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微乳液(课堂PPT)

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微乳液

微乳液

中相微乳状液的特点： 中相微乳状液的特点： •同时增溶油和水，可达60%～70% •存在两个界面且界面张力均很低，约<10-2 mN/m •大部分表面活性剂存在于中相微乳状液相中 在石油工业中，中相微乳状液的驱油效率最高，可达90%。 通过测定相图和界面张力，来研究影响因素。
水-表面活性剂-助表面活性剂三元系一般相图 表面活性剂各向同性单相区 各向异性 单相区
搅拌就形成O/W型乳液。农药常用此法。 型乳液。农药常用此法。 搅拌就形成 型乳液
• 界面复合物生成法：将两种乳化剂分别溶入油、水相， 界面复合物生成法：将两种乳化剂分别溶入油、水相，
再混合搅拌，使两种乳化剂在界面上形成稳定复合物。 再混合搅拌，使两种乳化剂在界面上形成稳定复合物。
• 轮流加液法：将水和油轮流加入乳化剂中，每次少量加入， 轮流加液法：将水和油轮流加入乳化剂中，每次少量加入，
由油酸钾和戊酸可制得苯和水的透明混合物， 由油酸钾和戊酸可制得苯和水的透明混合物， 由此而提出逆胶束模型
• 1959年，Schulman采用了 年 采用了 微乳状液的名称
水池 直径小于 100nm 的 热力 直径小于100nm 学稳定系统； 学稳定系统 ； 表面活性剂和 助剂在水和油中溶解度都很 助剂 在水和油中溶解度都很 界面张力接近于零。 小；界面张力接近于零。
形成O/W型或 型或W/O型乳状液。食品工业常用此法。 型乳状液。 形成 型或 型乳状液 食品工业常用此法。
影响分散度的因素（ 影响分散度的因素（1）
• 分散方法：
分散方法与液滴大小
分散方法 桨搅拌 胶体磨 均化器 液体大小 / µm 1%乳化剂 5%乳化剂 10%乳化剂 3~8 2~5 不乳化 6~9 4~7 3~5 1~3 1~3 1~3

微乳液

微乳液

微乳液作为药物载体的应用
20世纪70年代，由于脂质体、无毒、无副作用 及无免疫性，脂质体开始用作药物载体。 被誉为“生物导弹”的脂质体作为药物载体也 具有一定的局限性。热力学不稳定，粒子分散 度大，与许多生物活性的药物结合率不高，以 及在液态下易氧化和水解等。
20世纪90年代立方液晶作为药物载体，引起了人们的极 大关注。立方液晶具有很多药物载体所应有的特性：如 热力学稳定、生物可降解等。但是，立方液晶体系非常 粘稠，需要较长的平衡时间，这给制备、科研和实际应 用造成了一定的困难
微乳液药物载体的组分选择
此外聚氧乙烯、Tween类的表面活性剂可以在不加助表 面活性剂的条件下形成微乳液，使其相行为变得简单。 从而减少了中等碳链长度的醇的使用，因为这些醇往 往具有一定毒性。
因此该类表面活性剂得到较为广泛的应用。
目前Tween80 tween20已应用于口服药物和非肠道吸收 药物。
微乳聚合、微胶囊、 微乳反应器、单分散颗粒
微乳液作为药物载体的应用
为提高药物疗效、降低药物毒副作用：开 发新药；转换药物剂型。开发新药耗资巨大， 历时长，筛选化合物命中率低。20 世纪90 年代初，命中率为1/10000，2000 年降为 1/100000。转换或开发新药物剂型成为研究 热点。药物载体是人们转换药物剂型的一种 有效方式。
• 一个最近的研究方向是启用无毒、水溶性适中的脂肪 酸或脂肪二醇! 甲基酯或乙基酯等
油相的选择
油相一般选择中等极性、体积较大的有机分子! 这类分子既能保证与脂溶性药物的相溶又能 够渗透表面活性剂界面膜! 使用最广泛的是异丙基十四酸酯和中等链长 的三酸甘油酯、异丙基棕榈酸酯及十二酸、十 四酸、油酸的酯类化合物
• ＣｓＡ微乳比ＣｓＡ软胶囊有更连续和更可靠的 吸收,以致减少服用剂量也能达到治疗效果,因此 降低了ＣｓＡ所引起的毒

