HLB值的計(jì)算
(1)Griffin關(guān)系式
測定HLB值的方法最早由Griffin提出,該法繁瑣且耗時(shí)[3].后來Griffin提出用下列經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算某些非離子型表面活性劑的HLB值.質(zhì)量百分?jǐn)?shù)法(基團(tuán)重量法)對于有聚氧乙烯基類和多元醇類的非離子型表面活性劑:HLB=20*MH/M.式中,MH為親水基部分的分子量,M為總的分子量.皂化值法對于多數(shù)多元醇的脂肪酸酯類表面活性劑[3]:HLB=20(1-S/A).其中S代表表面活性劑(多元醇酯)的皂化值(又稱皂化數(shù)),A代表成酯的脂肪酸的酸值.對于皂化值不易測定的多元醇乙氧基化合物:HLB=(E+P)/5.式中E為表面活性劑的親水部分,即乙氧基(C2H4O)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),P為多元醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù).皂化值不清的脂肪酸酯如妥爾油!松香酸酯!蜂蠟酯及羊毛酯等的HLB值都可以由上式求算.對于只用乙氧基(C2H4O)為親水部分的表面活性劑和脂肪醇與C2H4O的聚合體,上式簡化為:HLB=E/5.混合表面活性劑的HLB值具有加和性.A,B兩種表面活性劑混合之后的HLB值為:HLB=HLBA*A%+HLBB*B%.
(2)J.T.Davies關(guān)系式
基團(tuán)數(shù)法:1957年Davies提出將表面活性劑分子分解為不同的基團(tuán),這些基團(tuán)各自對HLB有一定的貢獻(xiàn):HLB=7+Σ(親水基的基數(shù))+Σ(親油基的基數(shù)).該方法適用于計(jì)算陰離子型表面活性劑和非離子型表表面活性劑的HLB與其在油水兩相中的平衡濃度有關(guān)[4]:HLB-7=0.36ln(cW/cO)式中cW為表面活性劑在水相中的平衡濃度,cO為表面活性劑在油相中的平衡濃度,cW/cO為表面活性劑在兩相中的分配系數(shù).
(3)無機(jī)性基團(tuán)貢獻(xiàn)法:
把表面活性劑劃分為有機(jī)性基團(tuán)(一般疏水)和無機(jī)性20,據(jù)此得到表面活性劑分子中各基團(tuán)的無機(jī)性!有機(jī)性貢獻(xiàn)值.HLB=(E無機(jī)性基團(tuán)值/E有機(jī)性基團(tuán)值)@10
(4)估算法
利用表面活性劑在水中的溶解情況可以估計(jì)該表面活性劑的HLB值范圍(見表1).
水溶液外觀 不分散 不良分散 攪拌后*狀分散 穩(wěn)定*狀分散 半透明至透明 透明液
HLB值 1~4 3~6 6~8 8~10 10~13 13~20
(5)HLB值的實(shí)驗(yàn)測定和計(jì)算
① 氣相色譜法氣相色譜固定液分離樣品的能力取決于固定液與樣品中各組分的極性.據(jù)此,用表面活性劑做固定液,選擇其他流動相可測定HLB.Beche和Birkmeier,以乙醇和乙烷混合物為流動相,表面活性劑為固定相進(jìn)行測定,結(jié)果表明,乙醇與乙烷的保留時(shí)間比與HLB成直線關(guān)系:HLB=8.55ρ-6.36.*化劑載體的極性定義是二組分的保留時(shí)間比ρ: ρ=REtOH/RHex.其中,REtOH為乙醇的保留時(shí)間,RHex為乙烷的保留時(shí)間.當(dāng)*化劑含有較多的自由多元醇組分時(shí)直線關(guān)系須做校正.保留時(shí)間比值隨溫度而改變,一般采用折中溫度80度,在此溫度下,大部分非離子*化劑為液體.
② 水?dāng)?shù)法
聚氧乙烯型非離子表面活性劑的HLB與水?dāng)?shù)有一定關(guān)系:HLB=algW+b式中,a,b為常數(shù),W為水?dāng)?shù)!單位為mL.所謂水?dāng)?shù)是指以體積比為96%和4%的二氧雜環(huán)乙烷和苯胺混合物溶解樣品,然后用水滴定至混濁所用水的數(shù)量.
③對數(shù)法*化劑的親水親油平衡值與其親水!疏水基團(tuán)的重量比的對數(shù)有關(guān):HLB=7+11.7lgWL/WO.其中WL,WO分別為*化劑分子中親水!疏水基團(tuán)的重量.測定HLB值的方法還有很多,測定及計(jì)算時(shí)所用的實(shí)驗(yàn)方法和所依據(jù)的關(guān)系式均有一定的使用范圍,如果不適當(dāng)?shù)靥子媚骋环椒?則有時(shí)誤差很大.
2*化劑的選擇和混合*化劑配方
現(xiàn)適用于選擇*化劑的方法主要有兩種:HLB法(親水親油平衡法)和PIT法(相轉(zhuǎn)變溫度法).前者適用于各種類型表面活性劑,后者是對前一方法的補(bǔ)充,只適用于非離子型表面活性劑.