导图社区 油水微乳液(Microemusion)
若两种或两种以上互不相溶液体经混合乳化后,分散液滴的直径在5nm~100nm之间,则该体系称为微乳液。微乳液为透明分散体系,其形成与胶束的加溶作用有关,又称为“被溶胀的胶束溶液”或“胶束乳液”,简称微乳。油水微乳液的概念、机理、分类、性质以及测试。全方位介绍该科学概念。
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油水微乳液 (Micro emulsion)
概念
若两种或两种以上互不相溶液体经混合乳化后,分散液滴的直径在5nm~100nm之间,则该体系称为微乳液
通常由油、水、表面活性剂、助表面活性剂(通常为醇类)和电解质等组成的透明或半透明的液状稳定体系
如果体系透明,流动性良好,且用离心机100g的离心加速度分离五分钟不分层即可认为是微乳液
微乳液一般需加较大量的表面活性剂,并需加入辅助表面活性剂(如极性有机物,一般为醇类)方能形成
加入一定量的油(亦可以和助表面活性剂一起加入),油就会被增溶,随着进入胶束中油量的增加,胶束溶胀微乳液,故称微乳液为胶团乳状液
机理
R比理论
Winsor肿胀胶团(Swelling Micelle)理论
肿胀胶团形态
R比理论直接从最基本的分子间的相互作用考虑问题
R=(Ac0-AO0-AⅡ)/(AcW-AwW-Ahh)
混合膜理论 (负界面张力理论)
混合吸附膜的存在使油水界面张力可降至超低值,甚至瞬间达负值由于负的界面张力不能存在,从而体系自发扩大界面形成微乳
助表面活性剂参与形成混合膜,能提高界面柔性,使其易于弯曲形成微乳液混合膜作为第三相介于油和水相之间
双重膜理论
吸附单层是第三相或中间相
混合膜具有两个面,分别与水和油相接触
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
几何排列理论
几何排列模型或几何填充模型认为界面膜在性质上是一个双重膜,即极性的亲水基头和非极性的烷基链,分别与水和油构成分开的均匀界面
在水侧界面极性头水化形成水化层,在油侧界面油分子是穿透到烷基链中的
分类
按形态分类
O/W
分散相为油、分散介质为水的体系称为O/W型微乳状液
球形或圆柱形结构
W/O
分散相为水、分散介质为油的体系称为W/O型微乳状液
双连续相
形态不一
油和水都是连续的
Winsor分类
Winsor Ⅰ型
下相微乳液和剩余油
Winsor Ⅱ型
中相微乳液和剩余油、水
Winsor Ⅲ型
上相微乳液和剩余水
微乳液相态变化趋势
按组成分类
三元微乳体系
非离子表活剂、油、水
四元微乳体系
阴离子表活剂、助表面活性剂(中等碳链长度醇类)、油、水
组成
表面活性剂含量较高5%-30%
性质
微观形态
分散相质点大小在0.01~0.1μm间,质点大小均匀,显微镜不可见;质点呈球状
肿胀胶束是紧密堆积的,相邻胶束的间隙小于胶束的大小
性状
微乳液呈半透明至透明,热力学稳定
溶解性
与油、水在一定范围内可混溶
界面性质
超低界面张力(10 - 6~10 - 7N/ m) 和很高的增溶能力(其增溶量可达60%~70%)
稳定性
稳定性好,能够长期放置
热力学性质
微乳化过程是Gibbs自由能降低的自发过程
制备时不需要乳化剂提供能量,只要配方合适,混合后会自动形成
增粘性
油、水质量分数较大时,微乳液粘度较大
油、水质量分数相近时,粘度与水近似
粘度比乳状液小得多
性质比较
测试
乳状液的制备
盐度扫描法
当组分确定后,逐渐改变盐度,能够制得Winsor各类微乳液
寻找匹配关系
HLB法、PIT法、表面活性剂分配法
基本性质
密度、pH
微乳液结构测定
光散射、双折射、电导法、沉降法、离心沉降、粘度测量法等
小角中子散射、X射线散射、电子显微镜法
乳状液粒径
显微镜观察
100倍
分散原油能力
越均匀越稳定
越小越稳定
界面扩张流变
扩张模量大,界面膜强度高,乳状液稳定
乳状液类型
稀释法
O/W乳状液加水变稀,W/O乳状液加水变稠
染色法
油溶性染料染油,水溶性染料染水
水溶性染料
亚甲基蓝
甲基橙
刚果红
溶油性染料
苏丹红
电导率法
O/W乳状液电导率高,W/O乳状液电导率低
滤纸法
滤纸具有吸水性
O/W立即在滤纸上铺展
W/O不能立即铺展
显微镜法
观察形态
驱油性能
粘度
界面张力
驱油效率
应用
三次采油
纳米粒子制备
日化产品
药物载体