【正文】 疏水基在表面活性劑分子中的質(zhì)量百分數(shù) ， 而 (1— S/A)是親水基在表面活性劑分子中的質(zhì)量百分數(shù) 。 這是由于親水基種類繁多 、 親水性大小不同等所致 。 ? HLB值＝ 7+∑(親水基基團數(shù) )十 ∑(親油基的基團數(shù) ) （ 式 35） 表面活性劑的物化性質(zhì) ? 某些表面活性劑 HLB值的計算 ?(2)離子型表面活性劑 表面活性劑的物化性質(zhì) ? 某些表面活性劑 HLB值的計算 ? (2)離子型表面活性劑 ? 太古油 HLB值＝ 7十 (11十 )十 17 (— 0． 475)＝ ? 只要對表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)熱悉 ， 就可以很方便地利用上述給出的公式計算出 HLB值 。 表面活性劑的物化性質(zhì) ? 某些表面活性劑 HLB值的計算 ? （ 3） 混合表面活性劑 ? 例 20％ 石蠟與 80％ 芳烴礦物油組成的混合物乳化所需的 HLB 值為 11 ． 6 。 此混合體系的 HLB值＝ 63％ 十 37％ ＝ 、適于乳化上述混合油 。 表面活性劑的應(yīng)用性能 ?表面活性劑開始形成膠束的濃度為 臨界膠束濃度，簡稱 CMC。直至達到 CMC時，表面活性劑已在溶液的界面上排列成單分子膜，此時表面張力降至最低點。因此 CMC是反映表面活性劑性能的一個重要指標。 ? 潤濕作用 ?廣義而言，潤濕是固體表面的一種流體被另一種流體所取代的過程。 ? 潤濕一般分為三類：接觸潤濕 —— 沾濕，浸入潤濕 —— 浸濕；鋪展?jié)櫇?—— 鋪展。 ? 潤濕作用 ?(1) 沾濕 指液體與固體接觸，變液 /氣界面和固 /氣界面為固 /液界面的過程。 ?Wa=γ固／氣 +γ液／氣 — γ固／液 。 ? 潤濕作用 ?(2) 浸濕 指固相浸入液體中的過程，即固 /氣界面為固 /液界面所代替的過程。 ?Wi=γ固／氣 — γ固／液 。 ? 潤濕作用 ? (3) 鋪展 指液體在固體表面的擴展過程，即固 /氣界面為固 /液界面所代替的過程。 ? S＝ γ固／氣 — （ γ固／液 +γ液／氣 ）。 ? 潤濕作用 ? 從以上討論可知 ， 三種潤濕發(fā)生的條件為： ? 沾濕 Wa=γ固 /氣 +γ液／氣 — γ固 /液 ≥0 ? 浸濕 Wi=γ固 /氣 — γ固 /液 ≥0 (式 37) ? 鋪展 S＝ γ固 /氣 — （ γ固 /液 +γ液 /氣 ） ≥0 ? 對同一體系， Wa＞ Wi＞ S。若液體能在固體上鋪展，則必能沾濕與浸濕，亦即鋪展是潤濕的最高標準。 ? 潤濕作用 ? 如圖 34所示 。 其中 ， (a)為完全潤濕 ， (b)為部分潤濕 ， (c)為基本不潤濕 ， (d)為完全不潤濕 。 它主要起兩方面的作用 。 這種帶有吸附層的固體表面裸露的是碳氫基團 ， 具有低能表面特性 ， 從而有效地改變了原固體表面的潤濕性能 ， 達到其實用的目的 。 它主要起兩方面的作用 。 為了改善其潤濕性質(zhì) ， 常在水中加入一些表面活性劑來降低其表面張力 ， 以使水能很好地潤濕固體表面 。作為潤濕劑的表面活性劑應(yīng)具有強的降低液體表面張力的能力 。 但溫度升高時 ， 短鏈表面活性劑的潤濕性能不如長鏈的好 。 而低溫時 ， 長鏈的不如短鏈的好 。 