使两种互不相溶的液体形成均匀的乳浊液的过程称为乳化作用。所谓乳浊液就是一种液体以一定大小的液滴分布于互不相溶的液体中，在液体中形成亚稳系的悬浊液，又称之为乳液。两互不相溶的液体不能自动形成乳液，形成乳液必须有第三种物质存在，它便是乳化剂。乳化剂大多数是表面活性剂。它通常不是单一物质，的乳化剂多数是几种乳化剂拼混而成。

乳液类型及其鉴别方法

乳液分油/水型（O/W）和水/油型（W/O）两种，前者油为液滴（内相），水为外相（连续相），后者水为内相，油为外相。所谓油是疏水性液体的总称，所谓水是亲水性液体的总称。

决定乳液类型的影响因素很多，主要有：

1.乳化剂性质：亲水性强的乳化剂，制成的乳液常是O/W型，油溶性强的乳化剂，制成的乳液常是W/O型，经验表明，Na、K等一价金属脂肪酸盐作乳化剂时，容易形成O/W乳液，而Ca、Mg等二价金属皂则易形成W/O乳液。

2.相体积：人们常常有个误区，认为量少的为内相，量多的为外相，这是不对的，现在可制得内相体积≥95%的乳液，若设想内相液滴是大小均匀的圆珠，堆积最密时，可推算出液滴的体积占总体积的74.02%，即其余25.98%为外相，也就是水74.02%时，则只能形成O/W乳液，水体积占总体积在25.98-74.02%时，O/W和W/O乳液均可形成。但实践中，液滴不一定是大小均匀的圆珠，多数情况下是不均匀的圆珠，有时是多面体，因此内相体积可大大超过74.02%。

3.与制备方法有关：一般来说，亲水性强的器壁易得到O/W乳液，而疏水性强的器壁易得到W/O乳液。乳液类型鉴别方法很多，常见的有：

1）稀释法：利用乳液能够与其外相液体混溶的特点，以水或油性液体稀释乳液便可以确定其类型。

2）染料法：将少量水溶性染料加入乳液中，若整体被染上颜色，表明乳液是O/W型；若只有分散的液滴带色，表明乳状液是W/O型。如果使用油性染料，则情况相反。

3）电导法：O/W型乳液的导电性好，W/O型乳液的导电性差，测定分散体系的导电性即可判断乳液的类型。

4）滤纸润湿法：将一滴乳液滴于滤纸上，若液体迅速铺展，在中心留下液滴，则表明乳液为O/W型；若不能铺展，则该乳状液为W/O型。

乳化剂的种类

乳化剂可分为表面活性剂、天然产物、固体粉末三大类。

1.表面活性剂乳化剂：①阴离子型乳化剂（包括羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐、磺酸胺盐等）。阴离子型乳化剂要求在碱性或中性条件下使用。在使用多种乳化剂配制乳液时，阴离子型乳化剂可以互相混合使用，也可与非离子型乳化剂混配使用。阴离子型和阳离子型乳化剂不能同时使用在一个乳状液中，如果混合使用会破坏乳状液的稳定性。②阳离子型乳化剂（包括胺盐类、季铵盐类等）。是在水中电离生成带有烷基或芳基的正阳离子亲水基团。这类乳化剂品种较少，都是胺的衍生物，例如N-十二烷基二甲胺，可用于聚合反应。③非离子型乳化剂（包括醇醚、酚醚、酯醚、酰胺醚加成物等）。其特点是在水中不电离。它的亲水部分是各种极性基团。

2.天然乳化剂，主要有磷脂类、水溶性胶类、纤维素衍生物类等，优点是能增加乳液粘度抑制分层，缺点是易水解，对pH敏感。

3.固体粉末乳化剂，包括CaCO3、金属碱式硫酸盐、金属氧化物等，如固体乳化剂在有机硅消泡剂中就有广泛应用。

乳化剂的选用

1.HLB值方法

乳化剂的选用主要考虑两个方面，一是经济效益，要求选用乳化效率大的乳化剂，即用少量就能制备稳定的乳液，用量一般为1-10%，高的达15%，二是乳化剂的乳化能力，即能否形成稳定的乳液。具体商品乳化剂HLB值可查手册得知。

