1、乳化剂论文防腐剂论文乳化剂的选择及其对乳液聚合的作用摘要 乳化剂属于活性物质,目前由于食品加工技术的提升,使得乳化剂在食品加工过程中扮演着相当重要的角色,受到广泛重视。鉴于此,本文就乳化剂的影响与作用进行了探讨。 关键词 乳化剂;分类;作用 1 乳化剂的选择 选择乳化剂最常用的方法是 HLB 法和 PIT 法。在选择乳化剂时,当配方中的乳化剂的 HLB 值能与被乳化的油相所需要的 HLB 值相近时,会产生较好的乳化效果。 1.1 HLB 法 HLB 值是乳化剂的亲水亲油平衡值,代表分子疏水性基团和亲水性基团对水溶性贡献的相对权重。表面活性剂的 HLB 值及其应用列于表。 设计乳液配方的步骤如下
2、:1)决定乳状液的类型;2)选用何种油脂或被分散的物质值,或计算出所需的 HLB 值。再查出油相所需的 HLB;3)根据油相需要的HLB 值,可先选择习惯的“乳化剂对”,例如制备 O/W 乳状液时,可选用 HLB6的乳化剂为主,HLB6 的乳化剂为辅;4)如果制备的乳状液不理想,则应更换“乳化剂对”。在设计乳液配方中,往往配方中油相不是单一的化学组分,这时可利用HLB 值的加和性计算出混合组分的 HLB 值。 1.2 PIT 法 HLB 法没有考虑温度对乳化剂的亲水性的影响,而温度对非离子乳化剂的影响却更为显著。当温度提高时亲水基的水化程度减小,低温时形成的 O/w 型乳状液,在高温时可能转变
3、为 W/O 型乳状液,反之亦然。所以,在一特定的体系中,此转变温度就是该体系内乳状液,反之亦然。用 3%5%的非离子乳化剂来乳化等体积的油和水,加热到不同的温度并搅拌,用电导测定乳状液的转相发生时的温度,即为转相温度。对于 O/W 型乳状液,一种合适的乳化剂其 PIT 值应比乳状液的保存温度高 2060,对于 W/O 型乳状液,其合适的乳化剂的 PIT 值应比保存温度低 1040。实验发现,在 PIT 值附近制得的乳状液颗粒很小,但不稳定。要制得稳定的 O/w 型乳状液,需采用低于 PIT 值 24的温度制备乳状液,然后冷却至保存温度,乳液的稳定性最高。 2 乳状液的制备方法 2.1 乳化剂在
4、水中法 将乳化剂直接溶于水中,在激烈搅拌下将油加入。该法可直接制备 O/w 型乳状液,若欲得到 W/O 型乳状液,则继续加油至发生相变。该法适用于亲水性较强的乳化剂,可直接制备 O/W 型乳液,该乳液颗粒不均匀,稳定性差,需剧烈搅拌,可利用胶体磨和均质器进行处理。 2.2 乳化剂在油中法(转相乳化法) 将乳化剂加入油相,再加入水直接制得 w/O 型乳状液,若欲得到 O/w 型乳液可直接继续加水直至转相,转相后比直接乳化效果更好。把乳化剂加到油中,形成乳化剂与油的混合物,将混合物直接加入水中,可直接生成 O/w 型乳状液。该法制得的乳液颗粒均匀,粒径小,乳液最为稳定。 2.3 轮流加入法 将水和
5、油轮流加入乳化剂,每次只加少量,对制备食品类乳状液较为适应。 2.4 初生皂法 用皂作乳化剂的 O/w 型或 W/O 型乳液可采用该法。将脂肪酸溶于油中,将碱溶于水中,两相接触,在界面有皂生成,而得到稳定的乳状液。 2.5 转相温度乳化法 该法适用于用非离子乳化剂制备乳液。沼落升高时.到,状湘由 O/w 型转变为 W/O 型乳液.发牛转相的温度是亲水亲油达到平衡的温度。在相转化温度附近进行乳化可得到良好的乳化效果。 另外,乳化设备主要有四种类型:简单搅拌器、胶体磨、均质器和超声波乳化器。乳化器材质对乳液的类型有一定的影响。一般情况是亲水性强的器壁易得到 O/w 型乳液,而疏水性强的器壁易形成
6、w/O 型的乳液。如玻璃易形成 O/W型乳液,而塑料器壁则易形成 W/O 的乳液。 3 表面活性剂在乳液聚合中的应用 3.1 乳液聚合基本组分 合成树脂乳液的基本组分:1)水:质量占乳液体系的 60%80%;2)单体:为乳液的油相,占 20%40%;3)引发剂:一般使用水溶性氧化还原体系引发剂,使聚合反应在低温下进行,用量为单体的 0.1%1.0%;4)乳化剂:占单体量的 2%l0%;5)相对分子质量调节剂:如十二烷硫醇、异丙醇等,可调节聚合物的相对分子质量,并可减少聚合物链的文化,一般用量为单体量的 0.1%5%;6)缓冲剂:如磷酸盐等,用以调节介质的 pH 值,以利于引发剂的分解和保持乳液
7、的稳定。 3.2 乳液聚合方式及乳化剂选择 1)聚合方式 乳液聚合可采取间歇式和半连续式两种方式进行:(1)间歇式反应:即在装有加热、冷却、回流和搅拌装置的反应中,一次性按照配方加入水、乳化剂、单体及其他物料,然后升温到聚合温度,在搅拌下进行反应。达到终点后出料,清洗,准备下釜操作;(2)半连续式反应:半连续式反应所用反应装置和间歇式反应一样,但操作有很大区别,在半连续操作中,并不是将所有的物料在一个反应周期开始前全部加入,而是将一部分物料按照预先编排好的程序,在反应过程中连续地加入反应釜中。半连续式方式可用来有效地控制反应速率、共聚物组成、乳胶粒尺寸分布、乳胶粒形态以及聚合物的相对分子质量及
8、其分布等。生产中多用于半连续式反应来制备树脂乳液。连续式反应(即反应物连续输入,而产物连续地输出)则不宜采用。 2)乳化剂选择 工业上采用的乳化剂多为 C12-C18 的磺酸盐、硫酸盐、羧酸盐、季铵盐等。其亲油基 R=C nH2n+1,n22 时,亲油基过大,疏水性太强,难以分散在水中,不能形成胶束。可根据 HLB 值选择表面活性剂,因聚合物不同,对表面活性剂的要求亦不同。 3 结论 乳化剂的使用至关重要,操作食物轻则降低收率、产品质量,重则影响生产的正常进行,甚至发生事故。 参考文献 1王憬,周雪松,郑炽篙,等.乳胶粒子的形态结构对浸渍 滤纸性能的影响J.中国造纸,2006,25(12). 2刘文波,石淑兰,李劲松,等.汽车工业滤纸水溶性浸渍 树脂的研制J.纸和造纸,2007,26(2).
