界面化学1-5章郑.ppt

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1、第5章微乳状液1.微乳状液的定义和形成2.微乳状液的类型与结构3.微乳状液的性质4.微乳状液的影响因素5.微乳状液的形成机理6.微乳状液的结构表征7.微乳状液的应用举例1.微乳状液的定义和形成Schulman于1943年提出了“微乳状液”:microemulsion是表面活性剂用量较大并加入相当量的脂肪醇等极性物质时，得到粒径为几个到100nm的透明或半透明乳液，即微乳状液，简称微乳液或微乳。两种形成方式油、水、表面活性剂混合助表面活性剂油、表面活性剂、助表面活性剂混合水或水溶液微乳液微乳液2.微乳状液的类型与结

2、构WinsorⅠ水包油（O/W)型：过剩的油在上部，微乳在下部，称为下相微乳。WinsorⅡ油包水(W/O)型：过剩的水在下部，微乳在上部，称为上相微乳。WinsorⅢ三相平衡，上层油、中层微乳、下层是水，称为中相微乳。微乳状液的结构就是由表面活性剂的定向单层为主所形成的界面膜将不相混溶的两种液体分隔成微小区域。微小区域可以是孤立的；如图(a)(b)或分布于油相中管状通道网络的双连续相；如图(c)或规则地连通的状态的双连续相。如图(d)3.微乳状液的性质微乳的分散程度大微乳是热力学稳定体系微乳的增溶性大微乳具有超

3、低界面张力微乳体系的流动性小，黏度小4.微乳状液的影响因素表面活性剂分子几何构型的影响；助表面活性剂的影响；eg:单碳氢链的离子型表面活性剂在形成微乳时，需要加入助表面活性剂c)反离子的影响；eg：钠离子和钾离子的影响d)阴阳离子表面活性剂混合物有利于O/W型微乳液形成。4.微乳状液的影响因素e)表面活性剂疏水基支链化的影响f)电解质的影响加入电解质，更多的反离子进入表面活性剂的Stern层，电荷得到中和，表面活性剂形成的界面膜排列紧密。g)温度的影响CH3(CH2)7CHCH2OSO3-CH3(CH2)55.微

4、乳状液的形成机理负界面张力理论Schulman等认为，一般油水界面张力约为30-50mM·m-1,有表面活性剂时会降低，以致暂时负值。负界面张力导致在界面面积增加时体系的吉布斯自由能反而减小，从而成为自发过程，于是形成的微乳液就有热力学稳定性。Ruchenstein等认为，微乳形成过程的吉布斯自由能变化为两部分：一是因为液液界面面积增加而引起体系的吉布斯自由能增加；一是大量微小液滴的分散引起体系熵（又称构型熵）的增加。使体系吉布斯自由能降低构型熵理论6.微乳状液的结构表征根据各种微乳结构上的差异表观出来的物理性质

5、的差异而建立起各种表征微乳结构的方法染料法光散射仪电导法小角度中子散射仪黏度法红外光谱仪相稀释法核磁等循环伏安法弹性光散射准弹性光散射非弹性光散射光散射法散射光与入射光具有相同频率散射光不同于入射光频率散射中心移动傅里叶变换脉冲自旋-回声检测技术可测定微乳体系各组分的分子或分散相粒子自扩散系数。电导率与微乳结构微乳电导率随含水量的变化·······wH20电导率·7.微乳状液的应用举例如硅油类微乳液可降低头发的梳理阻力；微乳液能增加润肤剂渗透进皮肤的深度和速度水-柴油-聚乙二醇十二烷基醚的W/O型微乳状液，含水量

6、可达20%-30%不用或少用有机溶剂，环境污染小；界面张力低，吸收效率高微乳化妆品微乳技术应用微乳剂型农药微乳燃料微乳法分享蛋白质；作为反应介质；提高原油采收率1.形成能在水面上形成稳定单分子膜的分子一定含有一个极性基团，使分子具有一定的亲水性，增强它与水分子之间的结合力，而另一端是适当长的或大的疏水非极性部分，以保持它的不溶于水的特性，并能在水面上铺展，才能形成单分子膜。第6章不溶性单分子膜能在水面上形成单分子膜的物质有含极性的羟基，羧基或-COO-，NH3+，C6H4OH，-CN等碳原子在14-22之间的长链

7、型脂肪族化合物含-SO3-，-N(CH3)3+等强极性基团的碳原子在22以上的长链型分子甾醇或其他碳氢链中含有多元环的化合物单分子膜的制备直接将成膜物质加到水面上即可铺展形成单分子膜。将成膜物质先溶于某种溶剂中制备铺展液，再将铺展液均匀地滴加到水面（底液）上，溶剂挥发后，在底液上形成单分子膜。对铺展溶液的要求①对成膜物质有足够的溶解能力，使成膜物质能在其中形成分子分散的溶液；②在底液上有好的铺展能力，所制成的铺展溶液在底液上的铺展系数有较大的正值；③密度较低，形成铺展液的密度小于底液的密度；④易挥发，不会残留于单

8、分子膜中。2.性质该式的物理意义是：表面压是表面膜对单位长度的浮片所施加的力，其值等于水的表面张力被膜所降低的值。BAMW表面压表面膜电势表面黏度la∏1∏20.50.21020300.20.258凝聚膜（Lc）转变膜（I）l’扩张膜（Le）l气液平衡区g气态膜（G）g’π/(mN/m)曲线与表面不溶膜的状态凝聚膜继续加压最终导致膜破裂。此时出现膜的破裂压。破裂压高的膜说