表面HLB值分析和计算

2 HLB值的计算

（1）格里芬关系类型2113

HLB值的确定方法最早由5261 Griffin提出，它既麻烦又费时[4]. 后来，格里芬提议使用以下1653公式来计算某些非离子表面活性剂的HLB值. 质量百分比法（（基团重量法）对于含聚氧乙烯和多元醇的非离子表面活性剂: HLB = 20 * MH / M. 式中，MH为亲水基团的分子量，M为总分子量. 对于大多数多元醇[3]的脂肪酸酯表面活性剂: HLB = 20（1-S / A）. 其中S表示表面活性剂（多元醇酯）的皂化值（也称为皂化值），A表示酯的酸值对于不易测量皂化值的多元醇乙氧基化物: HLB =（E + P）/ 5. 其中E为表面活性剂的亲水部分，即乙氧基（C2H4O）质量分数，P为质量分数皂化值不清楚的脂肪酸酯，例如妥尔油！松香酯！蜂蜡酯和羊毛脂酯的HLB值可通过上式计算得到: 使用乙氧基（C2H4O）作为表面活性剂的亲水性部分和聚合物脂肪醇和C2H4O，以上形式la简化为: HLB = E / 5. 混合表面活性剂的HLB值是累加的. A，B混合两种表面活性剂后，HLB值为: HLB = HLBA * A％+ HLBB * B％.

（2）J.T.戴维斯关系

基团编号法: 1957年，戴维斯提出将表面活性剂分子分解为不同的基团，这些基团各自对HLB有一定贡献: HLB = 7 +Σ（亲水基团的数量）+Σ（亲脂性的数量组）. 该方法适用于计算阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的HLB及其在油水两相中的平衡浓度[4]: HLB-7 = 0.36ln（cW / cO）其中cW是水的平衡浓度水相中的表面活性剂，cO是油相中表面活性剂的平衡浓度，cW / cO是两相中表面活性剂的分配系数.

（3）无机基团贡献法:

表面活性剂分为有机基团（通常是疏水性的）和无机基团20，据此可得到表面活性剂分子中每个基团的无机性！有机贡献值. HLB =（E无机基团值/ E有机基团值）@ 10

（4）估算方法

表面活性剂的HLB值范围可以通过表面活性剂在水中的溶解来估算（见表1）.

水溶液的外观不分散，分散性差，搅拌后分散稳定，分散稳定，分散体为透明，透明液体

HLB值1〜43〜6 6〜88〜1010〜1313〜20

（5）HLB值的实验确定和计算

①气相色谱法气相色谱固定剂分离样品的能力取决于固定剂和样品中组分的极性. 因此，表面活性剂可用作固定剂，其他流动相也可用于测定HLB.Beche和Birkmeier使用乙醇和乙烷的混合物作为流动相，表面活性剂作为固定相，结果表明保留乙醇与乙烷的时间比与HLB呈线性关系: HLB =8.55ρ-6.36. 极性定义为两个成分的保留时间比率ρ: ρ= REtOH / RHex. 其中，REtOH是乙醇的保留时间，RHex是乙烷的保留时间. 当该试剂包含更多的游离多元醇组分时，必须校正直线关系. 保留时间比率随温度变化. 通常使用80度的折衷温度. 在此温度下，大多数非离子试剂是液体.

②水号法

聚氧乙烯非离子表面活性剂的HLB与水的数量有一定关系: HLB = algW + b，其中a和b为常数表面活性剂hlb值，W为水的数量！单位是毫升. 所谓水数，是指96％的二恶烷和苯胺混合物的体积比为4％，使样品溶解，然后用水滴定至浑浊的水量.

③对数法*试剂的亲水亲脂平衡值与疏水基团重量比的对数有关: HLB = 7 + 11.7lgWL / WO. 其中，WL和WO是分子中的亲水剂！疏水基团的重量. 确定HLB值的方法有很多. 测量和计算中使用的实验方法及其之间的关系具有一定的应用范围. 如果某个方法使用不当，有时错误会很大.

2 *选择化学药剂并混合化学药剂配方

选择化学试剂的主要方法有两种: HLB方法（亲水-亲脂平衡法）和PIT方法（相变温度法）. 前者适用于各种类型的表面活性剂，后者适用于前一种方法的补充，仅适用于非离子表面活性剂.

