康園園，呂建國(guó)，楊鵬舉，王 芳

（1.延安大學(xué) 石油工程與環(huán)境工程學(xué)院，陜西 延安 716000；2.陜西省川慶鉆探工程有限公司 長(zhǎng)慶鉆井總公司 第二工程項(xiàng)目部，陜西 西安 710000）

引 言

微乳液是一種通過(guò)水（W）、油（O）、表面活性劑（S）與助表面活性劑（A）構(gòu)成的一種半透明分散液體，其具備超增溶性能，且存在較低的界面張力，通常應(yīng)用于化妝品、制藥等領(lǐng)域[1～2]。微乳液最早誕生于1943 年，有學(xué)者利用乳化劑、水、醇與油制備出了一種透明乳狀溶液[3]，直至1959 年，該種液體被命名為微乳液。

在微乳液體系中，表面活性劑與助表面活性劑的變化能夠在較大程度上影響微乳液的成分與性能[4～5]，不同種類(lèi)的表面活性劑可以在不同溫度與壓力下產(chǎn)生不一樣的效果[6～8]，且摻量的不同也會(huì)導(dǎo)致微乳液性能存在一定差別。有較多學(xué)者對(duì)微乳液的制備與性能進(jìn)行了研究，例如閆圣坤等[9]，研究了核桃油微乳液的制備及其穩(wěn)定性，但該方法僅針對(duì)核桃油進(jìn)行了研究，對(duì)于其他油相的試驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)較少；例如饒締等[10]，研究了具有緩釋作用的α- 萘乙酸辛醇酯微乳液的制備，但該方法未詳細(xì)分析不同溫度對(duì)微乳液帶來(lái)的影響。本文研究了不同表面活性劑和助表面活性劑對(duì)石油醚微乳液性能的影響，利用不同的表面活性劑，詳細(xì)分析了石油醚微乳液性能的變化情況。

1 石油醚微乳液性能分析

1.1 試驗(yàn)試劑

本文通過(guò)以下材料構(gòu)成試驗(yàn)試劑，在材料選取過(guò)程中，主要根據(jù)材料性能等綜合因素進(jìn)行選擇，具體如表1 所示。

表1 試驗(yàn)試劑材料選擇Table 1 Material selection of test reagents

在本文所選取的材料中，石油醚的沸程為60～90℃，其中，脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）與仲烷基磺酸鈉（SAS60）為表面活性劑，醇則為助表面活性劑。

1.2 試驗(yàn)儀器

本文通過(guò)以下儀器制備與分析試驗(yàn)試劑，如表2 所示。

表2 試驗(yàn)儀器選取Table 2 Selection of test instruments

1.3 試劑制備

本文通過(guò)Schulman 法制備微乳液：將水、表面活性劑以及石油醚按照比例混合完成后，向混合材料中加入一定比例的助表面活性劑，直至乳狀液呈現(xiàn)透明狀態(tài)，完成微乳液制備。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 繪制微乳液擬三元相圖

設(shè)置溫度為30℃，在該溫度下向水中溶入表面活性劑、助表面活性劑進(jìn)行混合。其中，表面活性劑、助表面活性劑質(zhì)量比為2∶1，同時(shí)，配制水與表面活性劑質(zhì)量比分別為1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1 的混合液，向恒溫水浴鍋中放置混合液，之后滴入石油醚進(jìn)行混合，直至混合液成為不透明液體[11～12]，記錄石油醚摻量，按照數(shù)據(jù)利用visio2016 軟件繪制相圖，微乳液類(lèi)型為O/W 型。

1.4.2 助表面活性劑表面張力測(cè)試

按照上述配比制備微乳液，測(cè)定以下不同鏈長(zhǎng)醇作為助表面活性劑的微乳液粒徑及分布。將微乳液按不同的濃度梯度稀釋成溶液，并測(cè)定微乳液表面張力。

1.4.3 溫度、鹽度試驗(yàn)

以最佳配比配制微乳液（表面活性劑∶石油醚∶醇=3∶3∶7） 分別選取試驗(yàn)溫度為30℃、40℃、50℃進(jìn)行試驗(yàn)，并按照增容水量繪制擬三元相圖，分析不同溫度對(duì)微乳液穩(wěn)定性的影響。

同時(shí)，在30℃條件下，將配制微乳液的水分別替換為0.5%與1.0%的鹽水繼續(xù)進(jìn)行分析，分析不同鹽度對(duì)微乳液的影響。

1.4.4 乳化性能測(cè)試

分別對(duì)SAS60、TX-4 以及SAS60/TX-4 三種表面活性劑進(jìn)行乳化試驗(yàn)，SAS60、TX-4 和SAS60/TX-4 的摻量分別選取0.1%、0.2%和0.1%，每份試驗(yàn)表面活性劑為20mL，依次混入20mL 石油醚，并加入到50mL 具塞量筒中，加塞后搖勻，并靜置1min，經(jīng)重復(fù)5 次搖勻并計(jì)時(shí)后[13]，對(duì)量筒下層析出5mL 水相的時(shí)間進(jìn)行記錄，析出時(shí)間越長(zhǎng)，說(shuō)明表面活性劑的乳化能力越強(qiáng)。

