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想不到乳化剂能起到稳定剪切混合乳化机的作用

想不到乳化剂能起到稳定剪切混合乳化机的作用

发布日期:2019-04-20 作者: 点击:


有些大分子(如明胶)的表面活性并不高,但却是很好的乳化剂。固体粉末作为乳化剂形成相当稳定的剪切混合乳化机,则是更(geng)极(ji)端的(de)(de)例子。因此,降低(di)(di)界面(mian)张(zhang)(zhang)力虽使剪(jian)(jian)切混(hun)(hun)(hun)(hun)合(he)乳(ru)化(hua)机(ji)易(yi)于形(xing)成,但单靠(kao)界面(mian)张(zhang)(zhang)力的(de)(de)降低(di)(di)还不足以(yi)保证剪(jian)(jian)切混(hun)(hun)(hun)(hun)合(he)乳(ru)化(hua)机(ji)的(de)(de)稳(wen)定性。总之(zhi)(zhi),可以(yi)这样(yang)说,界面(mian)张(zhang)(zhang)力的(de)(de)高(gao)(gao)低(di)(di)主要表明了剪(jian)(jian)切混(hun)(hun)(hun)(hun)合(he)乳(ru)化(hua)机(ji)形(xing)成之(zhi)(zhi)难(nan)(nan)易(yi),并非(fei)为(wei)剪(jian)(jian)切混(hun)(hun)(hun)(hun)合(he)乳(ru)化(hua)机(ji)稳(wen)定性的(de)(de)必然的(de)(de)衡量标志。界面(mian)张(zhang)(zhang)力的(de)(de)高(gao)(gao)低(di)(di)主要表明了剪(jian)(jian)切混(hun)(hun)(hun)(hun)合(he)乳(ru)化(hua)机(ji)形(xing)成之(zhi)(zhi)难(nan)(nan)易(yi),并非(fei)为(wei)剪(jian)(jian)切混(hun)(hun)(hun)(hun)合(he)乳(ru)化(hua)机(ji)稳(wen)定性的(de)(de)必然的(de)(de)衡量标志。

界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)稳定(ding)(ding)理论(lun)在体系中(zhong)加入乳化(hua)(hua)剂(ji)后,在降低界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)张力的(de)(de)同(tong)时,表面(mian)(mian)活(huo)性(xing)剂(ji)必然在界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)发生吸附,形成一层界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)膜(mo)。界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)膜(mo)对分散相液滴具(ju)有保护作用,使其在布朗(lang)运动中(zhong)的(de)(de)相互(hu)碰撞的(de)(de)液滴不(bu)易聚(ju)结,而液滴的(de)(de)聚(ju)结(破(po)坏稳定(ding)(ding)性(xing))是(shi)以界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)破(po)裂为前提(ti),因(yin)此,界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)机械(xie)强度是(shi)决定(ding)(ding)剪切(qie)混(hun)合(he)乳化(hua)(hua)机稳定(ding)(ding)的(de)(de)主要因(yin)素之一。界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)机械(xie)强度是(shi)决定(ding)(ding)剪切(qie)混(hun)合(he)乳化(hua)(hua)机稳定(ding)(ding)的(de)(de)主要因(yin)素之一。

与表面(mian)(mian)吸(xi)附膜(mo)的(de)(de)(de)情形相似,当乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)剂浓度(du)(du)较(jiao)低时,界(jie)(jie)面(mian)(mian)上(shang)吸(xi)附的(de)(de)(de)分(fen)子较(jiao)少(shao),界(jie)(jie)面(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)(de)强度(du)(du)较(jiao)差,形成(cheng)的(de)(de)(de)剪切混(hun)合乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)机不稳(wen)定(ding)。乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)剂浓度(du)(du)增高至一定(ding)程度(du)(du)后,界(jie)(jie)面(mian)(mian)膜(mo)则(ze)由比(bi)较(jiao)紧密(mi)排列的(de)(de)(de)定(ding)向(xiang)吸(xi)附的(de)(de)(de)分(fen)子组(zu)成(cheng),这样形成(cheng)的(de)(de)(de)界(jie)(jie)面(mian)(mian)膜(mo)强度(du)(du)高,大大提(ti)高了(le)剪切混(hun)合乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)机的(de)(de)(de)稳(wen)定(ding)性。大量(liang)事实说(shuo)明,要有足够量(liang)的(de)(de)(de)乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)剂才能有良好的(de)(de)(de)乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)效果,而且,直链结(jie)构的(de)(de)(de)乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)剂的(de)(de)(de)乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)效果一般优(you)于支链结(jie)构的(de)(de)(de)。

