微乳化技术
资料来源;陈荣圻《上海印染学术年会98年论文资料集》392-397)
符书臻《纺织化学品免烫、柔软整理剂质量及应用技术研讨会论文集》p155-164
微乳化技术就是用过量的乳化剂将油性化合物分散在水中,适用的表面活性剂的HLB值约为12-13,壬基酚聚氧
乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚类的非离子表面活性剂都适用。
(1)微乳化实际上是增溶作用。水溶液中表面活性剂聚集形成的胶柬使不溶于水的有机化合物的溶度显著增加,这种现象称之谓增溶作用。表面活性剂浓度越高,形成的胶柬越多,能增溶于胶柬的不溶物也越多,增溶作用越强。表面活性剂的用量一般为被乳化的氨基聚硅氧烷的30%~50%。
(2)高度纯化的表面活性剂通常生成不紧密的界面膜,机械强度不高。优良的乳化剂是以二种或二种以上表面活性剂复配而成,通常由亲水性和亲油性的表面活性剂复配而成。氨基聚硅氧烷是非水溶性的,微乳化过程由W/O转相为O/W,最后形成均一的微乳化液。因此,乳化剂应由两种不同HLB值表面活性剂混合组成,其组成比例根据被乳化的氨基聚硅氧烷的HLB值,通过加和法计算得到,并且要求至少有一种表面活性剂是不溶于氨基聚硅氧烷的。
(3)制备微乳液时必须加入适量的有机酸(如醋酸或甲酸)。酸与氨基作用,使乳液粒子表面呈带正电荷的双电层,乳液粒子之间相互排斥,从而阻止了粒子聚结,使乳液粒子分散得更好,有利于微乳液的形成。如水硬度为50ppm的CaCO3时,就不可能获得透明的微乳液,其原因是微量的电解质会影响胶束增浴,或是导致乳液粒子表面双电层压缩,乳液粒子表面动电位减少,使乳液粒子间斥力减弱,引起乳液粒子聚结,出现混浊。
(4)以非离子型表面活性剂作为乳化剂,其增溶效果比较显著。在较低温度时,非离子表面活性剂溶解于水生成胶束溶液,氨基聚硅氧烷增溶到胶柬内部,形成O/W型乳液;温度升高时,增溶程度增加,更多的硅油迸人胶柬,但并不生成第二相;接近表面活性剂溶液浊点时,增溶的硅油量迅速增加,同时 伴随着胶柬大大增加;到达相转变温度时 (Phase Inversion Temprature,简称PIT),胶柬溶液变为逆胶柬(亲油基朝问外部油相,亲水基朝向内部水相),形成W/O型乳液的胶束溶液;再提高温度时,胶束溶液再转相为0/W型乳液,该温度超过乳液的PlT约20-60℃,此时的乳液最为稳定;再急剧冷却可得到粒径极细的微乳液。采用升高温度可在常规设备内进行,搅拌器转速在80-100rpm即可,毋需在高速高剪切设奋或均化器内进行。
(5)微乳液的制备过程是将乳化的氨基聚硅氧烷与乳化剂混和,然后加适量水,形成半透明的W/O型油浓缩液,再快速分散到规定量的水中,即形成O/W型微乳化液。如在不加热的情况下,应就在高剪切设备内完成。一般来说,半透明的油浓缩液制得的平均粒径<300纳米,如果呈透明状,粒径<140 纳米。W/O型油浓缩液分散到水中的速度越快,形成的微乳液粒子的半径越小。