影響潤濕作用的因素 (2) 濃度 一般 ， 在低于表面活性劑的 CMC情況下 ， 潤濕時間的對數(shù)與濃度的對數(shù)呈線性關(guān)系 ， 濃度提高 ， 潤濕性能好 。 當(dāng)濃度高于 CMC時 ， 不再呈線性關(guān)系 。 作為潤濕劑使用的表面活性劑濃度不宜過高 ， 一般略高于 CMC即可 。 對于相同親水基的表面活性劑 ， 隨碳鏈增長 ， 它的 HLB值下降 。 親水基 一般情況下 ， 親水基在分子中間者的潤濕性能比在末端的好 。 無論是工業(yè)上，還是日常生活中，乳狀液都有廣泛的應(yīng)用。油漆、涂料工業(yè)的乳膠，化妝品工業(yè)的膏、霜，機械工業(yè)用的高速切削冷卻潤滑液，油井噴出的原油，農(nóng)業(yè)上殺蟲用的噴灑藥液，印染業(yè)的色漿等等，都是乳狀液。 這種形成乳狀液的作用稱為 乳化作用 。 常見的乳狀液 ， 一般都有一相是水或水溶液 (通常稱為水相 )， 另一相則是與水不相混溶的有機相 (通常稱為油相 )。 牛奶就屬此類 。 O/W型乳狀液可以用水稀釋 。原油即屬此類 。 W/O型乳狀液只能用油稀釋 ，而不能用水稀釋 。 此種乳狀液較少 ， 這里不詳細介紹 。 實驗證明 ， 要得到穩(wěn)定的乳狀液 ， 必須加人第三種物質(zhì) 。 乳狀液的制備方法很多 ， 常用的方法有： (1) 逆轉(zhuǎn)乳化法 逆轉(zhuǎn)乳化法是制備微小粒子的 O/W乳狀液的一種常用方法 。 然后在緩慢攪拌下加入水 。 在該乳化法中 ， 乳化劑的選擇 、 乳化溫度 、 攪拌條件及水的加入速度等都是相當(dāng)重要的 。 乳狀液的制備方法很多 ， 常用的方法有： (2) 相轉(zhuǎn)變?nèi)榛? 該法是以非離子型表面活性劑的 HLB值隨溫度升高 ， 由親水性向親油性變化的特性為基礎(chǔ)的一種乳化法 。 該法使用的乳化劑為非離子型表面活性劑或其混合物 ， 也可加入適量乳化助劑 。 (4)低能乳化法 該法在化妝品生產(chǎn)中常使用 ， 其原理與逆轉(zhuǎn)乳化法類同 ， 只是所用設(shè)備及操作方法有所不同 。 由于吸附 ， 表面活性劑分子定向 、 緊密地吸附在油 /水界面上 ， 使界面能降低 ， 防止了油或水聚集 。m1以上 。m1以下 。 此外 ， 因表面活性劑分子膜將液滴包住 ， 可防止碰撞的液滴聚集 ?？傊?， 界面張力降低并非是乳狀液穩(wěn)定的唯一衡量標準 。 當(dāng)表面活性劑濃度較低時 ， 界面上吸附的分子較少 ， 界面強度較差 、所形成的乳狀液穩(wěn)定性也差 ， 當(dāng)表面活性劑溶液增高至一定濃度后 、 表面活性劑分子在界面上的排列形成一個緊密的界面膜 ， 其強度相應(yīng)增大 ， 乳狀液珠之間的凝聚所受到的阻力較大 ， 因此形成的乳狀液穩(wěn)定性較好 。 并不是所有的表面活性劑都能作為乳化劑 。 表面活性劑的乳化作用 為了得到穩(wěn)定的乳狀液 ， 常加入表面活性劑 ， 其作用是： (3) 產(chǎn)生界面電荷 以離子型表面活性劑作為乳化劑時 ， 表面活性劑在界面吸附時 ， 疏水基碳氫鏈插入到油相中 ， 極性親水部分在水相中 。 由于在一個體系中乳液滴微粒帶有相同符號電荷 ， 故當(dāng)液滴接近時 ， 相互有斥力 ， 從而防止凝聚 ， 提高了乳狀液的穩(wěn)定性 。 