我的课件--微乳液

我的课件--微乳液

– 增加柔性，减少微乳液生成时所需的弯曲能，使微乳液
液滴易生成。 厚积薄发 学而知新
• 调节表面活性剂的HLB值；不是主要。
‹日期/时间›
乳状液与微乳状液及胶束溶液的性能比较
无
机
微▪ 乳单- 击第液此二级处编辑母版文本样式
乳状液
材 料 性能 合 质点大小
▪ 第三级
- 第四级
▪ 第五级
宏乳状液 ＞0.1µm
合
成
技
术
厚积薄发 学而知新
‹日期/时间›
检验水包油乳状液
无
机
▪ 单击此处编辑母版文本样式
- 第二级 加入水溶性染料
材
▪ 第-三第级四如级 亚甲基蓝，说
料
▪明第五级水是连续相。
合
成
技
术
加入油溶性的 染料红色苏丹 Ⅲ，说明油是 不连续相。
厚积薄发 学而知新
‹日期/时间›
微乳液形成机理
无
机
▪ 单击此处编辑母版文本样式
加单位面积所需的功较纯水小。非极性成分愈大，
表面活性也愈大。厚积薄发 学而知新
‹日期/时间›
表面活性剂的分类
阳离子型
无
1.离子型
▪ 单击此处编辑母版文本样式
阴离子型
机 表面活性- 第剂二级
材
▪ 第三级
- 第四级
料
▪ 第五级2.非离子型
两性型 小极性头 大极性头
合
成
显然阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混 用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。
材 的辅助剂可▪使第O三级/W界面张力进一步下降，甚至降为负值。 最终导致界面-增第四加▪ 级第五,微级 乳形成.surfactant

胶体化学第x2章 微乳液

胶体化学第x2章 微乳液

1 1 3 a0 lc
4、R比理论
R比理论首先确定微乳液存在W/M/O 三相区，M为双亲区，并且从分子间 的作用力出发，定义了一个内聚能的比值即为R 比。 当R=1 时，M 区在理论上不发生任何趋向性弯曲。但是实际上由于温度等影响， 则发生一般性的弯曲，形成双连续结构。 当R<1 时，趋向形成O/W 结构； 当R>1 时，则趋向形成W/O结构。 通过R比，也可确定系统的增溶性质，进而得到微乳液的稳定结构。
Aoo 油相：O A ll 双亲膜：C A Lco 水相：W A Lcw A hh Aww AHco Aco = A Lco+ A Hco AHcw Acw
= A Lcw+ A Hcw
油/水界面上双亲膜中的相互作用能
分析水/油/SA的内聚能： 于是 在SA的亲油基一侧—— Aoo ：油分子间的内聚能； All ：SA亲油基间的内聚能；
¢ ° · Ë Å Ï
µ ¶´ ¹ õ µ ¶ Ê À ¸ º · Ê À 0.01~0.1 É m£ ¸ ¥ © Ï Ý § ¤ Ó ¢ ³ ± ©Ë ³ «Æ Ì Ê ´ ² Ä ¬ Å Ë Ø Á ­ ´ é ¸ ¨© À è Á ¸ ¸ ´ £ Ð ½ Í ° ¶ ® Ó Ý Ç Ó «° © ¸ Ý ¯ ¸ ³ æ £ Ï ©Í Ó ªÀ Ñ ¾ Í ¹
dγ Γ i dμ i Γ i RTd ln ci
Γ 为油水界面张力、i组分在界面上的吸附量为Γi 、化学位μi 、体相浓度ci 。若向 SA 系统中加入另一能吸附于界面（Γi 增大）组分，则将使γ进一步降低。通常 醇即具有这种作用，如下图示。
γ
增加助表面活性剂
cmc 界面张力随SA和aSA浓度的变化

