但所形成的泡沫穩(wěn)定 4）乳化力好 5）分散力或凝聚力優(yōu)良，低毒,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（六）氟表面活性劑的特征 表面活性劑的碳?xì)滏溨袣湓尤炕虿糠直环尤〈?各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（六）氟表面活性劑的特征 這類表面活性劑的特點(diǎn)： 1）活性大，親油性強(qiáng)； 2）憎水也憎油。,各類表面活

29、性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,（七）有機(jī)硅表面活性劑 一種新型的特殊表面活性劑，親油基部分中碳?xì)滏湵缓柰?、硅亞甲基或含硅氧烷鏈取代。這類表面活性劑憎水性較強(qiáng)。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,二、表面活性劑的親水親油平衡 Hydrophile and lipophile balance,HLB值 非離子型表面活性劑的HLB值：120 陰離子和陽離子型表面活性劑的HLB值： 140,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,二、表面活性劑的親水親油平衡 HLB值反映的是表面活性劑分子中兩種結(jié)構(gòu)基的大小和力量平衡后的相互關(guān)系。 是表面活性劑親水能力與親油能力的比值，其值越小，表面活性越親油。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)

30、特點(diǎn)和應(yīng)用,二、表面活性劑的親水親油平衡 HLB值反映的是表面活性劑分子中兩種結(jié)構(gòu)基的大小和力量平衡后的相互關(guān)系。 是表面活性劑親水能力與親油能力的比值，其值越小，表面活性越親油。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,二、表面活性劑的親水親油平衡 HLB值均以石蠟的HLB=0、油酸的HLB=1、油酸鉀的HLB=20、十二烷基硫酸鈉的HLB=40作為標(biāo)準(zhǔn)。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,三、表面活性劑的溶度 離子型表面活性劑的溶度隨溫度的升高而增大； 非離子型表面活性劑的溶度隨溫度的升高而減??；,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,四、表面活性劑的吸附和臨界膠束濃度 表面活性劑的兩個(gè)重要性質(zhì)： 在界面

31、的定向吸附、在溶液內(nèi)部形成膠束,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,四、表面活性劑的吸附和臨界膠束濃度 表面活性劑的界面定向吸附 當(dāng)表面活性劑溶液的濃度達(dá)到一定值后，表面活性劑分子之間相互結(jié)合形成多聚體的膠束。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,四、表面活性劑的吸附和臨界膠束濃度 表面活性劑在溶液中開始明顯生成膠束時(shí)的溶液濃度稱為臨界膠束濃度。 膠束表面是親水基，它們沒有表面活性。膠束內(nèi)部是碳?xì)滏溄M成的親油基團(tuán)的結(jié)合，有溶解溶于水的有機(jī)物的能力。,各類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用,表面活性劑的幾種重要作用 1）增溶作用：非極性碳?xì)浠衔镌诒砻婊钚詣┲腥芏仍龃蟮默F(xiàn)象； 2）乳化作用：吸附于油水界面，使油

32、水界面張力變?。?3）起泡作用：易使泡沫產(chǎn)生，并使泡沫穩(wěn)定 4）潤濕作用：使固體表面的潤濕性向相反方面轉(zhuǎn)化,高分子化學(xué),由眾多原子或原子團(tuán)主要以共價(jià)鍵結(jié)合而成的相對(duì)分子量在1萬以上的化合物。 五大特點(diǎn)：相對(duì)分子量大，組成簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)有規(guī)律，分子形態(tài)多樣，具有平均相對(duì)分子質(zhì)量及多分散性，物性不同于低分子同系物。,高分子化學(xué),分子量 聚合反應(yīng) 分類,高分子溶液,高分子較大，在水溶認(rèn)中屬于膠體的范疇。 高分子的溶解過程：首先是溶劑進(jìn)入高分子內(nèi)部使高分子發(fā)生膨脹，這一過程叫溶脹； 隨著溶劑分子的大量進(jìn)入，高分子鏈逐漸被分離而擴(kuò)散到溶劑中去。 只有線型高分子才能溶解，但有的線型高分子只能溶脹而不溶解，大多

