Микроэмульсия

Изобретение относится к микрозмульсиям на основе простого перфторполиэфира, которые являются стабильными в некоторой области температур. и может быть использовано при получении смазывающих материалов.Известны водные микрозмульсии перфторированных соединений, которые получают при помощи неионных фторированных поверхностно-активных агентов. которые выбирают в зависимости от области температур, в которой микроэмульсия должна быть стабильной.Микроэмульсия представляет собой жидкие субстанции. Прозрачные или слегка опалесциругощие. в которых жидкость, не смешивающаяся с непрерывной фазой. со держится в форме микродиспергированных капель, имеющих размеры. не превышаю О щие 2000 А. или она сопюбилизирована поверхностно-активным агентом.Микроэмульсии при переводе из области температур их существования стремятся разделиться на две фазы. однако. когда они снова переводятся внутрь упомянутой области. микроэмупьсия снова образуется спонтанно при помощи простого перемешивания. Целью изобретения является получение однородной микроэмульсии с неограниченной стабильностью в определенной области температур.Та кое поведение систем является отличительным свойством по сравнению с известНыми системами. которые характеризуются кинетической стабильностью. но которыетермодинамически неустойчивы.Изобретение относится к микроэмульсиям на основе простого перфторполиэфира. стабильным в некоторой области температур и состоящим из однородной прозрачной или опалесцуярующей жидкости, включающейфторированное поверхностно-активное вещество (ПАВ) и дополнительно С 1-С 12 алканол (в предпочтительном варианте содержащего от 1 до 2 атомов углерода) или фторированный спирт. в предпочтительном варианте имеющего структуру простого перфторполиэфира или спирта, образованного частично или полностью фторированной углеводородной цепью.Эмульсии могут содержать добавки, например растворимые в воде соли. способные изменять ионную силу водного раствора.Получены михроэмульсии. содержащие простые перфторполиэфиры в форме сме ВГОСГ С О) (СГ О) СГО 2 2 п 2 шсей соединений, имеющих одинаковую молекупярную структуру. но различный молекулярный вес (полидисперсные системы) в широкой области средних молекулярных весов. в присутствии соответствующих концентраций фторированных поверхностно-активных веществ и, может быть фторированных спиртов или алканолов с короткими цепями. Возможно использование растворимых в воде солей таких. как КМОз. выполняющих функцию увеличения ионной силы водной фазы И изменения межфазного натяжения между несмешивающимися жидкостями.К простым перфторполиэфирам. которые пригодны для образования микроэмульсий. относятся простые перфторполиэфиры, имеющие средний молекулярный вес 400-10000. в предпочтительном варианте - 500 - 3000. и принадлежащие одному или нескольким из следующих классовсо случайным распределением перфторок сиалкипеновых блоков. где К и Н могуттакие значения. зависящие от среднего молекулярного веса.со случайным распределением перфторок сиалкиленовых блоков. где Н и К могут быть как одинаковыми. так и различными иявляются СРз. или С 2 Р 5. а т и п принимают значения, которые зависят от приведенных выше условийсо случайным распределением перфтороксиалкиленовых блоков. в которой К и К могут быть как одинаковыми. так и различными и являются СРз. т С 2 Р 5 или С 3 Р 7. а т, п. р. принимают такие значения. которые подчиняются приведенным выше условиямгде яг или Н могут быть как одинаковыми,так и различными и являются - С 2 Р 5 или С 3 Р 7. а п принимает такое значение. которое подчиняется приведенным выше условиям5) НЮ (СР 2 СР 2 О)п ВТ, где Н и Н могут быть как одинаковыми, так и различными и являются СРз, С 2 Р 5, а п принимает такое значение. которое подчиняется приведенным выше условиям6) НЮ (СР 2 СР 2 СРО)п ГМ, где яг и К могут быть как одинаковыми, так и различными и являются - СР 3 или С 2 Р 5, или С 3 Р 7, п принимает такое значение, которое подчиняется приведенным выше условиям.