HLB值是親水性(Hydrophilic)和親油性(Lipophilic)的平衡(Balancc)的簡稱，用英文字頭表示。HLB值決定著表面活性劑的表面活性和用途，表面活性劑在水中的溶解性與HLB有極大的關系(見表1)。

表1 HLB值與水溶性關系

測定HLB值的方法有濁點法、鋪展法、水數法、氣相色譜法和核磁共振法等很多種，但每一種方法都有局限性，必須在一定條件下才適用。因此HLB值的測定應對不同類型表面活性劑選用適當的方法。但一般情況下也可以通過計算直接求出HLB值。

【方法一】計算法

1.阿特拉散法

1949年阿特拉斯公司(Atlas PowderC0.)的格里芳(W.C.Criffin)首先提出將HLB值數字化，對于以聚氧乙烯-(CH₂-CH₂-0)_n一或多元醇一(OH)。作為親水基的非離子表面活性劑可用式(1)和式(2)計算。

(1)HLB值=20(1一S／A)  (1)

    式中    S——酯的皂化值；

            A——脂肪酸的酸值。

此式適用于甘油單脂肪酸酯和多元醇脂肪酸酯。其數值在0～20之間。例如S=161，A=198的表面活性劑的HLB值用下雜計算

(2)

(2)

式中 

E——氧化乙烯基的質量分數；

P——多元醇基的質量分數。

此式適用于多元醇脂肪酸酯氧化乙烯加聚物。例如E=65.1，P=6.7的聚氧乙烯失水山梨醇羊毛脂肪酸酯的HLB值用下式計算

對于以聚氧乙烯-(CH₂-CH₂-O)n-作為親水基的脂肪酸酯和脂肪醇醚，上式中P=0。例如E=70的聚氧乙烯硬脂酸酯的HLB值用下式計算

HLB值=70／5=14

由上式求出的非離子表面活性劑的HLB值都在0～20之間，親油基質量分數高的，其數值接近于0；親水基質量分數高的，其數值接近于20。

上述計算法存在下列缺點：

①不通用于所有非離子表面活性劑。

②沒有考慮各種親水基，親油基的個性。

2.川上法

川上按照電解溶液的pH值的處理方法，將親油基和親水基的摩爾質量分別用M_。和M_w表示(整個摩爾質量=M_。+M_w)，當M_w／M₀為l，4，1／4時，表面活性劑的HLB值分別為7，14，0。其計算如下。見式(3)

(3)

此外，臨界膠束濃度(CMC)與HLB值的關系可用式(4)表示

(4)

以上計算結果與剛特拉研法一樣，都是近似值。

3.戴維斯法

戴維斯(J.T.Davies)根據乳化現象中粒子的聚合速度的熱力學計算，用式(5)計算表面活性劑的HLB值。   

HLB值=7+∑(親水基的基數)-∑(親油基的基數)    (5)

  基數數值見表1所示。

表1戴維斯法HLB計算法的基數

用戴維斯法不僅可計算非離子表面活性劑的HLB值而且可以計算所有表面活性劑的HLB值。

4.小田法

小田等根據有機化合物的概念，將表面活性劑劃分為有機性基(親油基)和無機性基(親水基)，用式(6)計算表面活性劑的HLB值。

(6)

式中k——常數，大約等于l0。

一個甲基或亞甲基的有機性值為20，無機性值列于表2中。

表2無機性基的值

5.混合表面活性劑

表面活性劑的HLB值具有加和性，在使用兩種以上表面活性劑的場合，混合表面活性劑的HLB值用式(7)計算

 (7)

式中    HLB_A、HLB_B——分別為表面活性劑A和B的HLB值；

W_A，W_B——分別為表面活性劑A和B的質量；

HLB_AB——混合表面活性劑的HLB值。

【方法二】水數法(之一)

顧錫芳等用水數法測定了蔗糖脂肪酸酯的HLB值，取得了很好的結果，用該法測定蔗糖脂肪酸酯的HLB值與計算法的結果一致，該法操作快速簡單，數據穩定可靠，適合于工廠及研究單位產品生產控制時使用。

