乳化的目的是减少乳液制备消耗的能量。为了保持乳液的稳定性,所以乳化剂应具备较强的乳化能力,能形成牢固的乳化膜,以及具有安全、无局部刺激性、稳定性好且受外界因素较小的性质。
乳化剂分子中有亲水和亲油两个部分。根据它们的亲水部分的特征,可以分为三种类型。
负离子型乳化剂 为在水中电离生成带有烷基或芳基的负离子亲水基团的乳化剂,如羧酸盐、硫酸盐和磺酸盐等。这类乳化剂常用,产量大,常见的商品有:肥皂(C15~17H31~35CO2Na)、硬脂酸钠盐(C17H35CO2Na)、十二烷基硫酸钠盐(C12H25OSO3Na)和十二烷基苯磺酸钙盐(结构式如)等。负离子型乳化剂要求在碱性或中性条件下使用,不能在酸性条件下使用。在使用多种乳化剂配制乳液时,负离子型乳化剂可以互相混合使用,也可与非离子型乳化剂混配使用。负离子型和正离子型乳化剂不能同时使用在一个乳状液中,如果混合使用会破坏乳状液的稳定性。
正离子型乳化剂 为在水中电离生成带有烷基或芳基的正离子亲水基团。这类乳化剂的品种较少,都是胺的衍生物,例如 N-十二烷基二甲胺,可用于聚合反应。
非离子型乳化剂 为一类新型的乳化剂,其特点是在水中不电离。它的亲水部分是各种极性基团,常见的有聚氧乙烯醚类和聚氧丙烯醚类。它的亲油部分(烷基或芳基)直接与氧乙烯醚键结合。典型的产品有对辛基苯酚聚氧乙烯醚(结构式如)。非离子型乳化剂的聚醚链上的氧原子可以与水产生氢键缔合,因而可以溶解在水中。它既可在酸性条件下使用,也可在碱性条件下使用,而且乳化效果很好,广泛用于化工、纺织、农药、石油和乳胶等的生产。
乳化剂是能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力,使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液的物质。乳化剂是表面活性物质,分子中同时具有亲水基和亲油基,它聚集在油或水的界面上,可以降低界面张力和减少形成乳状液所需要的能量,从而提高乳状液的能量。