(г РГГ ЪГ ТУР КГ-О В Г СГЗ Н ВЧ В пв которой НГ, К являются перфторалкипом,К являются Р или перфторалкилом, п принимает такое значение, которое подчиняется приведенному выше условию для среднего молекулярного веса.Фторированные поверхностно-активНЫВ ВЗЩВСТВЭ. ВХОДЯЩИЕ В СОСТЗВ МИКПО эмульсии. могут быть как ионными, так и неионными. В частностиг) моно- и Дикарбоновые кислоты, полученные из простых перфторполизфиров. и их солид) неионные поверхностно-активные агенты, содержащие цепь простого перфторпопиэфира, связанную с полиоксиалкиленовой цепьюе) перфторированные катионные поверхностно-акшвные агенты или поверхностно-активные агенты, полученные из простых перфторполиэфиров, содержащих 1, 2 или З гидрофобных цепи.Микроэмульсии имеют вид одной прозрачной или опалесцирующей фазы, стабильной в определенной области температур, зависящей от концентрации структуры и среднего молекулярного веса ПФПЭ (простого перфторполиэфьтрз). от типа и концентрации ПАВ от возможного присутствия спирта и электролитов.Микроэмульсия типа масло в воде(м/в) представлена непрерывной фазой водной жидкостью (или водным раствором), 6а диспергированная фаза образована простым перфторполизфиром (ПФПЭ) в форме микродиспергированныхчастицсразмеромО в области от 50 до 2000 А . в микроэмульсии типа вода в масле (в/м), диспергированная фаза образована водной жидкостью (или водным раствором) в форме микродиспергированных частиц. имеющих размеры, которыеМикрозмульсии первого типа получают,когда объем водной жидкости в количестве больше, чем объемное количество ПФПЭ. Когда количество ПФПЭ превалирует относительно водной жидкости, более вероятным является образование микроэмульсий второго типа.В обоих случаях в микроэмульсии можно добавлять фторированные спирты или нефторированные спирты уже упомянутого типа, такие добавки называются совместными поверхностно-активными веществами.В некоторых случаях имеется возможность превратить микрозмульсии первого типа В микроэмульсии ВТОрОГО ТИПЗ, И НЭО борот при помощи добавления, соответственно, ПФПЭ или воды в эмульсию и/или при ПОМОЩИ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПВОЭТУОЫ ЭМуПЬ сии.молекулярной массой ПАВ и его полидисперсиеймолекулярной массой простого перфторполиэфираНапример, в случае ПАВ, состоящего из карбоновой кислоты, имеющей структуру простого перфторэфира со средним эквивалентным весом 634 в присутствии С 2 Н 5 ОН в качестве со-ПАВ с молярным отношением ПАВ со-ПАВ 0.3, можно получить микроэмульсии простого перфторпопиэфира(ПФПЭ) в воде. Эти микрозмульсии имеют тип м/в. так как они могут быть очень сильно разбавлены водой и содержать менее 30 мас. ПФПЭ.Тот же ПАВ в присутствии спирта Н(СР 2)5 СН 2 ОН (в качестве) со-ПАВ солюбилизирует водный раствор НМО 3 (О,1 М) в ПФ ПЭ, при этом получают микроэмульсию следующего состава 40 весовыхПАВ со-ПАВ 15 водной фазы, 45 ПФПЭ. Полученная в результате микроэмульсия имеет тип в/м. Заявителем установленомто используя более разбавленный водный раствор. а именно 0,01 М нмоз,можно солюбилизировать более значительное количество водной фазы в ПФПЭ.П р и м е р 1. 18 г кислоты. имеющей структуру простого перфторполизфира класса 1. определенного выше. имеющей монокарбоновую функциональность (НЧ СР 2 СООН). содержащей лишь небольшие количества бикарбоновой кислоты (К вт СР 2 СООН). состоящей из смеси компонентов. где т/р 1. л/р т 10. имеющих различные молекулярные веса и со средним эквивалентным весом. равным 466 подвергают нейтрализации при помощи 11 мл раствора аммиака с содержанием 10 мас. МНз. и разбавляют до объема 50 мл дважды дистиллированной водой.25 мл полученного-в результате раствора нагревают в водяной бане до полного удаления избыточного количества МН 3 остаток разбавляют до объема 20 мл при помощи дважды дистиллированной воды.