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文檔簡介

1、第8章 乳狀液與泡沫10/10/1第1頁8.1乳狀液物理性質8.2乳狀液穩定原因8.3破乳8.4泡沫 10/10/2第2頁一、乳狀液 定義:由兩種不互溶或部分互溶液體所形成粗分 散系統,稱為乳狀液。 例:牛奶、煉油廠廢水、乳化農藥。若一為水,可用“W”表示;另一相為有機物,如苯、煤油,習慣上稱之為“油”,可用“O”表示。 乳狀液 可分為兩大類型水包油,O/W,油分散在水中油包水,W/O,水分散在油中8.1乳狀液物理性質10/10/3第3頁乳狀液分散相被稱為內相,分散介質被稱為外相。若某相體積分數大于74%,它只能是乳狀液外相。乳化劑種類表面活性物質一些固體粉末OW乳化劑 乳狀液要得到比較穩定乳

2、狀液,必須加入乳化劑。 乳化劑能使乳狀液比較穩定存在作用乳化作用10/10/4第4頁乳狀液類型判別 (1)染色法:將油溶性染料滴入乳狀液,振蕩 后在顯微鏡下觀察,判別乳狀液是O/W型,還是W/O型方法主要有:若內相被染色,則為O/W型;若外相染色,則為W/O型。 (也可用水溶性染料做試 驗)。10/10/5第5頁(3)導電法:因為水導電性強于油,O/W型乳狀液導電性能 遠好于W/O型乳狀液, 經過測電導可區分二者。(但若 乳狀液中有離子型乳化劑,也有很好導電性。)(2)稀釋法:取少許乳狀液滴入水中或油中,若乳狀液在水中能稀釋,即為O/W型;在油中能稀釋,即為W/O型。10/10/6第6頁 1、

3、液滴大小和外觀二、乳狀液物理性質10/10/7第7頁 2、光學性質(1)當液滴直徑光波長時,反射(2)當液滴直徑光波長時,透過(3)當液滴直徑略小于光波長時,反射(4)液滴透明時折射二、乳狀液物理性質10/10/8第8頁 3、粘度外相粘度起主導作用4、電性質取決于外相二、乳狀液物理性質10/10/9第9頁 添加少許添加劑就能使乳狀液比較穩定存在,解釋這種現象理論就是乳狀液穩定理論,它大致有以下幾個方面:8.2乳狀液穩定原因10/10/10第10頁 乳狀液系統相界面面積比組成它純液體要大得多,是不穩定分散系統。加入少許表面活性劑,表面活性劑在兩相界面產生正吸附,顯著降低界面張力,使表面吉布斯函數

4、降低,穩定性增加。 表面活性劑HLB值可決定形成乳狀液類型: HLB 26: 形成W/O型乳狀液; HLB 1218:形成O/W型乳狀液。IIIIII1)降低界面張力10/10/11第11頁附: 乳化劑選擇可依據HLB值選擇乳化劑: HLB,親油性, 8 親水。HLB值能夠從手冊查出,也能夠估算10/10/12第12頁 離子型表面活性劑在水中電離,若正離子在水中溶解度大于負離子,則水帶正電,油帶負電。帶電一端指向水,正離子在在水中呈擴散狀分布,形成擴散雙電層。它有較大熱力學電勢及較厚雙電層,使乳狀液處于較穩定狀態。2)形成擴散雙電層10/10/13第13頁 慣 離子型:表面活性劑 非離子型:聚

5、乙二醇類:聚氧乙烯醚、 聚氧乙烯酯陰離子型:如肥皂 ,RCOONa陽離子型:胺鹽兩性型:氨基酸型R+R+ R+ 復習:10/10/14第14頁 乳化過程也是分散相液滴表面界面膜成膜過程,界面膜強度、韌性和厚度,對乳狀液穩定性起主要作用。 配制特定組成乳化劑,以形成較牢靠界面膜,可增加乳狀液穩定性。例水溶性十六烷基磺酸鈉+油溶性乳化劑異辛甾烯醇,可形成帶負電荷穩定O/W乳狀液。3)界面膜穩定作用10/10/15第15頁 分布在乳狀液界面層固體微粒,也能起到穩定劑作用。光滑球形粒子,若不考慮重力,在油-水界面上分布情況,油依據Young方程有: os ws = ow cos固 so ow水 sw

