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微尺度乳化

/microemulsion/
条目作者姚朝晖

姚朝晖

最后更新 2024-12-04
浏览 154
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形成微乳液的过程。 

英文名称
microemulsion
所属学科
力学

两种互不相溶液体在表面活性剂作用下形成的热力学稳定的、各向同性、外观透明或半透明、分散相液滴的直径在5~100纳米的分散体系称为微乳液。根据表面活性剂性质和微乳液组成的不同,微乳液可呈现为水包油O/W型和油包水W/O型。制备微乳液的技术称为微乳化技术。它是由J.P.霍尔和J.H.舒尔曼于1943年发现的,并于1959年将油-水-表面活性剂-助表面活性剂形成的均相体系正式定名为微乳液。

微乳液具有以下特性:①超低的界面张力。在微乳液体系中,油/水界面张力可降至超低值。②很大的增溶量。水包油微乳液对油的增溶量一般为5%左右,而油包水微乳液对油的增溶量一般为60%左右。③粒径。分散相的质点小于0.1微米,甚至小到数十埃,一般大小在0.01~0.1微米,质点大小均匀,显微镜不可见。④热力学稳定性。微乳液很稳定,长时间放置也不会分层和破乳。

关于微乳液的形成机理,历史上提出了许多理论,其中以比理论更为完善。比理论从分子间相互作用出发,认为表面活性剂、助表面活性剂、水和油之间存在着相互作用,并定义。式中分别为油、水与表面活性剂之间的内聚能;分别为油分子之间和水分子之间的内聚能;为表面活性剂亲油基之间的内聚能;为表面活性剂亲水基之间的内聚能。微乳液体系中可以分为4个类型WinsorⅠ、WinsorⅡ、WinsorⅢ和WinsorⅣ。WilsorI,,是水包油型微乳液;WinsorⅡ,,是油包水型微乳液;WinsorⅢ是I和Ⅱ的中间相,,为中相微乳液,是双连续相结构;WinsorⅠ、WinsorⅡ、WinsorⅢ为三相体系,在加入合适的表面活性剂时可以形成WinsorⅣ,为单相体系,是WinsorⅢ的特殊形式。

微乳化技术主要包括乳化剂的选用与乳化方式的选择。常用的乳化剂有天然的,也有合成的,包括亲水性高分子材料、固体粉末和表面活性剂3大类,必要时也可采用两种以上材料形成的混合型乳化剂。乳化剂的选用应综合考虑乳化性能、乳剂稳定性、毒性、价格等因素。乳化方式应根据制剂制备的要求合理地选用,常用的乳化设备有搅拌器、胶体磨、超声波乳化器、高速搅拌器、高压乳匀机等。

微乳液因其独特的性质,在许多技术领域,如三次采油、污水治理、萃取分离、催化、食品、生物医药、化妆品、材料制备、化学反应介质和涂料等,具有广泛或潜在的应用前景。

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