В полученный таким образом раствор ПАВ добавляют при энергичном перемешивании 1 мл спирта. имеющего структуру простого перфторзфира класса 1 (и средний молекулярный вес 600. существенно состоящего из моноспирта (КГ СН 2 ОН) и содержащего лишь незначительные количества двухвалентного спирта (КТК -СН 2 ОН). а затем 3 мл простого перфторполиэфира,принадлежащего классу 1), состоящего из смеси компонент. имеющих различные молекулярные веса и средний молекулярный вес,равный 600. В результате получают микроэмульсию. которая характеризуется следующими свойствами она представляет собой прозрачную жидкость. которая стабильна при комнатной температуре. Визуальную проверку этой системы осуществляют через 2 мес после ее получения, при этом не было отмечено каких-либо изменений. приведенных выше характеристик. Когда продукт нагревают до температуры, превышающей 40 50 С. простой перфторполиэфир отделяется, а продукт становится мутным.При охлаждении до комнатной температуры система спонтанно приобретает свойство микроэмульсии. стабильной во времени.П р и м е р 2. 18 г кислоты. имеющей структуру простого перфторполиэфира, с характеристиками, указанными в примере 1, и эквивалентным весом 632. подвергают нейтрализации при помощи 10 мл водного раствора (1 О) аммиака. а затем добавляют20 мл дважды дистиллированной воды. В полученный таким образом раствор, нагретый до 7 ОС. добавляют при энергичном перемешивании 6 мл простого Перфторполиэфирз, класса 1 с молекулярной массой 800.Полученные в результате микроэмульсии были простыми перфторполизфирными микроэмульсъчями. которые характеризуются стабильностью при температурах от 60 до 9 ОС.После охлаждения системы до комнатной температуры она разделяется на компоненты воду и масло простой перфторполиэфир вновь подвергается солюбнпизации при нагревании до температуры стабильности этот процесс протекает спонтанно.П р и м е р 3. В 0,5 мл спирта. имеющего структуру простого перфторполиэфира класса ЦК СН 2 ОН) со средним эквивалентным весом 600 добавляют 4 мл щелочного раствора кислоты, имеющей структуру простого перфторполиэфира класса 1 со средним эквивалентом веса 466. полученного в соответствии с описанием. приведенным в примере 1. Затем добавляют 0.5 мл дважды дистиллированной воды. 3 мл простого перфторполизфира, класса 1). с молекулярным весом 600 и 0.1 мл 1 М раствора КМО 3.Полученная таким образом композиция состоит только из опалесцирующей фазы в области от 15 до 23 С. Вне этой области температур вода и простой перфторполиэфир разделяются. ПФПЭ вновь подвергается сопюбилизации совершенно спонтанно. когда систему снова переводят в область температур существования.П р и м е р 4. В 2 мл щелочного раствора ПАВ. имеющего структуру простого перфторполиэфира. полученного по примеру 1. добавляют 0,1 мл спирта, имеющего структуру простого перфторполиэфира. принадлежащего классу 1 со средним эквивалентным весом 600 и 0.2 мл нейтрального перфторполиэфира класса 2/ со средним молекулярным весом 700.Система имеет единственную прозрачную фазу. которая стабильна при комнатной температуре и состоит из солюбилизованного нейтрального простого перфторполиэфира.П р и м е р 5. Готовят раствор. содержащий 10 мл кислоты. имеющей структуру. принадлежащую классу 1 и средний эквивапентный вес 690, 10 мл МН 3 с концентрацией 10 мас. 6 мл абсолютного этанола и20 мл дважды дистиллированной воды. Вэтот раствор добавляют б мл простого пер 9фторпольтзфьтра, принадлежащего классу 1. имеющего средний молекулярный вес 600. ПОЛУЧВННЗЯ СИСТЭМЗ СОСТОИТ ИЗ ЭДИНСТВВН ной прозрачной фазы и стабильна при комнатной температуре.П р и м е р б. воспроизводят систему по примеру 5 при помощи добавления компонентов в следующем порядке ПФПЭ. кисЛОТЗ, вода. ЭММИЗК. ЗТЗНОП.В этом случае также получают систему,где подвергается солюбилизации простой перфторполиэфир.