Микроэмульсии для очистки от масел и загрязнений иной природы

3) Солюбилизация. Масляное загрязнение солюбилизируется образующейся in situ микроэмульсией. Подобно механизму эмульгирования солюбилизация не зависит от свойств поверхности подложки. Для протекания этого процесса необходимо сверхнизкое межфазное натяжение между маслом и раствором ПАВ.

Указанные механизмы очистки от масляных загрязнений действуют взаимосвязанно. Можно сказать, что механизм скатывания с большой вероятностью действует при очистке полярных тканей. Эмульгирование и солюбилизация управляют очисткой неполярных материалов. Следует также отметить, что скатывание осуществляется довольно просто, поскольку большинство ПАВ обладает достаточно хорошим смачивающим действием, а эмульгирование и особенно солюбилизация требуют тонко сбалансированного состава композиций. Эффективная солюбилизация достигается только при использовании ПАВ, снижающих межфазное натяжение на границе вода-масло до очень низких значений. Процессы солюбилизации и образования микроэмульсий, реализующиеся при очистке поверхностей от масляных загрязнений и при использовании ПАВ для повышения нефтеотдачи, одинаковы, поскольку масляные компоненты имеют одну и ту же природу.

Рис. 1. Удаление масляного загрязнения с твердой поверхности по механизму «скатывания»

Рис. 2. Удаление масляного загрязнения с твердой поверхности по механизму эмульгирования

Рис. 3. Удаление масляного загрязнения с твердой поверхности по механизму солюбилизации

Как достигается ультранизкое межфазное натяжение?

Межфазное натяжение в системе масло-вода минимально при температуре инверсии фаз системы масло-вода-ПАВ. При очистке от масляного загрязнения его следует рассматривать как неполярный компонент в трехкомпонентной системе.

Неионные ПАВ обычно характеризуют точкой помутнения. Однако приведенные ранее значения точек помутнения определялись без учета присутствия в системе масляной фазы. Важно помнить, что именно ТИФ системы масло-вода-ПАВ, а не точка помутнения водного раствора ПАВ является температурой, определяющей эффективность солюбилизации. Существует ли корреляция между точкой помутнения и ТИФ?

1. В случае масла, проникающего между углеводородными фрагментами слоя ПАВ, его добавление к мицеллярному раствору приводит к увеличению объема н углеводорода в выражении КПУ = v/. Величина КПУ растет, а изменение геометрии проявляется как сдвиг в сторону образования более удлиненных мицелл.

2. Если масло не проникает в слой углеводородных фрагментов ПАВ, то оно формирует ядро мицеллы. Как показано на рис. 5, это приводит к увеличению площади, занимаемой полярной группой, т.е. к увеличению параметра а, что в свою очередь приводит к уменьшению КПУ. При этом изменяется геометрия мицелл, которые становятся более сферическими.

Небольшие молекулы масла обычно проникают в слой и перемешиваются с углеводородными цепями ПАВ, в то время как для больших молекул это невозможно. Алифатические масла с неразветвленными цепями хорошо смешиваются с ПАВ с неразветвленными цепями, если цепи молекул масла не превосходят по длине алифатические цепи ПАВ. Более длинные цепи масла образуют отдельное ядро.