方法一：計算親水親油平衡值 （HLB值）

表面活性劑的種類繁多，對于一定的體系究竟應(yīng)采用哪種表面活性劑較合適，效率最高目前對此類問題尚缺乏定量的理論指導(dǎo)。而目前較為一致的看法是，比較表面活性劑分子中的親水基團的親水性和親油基團的親油性是一項衡量效率的重要指標(biāo)，而親水基團的親水性和親油基團的親油性可以有兩種較為簡單的表示方法：

前一種方法屬差值法，而后一種方法屬比值法。

戴維斯（Davis）和格里芬（Griffin）分別從差值法和比值法建立了用H.L.B值（Hydrophile-Lipophile Balance）即"親憎平衡值"以表示表面活性劑的親水性的方法。

戴維斯法的計算公式為：

表12-6 一些基團的 H.L.B 值(戴維斯法)

親水基H	HLB值	親水基H	HLB值	親水基H	HLB值
-OSO3Na -COOK -COONa	38.7 21.1 19.1 9.4 6.8 2.4	-COOH -OH(游離) -OH(失水山梨醇環(huán)中) -(C2H4O)-	2.1 1.9 1.3 0.33	-CF2- -(C3H6O)-	-0.870 -0.475 -0.15

戴維斯法所能提供的數(shù)據(jù)（HLB值）不多，故其應(yīng)用有一定的局限性，但其對闡明構(gòu)成表面活性劑分子各原子基團的結(jié)構(gòu)與其親媒性（親水性及親油性）作用的定量關(guān)系有一定意義。

另一計算方法是格里芬法，屬比值法。格里芬提出的公式為：

(12-87)

這一計算方法最早用于聚乙二醇型和多元醇型的非離子型表面活性劑的 H.L.B 值。石蠟完全沒有親水基，其 H.L.B 值為0，而完全為親水基的聚乙二醇的 H.L.B 值為20，故非離子型表面活性劑的 H.L.B. 值介于 0～20 之間。

表12-7列舉壬烷基酚和環(huán)氧乙烷的各種加成物的 H.L.B. 值，并從其在油及水中的溶解變化規(guī)律可以看出 H.L.B. 值與表面活性劑的親水（親油）性關(guān)系-H.L.B. 值愈大則親水性愈強而 H.L.B. 值愈小則親油性愈強。

表12-7 壬基酚和環(huán)氧烷加成物的 H.L.B. 值

表中數(shù)據(jù)計算以 m＝4 為例：∵M_壬基酚＝220，M_{環(huán)氧乙烷}＝44，則

H.L.B.值僅適用于非離子型表面活性劑，然而，它能指出每一種活性劑的大致適用于何種用途，故仍具有一定的實際意義，表12-8列舉 H.L.B 值與其適應(yīng)性的數(shù)據(jù)以供參考。

表12-8 H.L.B.范圍和適應(yīng)性(乳化燃油燃燒原理動畫觀看)

H.L.B. 值常作為選擇乳化劑的依據(jù)之一。這是因為乳化劑的效率與油相的性質(zhì)有關(guān)，不同的油要求乳化劑有不同的 H.L.B. 值。例如若需要乳化含 20% 石蠟（H.L.B＝10）和 80% 某種芳族礦物油（H.L.B＝13），則所需乳化劑的 H.L.B 值為 10×0.20＋13×0.80＝12.4， 為此目的可試用 60% 聚氧乙烯月桂醇（H.L.B＝16.9）與 40% 聚氧乙烯十六醇（H.L.B＝5.3），所得 H.L.B＝(16.9×0.60)＋(5.3×0.40)＝12.2。

方法二： HLB法(親水親油平衡法)和PIT法(相轉(zhuǎn)變溫度法). 

 現(xiàn)適用于選擇乳化劑的方法主要有兩種:HLB法(親水親油平衡法)和PIT法(相轉(zhuǎn)變溫度法).前者適用于各種類型表面活性劑,后者是對前一方法的補充,只適用于非離子型表面活性劑.

1、HLB值與乳化劑篩選

    一個具體的油-水體系究竟選用哪種乳化劑才可以得到性能最佳的乳狀液,這是制備乳狀液的關(guān)鍵.最可行的方法是通過實驗篩選,HLB值有助于篩選工作.通過實驗發(fā)現(xiàn),作為O/W型(水包油型)乳狀液的乳化劑其HLB值常在8~18之間;作為W/O型(油包水型)乳狀液的乳化劑其HLB值常在3~6之間.

    在制備乳狀液時,除根據(jù)欲得乳狀液的類型選擇乳化劑外,所用油相性質(zhì)不同對乳化劑的HLB值也有不同要求,并且乳化劑的HLB值應(yīng)與被乳化的油相所需一致.
   
2、油相被乳化所需乳化劑測定方法

    有一種簡單的確定被乳化油所需HLB值的方法:目測油滴在不同HLB值乳化劑水溶液表面的鋪展情況,當(dāng)乳化劑HLB值很大時油完全鋪展,隨著HLB值減小,鋪展變得困難,直至在某一HLB值乳化劑溶液上油剛好不展開時,此乳化劑的HLB值近似為乳化油所需的HLB值.這種方法雖然粗糙,但操作簡便,所得結(jié)果有一定參考價值.