33、數(shù)體型高分子既不溶脹也不溶解。,高分子溶液,高分子溶液的粘度 高分子的水溶液有較高的粘度，因?yàn)楦叻肿拥姆肿芋w積較大，親液基團(tuán)的溶劑化作用以及高分子鏈間的相互纏結(jié)，所以高分子的水溶液的粘度隨高分子濃度的增加而急劇增高。,高分子溶液,高分子溶液的粘度 高分子的水溶液有較高的粘度，因?yàn)楦叻肿拥姆肿芋w積較大，親液基團(tuán)的溶劑化作用以及高分子鏈間的相互纏結(jié)，所以高分子的水溶液的粘度隨高分子濃度的增加而急劇增高。,乳狀液,乳狀液(emulsion)，一種多相分散體系，是一種液體以極小的液滴形式分散在另一種與其不相混溶的液體中所構(gòu)成的，分散相料子直徑一般在0.110m之間。是熱力學(xué)不穩(wěn)定的多相體系。有的屬于粗

34、分散體系，用肉眼可以觀察到其中的分散相粒子。 在界面電性質(zhì)和聚結(jié)不穩(wěn)定性等方面與膠體分散體系極為相似。,乳狀液,在乳狀液中，一切不溶于水的有機(jī)液體統(tǒng)稱為“油”。 乳狀液分為兩大類： 1）油/水型（O/W）型； 2）水/油（W/O）型,油包水乳狀液,乳狀液,當(dāng)液體分散成許多小液滴后，體系內(nèi)兩液相間的界面積增大，界面自由能增高，體系成為熱力學(xué)不穩(wěn)定的，有自發(fā)地趨向于自由能降低的傾向，即小液滴相互碰撞聚結(jié)成大液滴，直至變?yōu)閮上唷?為得到穩(wěn)定乳狀液，必須設(shè)法降低分子分散體系的界面自由能，不讓液滴相互碰撞聚結(jié)，為此主要是加入一些表面活性劑，即乳化劑。,乳狀液的制備和物理性質(zhì),一、混合方式 機(jī)械攪拌：高速

35、螺旋槳攪拌器 膠體磨：在磨盤間切力的作用下使待分散物料分散為極細(xì)的液滴 超聲波乳化器：用超聲波破碎待分散的液體,乳狀液的制備和物理性質(zhì),二、乳化劑的加入方式 1、轉(zhuǎn)相乳化法 2、瞬間成皂法 3、自然乳化法 4、界面復(fù)合生成法 5、輪流加液法,乳狀液的制備和物理性質(zhì),1、轉(zhuǎn)相乳化法 將乳化劑先溶于油中，在劇烈攪拌下慢慢加水，加入的水開始以細(xì)小的液滴分散在油中，形成W/O乳狀液。再繼續(xù)加水，隨著水量增多，乳狀液變稠，最后轉(zhuǎn)相變成O/W乳狀液。,乳狀液的制備和物理性質(zhì),2、瞬間皂化法 將脂肪酸加入油相，堿加入水相，兩相混合，即可在界面上瞬間生成可作乳化劑的脂肪酸鹽。,乳狀液的制備和物理性質(zhì),3、自然

36、乳化法 將乳化劑加入油中，制成乳油溶液，使用時(shí)，把乳油直接倒入水中，并稍加攪拌，就形成O/W乳狀液。,乳狀液的制備和物理性質(zhì),4、界面復(fù)合物生成法 在油相中加入一種乳化劑，在水相中溶入另一種乳化劑。當(dāng)水和油相混并劇烈攪拌時(shí)，兩種乳化劑在界面上形成穩(wěn)定的復(fù)合物。,乳狀液的制備和物理性質(zhì),5、輪流加液法 將水和油輪流加入乳化劑中，每次少量加入，開成O/W型或W/O型乳狀液。,乳狀液的制備和物理性質(zhì),三、影響分散度的因素 1、分散方法：分散方法不同，液滴大小不同； 2、分散時(shí)間：隨著分散時(shí)間的延長，液滴變小 3、乳狀液的濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，增加乳化劑濃度對(duì)分散有利，過此濃度并無益處。 間歇振蕩,

