Was ist der HLB-Wert? Ein praktischer Leitfaden zur Emulgatorauswahl mit SPAN 80 und Sorbitan Estern

📋 In diesem Artikel

1. Was ist der HLB-Wert?
2. Die HLB-Skala und was die Zahlen bedeuten
3. So berechnen und verwenden Sie HLB in der Formulierung
4. SPAN 80: Eigenschaften, HLB und warum es wichtig ist
5. Die vollständige Sorbitanester-Familie: Span 20 bis Span 85
6. Kombination von SPAN 80 mit Tween 80: Die Co-Emulgator-Strategie
7. SPAN 80 Anwendungen in allen Branchen
8. Qualitätsspezifikationen und Beschaffung SPAN 80
9. FAQ
10. Kontaktieren Sie Sinolook Chemical

💧 1. Was ist der HLB-Wert?

HLB steht fürHydrophiles-Lipophiles Gleichgewicht. Dabei handelt es sich um eine numerische Skala -, die ursprünglich von William C. Griffin bei Atlas Chemical Industries in 1949 - entwickelt wurde und die relative Affinität eines Tensids oder Emulgators zu Wasser gegenüber Öl beschreibt. Je höher die HLB-Zahl, desto wasserliebender (hydrophiler) ist das Molekül; Je niedriger die Zahl, desto ölliebender (lipophiler) ist es.

In der Praxis ist der HLB-Wert die wichtigste Eigenschaft, die bei der Auswahl eines Emulgators für eine Formulierung berücksichtigt werden muss. Machen Sie es richtig und Ihre Emulsion ist stabil; Wenn Sie etwas falsch machen, werden Sie unabhängig von der Mischintensität oder der Emulgatorkonzentration eine Phasentrennung, Aufrahmung oder Inversion feststellen.

HLB sagt auch das vorausTypder Emulsion, die sich bilden wird. Emulgatoren mit niedrigem-HLB-Gehalt fördern Wasser-in-Ölemulsionen (W/O). - Öl ist die kontinuierliche Phase, Wassertröpfchen werden dispergiert. Emulgatoren mit hohem-HLB fördern Öl-in-Wasser (O/W)-Emulsionen - Wasser ist die kontinuierliche Phase, Öltröpfchen werden dispergiert. Dies wird manchmal als Bancroft-Regel bezeichnet und ist eines der zuverlässigsten Vorhersagewerkzeuge in der Kolloidwissenschaft.

📏 2. Die HLB-Skala und was die Zahlen bedeuten

Die ursprüngliche HLB-Skala von Griffin reicht von 0 bis 20, einige erweiterte Systeme gehen jedoch für ethoxylierte Tenside höher. Hier ist, was Ihnen jede Zone der Skala über das Verhalten eines Moleküls sagt:

🧮 3. Wie man den HLB-Wert berechnet und in der Formulierung verwendet

3.1 Griffins HLB-Formel

Für nicht-ionische Emulgatoren, die von mehrwertigen Alkoholen und Fettsäuren (wie Sorbitanester) abgeleitet sind, definierte Griffin HLB als:

Bei Span 80 (Sorbitanmonooleat) ist der hydrophile Teil der Sorbitanring und seine Hydroxylgruppen. Das Molekulargewicht des Moleküls beträgt ungefähr 428,6 g/mol und der hydrophile Anteil ist relativ klein -, was den bekannten HLB von ergibt4.3.

3.2 Erforderlicher HLB der gemeinsamen Ölphasen

Jedes Öl hat einen charakteristischen „erforderlichen HLB“ für eine optimale O/W-Emulgierung. Für die W/O-Emulgierung ist der erforderliche HLB-Wert typischerweise 3–6 Einheiten niedriger als der erforderliche O/W-Wert. In der folgenden Tabelle sind häufig formulierte Öle aufgeführt:

3.3 Mischen von Emulgatoren, um einen Ziel-HLB zu erreichen

Einer der aussagekräftigsten Aspekte der HLB-Theorie besteht darin, dass der effektive HLB-Wert einer Emulgatormischung einfach der istgewichteter Durchschnittder einzelnen HLB-Werte. Dadurch können Formulierer einen Emulgator mit niedrigem HLB-Wert (wie Span 80) mit einem Emulgator mit hohem HLB-Wert (wie Tween 80) kombinieren, um jeden HLB-Zielwert präzise zu erreichen.

