氨基硅油微乳化

1 氨基硅油微乳液的形成 

氨基硅油微乳液膠束很小，能夠滲透到纖維內(nèi)部，為織物提供內(nèi)在的柔軟性和出
色的表面平滑性。微乳液屬熱力學(xué)穩(wěn)定體系，粘度低而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從而減少了聚結(jié)或破乳的危險。研究氨基硅油微乳液的形成就必然要對其微乳化難點及微乳化過程的影響因素進(jìn)行分析。從理論上講，氨基硅油因為含有極性的氨基而較聚二甲基硅油易乳化，但由于硅氧烷上的甲基的疏水性和低氨基含量，與水相比氨基硅油仍具有很低的表面能，這樣使乳化受到一定的限制，表現(xiàn)在隨著分子量的升高，乳化難度增加，所以實際上氨基硅油的微乳化往往是比較困難的。從另一方面（影響因素）而言，氨基硅油微乳化過程只存在物理反應(yīng)，即通過物理作用，把聚合物盡可能“打碎”（粒徑符合微乳液范圍）。因而，影響“打碎”能力的因素都將影響微乳化，從而影響氨基硅油微乳液的形成。 

2 乳化劑的選擇和復(fù)配 

高度純化的表面活性劑通常生成不緊密的界面膜，機械強度不高。故優(yōu)良的乳化
劑通常是兩種或兩種以上的表面活性劑復(fù)配而成的復(fù)合乳化劑，而不是單一品種。一般是由一種親水性較強的表面活性劑和另一種親油性較強的表面活性劑復(fù)合而成的。
由于氨基硅油具有一定的陽離子性，因此從國內(nèi)外的文獻(xiàn)報道看，大部分使用的是非離子乳化劑：Span、Tween、OP（烷基酚聚氧乙烯醚）、TX（仲辛基酚聚氧乙烯醚）、平平加 AEO（脂肪醇聚氧乙烯醚）、甘油單酸硬脂酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酸酯等，Tergtitol 系列（三甲基壬醇聚氧乙烯醚）、Triton（辛基酚聚氧乙烯醚）等；也有使用兩性表面活性劑：C12-C15 的烷基二甲基叔胺或羧基型、磺酸型兩性咪唑啉等；陰離子表面活性劑如十二烷基苯磺酸鈉、醇醚磷酯鈉鹽， Aerosol MA-80（二己基磺基琥珀酸鈉）和 Gafaclo-529（烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯鈉）等；陽離子表面活性劑使用較少，如 Ethoquaol C/12（季化聚氧乙烯椰子胺）。 
復(fù)合乳化劑復(fù)配的原則是基于乳化劑的 HLB 值法。所謂 HLB 值法是指乳化劑的親水親油平衡值法。復(fù)配乳化劑時，其 HLB 值應(yīng)大體上和被乳化的氨基改性有機硅油的 HLB 值相同，HLB 值具有加和性。 

乳化氨基改性硅油時，國內(nèi)文獻(xiàn)中選用的復(fù)合乳化劑的 HLB 值在 10～12，國外文獻(xiàn)中 HLB 值則在 12～14。 
姜杰等將椰油醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚（簡稱 APE）、正癸醇聚氧乙烯醚（簡稱
JEO）、硬脂酸聚氧乙烯酯（簡稱 SG）制成乳化劑 GR-1300，用于氨基硅油微乳化，制得了外觀透明、有效穩(wěn)定的微乳液；陳全倫等將親油性較強的脂肪醇聚氧乙烯醚和親水性較強的脂肪醇聚氧乙烯醚按 3:7 的比例復(fù)配乳化劑，在一定的乳化條件下獲得半透明的氨基硅油微乳液；呂世靜等也用脂肪醇聚氧乙烯醚類所組成的復(fù)合乳化劑，在一定條件下獲得了半透明至透明的穩(wěn)定微乳液；鐘泰宣用脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚復(fù)配 HLB 為 11.0～11.5 的乳化劑，乳化得到半透明藍(lán)光的氨基硅油微乳液；*近程建華等以乙二醇單丁醚為增溶劑，確定了乳化劑的*佳配方：
l0%AEO-3，25%TX-4，60%TX-10，5%乙二醇單丁醚，得到透明、穩(wěn)定的微乳液。 
國外專利中常用 Tergitol Tmn-6 和 Triton X-405 復(fù)配成 HLB 為 13 左右的乳化劑乳化氨基硅油。Dow corning 的 Gee 采用旋轉(zhuǎn)液滴界面張力儀測出了一些表面活性劑水溶液與氨基硅油的*小界面張力，根據(jù)超低界面張力微乳液形成原理，界面張力越小，越容易形成微乳液，并且形成的微乳液粒徑越小，穩(wěn)定性越高。采用這種方法選擇乳化劑是比較有效的，但由于儀器的限制，超低界面張力很難測定。 

3 助劑的選擇 

在氨基硅油微乳液體系中加入少量的輔助表面活性劑有助于澄清透明微乳液的
形成。文獻(xiàn)中報道在配制乳液過程中添加含氨基的酸及乙二醇單異丙醚，可使配制的微乳液的儲存、稀釋、機械和熱等各項穩(wěn)定性及透明性得到提高。James 提出加入碳原子數(shù)在 1～4 的低脂肪羧酸或者無機酸如 HCl、H2SO4、HNO3、HBr 或 HI，*合適的酸是醋酸，并且 pH *好控制在 4.5，James 還提出加入丙三醇、亞烷基二醇或聚亞烷基二醇可以增加微乳液的透明度。Berthiaume 也提出加入醋酸提高微乳液的透明度，pH 控制在 5.5～6.5，另外還建議在其中加入一些高分子量的聚合物如聚乙烯醇和羧基甲基纖維素，可以提高乳液的穩(wěn)定性。 
綜上所述，一般認(rèn)為輔助表面活性劑起到減小界面張力、增加界面膜的滾動性、
調(diào)節(jié) HLB 值及界面的自然彎曲的作用。加入酸使 pH 在 4～7 是因為此時乳液粒子表面呈現(xiàn)帶正電荷的雙電層，乳液粒子之間會產(chǎn)生相互排斥的斥力，從而阻止粒子聚集，使乳液粒子分散得更好，有利于微乳液的形成和穩(wěn)定。如果水硬度超過 50ppm（普通自來水）就不能得到透明微乳液，其原因可能是微量的電解質(zhì)會影響膠束的增溶或者導(dǎo)致乳液粒子表面雙電層壓縮，乳液粒子表面動電位減小，使乳液粒子間斥力變小，引力增大，引起乳液聚結(jié)，出現(xiàn)渾濁。 

4 硅油結(jié)構(gòu)對乳化的影響 

氨基硅油的氨值和粘度對乳化有一定程度的影響，一般認(rèn)為氨值越大，越容易乳化，而分子量越大，粘度越高，越難乳化。日本的 Katayama 用離子型乳化劑和醇助劑乳化 Dow Corning 公司的 SF-8417 氨基硅油，得到透明的微乳液，而用同樣的配方和方法乳化 SH-200 聚二甲基硅氧烷卻無法得到微乳液，因此 Katayama 認(rèn)為氨基硅油中的-NH2 對微乳液的形成具有很大作用。Gee 采用相同的方法對聚合度分別為50、200 和 300 的氨基硅油進(jìn)行乳化，結(jié)果聚合度為 50 和 200 的氨基硅油得到粒徑小于 70nm 微乳液，而聚合度為 300 的氨基硅油只得到粒徑為 198nm 的乳液。