2.1 HLB值和化学试剂筛选

对于特定的油水系统，应使用哪种特定的化学试剂以获得最佳的液体性能，这是制备液体的关键；最可行的方法是通过实验进行筛选，而HLB值则为. 这对筛选工作很有帮助. 通过实验发现，O / W型（水包油型）*状态液体的HLB值通常在8至18之间；反之亦然. 作为W / O型（油包水型）*状态液体的药剂的HLB值通常在3到6之间. 制备状态液体时，除了根据液体类型选择药剂外待获得的液态液体，所用油相的性质对于试剂的HLB而言也有所不同. 该值也有不同的要求，化学试剂的HLB值应与要转换的油相一致. [4]有一种简单的方法来确定要转换的油所需的HLB值: 目视检于不同HLB值的油滴*化学试剂水溶液表面的铺展条件. 当化学剂的HLB值大时，油完全散开. 随着HLB值的降低，直到油不膨胀到一定HLB值时才难以散布. *化学试剂溶液此时，该化学试剂的HLB值近似为化学油所需的HLB值. 尽管该方法比较粗糙，但操作简便，所得结果具有一定的参考价值.

2.2 HLB值和最佳优化剂的选择

每个化学试剂都有特定的HLB值，并且单一化学试剂通常很难满足由多个成分组成的系统的化学要求. 通常，混合使用具有不同HLB值的多种化学试剂. 混合化学试剂的组成不仅可以满足复杂系统的要求，而且可以大大提高化学效果. 为了优化油水系统，可以使用以下步骤来选择最佳的化学试剂.

油水系统的最佳HLB值正确

①必须选择一对HLB值相差很大的化学试剂，例如Span-60（HLB = 4.3）和Tween-80（HLB = 15），配制成一系列具有不同HLB值的产品以不同比例混合化学品，使用这一系列化学品将指定的油水系统制成一系列*液体，测量每种*液体的效率（*液体的稳定时间可以用来表示，或其他稳定剂（以大自然表示），绘制计算出的混合化学药剂的HLB值，得到钟形曲线，该曲线的最高峰对应的HLB值是显然，使用化学试剂进行混合可以得到最合适的HLB值，但是这种化学试剂不一定是最有效的. 所谓化学试剂的好效率是指稳定化学试剂所需的化学试剂浓度. 指定的*像液体d是最低的！价格是最便宜的. 价格是昂贵的，但所需浓度的化学试剂也可能比价格便宜！化学药剂的浓度很高.

②化学试剂的测定

在维持所选化学转化体系所需的HLB值的前提下，选择几对化学转化剂进行混合，以使每种混合化学转化剂的HLB值均为通过上述方法确定的值. 代理指定系统，测量其稳定性并比较其效率，直到找到最有效的一对代理为止. 值得注意的是，此处未提及试剂的浓度，但这不会对此造成影响. 这是一种匹配方法，因为制备稳定液体所需的HLB值与化学药品的浓度无关. 在液体的不稳定区域，当化学药品的浓度很低或内相的浓度太高时，会影响该方法. [6]当使用HLB方法选择化学试剂时，不仅必须考虑最佳HLB值，而且还应考虑化学试剂与分散相和分散介质的亲和力. 理想的化学试剂该试剂不仅应与油相具有很强的亲和力，而且还应与水相具有很强的亲和力. 将HLB值小的试剂与HLB值大的试剂混合，以形成油相和水的混合膜. 这些相具有很强的亲和力，可以考虑这两个方面的要求. 因此，混合化学品的使用优于单一化学品的使用. 总之，确定指定系统所需化学制剂的决定. 方法是: 任意选择一对化学试剂，在一定范围内改变其混合比例，获得最高效率的HLB值后，改变复合化学试剂的种类和比例，但仍需保持此所需的HLB值，直到找到最有效的配合剂为止.

2.3 HLB值与化学混合剂的比例

在配混化学试剂时，可以通过各自的HLB值和指定系统所需的HLB值获得适当的量. 例如，当进行O / W型*乙酸乙烯酯的液态聚合时，*使用SDS和Span-65作为化学试剂，化学试剂的用量为3％. 已知SDS的HLB值为40，Span-65的HLB值为2.1，液相聚合过程中所需的平均HLB值为16.0.

假设混合剂中Span-65的质量分数为w％，则40（1-w％）+ 2.1w％= 16，溶液的w％= 63.3％表面活性剂hlb值，则SDS正在混合*试剂中的质量分数为36.7％. 可以看出，在乙酸乙烯酯的O / W型*液态聚合体系中，Span-65的含量为3％* 63.3％= 1.9％. SDS的数量占3％*（1-63.3％）= 1.1％.

3结论

准备稳定的溶液时，选择最合适的试剂以获得最佳效果是关键. 对于代理的选择，没有完善的理论. 表面活性剂的HLB值为2. 化学试剂的选择和配合剂用量的确定具有重要的应用价值. 它的优势主要体现在其加性上，可以简单地计算出来. 问题在于它没有考虑其他因素对HLB值的影响. 尤其是温度的影响，这在近年来大量使用的非离子试剂中尤为突出. 另外，HLB值只能粗略预测*样液体的形成类型，不能给出最佳的*效果. 化学剂的浓度不能预测所得液体的稳定性. 因此，使用HLB值选择化学试剂是一种更为有效的方法，但也有一定的局限性，在实际应用中需要与其他方法结合使用.

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