37、乳狀液的制備和物理性質(zhì),四、乳液的物理性質(zhì) 1、液滴的大小和外觀 2、光學(xué)性質(zhì) 3、粘度 4、電導(dǎo),乳狀液的制備和物理性質(zhì),1、液滴的大小和外觀,乳狀液的制備和物理性質(zhì),2、光學(xué)性質(zhì) 乳狀液一般是不透明的，呈乳白色。,乳狀液的制備和物理性質(zhì),3、粘度 外相粘度、內(nèi)相粘度、內(nèi)相的體積濃度、乳化劑的性質(zhì)、液滴大小都影響乳狀液的粘度 乳化劑往往會(huì)大大增加乳狀液的粘度，這主要是因?yàn)槿榛瘎┛赡苓M(jìn)入油相形成凝膠，或是水相中的乳化劑膠束增溶了油等。,乳狀液的制備和物理性質(zhì),4、電導(dǎo) 乳狀液的導(dǎo)電性能決定于外相，故O/W型乳狀液的電導(dǎo)率遠(yuǎn)大于W/O型乳狀液，這可以作為鑒別乳狀液類型及型變的依據(jù)。,乳狀液類型的

38、鑒別和影響類型的因素,一、乳狀液類別的鑒別 1、稀釋法 將數(shù)滴乳狀液滴入蒸餾水中，若在水中立即散開則為O/W型乳狀液，否則為W/O型乳狀液。,乳狀液類型的鑒別和影響類型的因素,一、乳狀液類別的鑒別 2、染色法 往乳狀液中加數(shù)滴水溶性染料（如亞甲藍(lán)溶液），若被染成均勻的藍(lán)色，則為O/W型乳狀液，如內(nèi)相被染色藍(lán)色（可在顯微鏡下觀察），則為W/O型乳狀液,乳狀液類型的鑒別和影響類型的因素,一、乳狀液類別的鑒別 3、導(dǎo)電法 O/W型乳狀液的導(dǎo)電性好，W/O型乳狀液差。,乳狀液類型的鑒別和影響類型的因素,二、決定和影響乳狀液類型的因素 1、相體積 立體幾何分析認(rèn)為，相體積分?jǐn)?shù)在0.260.74之間時(shí)，W

39、/O和O/W型乳狀液均可形成，在0.74以上或0.26以下，則只能得到一種類型的乳狀液。,乳狀液類型的鑒別和影響類型的因素,二、決定和影響乳狀液類型的因素 2、幾何因素 乳化劑在油水界面吸附并緊密排列時(shí)，其親水基和疏水基體積相差很大時(shí)，則大的一端親和的液相將構(gòu)成乳狀液的外相，另一相構(gòu)成內(nèi)相。,乳狀液類型的鑒別和影響類型的因素,二、決定和影響乳狀液類型的因素 3、液滴聚結(jié)速度 將油、水、乳化劑共存的體系進(jìn)行攪拌時(shí)，乳化劑吸附于油水界面，形成的油滴、水滴都有自發(fā)聚結(jié)減小表面能的趨勢(shì)。在界面吸附層中的乳化劑，其親水基有抑制油滴聚結(jié)的作用，親油基則阻礙水滴聚結(jié)。因此，與乳化劑親水基或親油占優(yōu)勢(shì)一側(cè)親和