如果表面活性劑是離子型的 ， 則表面電荷構(gòu)成穩(wěn)定性的另一因素 。 復(fù)合乳化劑吸附在油水界面上 ， 分子間發(fā)生作用可形成締合物 。 常見乳化劑及選擇方法 (1) 常見乳化劑 乳化劑的應(yīng)用十分廣泛 ， 特別是在食品 、 化妝品 、 紡織印染和石油等工業(yè)中更為常見 。 用于 化妝品 的乳化劑多是聚環(huán)氧乙烷甘油脂肪酸酯 、 失水山梨醇聚環(huán)氧乙烷四油酸酯 、 烷基酚聚環(huán)氧乙烷醚和山梨醇聚環(huán)氧乙烷醚等 。 用于 石油鉆井 操作的乳化劑有脂肪酸皂類 (松香酸皂 、 油酸皂 )、 C12C15烷基苯磺酸 、 石油磺酸鈉 、 癸醇磷酸酯 、 二甲苯荼磺酸鈉和十八烷基苯磺酸等 。 常見乳化劑及選擇方法 (2)乳化劑的選擇 ① 根據(jù) HLB值選擇乳化劑 制備乳化液應(yīng)根據(jù)乳化對象 、 乳狀液類型選用適當(dāng)?shù)娜榛瘎?， 其依據(jù)是應(yīng) 選擇和被乳化物相近 HLB值的乳化劑 。其他表面活性劑的 HLB值可以通過查閱有關(guān)專門文獻或通過實驗測定得到 。 常見乳化劑及選擇方法 (2)乳化劑的選擇 ② HLB值和其他方法相結(jié)合選擇乳化劑 雖然 HLB值作為選擇乳化劑的依據(jù)很常見 ， 但實際運用中 ， 因被乳化物和乳化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)及兩者之間關(guān)系等諸因素的影響 ， 單靠此還難以得到較滿意的效果 。 例如 ， 應(yīng) 同時考慮下列因素： a乳化劑的離子型 。 b用疏水基和被乳化物結(jié)構(gòu)相似的乳化劑 ， 乳化效果較好 。 d被乳化物的疏水性越強 ， 而乳化劑的親水性也強 ， 兩者之間的親和力較差 ， 乳化效果就不好 ， 此時就要選擇有適當(dāng) HLB值的乳化劑來調(diào)節(jié) 。 相轉(zhuǎn)變溫度可以認為是乳化劑親水親油性質(zhì)剛好平衡時的溫度 ， 是衡量乳狀液穩(wěn)定性的一種有用方法 。 因為它沒有考慮油和水溶液的性能 、 乳化劑濃度和溫度變化等因素的影響 。 如一表面活性劑在較低溫度時能制成 O/W型乳狀液 ， 當(dāng)溫度升高時可能變?yōu)?W/O型乳狀液 ， 即發(fā)生了 “ 轉(zhuǎn)相 ” 。 這就需要破壞乳狀液 ， 以除去全部或大部分水 ， 即破乳 。 破乳方法通常有三種 ： (1) 機械法 最常用的是離心分離法 ， 它是利用水 、油密度的不同 ， 在離心力作用下 ， 促進排液過程而使乳狀液破壞 。 破乳 破乳方法通常有三種： (2) 物理法 此法包括電沉降法 、 超聲波法和過濾法等 。 其機理是：在高壓靜電場作用下 ， 油中的水珠發(fā)生聚集 ， 從而使乳狀液破壞 。 超聲波法 破乳選用的超聲波強度應(yīng)適當(dāng) ， 如強度太大反而會導(dǎo)致分散而達不到破乳目的 。 如用碳酸鈣層 ， 它僅能讓水通過 ， 而油則保留在其上 ， 從而達到破乳目的 。 如蒸氣機冷凝水中的油可用活性炭過濾除去 。 在 O/W型乳狀液中加入制備 W/O型乳狀液用的乳化劑 ， 即可達到破乳的目的 。例如 ， 原油破乳是采用制備 O/W型乳狀液用的乳化劑 (通常用蓖麻油硫酸化物 )。 