阿摩線上測驗
登入
阿摩線上測驗
登入
學習重點 HLB 系統由 Griffin 發展；數值愈大愈親水，愈小愈親脂。須熟記用途範圍，尤其潤濕劑為 7～9。 Davies 基數法以各基團貢獻計算 HLB；氧乙烯單元為正值，題示氧丙烯單元與碳氫基團為負值。 Span 為去水山梨醇脂肪酸酯；Tween 為其聚氧乙烯衍生物。Tween 80 含平均約 20 個 ethylene oxide 單元。 低 HLB 通常有利於 W/O，高 HLB 通常有利於 O/W；乳化劑較易溶解的一相及液滴併合較快的一相，均有利於成為外相。 混合 HLB 採重量分率加權平均；能由比例求 HLB，也能由目標 HLB 反求比例、百分比及用量。 核心觀念 一、HLB 的意義與用途 HLB 是 hydrophile–lipophile balance，表示界面活性劑親水性與親脂性的相對平衡。高值親水、低值親油。HLB 系統的發展者為 Griffin；Davies 則提出依分子基團計算的方法，兩者不可混淆。 用途常用 HLB 範圍判斷重點 止泡劑、抗發泡劑1～3在所列用途中最低 W/O 乳化劑3～6；亦常見 4～6偏親脂，油為外相 潤濕劑、濕潤劑7～9本單元必記範圍 O/W 乳化劑8～18偏親水，水為外相 清潔劑約 13～16屬較高 HLB 用途 增溶劑約 15～18屬較高 HLB 用途 用途範圍可能重疊，屬選用指引，不能視為互斥的硬性界線。潤濕劑應選 7～9；HLB 25 不屬此範圍，HLB 18 也不適合作為止泡劑。 二、Davies 基數法 HLB＝7＋各親水基基數總和＋各親脂基基數總和。此寫法將親脂基記為負值；若以親脂基貢獻的正值大小表示，則改用減法，不能重複扣除。計算時須將基團數目乘上相應基數後加總。 基團或單元基數判斷 –(CH2–CH2–O)–，氧乙烯單元正值，增加親水性 –(CH2–CH2–CH2–O)–，題示氧丙烯單元負值，淨貢獻偏親脂 –CH–、–CH2–、–CH3 等碳氫基團負值，增加親脂性 –SO4− Na+ 與 –COO− Na+均為親水基，前者基數較大 不能只看見氧原子就認定整個單元的基數一定為正，必須看完整結構。氧乙烯為正、題示氧丙烯為負，是常考辨識點。HLB 也不是所有計算法都限定在 20 以下。 三、Span 與 Tween 的組成及比較 Span 是去水山梨醇（sorbitan）與脂肪酸形成的酯，屬非離子型界面活性劑，整體偏親脂，對水溶解度低。Span 20 為去水山梨醇單月桂酸酯；其組成、非離子性及可作 W/O 乳化劑均須掌握，不能誤認為高度水溶性。 Tween 又稱 polysorbate，是 Span 類的聚氧乙烯衍生物，同屬非離子型，但親水性較強。Tween 80 為聚氧乙烯去水山梨醇單油酸酯，含平均約 20 個 ethylene oxide 單元，並非 80 個。 編號對應脂肪酸Span HLB 約值Tween HLB 約值 20月桂酸8.616.7 40棕櫚酸6.715.6 60硬脂酸4.714.9 80油酸4.315.0 本單元所列品項的大小關係為：Span 20 ＞ Span 40 ＞ Span 60 ＞ Span 80。Tween 20 ＞ Tween 40 ＞ Tween 80 ＞ Tween 60。 因此 Span 20 ＞ Span 60、Tween 20 ＞ Span 80 均正確；Tween 80 ＞ Tween 40 則錯。上述 Tween 品項均高於上述 Span 品項，但不要將此擴大成所有商品皆適用的絕對規則。Tween 60 與 80 的次序不能依編號遞增或遞減硬推。 數值計算一律採題目給值，例如 Tween 20 若給 16.6、Span 80 若給 4，就直接使用，不以表列約值替換。 四、乳劑類型與所需 HLB W/O 是水分散於油中：水為內相、油為外相。O/W 是油分散於水中：油為內相、水為外相。低 HLB 乳化劑通常有利於 W/O，高 HLB 乳化劑通常有利於 O/W。 Bancroft 規則：乳化劑較易溶於哪一相，哪一相較有利於成為外相。 液滴併合理論：併合較快的一相較易連成連續相，成為外相；併合較慢者維持液滴狀，成為內相。 乳化劑辨識：cholesterol 偏向形成 W/O；acacia、gelatin 及親水性微晶纖維素則偏向形成 O/W。 Required HLB：指油相在指定乳劑類型下所需的乳化劑 HLB。同一油相要製成 W/O 或 O/W，所需 HLB 可以不同。 HLB 範圍是一般指引，個別乳化劑仍須結合性質與配方判斷；不能僅因 Span 20 的 HLB 為 8.6，就否定其在本單元考查中的 W/O 乳化用途。 五、混合 HLB 的計算 混合 HLB＝（甲重量 × 甲 HLB＋乙重量 × 乙 HLB）÷ 總重量。若使用重量分率，則為兩者「分率 × HLB」相加，分率總和須等於 1。 HLB 6 與 12 按 3：1 混合：混合值＝（6 × 3＋12 × 1）÷ 4＝7.5，可判為潤濕用途。 HLB 4 與 15 按 3：7 混合：混合值＝4 × 0.3＋15 × 0.7＝11.7。 反求比例可用交叉相減：低 HLB 者：高 HLB 者＝（高值－目標值）：（目標值－低值）。 以 8 與 12 配成 9：低值者與高值者之比＝（12－9）：（9－8）＝3：1。 以 Span 20＝8.6、Tween 20＝16.6 配成 12.6：兩者各占 50%；總量 100 g 時，Span 20 為 50 g。 同樣兩者配成 12：Span 分率＝（16.6－12）÷（16.6－8.6）＝57.5%；Tween 為 42.5%。 總量不改變所需比例。若題目只列最終體積，仍可求比例；但重量分率不能在未有密度或其他條件下直接當成體積分率。驗算時，混合值必須介於兩原料 HLB 之間，且更接近用量較多者。 常考陷阱 親水、親脂顛倒：「HLB 愈大愈親脂」錯；高值應為親水性較強。 用途錯置：潤濕劑認 7～9，止泡劑認 1～3；W/O 的 3～6 與 4～6 都是常見表述。 基數符號錯置：氧乙烯單元為正值；不能說其基數為負。 商品編號誤讀：Tween 80 的 80 不是 EO 數目；其 EO 平均約為 20 個。 排序過度簡化：Tween 80 小於 Tween 40，但略大於 Tween 60；不能套用「編號愈大，HLB 必愈小」。 溶解性誤判：Span 20 是非離子型，但非離子型不代表高度水溶性。 內外相顛倒：液滴併合較快者成為外相；W/O 的外相是油。 比例配反：目標愈靠近低 HLB，低 HLB 者用量應愈多；交叉相減後務必確認比例所屬。 記憶口訣 「低親油，高親水；止泡一三，潤濕七九。」 「二月、四棕、六硬、八油；Tween 八十，EO 二十。」 「溶誰誰當外，併得快也當外。」 「交叉相減求份數，目標靠誰誰較多。」