此结论都与高强(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)膜(mo)是剪切混(hun)合(he)(he)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)机(ji)(ji)稳定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要原因(yin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解释(shi)相一(yi)致(zhi)。如(ru)果(guo)使用(yong)(yong)(yong)适当的(de)(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)(he)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)剂(ji)(ji)有(you)可能(neng)(neng)形(xing)成(cheng)(cheng)更致(zhi)密的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“界(jie)面(mian)(mian)复合(he)(he)膜(mo)”,甚至形(xing)成(cheng)(cheng)带(dai)电(dian)膜(mo),从而增加剪切混(hun)合(he)(he)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)机(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)稳定(ding)性(xing)。如(ru)在(zai)(zai)剪切混(hun)合(he)(he)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)机(ji)(ji)中(zhong)加入一(yi)些水溶性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)剂(ji)(ji),而油溶性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)剂(ji)(ji)又能(neng)(neng)与它在(zai)(zai)界(jie)面(mian)(mian)上发生作用(yong)(yong)(yong),便形(xing)成(cheng)(cheng)更致(zhi)密的(de)(de)(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)复合(he)(he)膜(mo)。由此可以看出,使用(yong)(yong)(yong)混(hun)合(he)(he)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)剂(ji)(ji),以使能(neng)(neng)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)膜(mo)有(you)较大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)强(qiang)度,来提(ti)高乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)效率,增加剪切混(hun)合(he)(he)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)机(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)稳定(ding)性(xing)。在(zai)(zai)实践中(zhong),经常是使用(yong)(yong)(yong)混(hun)合(he)(he)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)剂(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)剪切混(hun)合(he)(he)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)机(ji)(ji)比使用(yong)(yong)(yong)单(dan)一(yi)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)剂(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)更稳定(ding),混(hun)合(he)(he)表面(mian)(mian)活(huo)性(xing)剂(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)活(huo)性(xing)比单(dan)一(yi)表面(mian)(mian)活(huo)性(xing)剂(ji)(ji)往往要优越得多。

基于上述两段得讨论,可以得出这(zhei)样得结论:降低体系(xi)得界面(mian)张(zhang)(zhang)力,是使剪(jian)切(qie)混(hun)(hun)合(he)乳化(hua)(hua)(hua)机(ji)体系(xi)稳定的(de)(de)必要条(tiao)件(jian):而形成(cheng)较牢(lao)固的(de)(de)界面(mian)膜是剪(jian)切(qie)混(hun)(hun)合(he)乳化(hua)(hua)(hua)机(ji)稳定的(de)(de)充分(fen)条(tiao)件(jian)。降低体系(xi)得界面(mian)张(zhang)(zhang)力,是使剪(jian)切(qie)混(hun)(hun)合(he)乳化(hua)(hua)(hua)机(ji)体系(xi)稳定的(de)(de)必要条(tiao)件(jian):而形成(cheng)较牢(lao)固的(de)(de)界面(mian)膜是剪(jian)切(qie)混(hun)(hun)合(he)乳化(hua)(hua)(hua)机(ji)稳定的(de)(de)充分(fen)条(tiao)件(jian)。

电(dian)效应的稳(wen)定理论(lun)对(dui)剪(jian)(jian)切混合乳(ru)化(hua)(hua)机来(lai)说,若乳(ru)化(hua)(hua)剂是(shi)离子型的表面活性(xing)剂,则在界(jie)面上(shang),主要由(you)于电(dian)离还(hai)有(you)(you)吸附(fu)等作(zuo)用,使得(de)剪(jian)(jian)切混合乳(ru)化(hua)(hua)机的液滴带有(you)(you)电(dian)荷(he)(he),其电(dian)荷(he)(he)大小(xiao)依(yi)电(dian)离强度而(er)定;而(er)对(dui)非离子表面活性(xing)剂,则主要由(you)于吸附(fu)还(hai)有(you)(you)摩(mo)擦(ca)等作(zuo)用,使得(de)液滴带有(you)(you)电(dian)荷(he)(he),其电(dian)荷(he)(he)大小(xiao)与外(wai)相离子浓度及介电(dian)常(chang)(chang)熟和摩(mo)擦(ca)常(chang)(chang)数(shu)有(you)(you)关。带电(dian)的液滴靠(kao)近时,产(chan)生排斥力。使得(de)难以(yi)聚结,因而(er)提高了剪(jian)(jian)切混合乳(ru)化(hua)(hua)机的稳(wen)定性(xing)。