這是由于加入的強酸和皂作用生成自由脂肪酸而使乳化劑失去乳化活性的緣故；加入多價離子鹽是使乳狀液發(fā)生變性而破乳的 。 懸浮液與分散作用 若一相以微粒狀固體均勻地分布于另一相中 ， 所形成的分散體系稱為 懸浮液 。 懸浮液應(yīng)用也很廣 。 對于這類分散系統(tǒng) ， 一般被分散的物質(zhì)稱為 分散相 (不連續(xù)相 )， 而另一種分散其他物質(zhì)的物質(zhì)則稱為 分散介質(zhì) (連續(xù)相 )。 對于懸浮液 ， 分散相粒子的大小在 107— 105m范圍內(nèi) 。 對一定量的物質(zhì)來說 ， 粉碎程度越大 ， 則表面積越大 ， 表面能也越大 。 懸浮液與分散作用 固體顆粒粉碎后 ， 具有較高的能量 ， 故在水中有聚結(jié)成大顆粒 、 降低能量的趨勢 ， 因此說懸浮液是一個熱力學(xué)不穩(wěn)定體系 。 表面活性劑之所以能起分散作用 ， 是因為它有潤濕 、 滲透性能 ， 它在粒子表面定向吸附 ，改變了粒子的表面性質(zhì) ， 因而防止了粒子的聚集 ， 例如 ， 炭黑與水一起攪拌不能得到穩(wěn)定的懸浮液 ， 而當(dāng)加入表面活性劑后 ， 就可得到黑色懸浮液 。 樹脂積聚物混入漿料中 ， 會導(dǎo)致紙品出現(xiàn)疵斑等 。t1紙漿 。 分散劑的選用 (2) 紡織印染用分散劑 在紡織印染工業(yè)中常用的分散劑有以下幾種 ， 它們都能吸附在粒子上 ， 有潤濕 、 分散作用 。 非離子表面活性劑 辛基酚聚環(huán)氧乙烷醚 ， 油醇聚環(huán)氧乙烷醚 、 失水山梨醇單月桂酸酯 、 聚環(huán)氧乙烷醚等 。 無機分散劑 硅酸鹽 、 聚磷酸鹽等 ， 它們的負離子吸附于顏料表面 ， 增大表面電位 ， 其相互斥力促使分散液穩(wěn)定 。 此外 ， 分散劑還用于某些幾乎不溶染料的研磨 、 加工 ， 其作用是使染料顆粒分散 ， 同時阻止已粉碎的染料顆粒再聚集 。 在化學(xué)纖維工業(yè)中 ， 分散劑用于分散染料的高溫高壓染色助劑 ， 可大大提高其溶解度 。 分散劑的選用 (3) 石油工業(yè)用分散劑 當(dāng)鉆井液中的粘土和鉆屑達到一定濃度時就會形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ， 水中的鹽類 ， 尤其是高價正離子會加速這種結(jié)構(gòu)的形成 ， 使鉆井液流動性變差 。 常用的分散劑有本質(zhì)素磺酸鹽以及它與鐵 、 鉻離子形成的絡(luò)合物 、 單寧磺甲基化物等 。 在橡膠工業(yè)中 ， 使用分散劑吸附在液 /固界面 ，能顯著降低液 /固界面的自由能 ， 使被分散固體粉末均勻地分散在液體中 ， 不致于再重聚 ， 而使各種粉末配合劑均勻地 、 穩(wěn)定地分散于膠乳中 ， 以利于橡膠制品的生產(chǎn) 。 泡沫的形成 泡沫是常見的現(xiàn)象。廣義而言， 由液體薄膜或固體薄膜隔離開的氣泡聚集體稱為泡沫 。人們通常所說的泡沫多指液體泡沫。僅有一個界面的叫氣泡，具有多個界面的氣泡的聚集體則叫泡沫。 在純液體中形成的氣泡 ， 當(dāng)它們相互接觸或從液體中逸出時 ， 會立即破裂 。 由于它們被吸附在氣液界面上 、 在氣泡之間形成穩(wěn)定的薄膜而產(chǎn)生泡沫 。例如，礦物的泡沫浮選，消防上的