1.4.5 臨界膠束濃度分析

配 置 不 同 濃 度 的 SAS60、TX-4 以 及SAS60/TX-4 三種表面活性劑進(jìn)行臨界膠束濃度測(cè)試，并測(cè)定不同表面活性劑的電導(dǎo)率（K），通過(guò)電導(dǎo)率與濃度（c）繪制K-c 曲線(xiàn)，并通過(guò)該曲線(xiàn)中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)表示其臨界膠束濃度[14～15]。

1.4.6 離心加速試驗(yàn)

將配制完成的微乳液（表面活性劑∶石油醚∶醇=3∶3∶7）放置于離心管中，并進(jìn)行加塞密封，存放在離心機(jī)內(nèi)，設(shè)置溫度為30℃，分別以2000r·min-1、4000r·min-1和6000r·min-1的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心30min、60min 以及120min，完成離心加速后，觀(guān)察微乳液是否分層。

2 試驗(yàn)分析

2.1 繪制微乳液相圖

2.1.1 助表面活性劑對(duì)微乳液的影響

選用SAS60/TX-4 復(fù)合表面活性劑，對(duì)本文選取的助表面活性劑對(duì)微乳液的影響進(jìn)行分析，以此選取最佳助表面活性劑，分析結(jié)果如圖1 所示。

圖1 擬三元相圖分析Fig.1 The analysis of pseudo-ternary phase diagram

由圖1 可知，不同醇對(duì)微乳液的影響情況存在較大差異，其中，采用無(wú)水乙醇作為助表面活性劑時(shí)，微乳液的擬三元相圖面積最小，說(shuō)明無(wú)水乙醇并不適用于微乳液，因?yàn)橐掖嫉乃苄暂^強(qiáng)，當(dāng)其作為助表面活性劑時(shí)，會(huì)迅速溶于水相，導(dǎo)致其無(wú)法插入表面活性劑的空隙中，所以會(huì)使微乳液的流動(dòng)性變差；正辛醇的微乳液擬三元相圖要略大于無(wú)水乙醇，但其碳鏈較長(zhǎng)，且剛性較強(qiáng)，因此其會(huì)降低界面膜的彎曲性能；正戊醇的擬三元相圖相對(duì)較大，相較于其他兩種助表面活性劑，正戊醇能夠形成較為緊密的定向排列，因此可以增強(qiáng)界面膜的流動(dòng)性，還能夠合理增加微乳區(qū)的面積，因此，本文選取正戊醇作為微乳液的助表面活性劑。

2.1.2 表面活性劑對(duì)微乳液的影響

以正戊醇作為助表面活性劑進(jìn)行試驗(yàn)，繪制表面活性劑SAS60、TX-4 以及兩種表面活性劑混合液的擬三元相圖，分析結(jié)果如圖2 所示。

圖2 不同表面活性劑微乳液的擬三元圖Fig.2 The pseudo-ternary phase diagrams of different surfactant microemulsions

由圖2 可以看出，單一表面活性劑的微乳液擬三元相圖面積明顯低于復(fù)合表面活性劑。其中，SAS60 的微乳區(qū)面積略低于TX-4 微乳區(qū)面積，當(dāng)兩種表面活性劑混合后，微乳液的微乳區(qū)面積明顯增大，說(shuō)明SAS60 與TX-4 中的離子基團(tuán)能夠互相作用，構(gòu)成復(fù)合膜，因此，本文采用SAS60/TX-4 復(fù)合表面活性劑作為微乳液的表面活性劑。

2.2 助表面活性劑表面張力試驗(yàn)

采用SAS60/TX-4 復(fù)合表面活性劑，分析不同鏈長(zhǎng)醇下作為助表面活性劑對(duì)微乳液的影響，分析結(jié)果如表3 所示。

在進(jìn)行當(dāng)前人力資源管理中，企業(yè)需要制定長(zhǎng)遠(yuǎn)的人力資源管理戰(zhàn)略規(guī)劃，銜接好不同的管理環(huán)節(jié)，結(jié)合實(shí)際工作情況，選聘更多優(yōu)秀的人才，進(jìn)一步優(yōu)化人才管理機(jī)制，做好調(diào)整工作，激發(fā)人才對(duì)單位的認(rèn)同感。因此，企業(yè)需要建立透明化的管理機(jī)制，分析潛在的影響因素，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)存在問(wèn)題的管控，滿(mǎn)足實(shí)際工作的基本要求，對(duì)企業(yè)的未來(lái)發(fā)展產(chǎn)生極為不利的影響。

表3 微乳液表面張力分析Table 3 The analysis of the surface tension of microemulsion

由表3 可知，當(dāng)醇的鏈長(zhǎng)逐漸延長(zhǎng)，不同種類(lèi)助表面活性劑的表面張力開(kāi)始逐漸下降，其中，無(wú)水乙醇的表面張力始終最高，說(shuō)明該種醇的吸水性能較差，而正戊醇始終保持較低的表面張力，說(shuō)明利用正戊醇作為助表面活性劑能夠降低微乳液的表面張力，使微乳液的水溶性更佳。