6、為油水界面與水固界面夾角。cos =( os ws )/ ow 4)固體粉末穩定作用10/10/16第16頁固 so ow水 swa. os ws, 900 水能潤濕固體, 大部分粒子浸入水中;有以下三種情況:固 os ow水 ws油b. os 900 油能潤濕固體, 大部分固體粒子在油中。10/10/17第17頁 ow ws固 os水油c. os = ws, = 900 , 粒子在油水之間。10/10/18第18頁 所以,輕易被水潤濕固體,如粘土、Al2O3,可形成O/W乳狀液。油水 若要使固體微粒在分散相周圍排列成緊密固體膜,固體粒子大部分應該在分散介質中。10/10/19第19頁 輕易被

7、油潤濕炭黑、石墨粉等,可作為W/O型乳狀液穩定劑。水油10/10/20第20頁定義:使乳狀液破壞過程稱為破乳或去乳化。其過程分為兩步: 第一,分散相小液滴絮凝成團; 第二,凝聚,即分散相結合成更大液滴,在重力場 下自動分層。 乳狀液穩定存在主要原因是乳化劑存在,所以,要破乳就要消除或減弱乳化劑保護能力。8.3破乳10/10/21第21頁慣用方法為:1)用不能形成牢靠膜表面活性物質代替原來乳化劑。 比如,異戊醇,表面活性強而碳氫鏈短,不能形成牢 固界面膜。2)加入能與乳化劑發生反應物質,將它變成無乳化 作用物質。比如,油酸鈉可使乳狀液穩定,加無機酸,可使油酸鈉變為不含有乳化作用油酸,而到達破乳

8、目標。3)加入類型相反乳化劑,如向O/W型乳狀液,加入W/O型乳化劑10/10/22第22頁5)物理方法:離心分離,電泳破乳,超聲波破乳4)加熱。溫度升高,可降低乳化劑在油-水界面吸 附量,減弱保護膜對乳狀液保護作用,降低介質粘度。10/10/23第23頁 在含有表面活性劑溶液中,吹入空氣,則形成許多小氣泡。若氣泡彼此之間距離較遠,相互之間影響可忽略不計。則因為附加壓力作用,小氣泡為圓球形。 但若許多小氣泡堆積在一起時,因為重力場作用,將有一部分液體從氣泡之間流出,使氣泡之間隔膜各處厚薄不一,若仍不破裂則成為泡沫。 因為附加壓力影響,泡沫中小氣泡形狀普通不能保持球形,而變成大小不等、形狀各異氣

9、泡,其線度普通 100 nm ,用肉眼即可觀察到。8.4泡沫10/10/24第24頁 若分散介質為熔融體,因為它有很高粘度,使其中分散小氣泡既不輕易破裂,又難于相互靠近。降溫后凝固得到固體泡膜,如浮石、泡沫玻璃、泡沫塑料等等。 若分散介質為液體,則稱為液體泡沫。若要得到比較穩定液體泡沫,必須加入起泡劑。起泡劑實際上也是表面活性劑,它們在氣液界面上發生正吸附(表面過剩為正),形成定向排列吸附膜。這么不但降低了氣液吸附膜界面張力,而且增加了界面膜機械強度,使泡沫能比較穩定存在。10/10/25第25頁 因為液體泡沫含有較大氣液界面,液體輕易蒸發,或是因為振動,液體泡沫都會破裂。所以它存在時間比較短。吸附膜 一些不輕易被水潤濕固體粉末對泡沫也能起到穩定作用。如在水中加一些粉末狀煙煤,經強烈振蕩,可形成三相泡沫。煤末排列在氣泡周圍,類似于形成牢靠固體膜,使泡沫變得更穩定。 10/10/26第26頁 利用泡沫技術能夠對礦物作浮選。先將礦石粉碎成 105 nm以下顆粒,加入足夠水、適量浮選劑及少許起泡劑,再強烈鼓入空氣,即形成大量氣泡。這時憎水性強有用礦物附在氣泡上,并隨之上浮到液面,而被水潤濕長石、石英等廢石則沉于水底,如左圖所表示。 加入適量浮選劑能增加礦物憎水性,使水對礦物接觸角到達 50 70 以上,就能到

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