2.2.2　乳狀液的分類及不穩(wěn)定的表現(xiàn)形式

乳狀液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，有自發(fā)降低界面自由能的趨勢(shì)，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(fā)趨勢(shì)。從熱力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，不管多么穩(wěn)定的乳狀液最終也是要破乳的。分散相液滴對(duì)凝聚的抑制能力即為乳狀液的穩(wěn)定性。如圖2.1所示，乳狀液不穩(wěn)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(xiàn)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(wú)論油為連續(xù)相、水為分散相，還是水為連續(xù)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(xiàn)象稱為乳脂分離或沉降分層。此時(shí)，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(dòng)即可恢復(fù)原狀，還是一個(gè)可逆過(guò)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(fā)生了變化，在一層中分散比原來(lái)的多，在另一層正好相反，出現(xiàn)了分層現(xiàn)象。雖然分層不代表破乳，但可能會(huì)引起凝聚，可以說(shuō)分層往往是破乳的前導(dǎo)。

（2）絮凝

乳狀液中的液滴通過(guò)范德華力聚集成松散的絮凝團(tuán)，各個(gè)液滴在絮凝團(tuán)中獨(dú)立存在，而且可以重新再分散，這種現(xiàn)象稱為絮凝。絮凝只是改變液滴間的相對(duì)距離，液滴的大小和分布并沒(méi)有發(fā)生變化。絮凝也是一個(gè)可逆過(guò)程，通過(guò)攪拌可以使松散的絮凝團(tuán)重新分散，恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。

（3）Ostwald熟化

含有不同大小液滴的乳狀液不易絮凝或聚結(jié)，但隨著時(shí)間推移，小液滴會(huì)向較大液滴的方向移動(dòng)，液滴大小分布趨向均勻化，這種現(xiàn)象稱為Ostwald熟化。Ostwald熟化實(shí)質(zhì)是小粒子（小于臨界尺寸）溶解后，將其質(zhì)量轉(zhuǎn)移到大粒子上。由于粒子相總表面積的減小，產(chǎn)生的總界面自由能的下降是Ostwald熟化過(guò)程發(fā)生的驅(qū)動(dòng)力。

（4）凝聚

當(dāng)液滴相互靠近后，小液滴相互連接形成一個(gè)體積較大而界面面積較小的液滴，這個(gè)過(guò)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(jié)果，它能加速分層。分層聚集速度v可以用Stokes公式（2.1）描述：

　　（2.1）

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(xù)相密度；η為連續(xù)相黏度。

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

在乳狀液凝聚過(guò)程中，液滴間的分隔液膜消失，液滴大小和分布發(fā)生了變化，一般難以恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，這是一個(gè)不可逆過(guò)程。

（5）破乳

破乳過(guò)程發(fā)生在凝聚之后，是一個(gè)不可逆過(guò)程，也稱聚結(jié)過(guò)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(zhǎng)，使得小液滴數(shù)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(wěn)定性與聚結(jié)速度有關(guān)，而聚結(jié)速度又取決于界面上吸附膜的性質(zhì)。要使乳狀液中的小液滴不發(fā)生相互合并，需要在不同液體之間形成強(qiáng)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(zhì)有關(guān)。