HLB值与其应用性能的关系如下：

表1 HLB值（0-20）范围及其应用

HLB值（0-20）范围

用途

1.5-3

消泡剂

3.5-6

W/O型乳化剂

7-9

润湿剂

8-18

O/W型乳化剂

13-15

洗涤剂

15-18

加溶剂

在乳化时常用两种或以上的乳化剂拼混，其效果比单一的好得多，两种或以上的乳化剂拼混时，其 HLB值具有加和性，即：

HLB混合= HLB1×X1＋HLB2×X2＋…

例如20%石蜡（HLB值查手册得知为10）与80%芳烃矿物油（HLB值查手册得知为12）的混合物，其HLB=10×0.2＋12×0.8=11.6

如用斯潘20（HLB值查手册得知为8.6）和吐温20（HLB值查手册得知为16.7）混合乳化剂对其乳化，则：

11.6=8.6×X＋16.7×（1-X）

X=0.63

即用63%斯潘20与37%吐温20乳化剂拼混，才能使其乳化成稳定的乳液。HLB值方法，只说明可以乳化，而不说明乳化效率和乳化能力，所以，这个方法乳化时要找到配方，还是依赖于经验和大量的试验。

2.PIT方法

在特定体系中，表面活性剂的亲水、亲油性质达到适当平衡的温度，称之为相转变温度，简写为PIT，利用PIT作为选择乳化剂的方法，称为PIT方法。

PIT方法的操作是：用3-5%乳化剂将等量的油和水制成乳液，加热之，在不同温度下加以振荡，测定其从O/W转化为W/O的温度，或从W/O转化为O/W的温度，此温度即为PIT，对于O/W乳液，PIT应比乳液储存温度高出20-60℃，对于W/O乳液，则其PIT应低于乳液储存温度高10-40℃。

实验发现，在PIT附近制备的乳液有很小的颗粒，很不稳定，易聚结，因此为得到分散程度很高且稳定的乳液，就须采用低于PIT2-4℃的乳液来制备O/W乳液，然后降温到储存温度。

PIT与HLB间近于直线关系，即PIT随HLB的增加而增加。但应注意，HLB并不随温度和油相性质改变，而PIT则随温度和油相性质改变。此外，PIT与非离子表面活性剂中的聚氧乙烯链长分布有关：EO链长分布越宽，PIT值越高，所形成的乳液稳定性越高。

表面活性剂的PIT随油相极性的降低而增加，当油相极性降低时，为保持PIT不变，表面活性剂必须有一较低的HLB值。对两种混合油来说，在用同一乳化剂时，PIT与油相成份的关系为：

PIT混合=PITA×XA＋PITB×XB ，其中XA、XB分别为A、B两种油的体积分数。

对于油相中的添加剂，凡增加油极性的，PIT值变小，降低油相极性的，PIT值增大。在水相中加无机盐一般PIT值降低。

微乳液

乳液外观与内相质点大小有密切关系，按内相液珠大小可呈现不同外观。

表2 乳液的液珠大小与外观

液珠大小

外观

大滴

可分出两相

>1um

乳白色乳液

0.1-1um

蓝白色乳液

0.05-0.1um

灰色半透明液

0.05um以下

透明液

一般来说，微乳液中除油、水、乳化剂外，常须加入极性有机物，且浓度比较大，此种极性有机物也称为助乳化剂。

助乳化剂可调节乳化剂的HLB值，并形成更小的乳滴。助乳化剂常用的有正丁醇、乙二醇、乙醇、丙二醇、甘油、聚甘油酯等。

助乳化剂在微乳液聚合中的作用：

在微乳液中常常需要加入助乳化剂 ，与常规乳液体系有所不同 ，助乳化剂可在液滴表面形成界面障碍 ，延缓单体从小液滴向大液滴迁移 ，一般要求助乳化剂溶于单体而不溶于水，若助乳化剂的水溶性越好则延缓效果越差。助乳化剂的加入使液滴中油水界面张力急剧减小，加入助乳化剂后的单体液滴比未加助乳化剂的尺寸小得多，电导值减小且稳定性增加。

通常微乳液聚合中助乳化剂有以下作用：

①在乳化过程中形成并稳定亚微米级单体液滴，其表面吸附了大多数乳化剂分子；

②聚合被引发且单体液滴刚成为聚合场所时，助乳化剂有助于将单体稳定成亚微米单体液滴；

③在其后的聚合中,助乳化剂在无引发单体液滴中的存在，降低了聚合物胶粒中单体的平衡浓度；

④由于胶粒的成核过程发生在含有助乳化剂的单体液滴中，它在聚合物胶粒中的存在有助于聚合产物在聚合结束后的进一步溶胀；

⑤通过改变成核机理消除体系的振荡性。

END