氨基硅油微乳化

1 氨基硅油微乳液的形成 

氨基硅油微乳液胶束很小，能够渗透到纤维内部，为织物提供内在的柔软性和出
色的表面平滑性。微乳液属热力学稳定体系，粘度低而结构稳定，从而减少了聚结或破乳的危险。研究氨基硅油微乳液的形成就必然要对其微乳化难点及微乳化过程的影响因素进行分析。从理论上讲，氨基硅油因为含有极性的氨基而较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，与水相比氨基硅油仍具有很低的表面能，这样使乳化受到一定的限制，表现在随着分子量的升高，乳化难度增加，所以实际上氨基硅油的微乳化往往是比较困难的。从另一方面（影响因素）而言，氨基硅油微乳化过程只存在物理反应，即通过物理作用，把聚合物尽可能“打碎”（粒径符合微乳液范围）。因而，影响“打碎”能力的因素都将影响微乳化，从而影响氨基硅油微乳液的形成。 

2 乳化剂的选择和复配 

高度纯化的表面活性剂通常生成不紧密的界面膜，机械强度不高。故优良的乳化
剂通常是两种或两种以上的表面活性剂复配而成的复合乳化剂，而不是单一品种。一般是由一种亲水性较强的表面活性剂和另一种亲油性较强的表面活性剂复合而成的。
由于氨基硅油具有一定的阳离子性，因此从国内外的文献报道看，大部分使用的是非离子乳化剂：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）、甘油单酸硬脂酸酯、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；也有使用两性表面活性剂：C12-C15 的烷基二甲基叔胺或羧基型、磺酸型两性咪唑啉等；阴离子表面活性剂如十二烷基苯磺酸钠、醇醚磷酯钠盐， Aerosol MA-80（二己基磺基琥珀酸钠）和 Gafaclo-529（烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯钠）等；阳离子表面活性剂使用较少，如 Ethoquaol C/12（季化聚氧乙烯椰子胺）。 
复合乳化剂复配的原则是基于乳化剂的 HLB 值法。所谓 HLB 值法是指乳化剂的亲水亲油平衡值法。复配乳化剂时，其 HLB 值应大体上和被乳化的氨基改性有机硅油的 HLB 值相同，HLB 值具有加和性。 

乳化氨基改性硅油时，国内文献中选用的复合乳化剂的 HLB 值在 10～12，国外文献中 HLB 值则在 12～14。 
姜杰等将椰油醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚（简称 APE）、正癸醇聚氧乙烯醚（简称
JEO）、硬脂酸聚氧乙烯酯（简称 SG）制成乳化剂 GR-1300，用于氨基硅油微乳化，制得了外观透明、有效稳定的微乳液；陈全伦等将亲油性较强的脂肪醇聚氧乙烯醚和亲水性较强的脂肪醇聚氧乙烯醚按 3:7 的比例复配乳化剂，在一定的乳化条件下获得半透明的氨基硅油微乳液；吕世静等也用脂肪醇聚氧乙烯醚类所组成的复合乳化剂，在一定条件下获得了半透明至透明的稳定微乳液；钟泰宣用脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚复配 HLB 为 11.0～11.5 的乳化剂，乳化得到半透明蓝光的氨基硅油微乳液；*近程建华等以乙二醇单丁醚为增溶剂，确定了乳化剂的*佳配方：
l0%AEO-3，25%TX-4，60%TX-10，5%乙二醇单丁醚，得到透明、稳定的微乳液。 
国外专利中常用 Tergitol Tmn-6 和 Triton X-405 复配成 HLB 为 13 左右的乳化剂乳化氨基硅油。Dow corning 的 Gee 采用旋转液滴界面张力仪测出了一些表面活性剂水溶液与氨基硅油的*小界面张力，根据超低界面张力微乳液形成原理，界面张力越小，越容易形成微乳液，并且形成的微乳液粒径越小，稳定性越高。采用这种方法选择乳化剂是比较有效的，但由于仪器的限制，超低界面张力很难测定。 

3 助剂的选择 

在氨基硅油微乳液体系中加入少量的辅助表面活性剂有助于澄清透明微乳液的
形成。文献中报道在配制乳液过程中添加含氨基的酸及乙二醇单异丙醚，可使配制的微乳液的储存、稀释、机械和热等各项稳定性及透明性得到提高。James 提出加入碳原子数在 1～4 的低脂肪羧酸或者无机酸如 HCl、H2SO4、HNO3、HBr 或 HI，*合适的酸是醋酸，并且 pH *好控制在 4.5，James 还提出加入丙三醇、亚烷基二醇或聚亚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，另外还建议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纤维素，可以提高乳液的稳定性。 
综上所述，一般认为辅助表面活性剂起到减小界面张力、增加界面膜的滚动性、
调节 HLB 值及界面的自然弯曲的作用。加入酸使 pH 在 4～7 是因为此时乳液粒子表面呈现带正电荷的双电层，乳液粒子之间会产生相互排斥的斥力，从而阻止粒子聚集，使乳液粒子分散得更好，有利于微乳液的形成和稳定。如果水硬度超过 50ppm（普通自来水）就不能得到透明微乳液，其原因可能是微量的电解质会影响胶束的增溶或者导致乳液粒子表面双电层压缩，乳液粒子表面动电位减小，使乳液粒子间斥力变小，引力增大，引起乳液聚结，出现浑浊。 

4 硅油结构对乳化的影响 

氨基硅油的氨值和粘度对乳化有一定程度的影响，一般认为氨值越大，越容易乳化，而分子量越大，粘度越高，越难乳化。日本的 Katayama 用离子型乳化剂和醇助剂乳化 Dow Corning 公司的 SF-8417 氨基硅油，得到透明的微乳液，而用同样的配方和方法乳化 SH-200 聚二甲基硅氧烷却无法得到微乳液，因此 Katayama 认为氨基硅油中的-NH2 对微乳液的形成具有很大作用。Gee 采用相同的方法对聚合度分别为50、200 和 300 的氨基硅油进行乳化，结果聚合度为 50 和 200 的氨基硅油得到粒径小于 70nm 微乳液，而聚合度为 300 的氨基硅油只得到粒径为 198nm 的乳液。