40、的液相將構(gòu)成乳狀液的外相。如乳化劑親油性占優(yōu)勢(shì)則形成W/O型乳狀液。,乳狀液類型的鑒別和影響類型的因素,二、決定和影響乳狀液類型的因素 4、乳化劑的溶解度 在形成乳狀液的油和水兩相中，乳化劑溶解度大的一相構(gòu)成乳狀液的外相，形成相應(yīng)類型的乳狀液。,乳狀液類型的鑒別和影響類型的因素,二、決定和影響乳狀液類型的因素 4、乳化劑的溶解度 在油水界面定向吸附的乳化劑，疏水基與油相和親水基與水相可看作各形成一界面，界面張力大的一側(cè)力圖減小界面面積，收縮成乳狀液內(nèi)相液滴，另一相則為外相。,影響乳狀液穩(wěn)定性的因素,一、乳狀液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系 二、油水間界面的形成 油水體系中加入表面活性劑，降低界面張力，在界

41、面上開成界面膜。表面活性劑濃度增高時(shí)，膜的強(qiáng)度較好，乳狀液的穩(wěn)定性也較好。 離子型表面活性劑吸附量的增加，使界面電荷增加，使液滴間的排斥力增大。,影響乳狀液穩(wěn)定性的因素,三、界面電荷 乳狀液中液滴帶電，故液滴接近時(shí)能相互排斥，從而防止它們合并，提高了乳狀液的穩(wěn)定性。 乳狀液的帶電性質(zhì)，亦可用擴(kuò)散雙電層理論解釋。,影響乳狀液穩(wěn)定性的因素,四、乳狀液的粘度 增加乳狀液外相粘度，可減少液滴的擴(kuò)散系數(shù)，并導(dǎo)致碰撞頻率與聚結(jié)速率降低，有利于乳狀液穩(wěn)定。濃乳狀液較稀乳狀液穩(wěn)定。,影響乳狀液穩(wěn)定性的因素,五、液滴大小及其分布 乳狀液液滴尺寸范圍越窄越穩(wěn)定。當(dāng)平均粒子直徑相同時(shí)，單分散的乳狀液比多分散的穩(wěn)定。

42、,影響乳狀液穩(wěn)定性的因素,六、分末乳化劑的穩(wěn)定作用 許多固體粉末也是良好的乳化劑。 在油水體系中加入易為水所潤濕的粉末，如SiO2、氫氧化鐵等，易形成O/W型乳狀液； 而炭黑、煤煙、松香等易被油潤濕的粉末易形成W/O型乳狀液。,乳化劑的分類與選擇,乳化劑： 1、合成表面活性劑 2、高聚物乳化劑 3、天然產(chǎn)物 4、固體粉末,乳化劑的分類與選擇,1、合成表面活性劑 陰離子表面活性劑應(yīng)用普遍；非離子表面活性劑不怕硬水、不受介質(zhì)pH限制等 2、高聚物乳化劑 聚乙烯醇、竣甲基纖維素鈉鹽、聚醚型非離子表面活性物質(zhì)等。雖然降低界面張力不多，但能改善界面膜的機(jī)械性質(zhì)，提高乳狀液的穩(wěn)定性。,乳化劑的分類與選擇,

43、3、天然產(chǎn)物 磷酸脂、植物膠（阿拉伯膠）、明膠等，可作為O/W型乳狀液的乳化劑； 羊毛脂和固醇類，可作為W/O型乳狀液的乳化劑。 天然乳化劑的乳化能力較差，價(jià)格較高。 4、固體粉末 粘土、二氧化硅、金屬氫氧化物等,乳化劑的分類與選擇,二、乳化劑的選擇 1、選擇乳化劑的一般原則 1）在乳狀液外相中有良好的溶解能力； 2）在油水界面上能形成穩(wěn)定的和緊密排列的凝聚膜； 3）水溶性和油溶性乳化劑的混合使用有更好的乳化效果；,乳化劑的分類與選擇,1、選擇乳化劑的一般原則 4）能適當(dāng)增大外相粘度，減小液滴的聚集速度； 5）滿足特殊要求。食品、藥物等 6）用最小的濃度和最低的成本達(dá)到乳化效果。,乳化劑的分類