(一)方法概述

在一定介質體系中表面活性劑試樣溶液吸水能力的大小，代表該表面活性劑的親水親油性，根據已知HLB值的表面活性劑溶液的吸水曲線，可以查得試樣的HLB值。

(二)儀器和試劑

(1)滴定管10ml｡

(2)電磁攪拌器｡

(3)比色管50ml｡

(4)3^#字樣(0.49cm²的仿宋體字)｡

(5)N,N-二甲基甲酰胺.苯溶液(100+5)經無水硫酸鈉脫水｡

(6)失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚(Tween 80)｡

(7)失水山梨醇單棕櫚酸酯聚氧乙烯醚(Tween 40)｡

(8)失水山梨醇三油酸酯(Span 85)｡

(三)操作步驟

1.HLB值標準曲線的繪制

用Tween 80和Span 85按質量分數配成各種HLB值的混合物(100％Tween 80HLB值為l5，100％Span 85 HLB值為1.8，100％Tween 40 HLB值為l5.6)。分別準確稱取各種HLB值的混合物0.5g于50ml比色管中，加入N，N一二甲基甲酰胺一苯混合液(100+5)25ml，振搖溶解，控制溫度(25±1)℃將比色管置于電磁攪拌器上，管內放一玻璃轉子，管后附一3^#字體的紙，開動攪拌器，由滴定管緩緩滴入蒸餾水(因滴定時會放熱，故必須慢慢滴定，以控制溫度)，滴至從比色管側面看3#字體模糊時為終點，記錄所消耗蒸餾水的ml數。

用各種不同的HLB值為橫坐標，所耗用蒸餾水ml數為縱坐標作標準曲線，見表3和圖1。

表3各種HLB值及耗蒸餾水ml數表

圖1蒸餾水ml數-HLB值標準曲線

2.測定

準確稱取試樣0.5g于50ml比色管中，加入N，N一二甲基甲酰胺.苯混合液(100+5)25ml，在水浴上加熱溶解。然后冷至(25±1)℃(如溶液混濁可用濾紙過濾，這一步驟不影響HLB值的測定)，將比色管置于電磁攪拌器上，管內放一轉子，開動攪拌器，由滴定管中緩緩滴入蒸餾水，滴至從比色管側面看3^#字體模糊時為終點，記錄所耗用蒸餾水的ml數。由標準曲線查得試樣的HLB值。

【方法三】水數法(之二)

(一)儀器和試劑   

(1)水浴。

(2)錐形瓶。

(3)滴定管。

(4)移液管。

(5)二噁烷/苯溶液[90／4(體積比)]。

(二)操作步驟

稱取0.2g表面活性劑試樣，溶解在20ml二嗯烷倦溶液中，用蒸餾水滴定至明顯可見的混濁。把需要的水量(m1)稱為“水數”(W)。

(三)計算

1.脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯和脂肪酸酯的乙氧基化物的HLB值按式(8)計算

HLB=23.641gW一10.16  (8)

2.烷基聚氧乙烯醚的HLB值按式(9)計算

HLB=57.911gW一58.55  (9)

【方法四】氣相色譜法

(一)方法概述

在氣一液色譜中，固定液相對流動相混合物的分離能力是依賴于液相對混合物各組分極性的。所以，用表面活性劑作為固定液相時，其分離混合物各極性組分的能力，可以作為HLB值的一種良好的量度。

根據這一原理，將表面活性劑作為固定液相涂布于擔體上，注射含有已知極性和非極性的混合物，以測量作為固定液相的表面活性劑的極性。實驗證明，乙醇和正己烷的等體積混合物作為流動相混合物為最佳。表面活性劑極性的定義是兩組分的保留時間比，表示為式(10)。

ρ=R_alk／R_Hex    (10)

式中    ρ——表面活性劑的極性；

R_alk，R_Hex——分別表示乙醇和正己烷的保留時間(見圖2)。

圖2乙醇和正己烷的氣相色譜示意圖

    對于表面活性劑中含有較多自由多元醇時，式(10)須進行校正為(11)。

(11)

