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1、日用化工工艺学,综合复习辅导主讲 方 波2008年5月,学习主线,日用化工流变学理论 表面活性剂理论 合成洗涤剂工艺 原料、配方、工艺 化妆品工艺 原料、配方、工艺,一 绪 论,了解日用化工的范畴 合成洗涤剂、化妆品、香精香料等了解日用化工有哪些特点？多学科交叉、高附加值、复配技术、多组分、多相态非牛顿流体加工过程,一 绪 论,了解高新技术在日用化工中的应用 超临界萃取技术、脂质体、微胶囊等,二 日用化工工艺学的相关基础理论,1、表面活性剂的分类 阴离子、阳离子、两性、非离子 掌握各种典型表面活性剂的名称、结构和性质,二 表面活性剂性能,2、表面活性剂的性质和作用？降低表面或界面张力 表面张力
2、曲线 临界胶束浓度cmc 临界溶解温度（Kraft温度）、浊点 界面吸附、润湿、增溶、乳化、发泡,表面活性剂性能,3、影响临界胶束浓度cmc的因素 内因：结构 对离子型表面活性剂随疏水链碳原子数增大，cmc如何变化？外因：中性盐、极性脂肪醇等4、掌握非离子表面活性剂浊点变化规律,表面活性剂性质,5、离子型表面活性剂在水中的存在方式 单个分子 球形胶束 棒状胶束（蠕虫状胶束）六角形棒状胶束 层状胶束等,表面活性剂性质,6 何谓HLB值？有何作用？HLB值表面活性剂的亲水亲油平衡值 HLB值越大，亲水性越强 HLB值越小，亲油性越强 初步筛选乳化剂、润湿剂、洗涤剂、增溶剂等,HLB值和其功能之间的
3、关系,HLB初步选择乳化剂的原则,油相乳化所需要的HLB值与 表面活性剂提供的HLB值相等,混合乳化剂的HLB值,混合乳化剂的HLB值等于组成混合物各乳化剂的加权平均值 HLBm=HLBiwi wi 为表面活性剂所占的质量分数。,混合乳化剂的HLB值,对于某油水体系，60%的Tween60(HLB=14.9)与40%的Span60(HLB=4.7)组成的混合乳化剂效果最好。若现在只有Span85(HLB=1.8)和Renex(HLB=13.0),二者应如何混合？,表面活性剂的增溶作用,7 表面活性剂的增溶作用和增溶方式 增溶于胶束内核 增溶于表面活性剂分子之间“栅栏结构”增溶于胶束表面 增溶于
4、非离子表面活性剂亲水基团之间,增溶作用,表面活性剂的发泡性质,8 泡沫的结构 双层表面活性剂排列在泡沫界面上 9 影响泡沫稳定性的因素？表面活性剂种类、用量 连续相粘度 体系温度 离子强度等,表面活性剂的发泡性质,10 如何提高泡沫的稳定性？增强表面活性剂分子在界面上的排列密度 提高连续相粘度 选择适当的稳泡剂，如极性脂肪醇等,表面活性剂的复配性质,11 中性盐对表面活性剂性能的影响？,中性盐对表面活性剂性能的影响,中性盐对表面活性剂性能的影响,12 混合表面活性剂相互作用程度？,表面活性剂相互作用强弱分类,表面活性剂的复配性质,13 极性有机物对表面活性剂性质影响,极性有机物对表面活性剂性质
