一、什么是乳化？

乳化是指一种液体以极微小液滴均匀地分散在另一种液体中形成乳液的过程，通常这两种液体互不相溶。而帮助完成这一过程的试剂就是乳化剂。乳化剂可以改善各相之间的界面张力，形成均匀的分散体，被广泛应用于食品、医药、化妆品、工业生产中。

二、乳化剂有哪些？

根据乳化剂亲水疏水平衡值（又称HLB值）可以分为水包油性乳化剂（O/w）和油包水型乳化剂（w/O）。HLB值也称水油度，是用于衡量乳化剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的数值，HLB值越大代表亲水性越强，反之亲油性越强。每一个乳化剂都有相应的HLB值，可作为选择和使用乳化剂的定量指标。常见乳化剂HLB值介于1～40之间，其中，HLB值在3~6的乳化剂适于作w/O型乳化剂，HLB值在8~18适于作O/w型乳化剂。

乳化剂按照分子结构可分为以下三种：

1、非离子

2、阴离子型

3、阳离子型

非离子型乳化剂：

指溶于水中不产生电离的一类乳化剂，包括脂肪醇聚氧乙烯醚类、聚乙二醇脂肪酸酯类、山梨醇类、糖类衍生物等。

阴离子型乳化剂：

来源广泛、价格便宜、种类较多，但抗硬水能力差，作为乳化剂使用时不能和阳离子乳化剂用于同一乳化体系中，主要包括磺酸盐型、硫酸酯盐型和羧酸盐型等。

阳离子型乳化剂：

主要为季铵盐类，具有突出的抑菌性和对硬质表面的吸附性。

除了上述所说的可以作为乳化剂的主乳化剂，还有具有助乳化作用的助乳化剂，如长链烷烃、长链醇、溶于油相的聚合物等。

其他具有乳化作用的试剂还包括碱类，如三乙醇胺，以及可以构建Pickering乳液的固体颗粒，如二氧化硅基Janus 粒子。

构建Pickering乳液体系的固体颗粒，它的性质如润湿性、粒径大小、形状和浓度是影响Pickering乳液形成的重要因素。现代研究表明，固体粒子疏水性太强或太差均会降低Pickering乳的稳定性；只有当固体粒子的润湿性为中等（即接触角约为90°）时，易在油水界面聚集，才能形成稳定的Pickering乳液。

随着pickering乳液体系的出现，研究者开始考虑具有外界磁响应的固体乳化剂。如，利用二氧化硅等无机材料通过包裹、自组装和活性可控等技术组装磁性纳米颗粒，制备可以控制颗粒尺寸、能对外磁场进行响应的磁性乳化剂。这种磁性乳化剂可以像其他乳化剂一样发挥乳化作用，同时又可以通过施加外界磁场使稳定的乳液破乳，从而省去使用破乳剂的环节，做到安全环保。

三、乳化体系有哪些？

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乳液的外观受分散相（内相）和分散介质（外相）的折射率的影响，并与形成液滴粒径相关，如表1所示。

表1 乳液外观与粒径的关系

⽔包油和油包⽔是最为常见的乳化类型，本文不赘述了。

微乳化体也可以称为透明乳化体、溶性油、胶束乳化体、胶束溶液等，是⽤视觉定义的⽔油乳化体系术语，形成微乳化体必须具备以下条件：

1、乳化剂的类型和在体系中的浓度必须能产⽣⼀个较稳定的负表⾯张⼒；乳化剂与分散相相比，⼤到⾜以保证在分散相最⼩的液珠周围形成⼀层保护膜。

2、界⾯膜不能发⽣太强的凝聚，否则不能产⽣⾜够⾼的曲率，不宜促使形成⼩液滴。

3、⾮极性油必须与界⾯膜相互渗透结合在⼀起，形成较稳定的界⾯张⼒，引起液珠⾃然分裂，避免相分离。

不同于含油、⽔两相的⼀般乳化体，采⽤各种多元醇和橄榄油等油类作为两相制成乳化体的⽆⽔的乳化体，称为⽆⽔乳化体。通常⽤橄榄油、⽢油、丙烯⼄⼆醇、聚氧⼄烯400与阴离⼦型乳化剂可以制得⽆⽔乳化体。

当油相、⽔相具有相同的折光率，或者分散相液珠直径⼩于1/4可见光的波长时，可以得到透明乳化体。

近年的研究热点Pickering乳液，是指用合适表面润湿性的固体粒子替代传统的化学分子乳化剂，固体粒子能够不可逆地吸附在油/水界面上，在界面上形成稳固的空间壳层，对乳滴油相起到保护作用，阻止液滴之间的奥氏熟化聚集，从而形成稳定的水包油（O/W）型或油包水（W/O）型乳液体系（图1）。Pickering乳液具有用量小，控制粒径简单，稳定无污染的特点正在被广泛研究。Pickering 乳液一般由水相、油相和固体粒子乳化剂组成，乳液类型主要分为三类包括：W/O 型、O/W 型和双连续型（W/O/W和 O/WO）。

四、决定乳化液类型的因素是什么？

对于一般乳化液体系而言，乳化液的类型取决于乳化剂的性质。如果表面活性剂的亲水能力强，则容易形成O/W型乳状液；反之，则易形成W/O型乳状液。

而对于Pickering 乳液体系，普遍接受的是三相接触角稳定机理和颗粒界面膜理论。三相接触角稳定机理认为：决定乳化剂类型的是固体粒子乳化剂的表面湿润性。当水相接触角约等于90°时，界面吸附能最大，稳定性最好；小于86°时，乳液为O/W型，大于94°时，容易变成W/O型。因此，可以影响表面润湿性的因子都会影响Pickering乳液的类型。而颗粒界面膜理论则认为，固体颗粒乳化剂并不会影响两相界面的表面张力，而是通过紧密吸附在界面形成单层或多层的膜状结构的方式来分离液滴、从而达到稳定的效果。

参考文献：

[1] 磁性乳化剂的制备及其在稠油降粘中的应用. 冯瑶瑶， 2017.

[2] 可聚合聚氨醋乳化剂和聚合物乳液的合成及其在织物和纸张中的应用.陈八斤。2020.