Микроэмульсии для очистки от масел и загрязнений иной природы

На рис. 6 показана зависимость точки помутнения от добавок низкомолекулярного алифатического углеводорода. Значительное снижение точки помутнения согласуется с представлением о том, что углеводород проникает между углеводородными «хвостами» ПАВ, приводя к увеличению КПУ. При большем количестве октана точка помутнения начинает расти, что указывает на насыщение углеводородного слоя ПАВ, что заставляет избыток масла формировать мицеллярное ядро.

Влияние на точку помутнения алифатических углеводородов с большой молекулярной массой показано на рис. 7. Такие углеводороды не смешиваются с неполярными «хвостами» ПАВ. Почти линейное возрастание точки помутнения с концентрацией углеводорода коррелирует с увеличением а и уменьшением КПУ, что уже обсуждалось выше.

Таким образом, чтобы достичь максимальной солюбилизации, процесс отмывания необходимо проводить при температуре, отвечающей точке ТИФ системы масло-вода-ПАВ, в которой неполярная фаза представлена масляным загрязнением. Если молекулы масла больше углеводородных фрагментов ПАВ, ТИФ оказывается выше точки помутнения. Например, наилучшая очистка от моторного масла с использованием чистящих средств на основе НПАВ достигается при температурах примерно на 20 0C выше точки помутнения. При такой температуре исходная смесь НПАВ- вода представляет собой разбавленную дисперсию ламелярной жидкокристаллической фазы в воде. Для удаления масел с цепями, более короткими, чем углеводородные радикалы ПАВ, отмывание следует проводить при температуре ниже точки помутнения.

Рис. 4. Масла, проникающие в углеводородный слой ПАВ, приводят к образованию удлиненных мицелл

Рис. 5. Масла, не проникающие между углеводородными фрагментами ПАВ, приводят к образованию более сферических мицелл

Концентрация октана, г/л Рис. 6. Влияние добавок низкомолекулярного масла на точку помутнения

Рис. 7. Влияние добавок высокомолекулярного углеводорода на точку помутнения

В качестве переменного параметра использована температура, варьирование которой позволяет достичь максимальной солюбилизации масла. Другой путь оптимизации композиций чистящих средств заключается в подборе ПАВ. В частности, при использовании этоксилированных спиртов состав композиций ПАВ необходимо точно «подстраивать» под конкретную задачу. Два параметра — температура и состав ПАВ, — конечно, взаимосвязаны. Процессы отмывания при 40 и 60 0C для достижения оптимального результата требуют применения различных ПАВ.

Рис. 8. Влияние длины цепи нормальных углеводородов на межфазное натяжение на границе масло-вода присутствии неионных ПАВ

В реальных ситуациях масло не является переменным параметром, за исключением случаев, когда используются чистящие композиции, содержащие углеводород. В последнем случае исходные чистящие композиции представляют собой микроэмульсию. В модельных экспериментах можно варьировать природу масляной фазы, сохраняя постоянными температуру и выбранное ПАВ. На рис. 8 на зависимости межфазного натяжения от длины цепи молекул углеводорода виден отчетливый минимум, соответствующий углеводороду с определенной молекулярной массой. Для этого конкретного масла температура, при которой проводили измерения, соответствует ТИФ системы.