曲拉通X-100为表面活性剂形成石油醚与水乳液稳定性的研究
孙儒瑞;黄品鲜;李伟光;刘雄民;唐婷范;朱丽芳;卢智泉;张磊
【摘 要】With Triton X-100 as emulsifier, the formation of petroleum ether and water emulsion be pre-pared by magnetic stirring,ultrasound and combined method,respectively. The stability of emulsion was measured by using illuminometer. Investigate the effect of emulsification time,emulsification temperature, emulsifier concentration and ultrasonic power on the emulsion stability. The results suggested that emul-sion stabilization time of combined method,emulsification time was 15 min,the maximum of emulsion sta-bility time was 2 900 min. The emulsion was prepared in 30℃ to 50℃ by combined method,lower tem-peratures are conducive to the stability of the emulsion. The best stable emulsion was prepared in ultrason-ic power 480 W and stable time was 3 500 min. With the increasing in the amount of emulsifier,the emul-sion stability time increa.%以曲拉通X-100为乳化剂,分别使用磁力搅拌、超声波和联合法制备了石油醚与水形成的乳液,采用照度计法研究乳液的稳定性.考察了乳化时间、乳化温度、乳化剂浓度和超声波功率对乳液的稳定性的影响.结果表
明,联合法得到的乳液稳定化时间长,乳化时间为15 min时,乳液稳定时间达到最大值,稳定时间为2 900 min;联合法在30~50℃下制备得到乳液,较低温度有利于乳液的稳定;超声波的功率480 W得到的乳液稳定性最好,稳定时间为3 500 min;随着乳化剂用量增加,乳液稳定性时间延长.
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2013(042)001
【总页数】4页(P26-29)
【关键词】曲拉通X-100;联合法;稳定性
霜期【作 者】孙儒瑞;黄品鲜;李伟光;刘雄民;唐婷范;朱丽芳;卢智泉;张磊
【作者单位】广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004
【正文语种】中 文
八段锦功法【中图分类】TQ423.92拍立得相片
乳液是一类由两种互不相溶液体组成,在热力学上为亚稳定的分散体系。它广泛应用于食品、农药、采油、化妆品、化工等领域。乳液的稳定性是乳液的重要指标,其测定方法有很多,如分光光度法[1]、显微镜观察法[2]、激光粒度分析法[3]、浊度法[4]、核磁共振[5]等。浊度法、分光光度法和显微镜观察法分析使用的样品量较少,乳液分层时,取样时间和测定位置对分析结果有较大影响,对观察者的经验要求较高。目前,Turbiscan分析仪是评价乳液稳定性最好的仪器之一,特别是对于不透明、浓缩体系等类型的乳状液[6-7],而该仪器和激光粒度分析、核磁共振分析的仪器价格比较昂贵,操作繁琐,不利于广泛普及使用。照度计监测乳液稳定性[8]具有操作简单、使用方便、仪器价格便宜、使用范围广等特点。
化学知识点
乳化方式不同,对乳液稳定性有较大的影响,常用的乳化方式有搅拌乳化[9]、超声波乳化[10]和超声波与搅拌联用[11]。其中搅拌乳化制备的乳液粒径较大,沉降速度快,容易分层;超声波乳化制备的乳液不均匀,乳液稳定性较差。
本文以曲拉通X-100为乳化剂,使用照度计作为分析手段,研究石油醚与水形成的乳液稳定性,考察了乳化方法与乳化条件对稳定性的影响。
1 实验部分
1.1 原料与仪器
曲拉通X-100,化学纯;石油醚,分析纯;去离子水。
DF-101B集热式恒温加热磁力搅拌器;KQ-600DB型数控超声波清洗器;JJ-1增力电动搅拌器;照度计法测定乳液装置(图1),自制,由4部分组成:(1)光源;(2)样品池;(3)恒温暗箱;(4)照度计。
图1 光强度监测法实验装置图Fig.1 The chat of experiment for light intensity monitoring method
1.2 乳液的制备
取50 mL石油醚加入到三口烧瓶中,取50 mL去离子水和一定量的曲拉通X-100混合得到曲
执业医师资格证拉通X-100水溶液,分别按照如下方法制备乳液。
1.2.1 机械搅拌法 于30℃在1 200 r/min搅拌速度下,缓慢把曲拉通X-100水溶液加入到石油醚中,搅拌时间是30 min,得到机械搅拌法石油醚-水乳液。