5、的影响,强极性有机物对表面活性的影响,尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇、二氧六环只具有升高表面活性剂cmc的作用。尿素可使十二醇六聚氧乙烯醚的cmc增加10倍。,强极性有机物对表面活性的影响,增加表面活性剂的溶解度，如尿素、二甲苯磺酸钠、甲酰胺等。C16H33SO4Na在28下，溶解度小于10-4mol/L，若加入3mol/L CH3CONHCH3，可使其溶解度增大100倍以上。,表面活性剂的乳化作用,14 简述乳液的分类 水包油型乳液，以O/W表示 油包水乳液，以W/O表示 液滴尺寸0.1-10微米 多重乳液 O/W/O 微乳液 液滴尺寸小于100nm,表面活性剂的乳化作用,15 HLB法初步选
6、择乳化剂的原则？油相乳化所需要的HLB值与表面活性剂 提供的HLB值相等,表面活性剂的乳化作用,16 掌握影响乳液稳定性的因素有哪些？如何提高乳液稳定性？,乳液的稳定性及其影响因素,相添加顺序 乳化剂的性质、用量 相体积比 体系的温度 电解质和其它添加剂的影响,增强乳液稳定的方法,降低表面张力在界面上形成韧性或高粘度的界面膜增强界面电荷数 吸附聚合物分子，在界面上形成聚合物的吸附层，发挥位阻稳定作用。提高连续相粘度在界面上吸附固体颗粒,表面活性剂的乳化作用,17 何谓相转变温度（PIT）？18 如何利用PIT筛选乳化剂？19 多重乳液是否为热力学稳定体系？20 为什么微乳液是热力学稳定体系？,
7、相转变温度（PIT）法,PIT 对于某一特定的表面活性剂（如含POE的非离子表面活性剂）-油-水体系，存在着一个较窄的温度范围。在该温度以上，表面活性剂溶于油相，而在该温度以下，表面活性剂溶于水相；随温度逐渐升高，体系由O/W型乳液转变为W/O型乳液，发生转相的温度称为相转变温度（PIT）。PIT也称为HLB温度，在特定体系中PIT是表面活性剂的亲水、亲油性质在界面上达到平衡的温度。,PIT法选择乳化剂的原则,对于O/W型乳液，合适的乳化剂体系应具有比乳液保存温度高20-60的PIT。对于W/O型乳液，应选择PIT比乳液保存温度低10-40的乳化剂体系。,微乳液及其特性,微乳液液滴直径在5nm
8、100nm之间的透明分散体系。形成与胶束的加溶作用有关，又称为“被溶胀的胶束溶液”或“胶束乳液”。微乳液性质界于胶束和一般乳液之间 自然辩证法规律：“一切差异都在中间阶段融合，一切对立都经过中间环节而相互过渡”,三 合成洗涤剂,1 合成洗涤剂一般包含哪些原料？根据配方分析组分的作用。2 抗污垢再沉积剂的作用原理是什么？试举例说明？3 常用洗涤剂用酶有哪些？4 一般洗涤剂用酶需要满足哪些条件？,喷雾干燥生产普通洗衣粉基本配方,洗涤剂用酶,碱性蛋白酶碱性脂肪酶碱性淀粉酶碱性纤维素酶,合成洗涤剂,5 掌握高塔喷雾干燥工艺的过程及其特点？6 喷雾干燥的机理是什么？7 空心颗粒粉的形成机理？8、分析影响
9、喷雾干燥操作效果的因素？9、配料时如何改善料浆的流动性？对甲苯磺酸钠、尿素等是助溶剂，可用于调节料液粘度。,高塔喷雾干燥工艺过程,合成洗涤剂,10 掌握附聚成型工艺过程。11 了解影响附聚成型的内在因素有哪些？12 了解肥皂的制造原理、主原料和辅助原料。,合成洗涤剂,13 掌握钙皂分散剂及其作用原理？14 何谓钙皂分散值？是否钙皂分散值越大，则钙皂分散能力越强？,钙皂分散剂,钙皂分散剂（lime soap dispering agent，LSDA）具有抑制钙皂形成能力的表面活性剂，常具有庞大的亲水基团。主要作用(1)增大肥皂的溶解度，降低Kraft温度(2)增强肥皂抗硬水的能力，减少钙皂形成,