R _air為空氣峰的保留時間或稱死時間，也就是氣體經色譜柱空隙需要的時間。這樣經校正后的保留時間R 7和R”才是真正代表組分保留在液相中的時間。

ρ值隨溫度而變，故采用一折中溫度80℃，在此溫度大部分非離子表面活性劑為液體。ρ尚與儀器及操作條件有關，因此在保持同樣的條件下實驗，消除這些影響，使ρ值只與表面活性劑有關。這在實驗上是可以做到的。

對于非離子表面活性劑來說，極性參數P與HLB值的關系是一條合理的直線，見式(12)

HLB=Kρ-b    (12)

斜率K與柱類型有關，b與試樣體系的類型及柱效率有關。

    實驗證明，當ρ用校正值并取其對數形式時。將大為改善ρ與HLB的線性關系，見式(13)

(13)

因此當測定出數種已知其表面活性劑的保留時間比之后，以HLB值對lgρ作圖可得一工作曲線(見圖3)。對任何新的表面活性劑，只須測得保留時間比，則可從工作曲線上得到HLB值。

圖3 HLB值與lgρ的工作曲線

由于HLB值有加和性，當HLB值分別為a，b，C…的表面活性劑以x，Y，z…的比例混合后的HLB值可按式(14)計算：

(14)

因此選擇兩種已知HLB值的表面活性劑，可以配出一系列有不同HLB值的混合表面活性劑。這樣可以在標準表面活性劑有限品種和數量的情況下，達到繪制工作曲線的目的。

(二)儀器和試劑

(1)帶熱導檢測器的色譜儀。

(2)微量注射器。

(3)秒表。

(4)真空泵。

(5)H₂，N₂，擔體6201(175--250μm)。

    (6)Tween-20，Span-80，CH₂C1₂，乙醇，正己烷。

(三)操作步驟

1.試樣固定液的涂布

共制備4份試樣：Tween-20；Span80；70％Tween-20，30％Span-80；30％Tween-20，70％Span-80。每份試樣的總量皆為lg。用35ml CH₂C1₂溶解每份試樣。各加入12g6201擔體，以試祥溶液剛好浸沒擔體。用旋轉蒸發器在真空下脫除溶劑。

2.色譜柱的裝填

采用泵抽裝柱法。不銹鋼柱為內徑4mm，長2m的螺旋柱。先將柱的一端用紗布堵住，并接上安全瓶和真空泵，柱的另一端接上一漏斗，將上述單體加進柱中，開動真空泵，同時不停地輕輕敲打色譜柱，填料即不斷地被抽進柱中，至不再進人為止。要求填料柱內盡量充填均勻。不要猛烈敲打，以防擔體破碎。柱填好后，安全瓶通大氣，關泵，取下漏斗，在兩端用玻璃棉塞住。

3.色譜柱老化

    將裝填好的色譜柱接到色譜儀的氣路中，裝柱時接真空泵的一端應接檢測器的進口端，柱的另一端應接氣化室。檢查氣路無漏泄，則在柱溫130℃，載氣(N₂)流速5～10ml／min的條件下老化6～8h。老化的目的：

①徹底除去擔體上殘留溶劑和揮發性物質。

②試樣在擔體表面有一個再分布過程，使其涂布得更均勻牢固。但在老化時，柱子要與檢測器斷開，以防污染檢測器。

4.測量相對保留時間比

柱經老化后，把檢測器接入氣路，并把N₂改成載氣H₂。測試條件為柱溫(80±0.2)℃，熱導檢測器橋流140mA。等體積乙醇.正己烷每次進樣量2μl及空氣80μl；記錄空氣、正已烷、乙醇的保留時間。如此每根柱樣測定6～10次，取保留時間的平均值。根據公式(5.46)，計算保留時間比ρ。

5.從手冊上查得Tween-20。Span-80的HLB值，并根據公式(14)計算另兩份混合表面活性劑的HLB值。從實驗測得ρ，作HLB與logρ圖，此即測定HLB的工作曲線。

6.對于任何新的表面活性劑可按上法測出ρ值，然后在HLB—logρ圖上查得該表面活性劑的HLB值。