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二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

• GB/T 6369-2008《表面活性劑 乳化力的測定 比色法》

• GB/T 11543-2008《表面活性劑 中、高黏度乳液的特性測試及其乳化能力的評價(jià)方法》

• HG/T 2500-2011(2017)《乳化劑S-60》

• HG/T 3508-2010(2017)《乳化劑S-80》

• HG/T 3509-2012(2017)《乳化劑T-60》

• HG/T 3510-2012(2017)《乳化劑T-80》

• HG/T 4037-2008(2017)《乳化劑FM》

• HG/T 4305-2012(2017)《乳化劑S-20》

• HG/T 4306-2012(2017)《乳化劑S-40》

• HG/T 4307-2012(2017)《乳化劑S-65》

• HG/T 5000-2016(2023)《乳化劑OS》

• HG/T 5001-2016(2023)《乳化劑S-85》

三、乳化劑的分類

根據(jù)HLB值，將乳化劑分為油包水型 (W/O型，即親油型) 及水包油型 (O/W型，即親水型) 兩大類。前者使水分散到油中，如單硬脂酸甘油酯；后者使油分散到水中，如蔗糖酯、大豆磷脂等。根據(jù)乳化劑親水基的特性，可以分為：

1. 陰離子型乳化劑

這類乳化劑在水中電離生成帶陰離子的親水基團(tuán)，如脂肪酸皂、烷基硫酸鹽 (十二烷基硫酸鈉) 、烷基苯磺酸鹽 (十二烷基苯磺酸鈉) 、磷酸鹽等。陰離子乳化劑要求在堿性或中性條件下使用，不能在酸性條件下使用。也可與其他陰離子乳化劑或非離子乳化劑配合使用，但不得與陽離子乳化劑一起使用。具體有：

羧酸鹽型：如硬脂酸鈉鹽 (C??H??CO?Na)；

硫酸鹽型：如十二烷基硫酸鈉鹽 (C??H??OSO?Na)；

磺酸鹽型：如十二烷基苯磺酸鈣鹽；

磷酸酯類：如脂肪酸磷酸酯。

2. 陽離子型乳化劑

這類乳化劑在水中電離生成帶陽離子親水基團(tuán)，如N-十二烷基二甲胺及其他胺衍生物、季銨鹽等。陽離子乳化劑應(yīng)在酸性條件下使用，不得與陰離子乳化劑一起使用。具體有：

胺的衍生物：如N-十二烷基二甲胺。

3. 非離子型乳化劑

這種乳化劑在水中不電離。其親水基是各種極性基，如聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷嵌段共聚物、多元醇脂肪酸酯、聚乙烯醇等。具體有：

吐溫類：如聚山梨醇酯 (Tween) 系列；

司盤類：如失水山梨醇脂肪酸酯 (Span) 系列；

脂肪醇聚氧乙烯類：如脂肪醇聚氧乙烯醚 (AEO) 系列。

根據(jù)乳化劑的來源，可分為合成的與天然的。上述各種乳化劑均為合成的；天然乳化劑有卵磷脂、羊毛脂、阿拉伯膠等。乳化劑除乳化作用外，還具有增溶、滲透、潤濕、去垢等作用。

四、乳化劑的選擇與應(yīng)用

一般來說，能夠在乳液聚合中形成膠團(tuán)并能引發(fā)聚合反應(yīng)的乳化劑，通常是碳原子數(shù)在10~12以上的表面活性劑。另外，乳化劑還能在乳液聚合反應(yīng)中和聚合反應(yīng)結(jié)束后賦予乳液分散穩(wěn)定劑，且不與單體和引發(fā)劑及其他添加劑反應(yīng)，不能給涂料帶來不良影響（影響涂料的調(diào)制、輸送和涂布施工等）。

迄今為止，還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)用來選擇乳液聚合用乳化劑。各種乳化劑的選擇仍需要通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)以判斷優(yōu)劣。水性涂料優(yōu)先參考HG/T 3510-2012(2017)《乳化劑T-80》或MS-1乳化劑技術(shù)指標(biāo)，油包水型涂料需符合HG/T 3508-2010(2017)《乳化劑S-80》的乳化性能要求。這里列舉一些選擇乳化劑的經(jīng)驗(yàn)：

1. 優(yōu)選離子型乳化劑，因?yàn)樗x予分散粒子以靜電荷，通過靜電斥力作用使乳液獲得分散穩(wěn)定劑；

2. 采用陰離子型乳化劑和非離子型乳化劑混用，可取得更好的乳化和乳液穩(wěn)定效果；

3. 選擇與乳化物質(zhì)結(jié)構(gòu)類似的乳化劑，以增強(qiáng)乳化效果；

4. 使用對單體有更大加溶能力的乳化劑；

5. 所用乳化劑不應(yīng)干擾乳液聚合反應(yīng)，并有良好的聚合穩(wěn)定性和貯藏性。

五、乳化劑的幾個(gè)重要性能指標(biāo)

CMC值-臨界膠束濃度：指能夠形成膠束的最低表面活性劑濃度。濃度低于CMC值時(shí)，乳化劑以單個(gè)分子狀態(tài)溶解于水中，形成真溶液；高于CMC值時(shí)，則乳化劑分子聚集成“膠束”，親水基團(tuán)指向水相，親油基指向膠束內(nèi)核，每個(gè)膠束由50~100個(gè)乳化劑分子組成。因此乳液聚合時(shí)其濃度必須大于CMC。

HLB值-親水親油平衡值：每個(gè)表面活性劑分子都含有親水、親油基團(tuán)，這兩種基團(tuán)的大小和性質(zhì)影響其乳化效果。通常用HLB值表示表面活性劑的親水、親油性。HLB越大親水性越強(qiáng)，HLB值一般在1~40之間。乳液聚合常選用陰離子水包油型 (O/W) 乳化劑，HLB值通常在在8~18之間。復(fù)合乳化劑具有協(xié)同效應(yīng)，復(fù)合乳化劑的HLB值可以用這幾種乳化劑HLB值的質(zhì)量平均值進(jìn)行計(jì)算。

陰離子乳化劑的三相平衡點(diǎn)：即陰離子乳化劑處于分子溶解狀態(tài)、膠束、凝膠三相平衡時(shí)的溫度，亦稱為克拉夫特點(diǎn) (Kraft point)。高于三相平衡點(diǎn)，凝膠消失，乳化劑僅以分子、膠束狀態(tài)存在；但當(dāng)?shù)陀谌嗥胶恻c(diǎn)時(shí)，乳化劑分子以凝膠析出，失去乳化能力。乳液聚合溫度應(yīng)選擇高于三相平衡點(diǎn)。非離子型表面活性劑無三相平衡點(diǎn)。

非離子型表面活性劑的濁點(diǎn)：非離子型表面活性劑的水溶液加熱至一定溫度時(shí)，溶液由透明變?yōu)榛鞚幔霈F(xiàn)這現(xiàn)象的臨界溫度即為濁點(diǎn) (cloud point)。非離子型表面活性劑之所以存在濁點(diǎn)是由于其溶解特點(diǎn)決定的。非離子型表面活性劑的水溶液中，表面活性劑分子通過氫鍵和水形成締合體，從而使乳化劑能溶于水形成透明溶液。隨著溫度的升高，分子運(yùn)動(dòng)能力提高，締合的水層變薄，表面活性劑的溶解性大大降低，即從水中析出。因此，乳液聚合溫度設(shè)計(jì)的應(yīng)低于非離了型表面活性劑的濁點(diǎn)。