微乳化技术及应用PPT课件

微乳化技术及应用PPT课件
7
微乳体系结构和性质的研究方法
▪ 光散射、双折射、电导法、沉降法、离心沉降和粘度测量法 等；
▪ 小角中子散射和X射线散射、电子显微镜法。正电子湮灭、 静态和动态荧光探针法、NMR、ESR（电子自旅共振）、 超声吸附和电子双折射等。
8
微乳液物理性将质低的浓表应面用活性剂胶团溶液注入油井
驱油工艺 用较高浓度表面活性剂，且注入的浆液是由三种或
其光学、催化及电流变等性质．
14
Step 1 Solubilization of reactants
Step 2 Contact of different of reactants
Metal ion
Water surfactant
Organic solvent
Reducing agent
Step 3 Reaction, nucleation and growth of primary particle
Figure1.1 Various stages in the growth of ultrafine particles in microemulsion15
反胶团微乳液制备的方式
（I） 反应物A
反应物B
（II） 可溶金属盐
（III）阳离子可溶盐
混合 加入还原剂
气泡穿过微乳液
发生化学反应
形成AB沉淀 还原反应
6
(3)中相微乳液及其制备
▪ 中相微乳液在三次采油中具有非常重要的作用。 ▪ 是双连续型微乳液的一种，必须与过量的水和过量的油平衡共存
(winsorⅢ型)，故此又称为三相微乳液, 仅与过量的水平衡共存 (winsorⅡ型)的则称为上相微乳液(W/O型)，与过量的油平衡共存 (WinsorⅠ型)的称为下相微乳液(O/W型)。 ▪ 采用盐度扫描法制备,当体系中油的成分确定，油水比值为1(V／V)，以 及体系中表面活性剂和助表面活性剂的比例与浓度确定，如果改变体系 中的盐度，由低到高增加，依次得到三种状态即WinsorI ,Ⅲ, Ⅱ 型
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• a：固体粉末大部分处于油相，亲油性较强，形成W/O型乳状液 • b：固体粉末的亲油性和亲水性相当， W/O和O/W乳状液均可形
成，故得不到稳定乳状液 • c：固体粉末大部分处于水相，亲水性较强，形成O/W型乳状液
17
乳状液的类型转化
• O/W型和W/O型乳状液相互转化的 现象，通常称为反相。
• 外加物质（乳化剂、电解质等） • 增加内相物质使其体积超过一定值
乳白色 蓝白色
0.1~0.03 µm
灰色半透明
0.05 µm和更小
透明
9
乳状液的物理性质
光学性质
• 外观差异 • 液珠大小不同，发生不同
程度的折射、反射和散射 • 胶体的光学性质
10
乳状液的物理性质
粘度
• 乳状液的粘度与内、外相粘度，内相的体积浓 度，液珠的大小及乳化剂的性质均有关系
• 当分散相浓度很小时，乳液粘度主要由分散介
• 轮流加液法：将水和油轮流加入乳化剂中，每次少量加入，
形成O/W型或W/O型乳状液。食品工业常用此法。 6
影响分散度的因素（1）
• 分散方法：
分 散 方 法 与 液 滴 大 小
分 散 方 法
液 体 大 小/mm 1% 乳 化 剂 5% 乳 化 剂 10% 乳 化 剂
桨 搅 拌 不 乳 化 3~8
12
乳化剂
乳化剂的存在是形成乳状液的必要条件 根据乳状液的类型，乳化剂可分成：
– 油包水型乳化剂 – 水包油型乳化剂
常用乳化剂
• 表面活性剂类 • 高分子乳化剂：动物胶、植物胶、聚乙烯醇等 • 天然乳化剂：卵磷脂、羊毛脂、阿拉伯胶等 • 固体粉末：粘土、二氧化硅 / 石墨、碳黑
13
乳化剂的选择
• 乳化剂或表面活性剂的选择主要依靠经验 • HLB（亲水亲油平衡） • 其它因素
Ostwald(1910)相体积理论：
最密堆积的圆球所占容器体积的为
74.02%；故由分散相体积>74.02% 和 <25.98%而定
• 乳化剂分子结构
• 乳化剂的溶解度
易溶于水：O/W 易溶于油：W/O
• 固体的润湿作用
• 器壁的性质