🔬 4. SPAN 80: Eigenschaften, HLB und warum es wichtig ist

SPAN 80 ist der Handelsname fürSorbitanmonooleat(CAS 1338-43-8), ein Ester, der durch die Reaktion von Sorbitol mit Ölsäure unter Dehydratisierungsbedingungen entsteht. Der Sorbitanring – das zyklische Dehydratisierungsprodukt von Sorbit – bildet den hydrophilen Kern, während die C18:1-Oleatkette den lipophilen Schwanz bildet.

4.1 Warum HLB 4.3 SPAN 80 zu etwas Besonderem macht

HLB 4.3 liegt im Sweet Spot fürWasser-in-Emulgierung. Es ist öllöslich genug, um sich sauber in den meisten lipophilen Phasen aufzulösen, hat aber gerade genug hydrophilen Charakter, um sich an der Öl-{2}}Wasser-Grenzfläche zu verankern und die Grenzflächenspannung wirksam zu reduzieren. Kein anderer einzelner Parameter sagt die Rolle von SPAN 80 bei der Formulierung so direkt voraus wie diese Zahl.

Auch die Oleatkette (C18:1) spielt eine entscheidende strukturelle Rolle. Im Vergleich zu gesättigten Fettsäuresorbitanestern (wie Span 60, das Stearinsäure verwendet) hält die Doppelbindung in der Oleatkette das Molekülflüssig bei Zimmertemperaturund verleiht ihm eine hervorragende Kompatibilität mit ungesättigten Ölphasen wie Pflanzenölen, Silikonölen und synthetischen Estern. Span 60 wäre trotz eines ähnlichen HLB ein wachsartiger Feststoff, der vor der Verwendung geschmolzen werden muss.

🌐 5. Die vollständige Sorbitanester-Familie: Spanne 20 bis Spanne 85

Die kommerzielle „Span“-Serie deckt einen Bereich von Fettsäurekettenlängen und Veresterungsgraden ab und bietet Formulierern ein Toolkit, das HLB 1,8 bis 8,6 umfasst. Jede Klasse besetzt eine andere funktionale Nische:

⚗️ 6. Kombination von SPAN 80 mit Tween 80: Die Co-Emulgator-Strategie

Das klassischste Emulgatorpaar in der Formulierungschemie istSPAN 80 + Zwischen 80. Tween 80 (Polysorbat 80) ist das ethoxylierte Derivat von SPAN 80 -. Strukturell handelt es sich um SPAN 80 mit etwa 20 Mol Ethylenoxid an den Sorbitan-Hydroxylgruppen. Dies wandelt den HLB-Wert von 4,3 auf 15,0 um und wandelt das Molekül von öl-löslich in wasser-löslich um.

Zusammen kann das Paar über das gesamte HLB-Spektrum von 4,3 bis 15,0 gemischt werden. Die folgende Tabelle zeigt Mischungsverhältnisse für übliche Ziel-HLB-Werte:

🏭 7. SPAN 80 Anwendungen in allen Branchen

📊 8. Qualitätsspezifikationen und Beschaffung SPAN 80

SPAN 80 ist ein handelsüblicher Emulgator, die Qualität kann jedoch je nach Anbieter erheblich variieren -, insbesondere im Hinblick auf Säurewert, Wassergehalt und Farbe. Im Folgenden sind die standardmäßigen Qualitätsparameter aufgeführt, die angegeben werden müssen:

❓ 9. Häufig gestellte Fragen