마이크로멀전

Microemulsion

미세 유화는 오일, 물 및 계면활성제의 동위원소성 액체 혼합물이 맑고 열역학적으로 안정적이며, 코서활성제와 결합하는 경우가 많다.수성 단계는 소금 및/또는 다른 성분을 포함할 수 있으며, "오일"은 실제로 서로 다른 탄화수소의 복잡한 혼합물일 수 있다.일반적인 유화와는 대조적으로, 미세 유화는 구성 요소의 단순한 혼합에 의해 형성되며, 일반적인 유화 형성에 일반적으로 사용되는 높은 전단 조건을 요구하지 않는다.세 가지 기본적인 미세유전 유형은 직접(물, o/w에 분산된 기름), 역류(물, w/o에 분산된 물), 비콘틴성이다.

계면활성제와 함께 두 개의 불활성화 단계(물과 '기름')가 존재하는 미세유전 같은 3차 시스템에서 계면활성제 분자는 오일 위상에 용해된 계면활성제 분자의 소수성 꼬리와 수용 위상에 있는 친수성 머리 그룹을 가지고 기름과 물 사이의 인터페이스에서 단열재를 형성할 수 있다.

IUPAC 정의

마이크로 에멀전:분산된 영역 직경이 대략 1 ~ 100 nm, 보통 10 ~ 50 nm인 등방성 및 열역학적으로 안정적인 시스템인 물, 오일 및 계면활성제로 만들어진 분산.

참고 1: 마이크로 에멀전에서는 분산된 단계의 영역은 입상 또는 상호 연결된다(바이콘틴 마이크로 에멀전 부여).

참고 2: 매크로 에멀전(일반적으로 "에멀전"이라고 함)에서 물방울의 평균 직경은 1mm(즉, 10m−3)에 가깝다.따라서 마이크로-는 10과−6 에멀젼을 의미하므로, 마이크로-에멀전은 10−6 × 10−3 m = 10−9 m 범위에서−3 분산된 단계의 크기 범위를 가진 시스템을 의미한다.

주 3: "마이크로 에멀젼"이라는 용어가 특별한 의미를 띠게 되었다.분산된 단계의 실체는 일반적으로 계면활성제 및/또는 계면활성제-코수활성제(예: 알리파틱 알코올) 시스템에 의해 안정화된다.

주 4: "기름"이라는 용어는 수용성이 없는 액체를 가리킨다.[1]

마이크로 에멀전 중합:시작 시스템이 마이크로 에멀전이고 최종 라텍스가 수용성 매체로 분산된 폴리머의 콜로이드 입자로 구성된 에멀전 중합.

참고: 마이크로 에멀전 중합체에서 형성되는 폴리머 입자의 직경은 대개 10 ~ 50 nm이다.[2]

사용하다

미세 유체는 많은 상업적으로 중요한 용도를 가지고 있다.

이들 시스템에 대해 행해진 많은 작업은 석유회수를 강화하기 위해 다공성 사암에 갇힌 석유를 동원하는 그들의 가능한 사용에 의해 동기부여가 되었다.이러한 시스템을 사용하는 근본적인 이유는 마이크로에멀전 단계가 가끔 별도의 오일 또는 수용 위상과 함께 초경량 인터페이스 장력을 가지며, 유속이 느리거나 저압 구배가 있는 상태에서도 이를 고체 위상에서 방출하거나 동원할 수 있기 때문이다.

미세유전 역시 산업용 응용이 있는데, 그 중 하나가 폴리머의 합성이다.미세항전 중합은 수용성 단계와 유기성 단계 사이에 단핵체, 활성산소 및 기타 종(사슬 전달제, 공동 계면활성제, 억제제 등)의 수송이 이루어지는 복잡한 이질적인 과정이다.[4]다른 이질적인 중합 프로세스(서스펜션 또는 에멀전)에 비해 미세한 중합은 더욱 복잡한 시스템이다.중합률은 단량체 분할, 입자핵화, 활성산소의 흡착과 탈착에 의해 제어된다.입자 안정성은 계면활성제의 양과 종류, 분산 매체의 pH에 의해 영향을 받는다.[5]나노입자를 만드는 과정에서도 사용된다.

미세유전 중합체의 운동학은 에멀전 중합체 운동과 많은 공통점을 가지고 있는데, 그 중 가장 특징적인 특징은 입자 내부에서 자라는 활성산소가 서로 분리되어 종단을 높은 수준으로 억제하여 결과적으로 고분자율을 제공하는 구획화다.침식

이론

미세항체 형성, 안정, 단계적 행동과 관련된 다양한 이론들이 수년간 제안되어 왔다.예를 들어, 열역학적 안정성에 대한 한 가지 설명은 계면활성제에 의해 오일/물 분산이 안정되고 그 형성은 계면활성제 필름의 탄성 특성을 포함하며, 여기에는 필름의 굴곡과 강성이 포함된다.이러한 파라미터는 가정되거나 측정된 압력 및/또는 온도 의존성(및/또는 수용 단계의 염도)을 가질 수 있으며, 이는 예를 들어 세 가지 공존 단계가 발생하는 영역을 설명하기 위해 사용될 수 있다.유분 또는 수분이 공존하는 단계인 마이크로에멀전의 계면장력 계산도 종종 특별한 초점이 되며 때로는 그 형성을 유도하는 데 사용될 수 있다.

