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乳化定向楔理论

乳化定向楔理论
  这是1929年哈金斯(Harkins)早期提出的乳状液稳定理论。他认为在界面上乳化剂的密度**大,乳化剂分子以横截面较大的一端定向的指向分散介质,即总是以“大头朝外,小头朝里”的方式在小液滴的外面形成保护膜,从几何空间结构观点来看这是合理的,从能量角度来说是复合能量**低原则的,因而形成的乳状液相对稳定。并以此可解释乳化剂为一价金属皂液及二价金属皂液时,形成稳定的乳状液的机理。
  乳化剂为一价金属皂在油-水界面上作定向排列时,以具有较大极性头基团伸向水相;非极性的碳氢键深入油相,这时不仅降低了界面张力,而且也形成了一层保护膜,由于一价金属皂的极性部分之横界面比非极性碳氢键的横界面大,于是横界面大的一端排在外圈,这样外相水就把内相油完全包围起来,形成稳定的O/W型的乳状液。而乳化剂为二价金属皂液时,由于非极性碳氢键的横界面比极性基团的横界面大,于是极性基团(亲水的)伸向内相,所以内相是水,而非极性碳氢键(大头)伸向外相,外相是油相,这样就形成了稳定的W/O型乳状液。 这种形成乳状液的方式,乳化剂分子在界面上的排列就像木楔插入内相一样,故称为“定向楔”理论。
  此理论虽能定性的解释许多形成不同类型乳状液的原因,但常有不能用它解释的实例。理论上不足之处在于它只是从几何结构来考虑乳状液的稳定性,实际影响乳状液稳定的因素是多方面的。何况从几何上看,乳状液液滴的大小比乳化剂的分子要大得多,故液滴得曲表面对于其上得定向分子而言,实际近于平面,故乳化剂分子两端的大小就不是重要的,无所谓楔形插入了。
 
 乳化原理
1、 乳化原理
   在制备乳状液时,是将分散相以细小的液滴分散于连续相中,这两个互不相溶的液相所形成的乳状液是不稳定的,而通过加入少量的乳化剂则能得到稳定的乳状液。对此,科学工作者从不同的角度提出了不同的理论解释,这些乳状液的稳定机理,对研究、生产乳状液的化妆品有着重要的理论指导意义。
  (1) 定向楔理论 这是1929年哈金斯(Harkins)早期提出的乳状液稳定理论。他认为在界面上乳化剂的密度**大,乳化剂分子以横截面较大的一端定向的指向分散介质,即总是以“大头朝外,小头朝里”的方式在小液滴的外面形成保护膜,从几何空间结构观点来看这是合理的,从能量角度来说是复合能量**低原则的,因而形成的乳状液相对稳定。并以此可解释乳化剂为一价金属皂液及二价金属皂液时,形成稳定的乳状液的机理。
  乳化剂为一价金属皂在油-水界面上作定向排列时,以具有较大极性头基团伸向水相;非极性的碳氢键深入油相,这时不仅降低了界面张力,而且也形成了一层保护膜,由于一价金属皂的极性部分之横界面比非极性碳氢键的横界面大,于是横界面大的一端排在外圈,这样外相水就把内相油完全包围起来,形成稳定的O/W型的乳状液。而乳化剂为二价金属皂液时,由于非极性碳氢键的横界面比极性基团的横界面大,于是极性基团(亲水的)伸向内相,所以内相是水,而非极性碳氢键(大头)伸向外相,外相是油相,这样就形成了稳定的W/O型乳状液。 这种形成乳状液的方式,乳化剂分子在界面上的排列就像木楔插入内相一样,故称为“定向楔”理论。
  此理论虽能定性的解释许多形成不同类型乳状液的原因,但常有不能用它解释的实例。理论上不足之处在于它只是从几何结构来考虑乳状液的稳定性,实际影响乳状液稳定的因素是多方面的。何况从几何上看,乳状液液滴的大小比乳化剂的分子要大得多,故液滴得曲表面对于其上得定向分子而言,实际近于平面,故乳化剂分子两端的大小就不是重要的,无所谓楔形插入了。
  (2) 界面张力理论 这种理论认为界面张力是影响乳状液稳定性的一个主要因素。因为乳状液的形成必然使体系界面积大大增加,也就是对体系要做功,从而增加了体系的界面能,这就是体系不稳定的来源。因此,为了增加体系的稳定性,可减少其界面张力,使总的界面能下降。由于表面活性剂能够降低界面张力,因此是良好的乳化剂。
  凡能降低界面张力的添加物都有利于乳状液的形成及稳定。在研究一系列的同族脂肪酸作乳化剂的效应时也说明了这一点。随着碳链的增长,界面张力的降低逐渐增大,乳化效应也逐渐增强,形成较高稳定性的乳状液。但是,低的界面张力并不是决定乳状液稳定性的**因素。有些低碳醇(如戊醇)能将油-水界面张力降**很低,但却不能形成稳定的乳状液。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乳状液,则是更极端的例子。因此,降低界面张力虽使乳状液易于形成,但单靠界面张力的降低还不足以保证乳状液的稳定性。
  总之,可以这样说,界面张力的高低主要表明了乳状液形成之难易,并非为乳状液稳定性的必然的衡量标志。
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