乳液是相界面很大的多相體系,液滴有自發(fā)聚結(jié),以降低體系界面能量的傾向,它是熱力學(xué)不穩(wěn)定的體系。想要得到穩(wěn)定的乳狀液,必須加入第三種物質(zhì),一般如表面活性劑、高分子聚合物和固體顆粒等。這些物質(zhì)被吸附在界面上。根據(jù)所吸附分子的性質(zhì),形成不同的界面膜。
有哪些因素會影響乳狀液的穩(wěn)定性?
1 界面膜的物理性質(zhì)
在乳液中分散的液滴總是在不停地運(yùn)動,因而常常發(fā)生相互碰撞。如果在碰撞時,液滴的界面被破壞,兩個液滴將會聚結(jié)形成較大的液滴,結(jié)果使體系的自由能下降。若這樣的聚結(jié)過程繼續(xù)下去,被分散相會從乳狀液中分離出來,發(fā)生“破乳”。因而,界面膜的機(jī)械強(qiáng)度是決定乳狀液穩(wěn)定性主要因素之一
為了獲得最大機(jī)械強(qiáng)度的界面膜,由所吸附的表面活性劑形成的界面膜應(yīng)該是縮合的,具有強(qiáng)的橫向分子間的作用力,并應(yīng)顯示出高的膜彈性。
乳液中,兩個碰撞液滴之間的液膜與泡沫中相鄰兩個氣泡之間的液膜相似,因同樣的原因,顯示出膜的彈性?;旌媳砻婊钚詣w系,界面復(fù)合物和液晶相的形成對界面膜強(qiáng)度的增加,即對乳液的穩(wěn)定性有較大的作用。例如:混合表面活性劑體系、界面復(fù)合物的形成、液晶的穩(wěn)定作用
2 聚結(jié)靜電勢壘的存在
根據(jù)乳化劑是否帶電荷(如使用離子型乳化劑),對絮凝作用的處理方法是不同的,可利用膠體穩(wěn)定性的DLVO理論進(jìn)行定量計算。
DLVO理論主要用于解釋憎液膠體的穩(wěn)定性,O/W乳液與憎液膠體之間存在差別,界面吸附了表面活性劑,界面膜具有一定的厚度,液滴之間的相互作用更復(fù)雜。DLVO理論只適用于離子表面活性劑穩(wěn)定的乳液,即只限于靠靜電作用穩(wěn)定的體系。即使這類體系,也還有不少實(shí)驗(yàn)事實(shí)無法用目前的理論解釋。
3 體積比
乳狀液的被分散相體積增加,界面膜需要擴(kuò)大,才可把被分散相包圍住,若乳化劑不變,界面膜變薄,體系的不穩(wěn)定性增加。
若被分散相的體積超過連續(xù)相的體積,O/W或W/O型乳液會越來越不如其反相的乳液穩(wěn)定。除非乳化劑的親水-親油平衡值限制只能形成某一種類型的乳液,否則,乳液就會發(fā)生轉(zhuǎn)型。
4 溫度的影響
溫度的變化會引起乳液一些性質(zhì)和狀態(tài)的變化,其中包括兩相間的界面張力、界面膜的性質(zhì)和黏度、乳化劑在兩相的相對溶解度、液相的蒸汽壓和黏度、被分散粒子的熱運(yùn)動等。
因而,溫度的變化對乳液的穩(wěn)定性有很大的影響,可能會使乳液變型或引起破乳。乳化劑的溶解度隨溫度變化,乳液的穩(wěn)定性也隨之改變。在接近乳化體系的相轉(zhuǎn)變溫度時,乳化劑可發(fā)揮最大的功效。
任何危及界面的因素都會使乳液的穩(wěn)定性下降,如溫度上升、蒸汽壓升高、分子蒸發(fā)、分子蒸汽流通過界面等。