内燃机含水乳化燃料
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2.1.1 定向楔理论

1929年哈金斯(Harkins)早期提出乳状液稳定理论。他认为在界面上乳化剂的密度最大,乳化剂分子以横截面较大的一端定向地指向分散介质,即总是以“大头朝外,小头朝里”的方式在小液滴的外面形成保护膜,从几何空间结构观点来看这是合理的,从能量角度来说是符合能量最低原则的,因而形成的乳状液相对稳定[1]

乳化剂为一价金属皂在油-水界面上作定向排列时,以具有较大极性头基团伸向水相;非极性的碳氢键深入油相,这时不仅降低了界面张力,而且也形成了一层保护膜,由于一价金属皂的极性部分之横界面比非极性碳氢键的横界面大,于是横界面大的一端排在外圈,这样外相水就把内相油完全包围起来,形成稳定的O/W(oil-in-water)型的乳状液。而乳化剂为二价金属皂液时,由于非极性碳氢键的横界面比极性基团的横界面大,于是极性基团(亲水的)伸向内相,所以内相是水,而非极性碳氢键(大头)伸向外相,外相是油相,这样就形成了稳定的W/O(water-in-oil)型乳状液。这种形成乳状液的方式,乳化剂分子在界面上的排列就像木楔插入内相一样,故称为“定向楔”理论。

该理论虽然能够定性解释许多形成不同类型乳状液的原因,但只是从几何结构来考虑乳状液的稳定性,而实际影响乳状液稳定的因素是多方面的。