1.4  微乳液和表面活性剂

1.4.1  微乳液概述

1943年，Hoar和Schulman[6]指出一种油和水跟大量表面活性剂和助表面活性剂混合而形成半透明或透明的体系。这种体系即为分散体系，体系为水分散在油中（W/O型）和油分散在水中（O/W型）。分散相质点为球形半径非常小，一般为0.01~0.1μm（10~100nm）是一种热稳定性体系。1959年，Schulman[7]等才首次将上述体系称为“微乳状液”或“微乳液”

微乳液理论与应用得到了飞速的发展。尤其是90年代微乳应用研究发展很快。我国这一方面研究开始于80年代初期，在应用研究方面也取得了较显著地成果[8] 。

微乳液定义：两种不互溶液体，形成热力学性质稳定、透明分散体系（或半透明分散体系）、微观层面上表面活性剂界面由稳定的液体微滴构成[9]。

1.4.2  表面活性剂的结构

表面活性剂分子一般是由非极性的疏水基团和极性的疏油基团组成，具有双重性质。双疏是表面活性剂的基本化学结构，既作为表面活性剂，化合物分子中至少有一个疏油基团和一个疏水基团。这种双疏性质很容易在乳化液里吸附于W/O型洁面上形成定向排列。

1.4.3  表面活性剂的分类

由于表面活性剂种类很多，其分类方法各不相同。如可依据例子类型、溶解性、应用功能、结构等分类、根据表面活性剂分子在水溶液中理解与否将其分为离子型、非离子型两大类分类。

离子型表面活性剂：表面活性剂溶于水时，能理解成离子。论文网

非离子型表面活性剂：表面活性剂溶于水时，不能理解成离子。

因此，按疏油基表面活性剂可分为如下四类。阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂。

1.4.4  表面活性剂的用途

表面活性剂是一种功能性精细化工，国际上倾向于发展生态安全、无污染、降解完全、功能强、稳定性和热稳定性好且成本低的表面活性剂。

表面活性剂除了在日用化工领域大量使用以外，还用于纺织、合成纤维、化工、冶金、交通、水处理、化工、农药乳化、建材、油田化学品、制药、皮革、国防等领域。正随着表面活性剂工业的发展[10]，表面活性剂研究从界面化学转入到分子界面化学。无疑表面活性剂科学理论愈来愈深入，这将会为新产品提供性能良好、成本更低的创造条件，促使进一步发展表面活性剂工业。

1.4.5  微乳液形成机理

分散类型既有W/O型,也有O/W型。但是形成定理还没有定论，目前比较成熟的理论是瞬时负界面张力理论[6]。在表面活性剂存在下W/O型张力会降低，一般为几个mN/m。这种界面张力只能为普通乳化液。但是有助表面活性剂的话，由于其存在混合吸附，所以界面张力将至10-3~10-5mN/m。直到产生瞬时负界面张力。这是体系自发扩张界面，是因为负界面张力是不得存在。这时表面活性剂和助表面活性剂吸附在界面使体积浓度降低，而限制界面张力恢复到零值。瞬时负界面张力会导致扩张体系界面最后形成微乳液。

负界面张力机理可以解释微乳液形成，但无法解释微乳液结构和类型。因此后续提出了双重膜理论、几何排列理论和R比理论用来解释微乳液结构[6] 。

1.4.6  微乳液制备

相互不相容的组分混合，里面需加入活性剂等添加剂。一般的微乳液制备方法是将组分按照一定顺序和比例混合在一起。并不断施加外力作用或通过震荡分散到体系中。最终得到澄清透明状态。如果是超声乳化等方法得到的微乳化柴油分散相粒径要比普通方法得到的粒径要略小。这是因为两种方法输送能量不同所致。