44、與選擇,2、選擇乳化劑常用的方法 1）HLB法 適用于各類表面活性劑，但未涉及溫度、油、水體積比等因素的影響； 2）PIT法 只適用于非離子表面活性劑,乳化劑的分類與選擇,1）HLB法 原則：乳化體系所需的HLB值與乳化劑的HLB值盡可能一致。,乳化各種油所需乳化劑的HLB值,乳化各種油所需乳化劑的HLB值,乳化各種油所需乳化劑的HLB值,乳化劑的分類與選擇,1）HLB法 確定被乳化體系所需之HLB值的方法。 乳化效率、鐘形曲線 最佳混合乳化劑的選擇,乳化劑的分類與選擇,2）PIT法 非離子型乳化劑：在低溫時(shí)，親水性，形成O/W型乳狀液；高溫時(shí)，親油的，形成W/O型乳狀液，它們的親水親油性質(zhì)隨

45、溫度而變。 在轉(zhuǎn)相溫度下（PIT），乳化劑的親水親油性質(zhì)恰好平衡。,乳化劑的分類與選擇,2）PIT法 研究表明，表面活性劑的親水鏈越長，PIT越高。也稱為親水樣油平衡溫度，THLB。 對(duì)于給定的體系，其THLB與HLB值（NHLB）存在線性關(guān)系 THLB=K油（ NHLB-N油）,乳化劑的分類與選擇,2）PIT法 分子的親水性越高，需要較高的溫度方能降低分子的水化度，則THLB值就高。 THLB值與油相的性質(zhì)也有關(guān)，隨油相的極性降低而增高。,乳化劑的分類與選擇,2）PIT法 對(duì)于O/W型乳狀液，合適的乳化劑的THLB應(yīng)比乳狀液保存溫度高2060； 對(duì)于W/O型乳狀液，則應(yīng)選用THLB低于乳狀液

46、保存溫度1040的乳化劑。,乳化劑的分類與選擇,2）PIT法 由一種非離子型乳化劑、兩種油及水組成的四元體系乳狀液的THLB THLB=TAHLBA+ TBHLBB,乳化劑的分類與選擇,2）PIT法 對(duì)于由兩種非離子型乳化劑、油及水組成四元體系的THLB THLB=T1HLBW1+ T2HLBW2,乳化劑的分類與選擇,2）PIT法 應(yīng)用PIT法選擇非離子表面活性劑用做乳化劑的方法是：取等量的油相和水相，加入3%5%的表面活性劑不斷振蕩，制備乳狀液。在加熱條件下，觀察乳狀液由O/W型轉(zhuǎn)變成W/O時(shí)的溫度，此溫度即為PIT。,乳化劑的分類與選擇,2）PIT法 對(duì)于指定的油相，在實(shí)際制備乳狀液時(shí)，若

47、欲得O/W型乳狀液應(yīng)選擇PIT比乳狀液保存溫度市2060的表面活性劑乳化劑；欲得W/O型乳狀液，則選擇PIT比保存溫度低1040的表面活性劑。,乳狀液的變型和破乳,變型也叫反相,乳狀液的變型和破乳,（a）乳狀液為膽甾醇和十六烷基硫酸鈉所成的混合膜所穩(wěn)定，表面的負(fù)電荷使乳狀液更加穩(wěn)定； （b）表面電荷被高價(jià)離子中和，界面膜的重新排列導(dǎo)致形成不規(guī)整的水滴； （c）油滴聚結(jié)成連續(xù)相，完成變型過程。,影響乳狀液變型的因素,1、乳化劑的類型 在鈉皂穩(wěn)定的O/W型乳狀液中加入鈣、鎂或鋇等2價(jià)正離子，便能使乳狀液變型成W/O型乳狀液。 2、相體積比 由球形液滴的密堆積觀點(diǎn)，在某些體系中當(dāng)內(nèi)相體積在74%以下