器壁亲水性强：O/W
16
固体粉末的润湿性
90
油
90
90 水
S O S W O W c os
质的粘度所决定
• •
Einstein 粘度定律：2.5
< 0.02
0 1(h)
1/3
1
分散相的体积分数
h—体积因子， 对O/W型，h=111.3
乳状液的物理性质
电导
• 乳状液的电导取决于外相的电导 • 为确定乳状液类型的测定方法 • 是研究破乳及测定原油中微量水
含量的有效方法
3
乳状液的结构
• 简单乳状液 • 双重或多重乳状
液：相当于简单乳
液的分散相（内相） 中又包含了尺寸更 小的分散质点，通 称包胶相，常用作 活性组分的贮器。
4
乳状液的制备 —— 混合方式
• 机械搅拌：以4000~8000r/min速度，设备简单、 操作方便；但分散度低、不均匀，易溶入空气。
• 胶体磨：国产设备可制取10mm左右的液滴。 • 超声波乳化器： • 均化器（homogenizer）：是机械加超声波的复
– 至少有一相分散于另一相中； – 规定了液珠的大小； – 热力学不稳定体系，通过加入第三组份可增加其稳定性。
• 乳状液的类型
2
乳状液的类型
分散相和分散介质均为液体，但互不相溶 或溶解度极小。 • “油在水中”，水包油型 —— （O/W） • “水在油中”，油包水型 —— （W/O）
类型鉴定方法 • 染色法：加入油溶性或水溶性染料，显微观察 • 稀释法：易被分散介质所稀释 • 电导法：O/W型比W/O型大得多
2~5
胶 体 磨 6~9
4~7
3~5
均 化 器 1~3
1~3
1~3
液滴大小
• 分散时间：对同一体
系和方法，随分散时间 延长液滴变小，但到一 定程度后不再改变。
t 分散时间 7
影响分散度的因素（2）
• 乳化剂浓度
在一定的范围内，增加浓
度对分散有利。
4
液滴直径/mm
• 乳化剂的常用量在1% 以下，油、水比例可 3
乳状液
（微乳状液）
与 泡沫
1
乳状液的定义
• Becher（1966）：是一个非均相体系，其中至少有一
种液体以液珠的形式分散在另一种液体中，液珠直径一 般大于0.1mm。此种体系皆有一个最低的稳定度，并因 有表面活性剂或固体粉末的存在而大大增加。
• 乳状液定义的总结：
– 是多相体系，至少存在两个相； – 至少有两个液相； – 这两个液相必须不互溶；
（74.02%） • 环境条件（温度等）
在反相操作时，要防止乳状液被破坏！ 18
乳状液的破坏
消除使乳状液稳定的因素
• 机械法
– 过滤、高速离心分离、泡沫分离、蒸馏、超声等
• 瞬间成皂法：将脂肪酸溶入油相，碱在水相，在界面上可
瞬间生成脂肪酸盐。只需稍微搅拌即可制得液滴小而稳定得乳 液。只限于用皂作乳化剂的体系。
• 自然乳化法：将乳化剂加入油中制成乳油，直接倒入水中
搅拌就形成O/W型乳液。农药常用此法。
• 界面复合物生成法：将两种乳化剂分别溶入油、水相，
再混合搅拌，使两种乳化剂在界面上形成稳定复合物。
– 乳化剂与分散相的亲合性 – 乳化剂的混合使用 – 对乳化剂的特殊要求
14
乳化剂的稳定因素
可根据胶体稳定机理而定
• 降低界面张力 • 生成具有一定结构和机械强度的界面膜 • 界面带有电荷 • 固体粉末的稳定作用
固体粉末在油水界面 形成的保护膜具有较 高的机械强度
15
影响乳状液类型的因素
• 相体积
合装置。喷射压力可达60MPa，具有操作简便， 分散度高、均匀、空气不易混入等优点。可使 液滴的细度达0.5mm左右，所制备的乳液可长 达2年不分层。
5
乳状液的制备 —— 乳化剂加入方式
• 转相乳化法：乳化剂溶于油中，在剧烈搅拌下加水，先成
W/O型乳状液。再加水转相成O/W乳液。此法制得的乳液液滴 大小不均，且偏大，若配合胶体磨或均化器，可得均匀稳定液。
任意配合。分散相的 2
体积可高达90%以上而 仍有良好的稳定性， 1
油相已被分散介质挤
成薄膜状。
0.2 0.4 0.6 油酸钠浓度/molL-1
8
乳状液的物理性质
外观和性状
• 分散相和分散介质的折射率不同，外观不同 • 外观随内相液珠大小（分散度）而变化
液珠大小
乳状液外观
大颗粒小球
两相可区别
> 1 µm 1~0.1 µm