Образование микроэмульсий
Микроэмульсии – это термодинамически стабильные изотропные дисперсии двух несмешивающихся жидкостей. При смешивании таких жидкостей капли одной из них, стабилизированные межфазной плёнкой ПАВ и со-ПАВ, в качестве которой используются низкомолекулярные спирты, распределяются в другой. Термин «микроэмульсии» был введён Шульманом, который первым получил подобные системы при добавлении ПАВ к макроэмульсиям. Микроэмульсии относятся к лиофильным дисперсным системам и могут быть получены либо путём самопроизвольного диспергирования двух несмешивающихся жидкостей в результате сильного снижения межфазного натяжения, либо в процессе солюбилизации, как было отмечено выше. Термодинамическая стабильность микроэмульсионных систем обусловлена низким межфазным натяжением, которое пол литературным данным может составлять 10– 5 мДж . м– 2 для ионных ПАВ и 10– 4 мДж . м– 2 для неионогенных ПАВ. В зависимости от того, какая фаза является дисперсной, а какая непрерывной, микроэмульсии могут быть прямыми – масло в воде (м/в) – или обратными – вода в масле (в/м). Термин «масло» означает неполярную органическую жидкость. В обоих случаях дисперсная фаза состоит из капель, размер которых не превышает 100 нм.
Как правило, микроэмульсии являются многокомпонентными системами, состоящими из различных структур (бислойных, цилиндрических, сферических мицелл). В процессе мицеллообразования помимо жидких изотропных мицеллярных фаз образуются оптически анизотропные мицеллярные фазы, например слоистые смектические и гексагональные фазы, состоящие из палочкообразных агрегатов бесконечной длины, то есть микроэмульсии обладают внутренней микроструктурой, которая в настоящее время интенсивно исследуется различными методами. В том случае, когда содержание воды и масла в системе сопоставимо, возможно образование биконтинуальных систем.
Свойства микроэмульсий во многом определяются размером и формой частиц дисперсной фазы, а также реологическими свойствами межфазных адсорбционных слоёв, образованных поверхностно-активными веществами. Поскольку микроэмульсии обладают большой подвижностью и большой поверхностью раздела между фазами, они могут служить универсальной средой для проведения многих химических синтезов, в том числе и для получения твёрдых наночастиц.
Однородная микроэмульсия в зависимости от состава или природы компонентов, может представлять собой либо равномерную смесь (ко-солюбилизат) всех компонентов, либо лиотропную жидкокристаллическую фазу (мезофазу). Непосредственно вблизи кривой сосуществуют набухшие мицеллярные системы типов ПАВ-вода с солюбилизир. углеводородом (область Г) и ПАВ - углеводород с солюбилизир. водой (область 1). Расслаивающаяся микроэмульсия представляет собой набухшую мицеллярную систему углеводород-вода, края в зависимости от условий (состав, температура, природа компонентов и др.) равновесно сосуществует либо с избытком почти чистого углеводорода (MI), либо с избытком воды (МII, либо с избытком обоих чистых компонентов (MIII).
Концентрационные треугольники для системы вода (В) - углеводород (У)-ПАВ (а) и фазовые переходы между типами микроэмульсий (б). 1-однородная (в макроскопич. смысле) микроэмульсия, 1' и 1:-мицеллярные системы на основе ПАВ, MI, MII, MIII-расслаивающиеся микроэмульсии с избытком углеводорода, воды и обеих сред соответственно.