1.2.2 超声波法 于30℃在超声波功率240 W振荡下,缓慢把曲拉通X-100水溶液加入到石油醚中,超声波振荡30 min,得到超声波法石油醚-水乳液。
1.2.3 超声波与搅拌联用的联合法 30℃在搅拌(1 200 r/min)和超声波(功率240 W)共同作用下,缓慢把曲拉通X-100水溶液加入到石油醚中,超声振荡和搅拌时间30 min,得到联合法制备的石油醚-水乳液。
1.3 乳液的分析测定方法
根据水包油型乳液的特性,其在破乳的过程中,分别生成上层的乳化相和下层的水相。实验中,随着破乳过程进行,下层的水相逐渐澄清,透过光强度(E)也不断的增强,乳液稳定性也逐渐减弱,只要测量水相的透过强度随时间的变化,就可以测出乳液的分层时间。根据水相和乳化相对光透过强度不同原理,将制备好的乳液倒入100 mL的样品池,密封好,
固定在恒温暗箱内,使光源固定连续照射样品池35 mL刻度处的乳液,使用照度计在恒温恒压条件下测定光透过乳液的光强度值。
1.4 乳液稳定性的确定
由乳液破乳机理可知,乳液液滴出现絮凝与聚结现象时,导致乳液稳定性被打破,伴随乳液分层。因此,为了监测乳液出现絮凝、聚结过程,可以通过监测透过光强度值的变化来进行跟踪乳液的变化。当透过光强度值(照度 E,即光通量,单位:Lux,1 Lux=1 lm/m2)发生突变时,说明该点为乳液的不稳定点。根据出现不稳定点的时间长短来衡量乳液的稳定性好坏。即出现不稳定点的时间越大,乳液的稳定性越好。不稳定点的确定方法见图2,图中N为两段曲线切线的交点,N点即为乳液的不稳定点。
图2 光强度监测法的实验数据处理方法图Fig.2 The experimental data processing method of light intensity monitoring method
2 结果与讨论
2.1 乳化方法对乳液稳定性的影响
乳液制备条件是:乳化剂质量为0.2 g,温度30℃,乳化时间30 min,制得的乳液放置时间与透过光强度关系见图3。
由图3可知,搅拌法(曲线1)在乳液放置时间0~400 min范围内透过光强度随时间缓慢变化,E值的变化速度<0.01 Lux/min,说明破乳速度缓慢,把t=400 min作为搅拌法得到乳液的稳定化时间;当乳液放置时间为400~1 400 min时,透过光强度E值随放置时间快速变化,变化值为0.045 Lux/min,说明破乳速度快速;乳液放置时间≥1 700 min时,E值达到最大,即完成了破乳,E=60.2 Lux。对于超声波振荡法(曲线2),乳液放置时间0~1 550 min时,E值已有显著变化,说明超声波振荡法得到的乳液没有稳定期。联合法(曲线3)在0~2 800 min,E值的变化非常缓慢,E的变化<0.000 6 Lux/min,说明破乳速度很缓慢,把 t=2 800 min作为联合法得到乳液的稳定化时间;当放置时间 t>2 800 min时,E的变化达到0.06 Lux/min,t> 3 500 min,E=60.8 Lux,达最大值。实验结果表明,联合法得到的乳液稳定化时间(2 800 min)比磁力搅拌法和超声波法得到的乳液稳定化时间长,说明联合法得到的乳液具有更好的稳定性。
图3 3种乳化方法乳液的透过光强度随静置时间的变化Fig.3 The light intensity of the thre
e emulsion prepared way’s emulsion changes with the standing time 1.搅拌法;2.超声波法;3.联合法
2.2 乳化时间对乳液稳定性的影响
乳化时间对乳液稳定性的影响见图4。
图4 乳化时间和透光强度突变时间的关系Fig.4 The relation of emulsifying time and mutation time of pervious light intensity
嘴唇干燥由图4可知,乳化时间5~20 min,乳液稳定时间也从1 600 min增大到2 900 min,然后降低到2 600 min,即乳化15 min得到乳液的稳定时间最长,乳液最稳定。
2.3 乳化温度对乳液稳定性的影响
温度对乳液聚结速率的影响非常大,温度的变化会引起相间界面张力、均匀相的黏度和乳化剂在两相中的稳定性及分散粒子的热运动的改变[12]。乳化温度对乳液稳定性的影响见图5。裤带面的做法
遣悲怀图5 乳化温度和不稳定点时间的关系Fig.5 The relation of emulsifying temperature and mutation time of pervious light intensity
由图5可知,乳化温度从30℃升高到70℃,随着温度的升高,乳液稳定时间减少,由2 900 min下降到1 350 min,即较低乳化温度有利于乳液的稳定。这是因为随着温度的升高,乳液的黏度减小,液滴之间发生碰撞的概率增大,液滴之间发生不可逆碰撞使液滴越来越大,由于水相和油相的密度不同,发生沉降,最后导致分层现象。
2.4 超声波功率对乳液稳定性的影响
超声波的乳化作用是依靠声波对分子的振动作用,在油滴与水相界面中形成空穴,空穴瞬间的产生和消失将水相中乳化剂分离出来,分离的乳化剂、油滴和水滴形成稳定的乳液小液滴[13]。超声波功率对乳液稳定性的影响见图6。