48、時(shí)體系是穩(wěn)定的，當(dāng)內(nèi)相體積超過74%時(shí)，則內(nèi)相變成外相，乳狀液變型。,影響乳狀液變型的因素,3、溫度 由相當(dāng)多的脂肪酸和脂肪酸鈉的混合膜所穩(wěn)定的W/O乳狀液升溫后，會(huì)加速脂肪酸向油相擴(kuò)散，使膜中脂肪酸減少，因而易變成由鈉皂穩(wěn)定的O/W型乳狀液。 由皂作乳化劑的苯/水乳狀液，在較高溫度下是O/W型乳狀液，降低溫度可得W/O型乳狀液。,影響乳狀液變型的因素,3、溫度 發(fā)生變型的溫度與乳化劑濃度有關(guān)。濃度低時(shí)，變型溫度隨濃度增加變化很大，當(dāng)濃度達(dá)到一定值后，變型溫度不再改變。這種現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上涉及了乳化劑分子的水化程度。,影響乳狀液變型的因素,4、電解質(zhì) 在用油酸鈉乳化的苯/水乳狀液中加入適量NaCl后

49、變?yōu)樗?苯乳狀液，這是由于加入電解質(zhì)后減少了分散相粒子上的電勢(shì)，使表面活性劑離子和反離子之間的相互作用增強(qiáng)，降低了親水性，有利于變成W/O型乳狀液。,影響乳狀液變型的因素,4、電解質(zhì) 在上述實(shí)驗(yàn)中加入電解質(zhì)時(shí)，在水相和油相都有部分皂以固體狀態(tài)析出，析出量小于20%時(shí)乳狀液不發(fā)生變型，析出量大于20%時(shí)才發(fā)生型變。 將水相和油相中析出的皂過濾掉，得到苯/水乳狀液，說明在電解質(zhì)作用下固體皂析出，而且只有在固體皂參加入才能形成水/苯乳狀液。,乳狀液的破壞,乳狀液穩(wěn)定的主要因素是：具有足夠機(jī)械強(qiáng)度的保護(hù)膜。只有能使保護(hù)膜減弱的因素，原則上都有利于破壞乳狀液。,常用的破乳方法,1、化學(xué)法 在乳狀液中加入

50、反型乳化劑，反型乳化劑即是破乳劑。 用鈉皂穩(wěn)定的O/W型乳狀液中加入少量CaCl2，可使原來的乳狀液破壞。 用金屬鈉穩(wěn)定的乳狀液中加酸亦可破乳。這是因?yàn)樗傻闹舅岬娜榛芰h(yuǎn)小于皂類。此法常稱為酸化破乳法。,常用的破乳方法,1、化學(xué)法 在稀乳狀液中加入電解質(zhì)能降低其電位，并減少乳化劑在水相中的水化度，亦能促使乳狀液破壞。,常用的破乳方法,2、頂替法 在乳狀液中加入表面活性大的物質(zhì)，它們能吸附到油-水界面上，將原來的乳化劑頂走。它們本身由于碳?xì)滏溙?，不能形成?jiān)固的膜，導(dǎo)致破乳。常用的頂替劑有戊醇、辛醇、乙醚等。,常用的破乳方法,3、電破乳法 此法常用于W/O型乳狀液的破乳。由于油的電阻率很

51、大，工業(yè)上常用高壓交流電破乳。作用：極性的乳化劑分子在電場(chǎng)中隨電場(chǎng)轉(zhuǎn)向，削弱保護(hù)膜的強(qiáng)度；水滴極化（偶極分子的定向極化）后，水滴相互吸引，聚集成大水滴。,常用的破乳方法,4、加熱法 升溫一方面可以增加乳化劑的溶解度，降低它在界面上的吸附量，削弱了保護(hù)膜；另一方面，升溫可以降低外相的粘度，從而有利于增加液滴相碰的機(jī)會(huì)。,常用的破乳方法,5、機(jī)械法 離心分離、泡沫分離、蒸餾和過濾等。 通常先將乳狀液加熱再經(jīng)離心分離或過濾。過濾時(shí)，一般是在加壓下將乳狀液通過吸附劑（干草、木屑、活性炭等）或多孔過濾器（微孔塑料、素?zé)沾桑?，由于油和水?duì)固體的潤濕性不同，或是吸附劑吸附了乳化劑等，都可以使乳狀液破乳。,

