2.2.2　乳狀液的分類及不穩定的表現形式

乳狀液是熱力學不穩定體系，有自發降低界面自由能的趨勢，即乳狀液中的小液滴互相碰撞聚集成大液滴，直到分層是一種自發趨勢。從熱力學觀點來看，不管多么穩定的乳狀液最終也是要破乳的。分散相液滴對凝聚的抑制能力即為乳狀液的穩定性。如圖2.1所示，乳狀液不穩定性包括乳脂分離或沉降分層、絮凝、Ostwald熟化、凝聚和破乳等，具體表現形式如下^［6-8］。

（1）乳脂分離或沉降分層

乳狀液一般是由油相和水相組成的，無論油為連續相、水為分散相，還是水為連續相、油為分散相，由于兩相的密度存在差異，使得密度小的油相上浮、密度大的水相沉降，這種現象稱為乳脂分離或沉降分層。此時，乳狀液的均勻性遭到破壞，液滴密集地排列在一端，分為上下兩層，但分層的乳狀液液滴仍然保持原樣，界面膜未被破壞，輕微搖動即可恢復原狀，還是一個可逆過程。乳脂分離或沉降分層只是乳狀液中的分散相的濃度在垂直空間發生了變化，在一層中分散比原來的多，在另一層正好相反，出現了分層現象。雖然分層不代表破乳，但可能會引起凝聚，可以說分層往往是破乳的前導。

（2）絮凝

乳狀液中的液滴通過范德華力聚集成松散的絮凝團，各個液滴在絮凝團中獨立存在，而且可以重新再分散，這種現象稱為絮凝。絮凝只是改變液滴間的相對距離，液滴的大小和分布并沒有發生變化。絮凝也是一個可逆過程，通過攪拌可以使松散的絮凝團重新分散，恢復到原來的狀態。

（3）Ostwald熟化

含有不同大小液滴的乳狀液不易絮凝或聚結，但隨著時間推移，小液滴會向較大液滴的方向移動，液滴大小分布趨向均勻化，這種現象稱為Ostwald熟化。Ostwald熟化實質是小粒子（小于臨界尺寸）溶解后，將其質量轉移到大粒子上。由于粒子相總表面積的減小，產生的總界面自由能的下降是Ostwald熟化過程發生的驅動力。

（4）凝聚

當液滴相互靠近后，小液滴相互連接形成一個體積較大而界面面積較小的液滴，這個過程稱為凝聚。凝聚是液滴在較大距離之間的范德華引力作用的結果，它能加速分層。分層聚集速度v可以用Stokes公式（2.1）描述：

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式中，g為重力加速度；r為液滴的半徑；ρ₁為分散相密度； ρ₂為連續相密度；η為連續相黏度。

由式（2.1）可以看出，當液滴粒徑越小，分散相和連續相密度差異越小，連續相黏度越大，乳狀液穩定性越好。

在乳狀液凝聚過程中，液滴間的分隔液膜消失，液滴大小和分布發生了變化，一般難以恢復到原來的狀態，這是一個不可逆過程。

（5）破乳

破乳過程發生在凝聚之后，是一個不可逆過程，也稱聚結過程。分散相小液滴在它們之間的膜破裂后，相互合并不斷成長，使得小液滴數量不斷減小，粒徑不斷增大變成大液滴，最終聚沉分離，使乳狀液的兩相完全分離。所以乳狀液的穩定性與聚結速度有關，而聚結速度又取決于界面上吸附膜的性質。要使乳狀液中的小液滴不發生相互合并，需要在不同液體之間形成強有力的屏障，并能承受一定的壓力而不被破壞。這種屏障的形成與乳化劑及油水相的性質有關。