МИКРОЭМУ́ЛЬСИИ

МИКРОЭМУ́ЛЬСИИ, тер­мо­ди­на­ми­че­ски ста­биль­ные, изо­троп­ные дис­пер­сии двух не­сме­ши­ваю­щих­ся жид­ко­стей, ста­би­ли­зи­ро­ван­ные ин­ди­ви­ду­аль­ным по­верх­но­ст­но-ак­тив­ным ве­ще­ст­вом (ПАВ) или сме­сью ПАВ (ПАВ и со-ПАВ; в ка­че­ст­ве со-ПАВ ча­ще все­го ис­поль­зу­ют­ся низ­ко­мо­ле­ку­ляр­ные спир­ты). Тер­мин «М.» был вве­дён амер. хи­ми­ком Дж. Шуль­ма­ном в 1959. Ха­рак­тер­ны­ми чер­та­ми М. яв­ля­ют­ся мно­го­ком­по­нент­ность, мак­ро­ско­пич. го­мо­ген­ность, про­зрач­ность, са­мо­про­из­воль­ное об­ра­зо­ва­ние. В со­от­вет­ст­вии с пред­став­ле­ния­ми П. А. Ре­бин­де­ра и Е. Д. Щу­ки­на са­мо­про­из­воль­ное об­ра­зо­ва­ние мик­ро­эмуль­си­он­ных сис­тем на­блю­да­ет­ся при силь­ном сни­же­нии сво­бод­ной по­верх­но­ст­ной энер­гии (меж­фаз­но­го по­верх­но­ст­но­го на­тя­же­ния на гра­ни­це раз­де­ла дис­перс­ной фа­зы со сре­дой) до зна­че­ний $σ_{12}⩽$ 10^–2 мДж/м². Для тер­мо­ди­на­ми­че­ски ус­той­чи­вых дис­перс­ных сис­тем $σ12⩽βkT/(4πR^2)$, где $β=$ 15–30 (без­раз­мер­ный ко­эф.), $k$ – кон­стан­та Больц­ма­на, $T$ – аб­со­лют­ная темп-ра, $R$ – ср. ра­ди­ус час­тиц дис­перс­ной фа­зы. Раз­мер час­тиц дис­перс­ной фа­зы М. (мик­ро­ка­пель) от 5 до 100 нм.

По Вин­зо­ру, воз­мож­ные со­стоя­ния сис­те­мы во­да – мас­ло (не­по­ляр­ная ор­га­нич. жид­кость, напр. уг­ле­во­до­род) – ПАВ (с разл. до­бав­ка­ми) под­раз­де­ля­ют на три ти­па: $\text{WI}$ – М. (пря­мая, т. е. дис­пер­сия мас­ла в во­де) на­хо­дит­ся в кон­так­те с из­быт­ком мас­ла; $\text{WII}$ – М. (об­рат­ная, т. е. дис­пер­сия во­ды в мас­ле) на­хо­дит­ся в кон­так­те с из­быт­ком во­ды; $\text{WIII}$ – М. од­но­вре­мен­но кон­так­ти­ру­ет с вод­ной и мас­ля­ной фа­за­ми. Для со­стоя­ния $\text{WIII}$ про­ме­жу­точ­ная фа­за пред­став­ля­ет со­бой би­кон­ти­ну­аль­ную сис­те­му, в ко­то­рой и во­да и мас­ло об­ра­зу­ют слож­ные, не­замк­ну­тые струк­ту­ры с пе­ре­мен­ной кри­виз­ной. Пе­ре­ход от од­но­го со­стоя­ния к дру­го­му $\text{WI⇄WIII⇄WII}$ мо­жет на­блю­дать­ся при уве­ли­че­нии кон­цен­тра­ции ПАВ, из­ме­не­нии темп-ры, кон­цен­тра­ции элек­тро­ли­та, со­от­но­ше­ния ПАВ и со-ПАВ. Фа­зо­вые рав­но­ве­сия в та­ких трёх- или бо­лее ком­по­нент­ных сис­те­мах мо­гут быть дос­та­точ­но слож­ны­ми. Обыч­но та­кие рав­но­ве­сия ха­рак­те­ри­зу­ют­ся фа­зо­вы­ми диа­грам­ма­ми – тре­уголь­ни­ка­ми Гиб­бса, вер­ши­ны в ко­то­рых от­ве­ча­ют макс. со­дер­жа­нию ПАВ (ПАВ и со-ПАВ), во­ды (во­ды и элек­тро­ли­та) и уг­ле­во­до­ро­да.

Важ­ным свой­ст­вом М. яв­ля­ет­ся спо­соб­ность по­гло­щать (со­лю­би­ли­зи­ро­вать) ши­ро­кий спектр как ор­га­ни­че­ских, так и не­ор­га­нич. ве­ществ. Бла­го­да­ря вы­со­кой со­лю­би­ли­за­ци­он­ной ём­ко­сти М. на­хо­дят ши­ро­кое при­ме­не­ние как для на­уч­ных, так и для мн. тех­но­ло­гич. це­лей: в ка­че­ст­ве сма­зоч­но-ох­ла­ж­даю­щих жид­ко­стей при об­ра­бот­ке ме­тал­лов, при до­бы­че неф­ти для по­вы­ше­ния неф­те­от­да­чи пла­стов и пр. М. яв­ля­ют­ся чрез­вы­чай­но пер­спек­тив­ны­ми сис­те­ма­ми для ис­поль­зо­ва­ния их в ка­че­ст­ве ре­ак­ци­он­ных сред при про­ве­де­нии разл. хи­мич. ре­ак­ций: фер­мен­та­тив­но­го ка­та­ли­за, по­лу­че­ния мо­но­дис­перс­ных ла­тек­сов с не­боль­шим раз­ме­ром час­тиц, по­ли­ме­ров с уз­ким рас­пре­де­ле­ни­ем час­тиц по раз­ме­рам, на­но­ча­стиц ме­тал­лов, ок­си­дов и суль­фи­дов ме­тал­лов.