微乳液聚合（micro emulsion polymerization）是一種製備小粒徑乳膠的乳液聚合。通常的乳液聚合是油相單體在乳化劑存在下，水相介質中進行聚合。水溶單體如丙烯醯胺可在油相介質中進行所謂的“反相乳液聚合”，但得到的膠乳穩定性差，容易凝結。如果水溶性單體在大量乳化劑存在時、在油相介質中進行乳液聚合，此時，單體全溶於膠束，不存在單體顆粒，結果得到粒徑非常細的膠乳，這就是反相微乳液聚合或稱微乳液聚合。
基本介紹
- 中文名：微乳液聚合
- 外文名：micro emulsion polymerization
- 粒徑：100~150nm
- 屬性：乳液透明，呈乳白色
- 屬於：熱力學不穩定體系
- 表面活性劑：好的表面活性和產生低的界面張力
簡介,特點,微乳液的概念,表面活性劑的選擇,用途,
簡介
微乳液聚合（Microemulsion Polymerization）是以製備聚合物微乳液為目的的聚合過程，因此，微乳液聚合與微乳液的製備密切相關。微乳液的概念最初是由Schulman等人於1943年提出的，1955年又稱這樣的體系為溶脹的膠束溶液和透明的乳液，這種概念的含混在微乳液術語上一直保持至今。然而，某些研究者指出，把溶脹的膠束溶液混同於微乳液是非常遺憾的，這表明對微乳液本質的認識還有待於進一步的研究。
微乳液體系是熱力學穩定的、透明的、兩種不互溶組分的分散體。近年來對微乳液體系的形成及微乳液聚合物的製備進行了廣泛的研究。利用微乳液體系進行光化學反應、光引發聚合、作為催化劑載體的催化反應，藥物的微膠囊化、納米級材料的製備及反相聚合物微乳液在石油開採中的套用等方面，都有廣闊的開發前景，
特點
微乳液早在40年代初，由Hear等提出，當時分散的珠滴直徑10-100nm，珠滴的穩定是靠陰離子乳化劑與助乳化劑來達到的，而助乳化劑要求為有極性的有機物，一般是採用醇類，它們形成一層複合層來維持微液滴穩定。
微乳液區別於傳統乳液的另一個顯著特徵是微乳液結構的可變性大。傳統的乳液基本上可分為W/O或O/W型兩種類型，而微乳液則可以連續地從W/O型結構轉向O/W型結構。當體系內富有水時，油相以均勻的小珠滴形式分散於連續相水中，形成O/W型正相微乳液；當體系內富有油時，水相以均勻小珠滴的形式分散於油連續相中，形成W/O型反相微乳液；而當體系內油與水量相當的情況，兩相同為連續相，二者無規連線，稱為雙連續相結構，此時體系處於相反轉區。而微乳液這種結構上的多樣化為微乳液聚合場所提供了多種選擇。
另外，O/W型微乳液體系的表面活性劑濃度很高，而且還需要助乳化劑。相對而言，在W/O型微乳液中，由於單體可以部分地分布在油一水界面上，起到助乳化劑的作用，因此製備反相微乳液要比製備正相微乳液容易得多。
微乳液的概念
乳液體系通常以分散相的珠滴大小來進一步區分。當我們把油-水-乳化劑混合進行乳化分散時，或對單體進行預乳化分散時，體系成為大粒子乳液（Macroemulsion）。大粒子乳液通常是指液滴直徑大於0.1μm的乳濁液分散體。常規乳液聚合體系的單體乳化液的液滴直徑在10-100μm左右。如果在乳化時加入助乳化劑（它本身不是表面活性劑），可使分散相的液滴直徑大大縮小，達到100-400μm左右，這樣的體系稱為小粒子乳液（Miniemulsion）。當然，它仍是牛奶狀的不透明的乳濁液。
微乳液（Microemulsion）是分散相珠滴直徑在10-100nm、透明的、熱力學穩定的兩種不互溶液體的分散體系，體系中一般含有相當數量的表面活性劑或表面活性劑與助表面活性劑的混合物。
表面活性劑的選擇
在微乳液的製備和微乳液聚合時，乳化劑的選擇是至關重要的。乳化劑對不同油相和水相組成體系的乳化能力是相當複雜的，它涉及乳化劑在兩相的溶解度及分配係數、化學親合力、乳化劑濃度及各種影響因素如溫度、添加劑等。
普通乳液體系中乳化劑選擇的一般原則，也適用於微乳液體系。它們是
①它必須有好的表面活性和產生低的界面張力。
②它必須能形成一個被壓縮的界面膜。
③它必須在界面張力降到低值時及時遷移到界面，即有足夠的遷移速度。必須指出，乳化劑的乳化能力常與它優先與油相或水相混合有關，因為它影響乳化劑遷移到界面的速度。此外，當乳化劑更容易溶解於油相時，它傾向於形成W/O的反相乳液；當採用較油溶性的乳化劑與較水溶性的乳化劑混合時，它比單一乳化劑產生更穩定的乳液；油相的極性越大，選擇較親水的乳化劑，而油相的非極性越明顯，選擇較親油的乳化劑。
乳化劑的親水親油性的大小通常以HLB值來衡量（Hydrophile-LipophileBalance）。對乳化劑HLB值的測定已進行了大量研究，不同乳化劑的HLB值可從有關手冊中查到。但基，HLB值並不表示乳化劑的乳化效率和乳液的穩定性，而且它的缺點是沒有表達出HLB值隨溫度的變化，如非離子表面活性劑的HLB值隨溫度的升高而減小。因此，僅用HLB值選擇乳化劑是不夠的：除HLB方法外，乳化劑在特定乳化體系的轉相溫度“PIT"（Phase lnversionTemperature）也是選擇乳化劑的有效定量參數。
用途
儘管微乳液早已被人們所認識，但真正發展和套用還是在80年代初期，由Ugelstad等人發表了有關微乳液聚合特點和存在問題，而引起人們注意，開始對其進行較廣泛和深入的研究。
目前已合成出不少聚合物，並且已經開發諸多的用途。
①由於微乳液聚合獲得的聚合物膠乳其粒徑非常小，且表面張力非常低，它們有極好的滲透性、潤濕性、流平性和流變性，可滲入具有極微細凹凸圖紋，微細毛細孔道中和幾何形狀異常複雜的基體表面，由此來看它可以作為塗料、粘合劑、浸漬劑及油墨等製品對木器、石料、混凝土、紙張、織物及金屬製品等進行高質量的加工和進行高光澤塗裝。
②微乳液的聚合物所形成的塗膜具有類似於玻璃的極好透明性。可作金屬等材料表面透明保護膜或清漆，若將其和蠟系化合物配合。可製成具有高透明性、光澤性和滑瀉性的拋光材料，還可作透明材料的填料，以改善其平滑性和光澤性。
③目前較實用的有聚丙烯醯胺（PAM），已廣泛地用於油田堵水，有溶劑型、固體乾粉和油包水型物料共三種。其他還有苯乙烯微乳液膠乳。而VCM雖有微乳液聚合報導，但多數作為研究報導。
