Гидрофильно-липофильный баланс

  • 01 апр. 2012 г.
  • 1572 Слова
Введение
Поверхностно-активные вещества – это органические соединения, молекулы которых имеют дифильное строение и состоят из углеводородного радикала (или радикалов) и любой полярной группы (или групп). Для описания строения дифильных молекул ПАВ, для количественной характеристики соотношений гидрофильных и липофильных свойств молекул, для описания роли гидрофильной (полярной) и липофильной(углеводородной) групп в молекуле ПАВ используется понятие гидрофильно-липофильного баланса или чисел ГЛБ.
Гидрофильно-липофильный баланс ПАВ играет важную роль в различных коллоидно-поверхностных явлениях (при мицеллообразовании в водных и неводных растворах, образовании мицеллярных фаз в системах вода – масло - ПАВ, обращении фаз в эмульсиях, функционировании биологических мембран и так далее) иопределяет эффективность ПАВ при их разнообразных применениях [1]. Исторически сложилось, что числа ГЛБ характеризуют способность ПАВ стабилизировать эмульсии. Чем выше число ГЛБ, тем лучше ПАВ растворяется в воде и, соответственно, лучше стабилизирует прямую эмульсию. То есть числа ГЛБ являются важной характеристикой при выборе ПАВ для эмульгирования жидкостей.
Шкала ГЛБ является достаточноусловным понятием. Существует множество методов расчета чисел ГЛБ, но для одного и того же вещества числа ГЛБ, рассчитанные по разному варианту, никогда не совпадают. И данная работа посвящена обзору и сравнению основных методов расчета ГЛБ, их достоинствам и недостаткам.
Методы расчета чисел ГЛБ
Как уже отмечалось выше, существует несколько шкал ГЛБ, числа которых рассчитаны разными методами. Основными изних являются метод Гриффина и метод Дэвиса, но также существует метод Шиноды, метод Лин, метод Круглякова-Корецкого и другие. Некоторые из них будут рассмотрены далее.
Метод Гриффина
Это первый предложенный метод определения чисел ГЛБ экспериментальным путем, основанный на растворимости ПАВ в воде. Гриффином была предпринята систематическая классификация эмульгаторов и масел с соблюдениемгидрофильно-липофильного баланса. Сравнивая типы эмульсий (масло – вода или вода – масло) и стабильность сформировавшихся эмульсий по наличию ПАВ, он создал классификацию. Это шкала с числами от 1 до 40, где гидрофобные вещества имеют низкое значение, а гидрофильные – высокое. Приблизительно у 75 эмульсий были определены числа ГЛБ. Исследование чисел ГЛБ показывает количественное согласие с предположением,основанным на химической структуре веществ в определенной группе соединений [2].
Позже Гриффин создал формулы для расчета чисел ГЛБ для некоторых простых эфиров и производных оксида этилена.
В другой работе [4] авторы пишут, что стабильность эмульсий лучше всего формируется эмульгаторами или смесью эмульгаторов, которые обладают так называемым требуемым ГЛБ ( rHLB ). И в зависимости от используемыхэмульгаторов и полученных фаз предлагается классификация эмульсий. Она представлена в Таблице 1, где указанный в скобках номер – числа ГЛБ.
Таблица 1. Результаты исследования важнейших эмульсий масло/вода.
Триолеат (1,8) Моноолеат (4,3) Моностеарат (4,7) Лаурат (8,7)
Средние триглицериды Не эмульсия Не эмульсия Не эмульсия Не эмульсия
Изопропилпальмитат Не эмульсия Раздел фаз Раздел фаз Не эмульсия
Легкийпарафин Не эмульсия Эмульсия Эмульсия Не эмульсия
Тяжелый парафин Не эмульсия Эмульсия Эмульсия Раздел фаз

Числа ГЛБ Гриффина сыграли важную роль при систематизации и оценке эффективности ПАВ при различных применениях и оказали сильное стимулирующее действие на исследование ГЛБ в самых разнообразных направлениях. Тем не менее, у метода есть недостатки. При применении шкалы чисел ГЛБ поотношению к произвольному классу ПАВ используется комплексный качественный подход, учитывающий диспергируемость ПАВ в воде и другие свойства (устойчивость эмульсий, солюбилизацию, моющее действие и другие) [1].Также недостатком является то, что числа определялись экспериментально. И чтобы уйти от экспериментального определения чисел ГЛБ, был предложен расчетный метод –...
tracking img