葛利芬提出經驗式可計算某些非離子表面活性劑的HLB值,根據葛利芬提出的計算式,計算的非離子表面活性劑的HLB值及其應用范圍見表1。

道康寧的產品信息中就有葛利芬計算HLB值的經驗式:HLB:(分子中親水部分的質量百分數)÷5,與表1的計算值相符。說復雜一些,即表面活性劑分子中親水基團占親水親油基團總和的質量百分數÷5就是HLB值,例如親水基團占分子中的百分數為32%,則該表面活性劑的HLB值=32÷5=6.4。因此在設計表面活性劑配方時就可計算出產品的HLB值。還有一個計算公式,HLB=(環氧乙烷的分子重量/總聚合物的分子重量)×20,兩式是一樣的。
3乳液類型
表面活性劑最多的用途是制備乳液,乳液狀態最主要有水包油O/W和油包水W/O兩種類型,還有多相狀態乳液,如水包硅油再包水的W/S/W的表面活性劑—D0wComing9011。決定乳液類型的因素有:乳化劑的性質、油一水體積之比、內相液體(被分散相)的加入方法、攪拌方式及容器表面性質等。當乳化劑用量足夠,油一水體積比例合適(即不能過大或過小,過大乳化困難;過小乳液穩定性差),表面活性劑就起決定乳液類型的主要作用。
3.1O/W乳液
根據表1所示,制備水包油乳液應選擇HLB值=8~18的表面活性劑。CER值為0.90~0.10。制備乳液的方法一種是將被分散相液體以微小粒子分散到連續相中,另一種方法是將被分散相液體溶解于另一液體中,然后使其適當地聚集而形成乳液。可以采用乳液聚合的方式和使用機械方法一快速攪拌、均質器、膠體磨等制備乳液。
乳化劑的加入方式有四種:一是乳化劑加入油相:預先將乳化劑加入被分散相一油相,然后將帶有乳化劑的油相加人連續相一水相中;二是乳化劑加入水相:預先將乳化劑加入連續相一水相,然后再將油相加入到有乳化劑的水相;三是皂生成法:將脂肪酸乳化劑加入油相,堿加人水相,再將兩相加以混合;四是交互添加法:在攪拌下逐漸將油相和水交互加于乳化劑中,使兩相混合。目前多用第一種和第二種方法,尤其①法可制備較細微粒子乳液。乳液粒子<100nm為透明的微乳;乳液粒子在100nm一1000nm之間是細小粒徑的乳液;乳液粒子>1000nm是大粒徑乳液。

在水包油體系中,被分散相一油相是內相,連續相一水相是外相。乳化劑附在內相表面,形成如圖20的示意圖。表面活性劑的親油基包裹在油相表面,親水基向外伸入外相一水中,則形成均勻的O/W乳液:
3.2W/O乳液
根據表1所示,制備油包水乳液應選擇HLB值=3—6的表面活性劑。CER值為1.5—4.0。(:l:CER—CohesiveEnergyRatio一內聚能比)制備油包水乳液比制備水包油乳液困難。
在油包水體系中,被分散相一水相是內相,連續相一油相是外相。乳化劑附在內相表面,形成如圖26的示意圖。表面活性劑的親水基包裹在水相表面,親油基向外伸入外相一油中,形成均勻的W/O乳劑。
3.3其它類型
對于有機硅產品還有適合油包硅油一S/O的表面活性劑,例如,DowComing@190流體;硅油包油和硅油包水一O/S和W/S,例如,DowComing@3225C配方助劑。在S/O和O/S的有機硅一有機乳液中,HLB值不適用,CER值分別為0.80~0.06和1.5~6.0。
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