乳化剂广泛应用于各项乳剂中
【背景及概况】
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在自然界中,水和油是两种不相溶的物质。为了使水分散到油中,通常使用乳化剂使不相溶的油水两相乳化形成稳定的乳化液。乳化剂作为油水界面的表面活性剂在乳化过程中起着极为重要的作用。乳化剂能促使两种互不相溶的液体形成稳定乳浊液的表面活性剂。乳化剂能降低分散相的表面张力,在微滴表面形成薄膜或双电层,不使微滴相互凝聚,而充分分散于介质中形成乳浊液。乳化剂的性能通常用亲水性和亲油性的平衡(HLB)值表示。乳化剂分为亲油型(即油包水型W/O)和亲水型(即水包油型O/W)两大类,前者(如单硬脂酸甘油脂等)可使水分散到油中,后者(如大豆磷脂、蔗糖酯等)可使油分散到水中。用于选矿和冶金方面的乳化剂有高级脂肪酸皂、多元醇硫酸酯、石油磺酸及磺酸盐、多元醇磷酸酯、季铵盐等。
在浮选工艺中,对于难溶于水的药剂,或者为了减少用药量,通常先添加乳化剂将药剂(如捕收剂)充分乳化,使其分散于水,形成微粒油珠状的乳浊液,增大药剂的表面积,使药剂与矿物颗粒的接触机会增加,从而大大降低浮选药剂的用量,缩短浮选时间,提高浮选效率。一般情况下,用脂肪酸类和脂肪胺类捕收剂时,添加乳化剂可提高它们的捕收性能和选择性能。例如可降低矿浆中的粘土或矿泥对脂肪酸皂类及胺盐等捕收剂的吸附作用,提高药剂对有用矿物的捕收能力及选择性。在稀有矿物的浮选工艺中,用油酸乳浊液作捕收剂,浮选重晶石和萤石时,用脂肪酸乳浊液作捕收剂,都可以降低捕收剂的用量。乳化剂种类繁多,除用于浮选和一些药剂本身的制造外,也广泛用于医药、合成橡胶、合成树脂、制革、化妆品、农药、食品等行业。
【分类及特性】
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乳化剂为表面活性剂的一种,广泛应用于各项乳剂中。通常分为离子型、非离子型和天然乳化剂三大类。离子型或非离子型的区别在于其在水液中是否呈电离状态。乳化剂在水为介质溶液中能离解出具有表面活性作用的亲油基团离子,所带电荷可区分为阴、阳、两性三种乳化剂。
阴离子型乳化荆
1)饱和或不饱和脂肪酸皂:RCOO
-
M
+
,R的碳原子数一般为12-18,多数以C
18
脂肪酸盐为乳化剂,M为Na
+
、K
+
、NH
+
等离子时所成乳剂属水包油型(以下简为O/W),M为Ca
2+
、Mg
2+
离子时多属油包水型(W/O)乳化剂,且吸油能力较强。最普通和简单的乳化剂是硬脂酸皂。饱和脂肪酸皂在水溶液中的溶解度随温度降低或升高而相应地变小,或增加,但不饱和脂肪酸皂,如油酸钾皂在低温水液中的溶解度却较大。以三乙醇胺皂为乳化剂制成的乳剂流动性好,料质细腻,稳定性好,但在电介质含量高的水质中稳定性差,一般水中含氯量以不大于10PPrn为好。
2)烷基硫酸酯盐:ROSO
3
M,R的碳原子数为12-18,经硫酸化反应后以氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铁(单,二,三)或乙醇胺等中和而成。特性是随着碳链加长,水中溶解度降低,橡胶增塑剂发泡性减弱,乳化性增强。将月桂醇(十二烷基脂肪醇)成十二醇硫酸钠(通称K
12
):
K
12
是良好的洗涤剂,可用于洗发用品,还可用于牙膏工业作发池剂。在作化妆品乳化剂时,要辅配脂肪醇或羊毛脂等原料,以防刺激皮肤。
3)烷基磺酸盐RSO
3
M,R为14-18的烷基。工业上较多生产的是烷基磺酸钠盐,表面活性强,在酸、碱或中性介质中都很稳定,在硬水中乳化、润湿、分散、发泡和去污等各种性能均佳。
4)N-N-油酰甲基牛磺酸钠,商品名IgeponT为O/W型乳化剂,在化妆品中用作洗头膏、香波的添加剂。湿润力好,去污力强,是洗涤剂原料之一,用于织物洗涤产品。
5)磷酸酯
A:高碳磷酸醋盐(单酯二钠盐或双酯钠盐),能与皮肤表层所含磷酯很好亲合。
B:聚氧乙烯脂肪醇磷酸酯,一种良好的乳化剂。其性能为乳化颗粒分布均匀;与电介质并存时,对稳定性无影响;制化妆品乳剂时,可比普通非离子型乳化剂用量少;单油酸和二油酸甘油醋的混合物的磷酸盐敷层化合物钠盐水溶液涂于皮肤能形成一种肥皂和水冲洗不掉的抗水薄膜,称为合成磷酸醋的新型乳化剂,国外已广泛应用,是一种很有前途的乳化剂。
阳离子型乳化剂
为脂肪酸或脂肪酸高碳烷基的伯、仲、叔和季按盐,其中除季按盐外都难溶于水。季铁盐用途最广,虽洗涤性能差,但具有杀菌力和抗静电性,可作毛发调理剂、纤维柔软整理剂。因与阴离子乳化剂很难相容,所以在乳化膏霜中很少应用,如果应用要谨慎选配。
两性乳化剂
在分子结构上同时具有梭基、磺酸盐、硫酸酯等阴离子和胺或季按基类阳离子。此尖乳化剂....
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