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自微乳液被发现以来,微乳已经成为最热门的研究领域之一,并渗透到了其它各个学科。然而,目前对微乳液的研究主要还是针对化学合成表面活性剂所形成的微乳液体系,这些表面活性剂会受到原材料来源、价格、产品性能和环境污染等因素影响。本论文采用了一种原料来源广泛、低廉,分子类型结构多样,环境友好的生物表面活性剂制备微乳液,可以避免传统微乳液所带来的危害,故具有广泛的应用前景。
本论文首先从生物表面活性剂——鼠李糖脂的表面活性入手,通过电位滴定的方法确定了鼠李糖脂正好完全电离时所需要的NaOH量,并测定了鼠李糖脂完全电离后水溶液的CMC,结果表明:鼠李糖脂的羧酸基团可以与作为转换剂的NaOH发生反应,转变为阴离子型表面活性剂,水溶性增强,当NaOH与鼠李糖脂质量比为0.067g/g时,达到电离平衡;鼠李糖脂的CMC在60mg·L-1左右,表面活性较强,并且由于鼠李糖脂的分子结构比较复杂,在两相界面上会发生构型的变化,故而在达到CMC之前出现了一个次CMC。根据以上研究,探讨了利用鼠李糖脂制备微乳液的可行性和基本条件,证明鼠李糖脂在达到电离平衡以后,可以自发地与直链醇、正庚烷和水形成稳定的微乳状液。
在此基础上,以鼠李糖脂/直链醇/正庚烷/水为研究对象,考察了直链醇链长对单相微乳液和多相微乳液的影响。直链醇作为助表面活性剂不仅能够改善油水界面膜的流动性,还可以改变表面活性剂的HLB。以中短链长的正丙醇和正丁醇作为助表面活性剂,可形成w/o、双连续和o/w三种类型微乳液,而以其它较长链长的直链醇作为助表面活性剂只能得到w/o型微乳液,并且由于长链醇可以增加界面混合膜的刚性,因此还会形成液晶相或凝胶相。同时,多相微乳液中盐浓度的增加可以压缩微乳液的扩散双电层,影响鼠李糖脂的电离平衡,使表面活性剂富集相从下相中分离出来,向上移动,由WinsorⅠ型下相微乳液逐步转变为WinsorⅢ型中相微乳液和WinsorⅡ型上相微乳液,且直链醇链长的增长有助于增大中相微乳液的形成体积,降低最佳盐度。因此,支链醇链长的增长和体系盐度的增加,是增强体系增溶能力的有效途径。
对鼠李糖脂/正丁醇/正庚烷/水复配体系中各组分和因素对微乳液相行为的影响进行了系统的研究和探讨,并从理论上进行了分析。结果表明:鼠李糖脂和正丁醇质量比km=1/2时,体系能在较大范围内形成单相微乳液;NaOH对微乳液体系具有双重作用,既能够作为转换剂,改变表面活性剂的极性,又可以作为电解质,压缩微乳液的扩散双电层;在油水体系中先加入助表面活性剂可预先改善油相的极性,在一定程度上减少了表面活性剂的用量;采用两相和三相旋滴界面张力法均可测得中相微乳液和油水界面之间的超低界面张力,并以此获得体系的最佳盐度和增溶参数。探讨了该微乳体系的物化性质,结果发现:温度升高会增大反离子的运动速度,推动渗滤阈值向低水含量移动;微乳液的微结构随水稀释线发生w/o球形→双连续管状→o/w球形变化,同时微乳液滴的流体力学半径逐渐增大,扩散速率增大,活化能下降,微乳液稳定性降低,水与表面活性剂的作用减弱。
本论文还探讨了以鼠李糖脂/正庚烷/水/正丁醇反相微乳液作为模板,合成纳米银粒子的可行性。在表面活性剂用量较少的情况下,不加任何包袱剂,能够制备得到稳定的分散性较好的纳米银粒子。