乳化劑是能夠改善乳濁液中各種構(gòu)成相之間的表面張力,使之形成均勻穩(wěn)定的分散體系或乳濁液的物質(zhì)。乳化劑是表面活性物質(zhì),分子中同時具有親水基和親油基,它聚集在油/水界面上,可以降低界面張力和減少形成乳狀液所需要的能量,從而提高乳狀液的能量。
乳化劑是指能改善乳化體中各種構(gòu)成相之間的表面張力,形成均勻分散體或乳化體的物質(zhì),食品乳化劑是 GB 2760—2014《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的22類食品添加劑之一。食品乳化劑的用量約占食品添加劑總量的 1/2,是食品工業(yè)中用量多的添加劑,在食品生產(chǎn)和食品加工過程中占有重要地位,幾乎所有食品的生產(chǎn)和加工均涉及乳化劑或乳化作用。食品乳化劑是一類多功能的食品添加劑,除了具有典型的表面活性之外,在食品中還具有消泡、增稠、穩(wěn)定、潤滑、保護(hù)等作用。
界面的形成以及穩(wěn)定性的機(jī)理:1)在界面上乳化劑的密度大,乳化劑分子在小液滴的外面形成保護(hù)膜,從幾何空間結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)來看這是合理的,從能量角度來說是符合能量低原則的,因而形成的乳狀液相對穩(wěn)定;2)因?yàn)槿闋钜旱男纬墒贵w系界面面積大大增加,也就是對體系要做功,從而增加了體系的界面能,就導(dǎo)致了體系不穩(wěn)定。因此,減少其界面張力,使總的界面能下降,可以增加體系的穩(wěn)定性;表面活性劑作為良好的乳化劑就是能夠降低界面張力。根據(jù)的“相似相溶原理”可知,乳化劑中的親油基、親水基會插入同性質(zhì)的一側(cè),使其自身處于水-油界面處。在乳化的過程中,乳化劑的量與乳化溫度成反比。提高乳化溫度時液體分子之間的距離增加,表面層分子所受液體內(nèi)部的吸引力減少,因而表面張力降低;3)在體系中加入乳化劑后,在降低界面張力的同時,形成一層界面膜,界面膜對分散相液滴具有保護(hù)作用,使其在布朗運(yùn)動中的相互碰撞的液滴不易聚結(jié),而液滴的聚結(jié)(破壞穩(wěn)定性)是以界面膜的破裂為前提,因此,界面膜的機(jī)械強(qiáng)度是決定乳狀液穩(wěn)定的主要因素之一。
當(dāng)體系中小分子乳化劑的含量大于臨界膠束濃度時,表面活性劑分子聚集,從而形成膠束,將溶劑體系劃分為疏水區(qū)域和親水區(qū)域。此時溶液的表面張力下降的快,使溶解的物質(zhì)逐漸吸附于膠束的親水區(qū),以達(dá)到助溶的目的。
乳化劑在材料合成行業(yè)的應(yīng)用主要是利用它進(jìn)行乳液聚合合成涂料、粘合劑等產(chǎn)品。尋找性能穩(wěn)定、價格低廉的乳液聚合劑是該行業(yè)乳化劑的研究發(fā)展方向。例如在粘合劑的合成中,聚丙烯酸酯粘合劑的廣泛應(yīng)用就是由于丙烯酸酯類乳液粘合劑的聚合在低分子量表面活性劑的條件下使聚合物分散在水中,從而造成了一部分游離乳化劑殘留在聚合物中,降低了乳液粘合劑在基材表面的附著力。為了解決此問題并有效防止成膜后乳化劑的遷移,能夠提高涂膜的耐水性和附著力的可聚合乳化劑得到了進(jìn)一步研究。此外,在材料合成中,環(huán)保型反應(yīng)性乳化劑作為傳統(tǒng)乳化劑的替代品得到進(jìn)一步應(yīng)用,例如乳化劑SR-10不僅乳化能力強(qiáng)、環(huán)保性能優(yōu)良、符合各種物性要求并具有較低的起泡性等優(yōu)點(diǎn)。
在日化行業(yè)中,化妝品與洗護(hù)的研發(fā)過程中除了添加成分外還需加入添加劑來穩(wěn)定產(chǎn)品狀態(tài)。其中,乳化劑作為化妝品原料中的重要組成部分之一,它對化妝品起到乳化、分散、增溶、潤滑、柔軟、穩(wěn)定作用等等功能,使兩種互不相溶的液體中的一種液體均勻分散于另一種液體中??梢赃@樣說,如果沒有乳化劑,絕大部分配方都無法存在,很多活性成分都沒有辦法添加到配方當(dāng)中。也因此,乳化劑的使用乃至正確、、科學(xué)使用對于配方工程師來說是基礎(chǔ) ,更是。