卫消网:乳状液的性质_粘度-形变--流体-性质

乳状液的性质

1外观与质点大小一般乳状液的外观常呈乳白色不透明液体，乳状液之名即由此而来。乳状液的这种外观，与乳状液中分散相质点的大小有密切的关系。一般乳状液的分散相直径范围0.1~10μm。其实很少有乳状液的液珠直径小于0.25μm的。从乳状液的液珠直径范围可以看出，它大部分属于粗分散体系，一部分属于胶体，都是热力学不稳定的体系。根据经验，人们找到分散液珠大小与乳状液外观的关系，列于表7–1。表7–1乳状液的液珠大小与外观液珠大小外观大滴可分辨出两相>1μm乳白色乳状液0.1μm~1μm蓝白色乳状液0.05μm~0.1μm灰色半透明<0.05μm透明2电性质(1)电导导体的导电能力的大小通常用电阻或电导表示。电导是电阻的倒数，电导越大说明导电体导电能力越强。乳状液有一定的导电能力，其大小主要取决于乳状液连续相的性质。将两个位置固定的电极插入乳状液中，然后测定通过的电流。实验发现通过O/W乳状液的电流约为10~13mA，而通过W/O型乳状液的电流仅0.1mA或更少，这种性质常被用于辨别乳状液的类型。电导的研究主要以石油乳状液为对象，因为在分离这类乳状液的时候，常常用的是电破乳的方法。(2)电泳当乳状液的珠滴带有电荷时，在电场中会发生定向运动，这种性质叫电泳。研究表明，在电场中带电油滴和水相中的反离子层向相反的电极方向运动而发生电泳现象。带电油滴的移动速度是正比于ξ电位的。ξ电位越高，油滴之间的静电斥力越大，热运动时发生碰撞而凝聚的可能性越小，有利于乳状液的稳定。而在乳状液中加入电解质会有更多的与油滴表面电荷相反的离子进入吸附层使双电层的厚度变薄，ξ电位下降，如果外加电解质带有与油滴表面相反电荷的离子，其价数高或吸附能力特别强，进入到吸附层还可能使ξ电位改变符号，使乳状液变得不稳定，容易发生凝聚，这将在7.1.3和7.2.2中进一步讨论。3流变性(1)粘度多数乳状液属非牛顿流体，其粘度η是剪切速率的函数。影响乳状液粘度的五个因子为：①外相的粘度η0；②内相的粘度ηi；③分散相的体积分数φ；④乳化剂及其在界面沉淀的膜的性质；⑤颗粒大小分布。外相粘度：在所有关于乳状液粘度的理论中皆将外相粘度η0当作是决定乳状液最终粘度的最重要参数。多数公式都指出乳状液粘度与η0成正比：η=η0(X)其中X代表一切能影响乳状液粘度的性质之总和。在许多乳状液中乳化剂溶于外相之中，因此η0应是外相溶液的粘度。内相浓度：除了化学成分外，描述乳状液的一种主要参数就是内相与外相的体积比φ。代表球体紧密堆积的φ的自然值为0.74，在较稀的乳状液中内相的确以球体存在，故处理粘度时φ是适宜的参数。对于刚性球体，Einstein极限定律为：η=η0(1+2.5φ)，此式是一个极限公式，在φ大于0.02的体系中，其准确程度不高，因此其应用范围极其有限。(2)触变性对于非牛顿流体而言，其表观粘度表现出强烈的时间依赖关系，即它们的粘度在恒定的剪切力(或剪切速率)作用下会随时间而变，其变化趋势有两种情况：一类粘度随时间而逐渐减少，称为触变性流体；另一类粘度随时间而逐渐增加称为流凝性流体。在流变学中把在外界应力一定时，流体粘度随时间而下降的性质叫触变性。流体具有触变性与它的内部结构有关，实际情况相当复杂，许多问题尚不清楚，有人认为流体在剪切力作用下的流动过程中，它的内部结构逐渐被破坏导致粘度降低，而当外界应力解除之后，它的内部结构又可逐渐恢复导致粘度又逐渐增加，因此表现出触变性。(3)粘弹性具有粘度是液体的典型性质，粘度大的液体，说明需要施加较大的外力才能克服分子间的吸引力，使液体保持相对流动；而弹性是橡胶、弹簧这类固体的特有性质，在外加应力的作用下这些固体可以发生形变，同时内部产生反抗外力的弹性，而且反抗形变的弹力与形变大小成正比。形变越大，弹力也越大，当外加应力消失后，在弹力作用下物体就恢复原状，形变消失。有些乳状液也具有粘弹性的复杂流变特性。它的变化规律既不完全符合弹性固体的变化规律(形变越大、弹力也越大，外力作用消失后在弹力作用下形变恢复)，又不像理想流体那样在外应力作用下发生流动变形，不可能恢复原状。而是表现为在外界应力作用的最初瞬间，发生微小形变时符合变形越大，弹性也正比加大的规律，并且外力消失可恢复原状，但形变加大到一定程度，既不符合上述规律，外力消失后形变也会逐渐变小，有时会恢复原状，但有时会残留下永久变形。在讨论乳状液性质时，可以略提一提布朗运动。在一般的乳状液中，多数液珠没有布朗运动，但是对于比较小的液珠，这种运动是可观的，这将影响乳状液的稳定性。由于布朗运动增加质点间碰撞的机会，因而也就增加乳状液聚沉的速度。