微乳液及其应用进展.doc

微乳液及其应用进展韩恩山朱令山王阳王桂香(河北工业大学化工系 天津 300130)摘要本文介绍了微乳液的基本性质和热力学特征, 以及微乳在采油、萃取、洗涤、制药、化妆品和化学反应等方面的应用和发展趋势。关键词: 微乳液性质技术应用自从化学家 H o a r 和 Sch u lm an 1 提出“微乳液”的概念以后, 有关微乳液基本性质和应用研究方面的文章不断出现。 特别是在工农业生产和生活领域中的大量应用越来越受到人们的重视。微乳液的基本性质1和乳状液类似, 微乳液也是由互不相溶的液体组成的多相分散体系。 通过在乳状液中添加助表面活性物质 (一般为醇类) , 就可以得到透明或半透明微乳液, 这是一个热力学稳定体系2 。分散相液珠直径在 1100nm 之间。若水和油的界面被单层表面活性分子覆盖,则微乳液中相界面的表面积可达 105m 2 dm 3。由于微乳液中同时存在极性物质 (水W ) 和非极性物质 (油O ) , 因此他们具有很大的溶解性能。 其油区可以溶解所有疏水物质, 水相可以溶解所有极性物质和电解质。 微乳液的溶解能力通常比胶束溶液溶解能力高很多。根据油量和水量及乳化剂的性质的不同, 分别能形成油包水和水包油(W O )(OW ) 两种微乳液形式。温度和压力影响微乳的存在和结构。通常分散相的大小与表面活性剂的量、 系统温度、 水油比等因素有关。 其微观结构可通过光散射、 电镜、 核磁共振、 小角度 X 射线衍射或中子衍射、 电导、 动力激光散射等方法进行研究4- 11 。目前, 有关微乳液的基础研究主要集中在物质分子之间相互作用、 微乳液的结构、 和热力学相图模型等方面3 。微乳液的相行为2在研究水、油、表面活性剂组成的微乳液的相平衡时, 通常将其按三组分液相讨论。三等, 其重要百分比 a 在 3070% 之间 (a = W (W + O ) ) 时,乳相是海棉状或层状结构, 对应相的存在和确定受许多因素的活性剂的性质、 温度、 甚至容器表面性质的影响。当表面活性剂的量很大时 (1530% 重量百分比) , 用任意比微乳。 因此表面活性剂量和其性质对于微乳液是否形成起着主图上看出, 相区域的变化受表面活性剂的性质影响。 离子型表性剂所作的相图基本类似。温度也是微乳液形成的重要因素, 特别是在表面活性剂浓度都会使微乳相减少, 即 “破微乳”现象发生。 油水比为 1 左右表面活性剂在水中比在油中的溶解度较大, 因此形成一个共轭面活性剂在油中的溶解度较大, 对应形成一个共轭水相。 因为水基团与水之间的氢键被打开, 疏水性增加, 使表面活性剂在子型表面活性剂正好相反, 温度升高离子型表面活性剂在水中对于给定的非离子表面活性剂, 随着油相中有机物分子链的液。 离子型表面活性剂和长链有机物形成微乳时, 需要较低的微乳液的应用3311三次采油中的应用12现在大约 30% 的石油被一次和二次采油采出, 另外大约 20%方式实现。 即加入表面活性剂和部分高分子化合物在注入水中性剂水溶液注入油井后, 与原油形成微乳相, 它可以明显降低性, 提高驱油率。通常原油和水之间的界面张力为 50mN m , 若面张力可以降低到 10- 4 到 10- 5mN m 的数值。这样好的润湿性朝有利萃取的方向进行。 因此萃取速率比传统的萃取法提高 10100 倍。313洗涤过程的应用3由于微乳液系统具有非常低的界面张力, 能有效的渗透到固体表面和织物毛细孔中的污物, 使洗涤效果比传统的洗涤剂好很多。微乳状态通常在洗涤过程中直接生成, 将表面活性剂和助表面活性剂的混合物投入到被清洗物中, 比单纯用表面活性剂的清洗效果要高很多。 由于污物作为非极性组分, 在洗涤过程中形成了微乳液的油相。 因此即使是高浓度的污物也能很快清洗掉。当然通常这种清洗剂是多种物质复配而成, 由于被清洗的对象和污损程度的不同, 采取不同的配方。 但是除加入离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂之外, 其他助剂是不可缺少的。 由于环境保护因素的影响, 以前用溶剂来除污的方法将逐渐被微乳法取代。314纺织工业中的应用14在纺织行业中表面活性剂作为分散剂、固定剂、延迟剂被广泛应用。在染色过程中, 使用微乳液可以增加浸透性和染色均匀性, 并可以降低加工温度, 节省机械搅拌的强度。 从而降低能量消耗。 在纺织整理过程中, 使用微乳液可以提高整理液的稳定性, 基物分布的均匀性, 使织物具有非常高的柔软性和表面光滑性。315药剂和化妆品中的应用15在制药和化妆品领域, 许多产品都是乳液状态。 微乳液在此领域的应用使这些产品的品质有很大提高。 因为微乳液和一般乳液相比有下列特点: (1) 热力学稳定性高。 制备时操作比较简单, 不分相、不沉淀, 贮存稳定性提高。 (2) 透光性好, 感观品质提高, (3) 防腐性能提高, 微乳液中的蛋白不会变性。 因为分散相液体比较小, 能防止细菌的侵入, 同时增加一些有效成份的溶解度。 (4) 有效成份在微乳液中比在一般乳液中具有更高的扩散性和皮肤渗透性, 产品使用效果提高。316润滑切削油中的应用金属制品的加工过程中通常用切削油来保护金属表面, 并降低加工过程中的温度, 其中有加入表面活性剂和水制成乳状液, 作为切削油使用。 表面活性剂的作用主要是被金属表面吸附而保护表面。 增加水的含量可以增加液体的热容量。 由于乳液系统不稳定, 目前已被热力学稳定的微乳液系统所代替。 微乳在这方面的用有很多的专利。317在化学反应方面的应用16- 20由于微乳液特殊的物理化学性质和结构特征。 在微乳液中进行各种无机、 有机、 生化反应, 其过程与我们通常所讲的多相反应有很大区别。31711纳米离子的制备用油包水型微乳液作为反应介质, 水相中含有反应物, 当将含有不同反应物的微乳液混合之后, 通过控制水相的反应参数如浓度、pH 值、温度等就可以得到纳米级的粒子。微乳液分散相的直径大小在 1100nm 之间, 若控制油水比可以使分散相的直径大小分布更微乳法可以改进传统的高分子乳液聚合。 由于其热力学稳定的乳胶。P e rez- L u n a 等人详细研究