带电(dian)的(de)液滴(di)(di)靠(kao)近时(shi),产生排(pai)(pai)斥(chi)力。使得难以聚(ju)结,因(yin)而(er)(er)提高了剪切(qie)混(hun)合(he)乳(ru)化机的(de)稳定性(xing)(xing)。剪切(qie)混(hun)合(he)乳(ru)化机的(de)带电(dian)液滴(di)(di)在界面(mian)(mian)(mian)的(de)两侧构成双电(dian)层(ceng)结构,双电(dian)层(ceng)的(de)排(pai)(pai)斥(chi)作用,对剪切(qie)混(hun)合(he)乳(ru)化机的(de)稳定有很大(da)的(de)意义。双电(dian)层(ceng)之(zhi)(zhi)间(jian)(jian)的(de)排(pai)(pai)斥(chi)能取(qu)决于液滴(di)(di)大(da)小及双电(dian)层(ceng)厚度电(dian)层(ceng)之(zhi)(zhi)间(jian)(jian)的(de)排(pai)(pai)斥(chi)能取(qu)决于液滴(di)(di)大(da)小及双电(dian)层(ceng)厚度1/κ,还有ξ电(dian)势(或电(dian)势φ0)。当无电(dian)介(jie)质(zhi)表面(mian)(mian)(mian)活性(xing)(xing)剂(ji)存在存在时(shi),虽然界面(mian)(mian)(mian)两侧的(de)电(dian)势差ΔV很大(da),但(dan)界面(mian)(mian)(mian)电(dian)位(wei)(wei)ΔV很大(da),但(dan)界面(mian)(mian)(mian)电(dian)位(wei)(wei)φ0却很小,所以液滴(di)(di)能相互靠(kao)拢而(er)(er)发生聚(ju)沉,这对剪切(qie)混(hun)合(he)乳(ru)化机很不利。

当有电(dian)解质(zhi)表面(mian)(mian)活性剂存在(zai)时(shi),令液(ye)滴(di)带(dai)电(dian)。O/W型的(de)剪切(qie)(qie)混合(he)(he)乳化(hua)(hua)(hua)机(ji)多(duo)带(dai)负(fu)电(dian)荷;而(er)W/O型的(de)多(duo)带(dai)正电(dian)荷。这(zhei)时(shi)活性剂离(li)子吸(xi)附(fu)在(zai)界面(mian)(mian)上(shang)并(bing)定向(xiang)排列,以带(dai)电(dian)端指(zhi)向(xiang)水(shui)相(xiang),便将(jiang)反(fan)号(hao)离(li)子吸(xi)引过来形成(cheng)扩散双电(dian)层。具有较高的(de)O/W型的(de)剪切(qie)(qie)混合(he)(he)乳化(hua)(hua)(hua)机(ji)多(duo)带(dai)负(fu)电(dian)荷;而(er)W/O型的(de)多(duo)带(dai)正电(dian)荷。这(zhei)时(shi)活性剂离(li)子吸(xi)附(fu)在(zai)界面(mian)(mian)上(shang)并(bing)定向(xiang)排列,以带(dai)电(dian)端指(zhi)向(xiang)水(shui)相(xiang),便将(jiang)反(fan)号(hao)离(li)子吸(xi)引过来形成(cheng)扩散双电(dian)层。具有较高的(de)φ0及(ji)较厚的(de)双电(dian)层,而(er)使剪切(qie)(qie)混合(he)(he)乳化(hua)(hua)(hua)机(ji)稳(wen)定。若在(zai)上(shang)面(mian)(mian)的(de)剪切(qie)(qie)混合(he)(he)乳化(hua)(hua)(hua)机(ji)中(zhong)加入大量的(de)电(dian)解质(zhi)盐,则由于水(shui)相(xiang)中(zhong)反(fan)号(hao)离(li)子的(de)浓度增加,

一方面会压缩双电(dian)(dian)层,使其厚(hou)度变薄(bo),另一方面他会进入表面活性剂的(de)(de)吸附(fu)层中,形成一层很薄(bo)的(de)(de)等电(dian)(dian)势层,此时(shi),尽管电(dian)(dian)势差值不便,但(dan)是(shi)剪切混(hun)合乳化机(ji)中加入大(da)量(liang)的(de)(de)电(dian)(dian)解质盐,则(ze)由于水(shui)相中反号离子的(de)(de)浓度增加,

一(yi)方面(mian)会压缩双电(dian)(dian)(dian)层(ceng)(ceng)(ceng),使其厚度变薄(bo)(bo),另一(yi)方面(mian)他会进入(ru)表面(mian)活性剂的(de)吸(xi)附层(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong),形成一(yi)层(ceng)(ceng)(ceng)很薄(bo)(bo)的(de)等电(dian)(dian)(dian)势层(ceng)(ceng)(ceng),此时,尽管(guan)电(dian)(dian)(dian)势差(cha)值不(bu)便(bian),但是φ0减小,双电(dian)(dian)(dian)层(ceng)(ceng)(ceng)的(de)厚度也减薄(bo)(bo),因而剪(jian)切混(hun)合乳化机的(de)稳定性下(xia)降(jiang)。

固(gu)体微(wei)(wei)粒作(zuo)为(wei)乳(ru)化剂的(de)稳(wen)定理论(lun)许多固(gu)体微(wei)(wei)粒,如碳酸钙、粘土、碳黑(hei)、石英(ying)、金属(shu)的(de)碱式(shi)硫(liu)酸盐、金属(shu)氧化物以及硫(liu)化物等,可以作(zuo)为(wei)乳(ru)化剂起到(dao)稳(wen)定剪切(qie)混合乳(ru)化机的(de)作(zuo)用。

剪切混合乳化机

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