[实用新型]微流道纳米乳化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工行业、石油行业、化妆品行业的纳米乳化液，尤其是涉及微流道纳米乳化系统。 

背景技术

乳化是指一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体中的作用。乳化是液-液界面现象，两种不相溶的液体，如油与水，在容器中分成两层，密度小的油在上层，密度大的水在下层。若加入适当的表面活性剂在强烈的搅拌下，油被分散在水中，形成乳状液，该过程叫乳化。乳状液的外观一般常呈乳白色不透明液状，乳状液之名即由此而得。由胶体的光学性质可知，对一多分散体系，其分散相与分散介质的折光率一般不同，光照射在分散微粒（液滴）上可以发生折射、反射、散射等现象。 

1. 当液滴直径远大于入射光的波长时，主要发生光的反射（也可能有折射、吸收）； 

2. 当液滴直径远小于入射光波长时，则光可以完全透过，这时体系呈透明状；

3. 当液滴直径稍小于入射光波长时，则有光的散射现象发生，体系呈半透明状。

一般乳状液的分散相液滴直径的大小大致在0.1－10μm（甚至更大）的范围，可见光波长为0.40－0.76μm，故乳状液中的反射较显著，因而一般乳状液是不透明的乳白色液体，也称为微米乳化。 

对于液滴的直径在0.1μm（100nm) 以下的液－液分散体系，其外观是半透明的和透明，而不呈乳液状，常称为“微乳状液”或纳米乳化液。 

纳米乳化技术是一种全新的技术，它是由Hoar和Schulman 1943年发现的，并于1959年将油-水-表面活性剂-助表面活性剂形成的均相体系正式定名为微乳液。 

纳米乳液_半透明至透明_ 液滴大小在5∽10nm，分布均匀，普通显微镜下不可见_热力学稳定体系，离心亦难以使之分层_用量多，常需辅以相当量的脂肪醇或醚等助乳化剂_ 与油、水在一定范围内可混溶。 

微米乳液_不透明_液滴大小多在0.1∽2μm（或更大）,有一定的分布，普通显微镜下可见_热力学不稳定，易离心分层_用量相对少，不必添加助乳化剂_O/W型与油不混溶，W/O型与水不混溶。 

纳米乳液与微米乳液的本质区别表现为两个方面： 

1）纳米乳液是热力学稳定体系，而微米状液只是动力学意义上的稳定；

2）纳米乳液小球的粒径小于是nm级，通常乳液呈透明或半透明；而微米乳液小球的粒径为um级，故体系是浑浊的。

微乳液具有以下特性： 

1）超低的界面张力：在微乳液体系中油/水界面张力可降至超低值10-3∽10-4mN.m-1,而一般的油/水界面张力通常为70 mN.m-1，加入表面活性剂能降低至20 mN.m-1左右；

2）很大的增溶量：O/W型微乳液对油的增溶量一般为5%左右，而W/O型微乳液对油的增溶量一般为60%左右；

3）粒径：微乳液液滴的大小一般为10∽100nm，胶束的大小一般为1∽10nm，为乳液的粒径介于胶束与乳状液之间；

4）热力学稳定性：微乳液很稳定，长时间放置液不会分层和破乳。

乳化设备是制备乳状液的机械设备主要是乳化机，它是一种使油、水两相混合均匀的乳化设备，目前乳化机的类型主要有三种： 

 1. 乳化搅拌机: 剪切乳化搅拌机和 真空乳化搅拌机

 2. 胶体磨 

 3. 均质器 

一般现在广泛使用的是剪切搅拌式乳化机，所制得的乳状液其分散性差。微粒大且粗糙，稳定性也较差，也较易产生污染。但其制造简单，价格便宜。

普通乳化搅拌机由于高速剪切，容易形成气泡,  出现起泡而膨胀。为了避免该问题，出现了真空乳化搅拌机。 

胶体磨是一种离心式设备，基本工作原理是剪切，研磨及高速搅拌作用。磨碎依靠两个齿形面的相对运动，其中一个高速旋转，另一个静止，使通过齿面之间的物料受到极大的剪切力及磨擦力，同时又在高频震动，高速旋涡等复杂力的作用下使物料乳化。 

由于研磨原理，胶体磨乳化的发热量极大，一般设备需要配备强大的冷却系统。