3、混合乳化劑篩選

    第一步先要知道油的HLB值。然后選擇陰離子、非離子表面活性劑，調(diào)配成與油相相應(yīng)的HLB值。大功基本告成。
   利用表面活性劑在水中的溶解情況可以估計該表面活性劑的HLB值范圍(見表1).
水溶液外觀 不分散 不良分散 攪拌后乳狀分散 穩(wěn)定乳狀分散 半透明至透明 透明液
HLB值　　　1~4　　 3~6　　　　6~8　　　　　 8~10　　　　10~13　　　13~20
    乳化劑的種類很多，早期選擇乳化劑的方法多憑經(jīng)驗，Griffin和Davies提出尋找混合乳化劑的HLB值和測定被乳化的油所需HLB值的方法來選擇乳化劑。這種方法是基于每一種乳化劑都具有一定的HLB值，而每一種被乳化的油又都有一個所需HLB值，當(dāng)選用的乳化劑的HLB值符合油所需HLB值時，就可制得較穩(wěn)定的乳劑。但是，單個乳化劑所具有的HLB值不一定恰好與被乳化的油所需的HLB值相適應(yīng)，所以常將兩種不同HLB值的乳化劑混合使用，以獲得最適的HBL值，混合乳化劑的HLB值可按下式計算
　
         HLB混合＝HLBa•Wa+HLBb•Wb/Wa+Wb　
式中，a、b分別為兩種已知HLB值的單個乳化劑，Wa、Wb分別為兩種乳化劑的重量

如;液體石蠟所需最適宜HLB值的測定
用吐溫80 （HLB＝15.0）及司盤80（HLB＝4.3）配成HLB值為6.0，8.0，10.0，12.0，及14.0的五種混合乳化劑，計算各單個乳化劑的百分用量，填于下表：
HLB 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
Tween80         
Span80         
    取5支50ml干燥有塞量筒，各加入12ml液體石蠟，再分別加入上述不同HLB值的混合乳化劑1.0ml,劇烈振搖10秒鐘，然后加入蒸餾水4ml,振搖20次，然后沿管壁慢慢加入蒸餾水使成全量40ml,振搖30次即成乳劑，經(jīng)放置5'，10'，30'，60'后，分別觀察并記錄各乳劑分層毫升數(shù)。
HLB 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
5'后分層ml數(shù)         
10'后分層ml數(shù)         
30'后分層ml數(shù)         
60'后分層ml數(shù)         
根據(jù)以上觀察結(jié)果，液體石蠟所需的HLB值為（），所成乳劑屬（O/W）型。

方法三、估算法

（一）HLB值的概念

表面活性劑分子中親水和親油基團對油或水的綜合親和力稱為親水親油平衡值（hydrophile－lipophile balance，HLB）。根據(jù)經(jīng)驗，將表面活性劑的HLB值范圍限定在0～40，其中非離子表面活性劑的HLB值范圍為0～20，即完全由疏水碳氫基團組成的石蠟分子的HLB值為0，完全由親水性的氧乙烯基組成的聚氧乙烯的HLB值為20，既有碳氫鏈又有氧乙烯鏈的表面活性劑的 HLB值則介于兩者之間。親水性表面活性劑有較高的 HLB值，親油性表面活性劑有較低的 HLB值。親油性或親水性很大的表面活性劑易溶于油或易溶于水，在溶液界面的正吸附量較少，故降低表面張力的作用較弱。

表面活性劑的HLB值與其應(yīng)用性質(zhì)有密切關(guān)系,HLB值在3～6的表面活性劑適合用做W/O型乳化劑， HLB值在 8～18的表面活性劑，適合用做 O/W型乳化劑。作為增溶劑的HLB值在13～18，作為潤濕劑的 HLB值在 7～9等，如圖 4－2所示。

圖 4－2  不同 HLB值表面活性劑的適用范圍

一些常用表面活性劑的HLB值列于表4-3。非離子表面活性劑的HLB值具有加和性，例如簡單的二組分非離子表面活性劑體系的HLB值可計算如下：

                      （4-1）

如，用45％司盤60（HLB=4.7）和55％吐溫60（HLB=14.9）組成的混合表面活性劑的HLB值為4.31。但上式不能用于混合離子型表面活性劑HLB值的計算。

    （二）HLB值的理論計算法

如果把表面活性劑的HLB值看成是分子中各種結(jié)構(gòu)基團貢獻的總和，則每個基團對HLB值的貢獻可以用數(shù)值表示，這些數(shù)值稱為HLB基團數(shù)（group number），將各個HLB基團數(shù)代入下式，即可求出表面活性劑的HLB值，該計算值與一些實驗測定法的結(jié)果有很好的一致性：

       HLB=Σ（親水基團 HLB數(shù)）-Σ（親油基團HLB數(shù)）+7

 如十二烷基硫酸鈉的HLB值為：

              HLB=38.7-（0.475×12）+7=40.0

     表面活性劑的一些常見基團及其HLB基團數(shù)列于表4-4。

                        表4-4 用于計算HLB值的基團數(shù)