Гидрофильно-липофильный баланс эмульгаторов и методы его определения

Свойства ПАВ зависят не только от общей величины гидрофильной и липофильной час1ей их молекул, но также и от соотношения между ними, ко­торое выражается через ГИДРОФИЛЬНО-ЛИПОФИЛЬНЫЙ БАЛАНС (ГЛБ).

ГЛБ был введен для характеристики неионогенных ПАВ и показывал для них 1/5 массового процентного содержания гидрофильной части в моле­куле. ГЛБ 0 имеют неионные полностью липофильные вещества, например, углеводороды. ГЛБ 20 присущ неионным полностью гидрофильным продук­там, например, полиэтиленгликолями (ПЭГ), которые еще иногда называют полиэтиленоксидами (ПЭО). ПАВ с различной степенью оксиэтилирования имеют промежуточные значения ГЛБ, которые могут быть вычислены, если известно содержание в молекуле ПАВ полиэтиленоксида: ГЛБ =Е +5 где Е - процентное массовое содержание гидрофильной части.

Величина ГЛБ тесно связана со свойствами ПАВ и областью их приме­нения. ПАВ с ГЛБ 1,5-3 - пеногасители, 3-6 - эмульгаторы типа в/м, 7-9 - сма­чиватели, 8-18 - эмульгаторы типа м/в, 13-15 - пенообразователи, 15-18 - со­любилизаторы.

Все методы определения Г’ЛБ можно разделить на:

• расчетные по формулам, которые базируются на молекулярной структуре ПАВ,

• экспериментальные или косвенные, основаны на измерении каких-либо свойств или параметров ПАВ, связанных с их ГЛБ, и позволяющих его вычислить.

Из расчетных методов наиболее широкое распространение получил МЕТОД ДЭВИСА, согласно которому различные функциональные группы и сочетания атомов, входящих в молекулы ПАВ, имеют определенные гидро­фильные коэффициенты, которые называются "групповыми числами". Они положительны для гидрофильных групп и отрицательны для липофильных.

МЕТОД ОШЕЙКА, основан на нескольких уравнениях, которые он вы­вел для НПАВ, где за основу взята их молекулярная структура. Эти уравне­ния отражают процентное весовое содержание гидрофильных и липофильных групп в молекуле ПАВ.

Для легкоокисляющихся эфиров^кирных кислот ГЛБ может быть рас­считан по формуле: ГЛБ = 20 (1-40/Кч)

где 40 - число омыления эфиров;

Кч - кислотное число жирной кислоты.

Для трудноомыляемых эфиров, например, оксиэтилированных произ­водных ОгШю предложил другую формулу расчета: ГЛБ = (Е+Р)/5

где Р - весовой процент гидрофильной части, приходящийся на много­атомный спирт (глицерин, сорбит и др.);

Е - весовой процент полиэтиленоксидной части.

В случае эфиров, гидрофильная часть которых состоит только из одно­го полиэтиленоксидного остатка, например оксиэтилированных кислот и од­ноатомных жирных спиртов, формула приобретает вид:

ГЛБ = (М.в. гидрофильной части 100)/5М.в.ПАВ = Е/5

К расчетным методам относятся также методы КА\УАКАМ1, МОО.КЕ- ВЕ1Х и др.

Система ГЛБ рекомендуется для оценки области применения ПАВ, их возможных свойств и способствует эффективной организации поиска опти­мальных эмульгирующих составов. При этом суммарный ГЛБ смеси ПАВ можно рассчитать по формуле: ГЛБ смеси ПАВ = (X] ГЛБ /+ ГЛБ^ /100 где Х| и Х2 - процентное содержание первого и второго ПАВ в смеси.

ГЛБ( и ГЛБ₂ - гидрофильно-липофильный батане первого и второго эмульгатора.

К экспериментальным методам определения ГЛБ относятся:

1. Методы, основанные на растворимости ПАВ, которые подразделяются на определение растворимости ПАВ и водное титрование.

2. Хроматографические методы: хроматография на бумаге и газожидкостная.

3. Методы, основанные на определении некоторых поверхностно-активных и коллоидно-мицеллярных свойств ПАВ:

а) определение ГЛБ ПАВ на основании коэффициента межфазного на­тяжения;

б) определение ГЛБ с помощью коэффициента растекания;

в) определение ГЛБ по критической концентрации мицеллообразования (ККМ).

4. Определение ГЛБ по температуре помутнения растворов ПАВ.

5. Определение ГЛБ по тестам эмульгирования и инверсии фаз эмульсий.

6. Определение ГЛБ по диэлектрической константе.