解放军文职招聘考试乳剂的形成理论

 乳剂的形成理论

    乳剂是由水相、油相和乳化剂经乳化制成，但要制成符合要求的稳定的乳剂，首先必须提供足够的能量使分散相能够分散成微小的乳滴，其次是提供使乳剂稳定的必要条件。

    （一）降低表面张力

当水相与油相混合时，用力搅拌即可形成液滴大小不同的乳剂，但很快会合并分层。这是因为形成乳剂的两种液体之间存在表面张力，两相间的表面张力愈大，表面自由能也愈大，形成乳剂的能力就愈小。两种液体形成乳剂的过程，是两相液体间新界面形成的过程，乳滴愈细，新增加的界面就愈大，如边长为1cm的立方体总表面积为6cm²若保持总体积不变边长变为 lμm时，则总表面积变为 600 000 cm²，表面积增 10万倍。乳剂的分散度越大，新界面增加就越多，而乳剂粒子的表面自由能也就越大。这时乳剂就有巨大的降低界面自由能的趋势，促使乳滴合并以降低自由能，所以乳剂属于热力学不稳定分散体系。为保持乳剂的分散状态和稳定性，必须降低界面自由能，一是乳剂粒子自身形成球形，以保持最小表面积；其次是最大限度地降低界面张力或表面自由能。

加入乳化剂的意义在于：①乳化剂被吸附于乳滴的界面，使乳滴在形成过程中有效地降低表面张力或表面自由能，有利于形成和扩大新的界面；②同时在乳剂的制备过程不必消耗更大的能量，以至用简单的振摇或搅拌的方法，就能形成具有一定分散度和稳定的乳剂。所以适宜的乳化剂，是形成稳定乳剂的必要条件。

    （二）形成牢固的乳化膜

乳化剂被吸附于乳滴周围，有规律的定向排列成膜，不仅降低油、水间的界面张力和表面自由能，而且可阻止乳滴的合并。在乳滴周围形成的乳化剂膜称为乳化膜。乳化剂在乳滴表面上排列越整齐，乳化膜就越牢固，乳剂也就越稳定。乳化膜有三种类型。

1．单分子乳化膜  表面活性剂类乳化剂被吸附于乳滴表面,有规律地定向排列成单分子乳化剂层，称为单分子乳化膜，增加了乳剂的稳定性。若乳化剂是离子型表面活性剂，那么形成的单分子乳化膜是离子化的，乳化膜本身带有电荷，由于电荷互相排斥，阻止乳滴的合并，使乳剂更加稳定。

2．多分子乳化膜  亲水性高分子化合物类乳化剂，在乳剂形成时被吸附于乳滴的表面，形成多分子乳化剂层，称为多分子乳化膜。强亲水性多分子乳化膜不仅阻止乳滴的合并，而且增加分散介质的粘度，使乳剂更稳定。如阿拉伯胶作乳化剂就能形成多分子膜。

     3.固体微粒乳化膜  作为乳化剂使用的固体微粒对水相和油相有不同的亲和力，因而对油、水两相表面张力有不同程度的降低，在乳化过程中固体微粒被吸附于乳滴的表面，在乳滴的表面上排列成固体微粒膜，起阻止乳滴合并的作用，增加了乳剂的稳定性。这样的固体微粒层称为固体微粒乳化膜。如硅皂土和氢氧化镁等都可作为固体微粒乳化剂使用。

（三）乳化剂对乳剂的类型的影响

基本的乳剂类型是O/W型和W/O型。决定乳剂类型的因素很多，最主要是乳化剂的性质和乳化剂的HLB值，其次是形成乳化膜的牢固性、相容积比、温度、制备方法等。

乳化剂分子中含有亲水基和亲油基，形成乳剂时，亲水基伸向水相，亲油基伸向油相，若亲水基大于亲油基，乳化剂伸向水相的部分较大，使水的表面张力降低很大，可形成O/W型乳剂。若亲油基大于亲水基，则恰好相反，形成W/O型乳剂。天然的或合成的亲水性高分子乳化剂，亲水基特别大，而亲油基很弱，降低水相的表面张力大，形成O/W型乳剂。固体微粒乳化剂，若亲水性大则被水相湿润，降低水的表面张力大，形成O/W型乳剂。若亲油性大则被油湿润，降低油的表面张力大，形成W/O型乳剂。所以乳化剂亲油、亲水性是决定乳剂类型的主要因素。乳化剂亲水性太大，极易溶于水，反而形成的乳剂不稳定。

（四）相比对乳剂的影响

    油、水两相的容积比简称相比（phase volume ratio）。从几何学的角度看，具有相同粒径球体，最紧密填充时，球体的最大体积为 74％，如果球体之间再填充不同粒径的小球体，球体所占总体积可达 90％但实际上制备乳剂时，分散相浓度一般在10％～50％之间，分散相的浓度超过50％时，乳滴之间的距离很近，乳滴易发生碰撞而合并或引起转相，反而使乳剂不稳定。制备乳剂时应考虑油、水两相的相比，以利于乳剂的形成和稳定。