10、钙皂分散值LSDR,LSDR 在300mg/L硬水中，使100g油酸钠不产生沉淀所需钙皂分散剂的最小量。钙皂分散值越小，钙皂分散能力越大。,合成洗涤剂,15 油脂的碘价与油脂所含不饱和键的关系？16 了解间歇式皂化盐析法生产肥皂的过程？17 为何在油脂皂化反应初期向体系中加入少量皂脚？,四 化妆品,1 了解化妆品的主要原料2 了解化妆品用典型乳化剂3 了解典型保湿剂4 了解典型调理剂5 了解皮肤黑色素形成机理；典型美白剂及作用机理？,化妆品,6 重点掌握O/W型膏霜类化妆品乳化剂选择和配方设计方法7 重点掌握W/O型膏霜类化妆品乳化剂选择和配方设计方法8 掌握影响膏霜化妆品的工艺因素9 防晒剂
11、的种类及防紫外线原理？10 了解防晒因子SPF值,膏霜化妆品配方设计步骤,a)选定乳化体类型 对O/W型，油相乳化所需的HLB值和乳化剂所提供的HLB值应在8-18之间；对W/O型，油相乳化所需的HLB值和乳化剂所提供的HLB值应在3-6之间,否则难以获得稳定乳化体系。b)选定油相成分，计算油相乳化所需HLB值。,(4)配方设计步骤,c)选定乳化剂对。根据油相乳化所需的HLB值，选定乳化剂对。制作O/W型乳化体，选HLB6的乳化剂为主，HLB6的乳化剂为辅。通常乳化剂用量为1-10%，且乳化剂在膏霜类中的用量一般须满足经验式：乳化剂重量/（乳化剂重量+油相重量）=10-20%,配方设计步骤,因
12、温度对HLB值、乳化效果有较大影响，还应考虑乳化剂的离子性和相转变温度。d)选定水相组分，计算精制水加入量。e)确定乳化体配方。通过乳化试验，制作乳化体，检验稠度、稳定性，适当调整乳化体配方。若制作的膏霜乳化体不满足要求，更换乳化剂对。,五 日用化工流变学概论,1 剪切速率与速度梯度的关系如何？2 何谓非牛顿流体？试分析其种类和特点？3 何谓触变性？形成的原因是什么？4 何谓粘弹性？5 掌握广义牛顿流体的本构方程 幂律模型、Bingham模型、H-B模型,日化产品为多组分、多相态复杂非牛顿流体；为非牛顿流体加工过程,日用化工流变学概论,6、在小振幅震荡流场中可获得哪些流变参数？弹性模量G、粘性
13、模量G、复模量G*动态粘度、虚粘度、复粘度 损耗角 与乳液产品的稳定性密切相关7、纯粘性流体和纯弹性固体的弹性模量G和粘性模量G”各为多少？,日用化工流变学概论,8 掌握微分型线性粘弹性流体本构方程？典型的Maxwell模型,微分型线性粘弹性本构方程的通式,n=m，或n=m-1,微分型线性粘弹性本构方程的通式,日用化工流变学概论,9 掌握线性粘弹性本构方程在小振幅振荡流场中的解,揭示日化产品线性粘弹性本构方程的重要方法,Maxwell流体在动态小振幅震荡流场中的解,已知：,解：,Maxwell流体在动态小振幅震荡流场中的解,Jeffreys本构方程在小振幅震荡流场中解,已知：,解：,Jeffreys本构方程在小振幅震荡流场中解,10 掌握膏霜类化妆品具有哪些流变特性？剪切变稀 触变性 粘弹性 屈服应力,触变性-旁氏冷霜的流动曲线（显示剪切变稀和触变性）,保湿防晒洗液的流动曲线（显示剪切变稀和触变性）,强生婴儿倍护润肤露的粘弹性,强生婴儿倍护润肤露的稳态剪切粘度曲线,考题类型,填空题 判断题 简答题 配方分析、配方组成作用分析 日化产品流变性分析 推导题,应重点掌握的基本概念必须清晰,祝同学们学习愉快取得优异成绩！,