역사와 용어

마이크로멀전이라는 용어는 1943년 케임브리지 대학의 화학 교수인 T. P. Hoar와 J. H. Shulman에 의해 처음 사용되었다.투명 에멀전, 부은 미셀, 현미경 용액, 용해유와 같은 대체 이름이 종종 사용된다.더욱 혼란스러울 정도로 여전히 마이크로에멀전이라는 용어는 오일, 물, 계면활성제의 혼합물인 단일 등방성 위상 또는 오일 및/또는 수용성 위상 또는 다른 비등방성 위상과의 공존과 평형 상태에 있는 위상을 가리킬 수 있다.이항계통(물/계면활성제 또는 오일/계면활성제)에서와 같이, (역전) 구형 및 원통형 마이크로셀에서 주로 오일 또는 수성 상과 공존할 수 있는 라멜 위상 및 비콘틴 미세 유전에 이르는 다양한 유형의 자체 조립식 구조물을 형성할 수 있다.[6]

위상 도표

마이크로멀전 영역은 보통 3차 위상 도표를 구성하는 것이 특징이다.세 가지 성분이 미세항체를 형성하기 위한 기본적인 요건이다: 두 가지 불활성제와 계면활성제.대부분의 미세 유화는 기름과 물을 불변의 액체 쌍으로 사용한다.공동 활성제를 사용하는 경우 계면 활성제에 대해 단일 성분으로 고정된 비율로 표시하고 단일 "시료 성분"으로 취급할 수 있다.이 세 가지 성분의 상대적인 양은 3차 위상 도표로 나타낼 수 있다.Gibbs 위상 다이어그램을 사용하여 다양한 위상의 체적 분율 변화가 시스템의 위상 거동에 미치는 영향을 보여줄 수 있다.

시스템을 구성하는 세 가지 구성 요소는 각각 삼각형의 정점에서 발견되며, 여기서 해당 부피 비율은 100%이다.이 코너에서 멀어지면 특정 구성 요소의 볼륨 비율이 감소하고 다른 두 구성 요소 중 하나 또는 둘 모두의 볼륨 비율이 증가한다.삼각형 내의 각 점은 세 가지 성분 또는 사이비 성분의 혼합물의 가능한 구성을 나타내며, 1상, 2상 또는 3상으로 구성될 수 있다(이상적으로 깁스의 위상 규칙에 따라).이러한 점들이 결합하여 그 사이에 경계가 있는 지역을 형성하는데, 이것은 일정한 온도와 압력에서 시스템의 "상 동작"을 나타낸다.

그러나 Gibbs 위상 다이어그램은 시스템 상태에 대한 경험적 시각적 관찰이며, 주어진 구성 내에서 위상의 실제 개수를 표현하거나 표현하지 않을 수 있다.명백하게 분명한 단상 제형은 여전히 여러 개의 ISO-트로픽 페이즈(예: 명백한 헵탄/A)로 구성될 수 있다.OT/수분 미세 유체는 여러 단계로 구성된다).이러한 시스템은 다른 단계와 평형을 이룰 수 있기 때문에, 특히 두 가지 모방 불가능한 단계 중 부피 분율이 높은 시스템, 즉 고온 또는 저온 또는 표면 장력 수정제의 추가와 같은 평형을 변화시키는 어떤 것으로도 쉽게 불안정해질 수 있다.

그러나 비교적 안정된 미세 유전의 예는 찾을 수 있다.자동차 엔진 오일의 산성 축적을 제거하기 위한 메커니즘은 저수상 부피, 수인 오일(w/o) 미세 유전을 수반하는 것으로 생각된다.이론적으로, 수성 방울이 하나의 수소 이온을 운반할 수 있을 정도로 충분히 작을 때(물방울이 작을수록 산성 물방울의 수가 많을수록 중화 속도가 빨라진다) 엔진 오일을 통해 수성 방울을 미세분해한 탄산칼슘 입자로 운반하는 것이 가장 효율적이어야 한다.그러한 미세 유체는 아마도 상당히 광범위한 상승 온도에서 매우 안정적일 것이다.

참조

  1. ^ Slomkowski, Stanislaw (2011). "Terminology of polymers and polymerization processes in dispersed systems (IUPAC Recommendations 2011)" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 83 (12): 2229–2259. doi:10.1351/PAC-REC-10-06-03.
  2. ^ Slomkowski, Stanislaw (2011). "Terminology of polymers and polymerization processes in dispersed systems (IUPAC Recommendations 2011)" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 83 (12): 2229–2259. doi:10.1351/PAC-REC-10-06-03.
  3. ^ Gibaud, Stéphane (2012). "Microemulsions for oral administration and their therapeutic applications" (PDF). Expert Opinion on Drug Delivery. 9: 937–951. doi:10.1517/17425247.2012.694865. PMID 22663249.
  4. ^ 1985년 6월 미국 특허 번호 4,521,580번인 S. R. 터너, D. B. 시아노, J. Bock, J. Bock의 아크릴아미드-알킬아미드 코폴리머 생산을 위한 마이크로멀전 공정.
  5. ^ 오반도 V.M.폴리머 게시판 2005, 54, 129-140
  6. ^ T. P. Hoar 외, Nature, 1943, (152), 102-103.

참고 문헌 목록

  • Prince, Leon M, 이론 및 실천 학술지의 Microemulations in theory and Practice Academic Press (1977) ISBN 0-12-565750-1.
  • 로사노, 앙리 L과 클라우스, 마크, 에드스, 마이크로멀전 시스템즈(Suractant Science Series) 마르셀 데커, 주식회사 (1987) ISBN 0-8247-7439-6