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為什么要進(jìn)行預(yù)乳化處理,預(yù)乳化的意義?

2019-03-06 09:04:40 

首先需要明確的是什么是乳液的穩(wěn)定性?


乳化穩(wěn)定性是指乳化液保持明顯穩(wěn)定狀態(tài)并且不產(chǎn)生兩相分層不穩(wěn)定現(xiàn)象的特性。乳化是液-液界面現(xiàn)象,兩種不相溶的液體,如油與水,在容器中分成兩層,密度小的油在上層,密度大的水在下層。若加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┰趶?qiáng)烈的攪拌下,油被分散在水中,形成乳狀液,該過程叫乳化。通常情況下影響乳化穩(wěn)定性的因素有乳化設(shè)備、乳化溫度、乳化時間以及攪拌速度等。


其次好的乳液具有什么樣的特性?


乳化液的穩(wěn)定性好,體現(xiàn)在在聚合過程中不能分層,而且泡沫不能過多??捎貌AО粽喝∩倭款A(yù)乳化液,觀察玻璃棒表面的預(yù)乳化液分布是否均勻,有無單體珠滴凝聚,有無氣泡。乳化液的粘度應(yīng)該適中,單體的乳化程度應(yīng)適宜??扇訙y粘度,以反應(yīng)過程內(nèi)不發(fā)生分層的乳液粘度值作為指標(biāo)。


為什么要預(yù)乳化處理?


1. 采用半連續(xù)或連續(xù)乳液聚合工藝生產(chǎn)時,如不經(jīng)過預(yù)乳化步驟,直接將單體加入正在聚合反應(yīng)的體系中,被攪拌分散的單體液珠將會吸附臨近的乳化劑分子及膠束,甚至吸收乳膠粒表面的乳化劑分子,造成乳膠粒發(fā)生聚并,進(jìn)而產(chǎn)生凝膠效應(yīng)。而將單體預(yù)乳化后,單體液滴周圍包覆一層乳化劑分子,不會從體系中額外多去乳化劑,使反應(yīng)體系穩(wěn)定。


2. 在乳液聚合階段Ⅱ末期,乳膠粒體積不斷增長,相對來說表面包覆的乳化劑分子變少,進(jìn)而影響體系穩(wěn)定性。加入預(yù)乳化后的單體,相當(dāng)于不斷補(bǔ)充乳化劑,保證反應(yīng)穩(wěn)定持續(xù)的進(jìn)行!


3. 若采用不斷補(bǔ)充乳化劑的方法提到預(yù)乳化步驟,會造成具備乳化劑濃度升高,產(chǎn)生新的膠束,進(jìn)而生成新的乳膠粒,致使乳膠粒尺寸分布變寬,或者出現(xiàn)雙峰分布,影響乳液的性能。采用預(yù)乳化工藝,當(dāng)?shù)渭拥椒磻?yīng)體系中的單體液滴被消耗完后,附在單體表面的乳化劑分子轉(zhuǎn)移到乳膠粒上,也就不存在產(chǎn)生新的乳膠粒狀況了。


4. 在乳液共聚合中,采用預(yù)乳化工藝,可以有效的控制單體由于競聚率所造成的共聚組成不均一性問題。


5. 采用預(yù)乳化工藝,乳化劑分兩次加入,通過控制初次乳化劑用量,進(jìn)而有效的控制乳膠粒的數(shù)目,進(jìn)而有效的控制乳膠粒的尺寸!


預(yù)乳化的影響因素? 


1. 預(yù)乳液中單體液滴大小與最終乳液產(chǎn)品外光關(guān)系


2.乳化液的粘度隨單體/水的比例增大而增大,當(dāng)單體/水體積比大于3時,所得預(yù)乳液粘性迅速增大。


3. 預(yù)乳化攪拌速度的影響:在預(yù)乳化時,攪拌的作用是促進(jìn)乳化劑溶解并形成膠束、把單體分散成單體珠滴。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在乳化劑的溶解過程以較慢的攪拌速度(<150r/min)攪拌分散后,再漸漸增強(qiáng)攪拌力度,這樣可避免預(yù)乳化過程大量泡沫的產(chǎn)生。在加入單體時,攪拌速度要求快,但不致于使液體飛濺為宜。過快,單體分散過細(xì),其表面自由能高,體系將趨于不穩(wěn)定,粘度過大;而攪拌速度太小(<100r/min)時,不管攪拌時間多長,預(yù)乳化效果都不理想,往往在聚合反應(yīng)過程即發(fā)生分層現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,以300~400r/min的攪拌速度較適宜,時間為30分鐘。


4. 溫度的影響:乳化溫度是影響乳化效果的另一個重要的因素。升高溫度可以加大乳化劑在水中的溶解度、增加乳化劑分子聚集成膠束的速度、提高單體在膠束中的增溶量、乳化劑分子向單體液滴表面的擴(kuò)散、吸附速度等,從而加快預(yù)乳液的形成速度。但溫度過高,乳化劑分子運(yùn)動過快,乳化劑形成界面膜的效率降低,不利于乳化進(jìn)行,也不利于微乳液的穩(wěn)定。因此,在設(shè)備的選擇建議選用夾套設(shè)備,這樣可以很好的控制溫度。


5. 預(yù)乳液中水油比一般小于1:2,zui高時可到1:4。乳化液的粘度隨單體/水的比例增大而增大,當(dāng)單體/水體積比大于3時,所得預(yù)乳液粘性迅速增大。因此,可以根據(jù)實(shí)際需要,確定油水比例。

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