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乳化剂是能使两种或两种以上互不相溶的组分的混合液体形成稳定的乳状液的一类物质。其作用原理是在乳化过程中,分散相以微滴(微米级)的形式分散在连续相中,乳化剂降低了混合体系中各组分的界面张力,并在微滴表面形成较坚固的薄膜或由于乳化剂给出的电荷而在微滴表面形成双电层,阻止微滴彼此聚集,而保持均匀的乳状液。
乳化的目的是减少乳液制备消耗的能量。为了保持乳液的稳定性,所以乳化剂应具备较强的乳化能力,能形成牢固的乳化膜,以及具有安全、无局部刺激性、稳定性好且受外界因素较小的性质。
乳化剂分子中有亲水和亲油两个部分。根据它们的亲水部分的特征,可以分为三种类型。
负离子型乳化剂 为在水中电离生成带有烷基或芳基的负离子亲水基团的乳化剂,如羧酸盐、硫酸盐和磺酸盐等。这类乳化剂常用,产量大,常见的商品有:肥皂(C15~17H31~35CO2Na)、硬脂酸钠盐(C17H35CO2Na)、十二烷基硫酸钠盐(C12H25OSO3Na)和十二烷基苯磺酸钙盐(结构式如)等。负离子型乳化剂要求在碱性或中性条件下使用,不能在酸性条件下使用。在使用多种乳化剂配制乳液时,负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。负离子型和正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。
正离子型乳化剂 为在水中电离生成带有烷基或芳基的正离子亲水基团。这类乳化剂的品种较少,都是胺的衍生物,例如 N-十二烷基二甲胺,可用于聚合反应。
非离子型乳化剂 为一类新型的乳化剂,其特点是在水中不电离。它的亲水部分是各种极性基团,常见的有聚氧乙烯醚类和聚氧丙烯醚类。它的亲油部分(烷基或芳基)直接与氧乙烯醚键结合。典型的产品有对辛基苯酚聚氧乙烯醚(结构式如)。非离子型乳化剂的聚醚链上的氧原子可以与水产生氢键缔合,因而可以溶解在水中。它既可在酸性条件下使用,也可在碱性条件下使用,而且乳化效果很好,广泛用于化工、纺织、农药、石油和乳胶等的生产。