2.3 溫度、鹽度對(duì)微乳液穩(wěn)定性的影響

2.3.1 溫度對(duì)微乳液影響

以石油醚作為油相，SAS60/TX-4 作為復(fù)合表面活性劑，正戊醇作為助表面活性劑，分析不同溫度時(shí)的微乳液狀態(tài)，分析結(jié)果如圖3 所示。

圖3 不同溫度對(duì)微乳液的影響Fig.3 The effects of different temperature on the microemulsions

由圖3 可以看出，當(dāng)溫度不斷升高，微乳液的穩(wěn)定性逐漸變差，越處于含水量較高的區(qū)域時(shí)，微乳液受溫度的影響就越大，這是由于溫度逐漸加大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致水核的碰撞加劇，使微乳液流動(dòng)性增加，因此，當(dāng)溫度處于30℃時(shí)，微乳液的穩(wěn)定性較高。

2.3.2 鹽度對(duì)微乳液的影響

利用NaCl 水溶液替代二次蒸餾水，并分別以0%、0.5%、1.0%的NaCl 水溶液進(jìn)行試驗(yàn)，分析不同鹽度對(duì)微乳液的影響，分析結(jié)果如圖4 所示。

圖4 鹽度對(duì)微乳液的影響Fig.4 The effects of salinity on the microemulsions

通過(guò)圖4 可知，加入鹽后可以幫助微乳液提升增水量，但是，加入鹽后，會(huì)降低表面活性劑的親水性，使微乳液的穩(wěn)定性出現(xiàn)小幅度下降，當(dāng)加入1.0%鹽時(shí)，微乳液的穩(wěn)定性最低。

2.4 表面活性劑對(duì)微乳液乳化性能的影響

以正戊醇作為助表面活性劑，分析不同種類(lèi)與摻量的表面活性劑對(duì)微乳液乳化性能的影響，分析結(jié)果如圖5 所示。

圖5 表面活性劑的乳化性能分析Fig.5 The analysis of the emulsification properties of surfactants

由圖5 可知，0.2%摻量的SAS60 與TX-4 的析出時(shí)間均要低于0.1%摻量的表面活性劑，其中，在0.1%摻量下，TX-4 表面活性劑的析出時(shí)間最短，說(shuō)明該表面活性劑的乳化性能較弱，而SAS60/TX-4復(fù)合表面活性劑的析出時(shí)間達(dá)到110s 以上，說(shuō)明該表面活性劑的乳化性能較高，更容易形成微乳液。

2.5 臨界膠束濃度試驗(yàn)

繪制三種表面活性劑微乳液的K-c 曲線(xiàn)，通過(guò)該曲線(xiàn)分析不同表面活性劑的臨界膠束濃度，分析結(jié)果如圖6 所示。

圖6 臨界膠束濃度分析Fig.6 The analysis of the critical micelle concentration

由圖6 可知，三種表面活性劑中，TX-4 的濃度轉(zhuǎn)折點(diǎn)最高，說(shuō)明添加該活性劑制備的微乳液不易成形，SAS60 的臨界膠束濃度相對(duì)較低，而SAS60/TX40 的臨界膠束濃度最低，說(shuō)明該活性劑能夠更快形成微乳液。

2.6 高速離心加速試驗(yàn)

以SAS60/TX-4 作為表面活性劑，分析正戊醇作為助表面活性劑的微乳液高速離心加速后的穩(wěn)定性，分析結(jié)果如表4 所示。

表4 微乳液穩(wěn)定性分析Table 4 The stability analysis of the microemulsions

通過(guò)表4 可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速與離心時(shí)間不斷加大，微乳液始終保持均一透明，且未出現(xiàn)油水分離現(xiàn)象，說(shuō)明添加該表面活性劑可以使微乳液穩(wěn)定性更高。

3 結(jié) 論

本文研究了不同表面活性劑（SAS60、TX-4 和SAS60/TX-4 復(fù)合表面活性劑）以及不同醇助表面活性劑（無(wú)水乙醇、正戊醇和正辛醇）對(duì)石油醚微乳液的水溶性、流動(dòng)性、穩(wěn)定性等性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)最佳表面活性劑為SAS60/TX-4 復(fù)合表面活性劑，最佳助表面活性劑為正戊醇。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：

（1）溫度處于30℃時(shí)，微乳液的穩(wěn)定性較高。

（2）加入1.0%鹽時(shí)，微乳液的穩(wěn)定性最低，而加入0.4%鹽時(shí)，微乳液的穩(wěn)定性最高。

（3）SAS60/TX-4 復(fù)合表面活性劑的析出時(shí)間達(dá)到110s 以上，說(shuō)明該表面活性劑的乳化性能較高，更容易形成微乳液。

（4）SAS60/TX40 的臨界膠束濃度明顯低于單一表面活性劑，說(shuō)明其能夠更快形成微乳液。

在未來(lái)研究中，可在當(dāng)前研究結(jié)果基礎(chǔ)上，繼續(xù)分析多種表面活性劑對(duì)微乳液性能的影響，使研究范圍更加全面。