52、常用的破乳方法,5、機(jī)械法 泡沫分離是利用起泡的方法，使分散的油滴附在泡沫上面而被帶到水面并分離之，此法通常適用于O/W型乳狀液的破乳。,原油W/O型乳狀液破乳,原油是W/O型乳狀液，它是借助皂、膠質(zhì)等表面活性物質(zhì)而穩(wěn)定的。同時(shí)，瀝青質(zhì)粒子和微晶石蠟等固體粉末也有乳化作用，且是W/O型乳化劑。能使原油破乳的物質(zhì)具有以下特點(diǎn)： 能將原來的乳化劑從液滴界面上頂替出來，而自身又不能形成牢固的保護(hù)膜；,原油W/O型乳狀液破乳,能使原油破乳的物質(zhì)具有以下特點(diǎn)： 能使原來作為乳化劑的固體粉末（如瀝青質(zhì)粒子或微晶石蠟）完全被原油或原油中的水潤濕，使固體粉末脫離界面進(jìn)入潤濕它的那一相，從而破壞保護(hù)層； 破乳的

53、物質(zhì)是一種O/W型乳化劑。目前常用的是聚醚型表活性劑-聚氧乙烯-聚氧丙烯的嵌段共聚物。,原油W/O型乳狀液破乳,國內(nèi)常用的破乳劑：SP-169。 它們能強(qiáng)烈地吸附在油-水界面上，頂替原來存在的保護(hù)膜，使保護(hù)作用減弱，有利于破乳。表面活性劑分子鏈上聚氧乙烯基團(tuán)較多，而且用于破乳的量不多，故在界面上吸附的分子大致是平躺著的，分子間的引力不大，界面膜厚度較薄、強(qiáng)度差，因而易于破乳。,微乳狀液,乳狀液顆粒大小常在0.120m之間，在普通光學(xué)顯微鏡下可觀測(cè)到。從外觀上看，除極少數(shù)分散相和分散介質(zhì)折光指數(shù)相同的情況外，一般都是乳白色、不透明的體系，故稱之為“宏乳狀液”,微乳狀液,這種由水、油、表面活性劑和

54、助活性劑（如醇類）等四組分以適當(dāng)?shù)谋壤园l(fā)形成的透明或半透明的穩(wěn)定體系，稱之為微乳狀液，此種乳狀液的分散相顆粒很小，在0.010.20m,微乳狀液,三次采油，微乳狀液驅(qū)油 常見的微乳狀液的配方：原油-石油磺酸鈉-低碳醇（丙醇、丁醇、戊醇）-水。,微乳狀液的微觀結(jié)構(gòu),微乳狀液也有3個(gè)結(jié)構(gòu)類型，即O/W、W/O與雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)。,微乳狀液的微觀結(jié)構(gòu),雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)是經(jīng)理論與實(shí)驗(yàn)證實(shí)了的。在其結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，任何一部分油形成的油珠鏈網(wǎng)組成油連續(xù)相。同樣，體系中的水也形成水珠鏈網(wǎng)連續(xù)相。油珠鏈網(wǎng)與水珠鏈網(wǎng)相互貫穿與纏繞，形成油、水雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)，它具有O/W和W/O兩種結(jié)構(gòu)的綜合特性。,助表面活性劑的作用,1、降低界面張力 對(duì)單一表面活性劑而言，當(dāng)其濃度增至CMC后，其界面張力不再降低，而加入一定濃度的助表面活性劑（通常為中等鏈長的醇），則能使界面張力進(jìn)一步降低。,助表面活性劑的作用,2、增加界面膜流動(dòng)性 加入助表面活性劑可增加界面膜的柔性，使界面更易流動(dòng)，使微乳狀液更容易生成。 3、調(diào)節(jié)表面活性劑的HLB值 微調(diào)表面活性劑HLB值，使之更適合微乳狀液的形成。,