微乳液地的综述

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1、实用标准文案1.1微乳液概述微乳液为两种互不相溶的液体在表面活性剂分子的作用下生成的热力学稳定的、各向同性的、透明的分散体系。微乳液是由蒸馏水、油、表面活性剂、助表面活性剂和盐五种组分按一定比例组成的高度分散的低张力体系,五种组分中任何一种组分的性质或量的变化,都会影响微乳液的形成与性质[1]1.1.1微乳液的结构性质微乳液通常是由表面活性剂、助表面活性剂(通常为醇类)、油(通常为碳氢化合物)和水或电解质水溶液在适当的比例下自发形成的外观为透明或半透明,粒径在10～200nm之间,具有超低界面张力(微乳液体系的界面张力通常约为10-2mN·m-1),热力学稳定的乳状液。微乳液分为W

2、/O型O/W型和双连续型3种结构。W/O型微乳液由油连续相、水核及表面活性剂与助表面活性剂组成的界面膜三相构成。O/W型微乳液的结构则由水连续相、油核及表面活性剂与助表面活性剂组成的界面膜三相构成,双连续相结构具有W/O和O/W2种结构的综合特性,但其中水相和油相均不是球状,而是类似于水管在油相中形成的网格。影响微乳液结构的因素很多,主要包括表面活性剂分子的亲水性、疏水性、温度、pH值、电解质浓度、各相分的相对比、油相的化学特性等。通过相图,各组分的关系可以比较精确地确定,而且可以预测微乳液的特征。除单相微乳液之外,微乳液还能以许多平衡的相态存在,如WinsorⅠ型(两相,O/W微

3、乳液与过量的油共存)、WinsorⅡ型(两相,W/O微乳液与过量的水共存)以及WinsorⅢ型(三相,中间态的双连续相微乳液与过量的水、油共存)。1.1.2微乳的形成机理尽管在分散类型方面微乳液和普通乳状液有相似之处即有O/W型和W/O型,但微乳液和普通乳状液有2个根本的不同点:其一,精彩文档实用标准文案普通乳状液的形成一般需要外界提供能量如经过搅拌、超声粉碎、胶体磨处理等才能形成,而微乳液的形成是自发的,不需要外界提供能量;其二,普通乳状液是热力学不稳定体系,在存放过程中将发生聚结而最终分成油、水两相,而微乳液是热力学稳定体系,不会发生聚结,即使在超离心作用下出现暂时的分层现象,

4、一旦取消离心力场,分层现象即消失,还原到原来的稳定体系。有关微乳体系的形成机理,目前存在瞬时负界面张力理论、双重膜理论、几何排列理论以及R比理论,并且有关微乳体系研究的方法还在不断增加。1.瞬时负界面张力理论瞬时负界面张力理论关于微乳液的自发形成,Schulman和Prince[3]等提出了瞬时负界面张力形成机理。这个机理认为,油/水界面张力在表面活性剂的存在下大大降低,一般为几个mN·m-1,这样低的界面张力只能形成普通乳状液。但在助表面活性剂的存在下,由于产生混合吸附,界面张力进一步下降至超低(10-3～10-5mN·m-1)以至产生瞬时负界面张力(Y<0)。由于负界面张力是不

5、能存在的,因此体系将自发扩张界面,使更多的表面活性剂和助表面活性剂吸附于界面,使其体积浓度降低,直至界面张力恢复至零或微小的正值。这种由瞬时负界面张力而导致的体系界面自发扩张,其结果就形成了微乳液。如果微乳液发生聚结,则界面面积缩小又产生负界面张力从而对抗微乳液的聚结,这就解释了微乳液的稳定性。负界面张力机理虽然可以解释微乳液的形成和稳定性,但尚不能说明为什么微乳液会有O/W型和W/O型或者为什么有时只能得到液晶相而非微乳液,所以该理论有一定的局限性。2.双重膜理论双重膜理论1955年Schulman和Bowcott提出吸附单层是第三相或中间相的概念,并由此发展到双重膜理论:作为第

6、三相,混合膜具有两个面分别与水和油相接触,精彩文档实用标准文案正是这两个面分别与水、油的相互作用的相对强度决定了界面的弯曲及其方向,因而决定了微乳体系的类型。表面活性剂和助剂的极性基头和非极性基头的性质,对微乳类型的形成至关重要。3.R比理论R比理论与双重膜理论及几何填充理论不同,R比理论直接从最基本的分子间的相互作用考虑问题。既然任何物质间都存在相互作用,因此作为双亲物质,表面活性剂必然同时与水和油有相互作用。这些相互作用的叠加决定了界面膜的性质。该理论的核心是定义了一个内聚作用能比值,并将其变化与微乳液的结构和性质相关联。由于R比中的各项属性都取决于体系中各组分的化学性质、相对

7、浓度以及温度等,因此R比将随体系的组成、浓度、温度等变化。微乳液体系结构的变化可以体现在R比的变化上,因此R比理论能成功地解释微乳液的结构和相行为,从而成为微乳液研究中的一个非常有用的工具。4.几何排列理论几何排列理论Schulman等人早期提出的双重膜理论,从膜两侧存在两个界面张力来解释膜的优先弯曲。后来Robbins、Mitchell和Ninham等又从双亲物聚集体中分子的几何排列考虑,提出界面膜中排列的几何模型。在双重膜理论的基础上,几何排列模型或几何填充模型认