П р и м е р 7. В 1,53 г соли аммония бикарбоновой кислоты со средним эквивалентным весом 500 (средний молекулярный вес 1000). имеющей структуру простого перфторполизфира класса 2. добавляют 3 мл дважды дистиллированной воды и 0,8 мл абсолютного этанола. В полученный в результате раствор добавляют 0.3 мл простого перфторполиэфира. принадлежащего классу 1 и имеющего средний молекулярный вес 600, получают прозрачную композицию. стабильную при комнатной температуре, в которой ПФПЭ находится в солюбилизированной форме.П р и м е р В. 1 мл солюбилизированной композиции по примеру 2 нагревают до 7 ОС и разбавляют при помощи 1 мл дважды дистиллированной воды. Полученный в результате простой перфторполизфир остается солюбилизованным в композиции и стабильным в области температур 40 70 С.П р и м е р 9. 1 мл солюбилизированной системы по примеру 2, нагревают до 7 ОС и разбавляют при помощи 2 мл дважды дистиллирова-нной воды. Получают, по-прежнему, систему из солюбилизованного простого перфторполиэфира. стабильную при температуре 35 - б 8 С.П р и м е р 10. Получают раствор по примеру 5. При энергичном перемешивании в раствор добавля ют 4 мл простого перфторполизфира, принадлежащего классу 1. имеющего средний молекулярный вес 800.Получают раствор. состоящий из одной единственной прозрачной фазы, стабильный. при комнатной температуре.П р и м е р 11. Получают раствор по примеру 5. При перемешивании магнитной мешалкой в раствор добавляют 2 мл простого перфторполиэфира класса 1. имеющего средний молекулярный вес 1500. В результате получают раствор. состоящий из одной единственной прозрачной фазы. стабильный при комнатной температуре. Солюбилизация масла была медленной. но она может быть ускорена при помощи легкого нагревания.П р и м е р 12. Раствор получают по примеру 5. В этот раствор добавляют припереьчецяиваатьти магнитной мешалкой 0.5 мл простого перфторгтолизфира. класса 1. имеющего средний ьюлекулярный вес 3000. В результате получают раствор. состоящий из одной единственной фазы, прозрачной при 50 С. Солюбилизация масла была медленной.П р и м е р 13. Получают 2 мл щелочного раствора ПАВ. имеющего структуру простого перфторполиэфире по примеру 1. затем в этот раствор добавляют 0.1 мл спирта. имеющего структуру простого перфторполиэфира класса т и средний молекулярный эквивалентный вес 600. и 0.2 мл нейтрального простого перфторполиэфира класса 3. имеющего средний молекулярный вес 610. Полученная система состоит только из прозрачной фазы. была стабильной при комнатной температуре.П р и м е р 14. В 10 мл раствора перфтороктаноата аммония с концентрацией 360 г/л добавляют 0.5 мл спирта. имеющего структуру простого Перфторполиэфира, со средним эквивалентным весом 780, 2 мл 1 М раствора КМОз и 0.5 мл простого перфторполизфира, принадлежащего КлассуЗ/имеющего средний молекулярный вес 61 О. Эта система состоит из одной единственной фазы. которая прозрачна при температуре 32 С Система была. по-прежнему. стабильной при температурах 85 С.П р и м е р 15. 1 мл кислоты. имеющей структуру Простого перфторполиэфира класса 1 (ВТ - СР 2 СООН) и средний эквивалентный вес 694, подвергают нейтрализации при помощи 1 мл водного раствора МН 3(10 мас. МНз). и в смесь добавляют 0,5 мл воды и 0,25 мл со-ПАВ агента Н(СР 2)5 СН 2 ОН. Затем 1,4 мл ПФПЭ со средним молекулярным весом 800. имеющим структуру класса 1. смешивают с полученной смесью. в результате чего получают микрозмульсию типа в/м. стабильную при 20-85 С. имеющую следующий составДобавление еще 1,2 мл ПФПЭ 800 дает микроэмульсию. стабильную в области от 25 85 С. При добавлении в полученную микрозмульсию 0.5 мл воды получают микрозмульсию типа в/м. стабильную в области температур от 35 75 С.П р и м е р 16. 1 мл карбоновой кислоты. имеющей структуру простого пе рфторзфира класса 1 (КГ- СООН)со средним эквивалентным весом 570. используют для образования соли с 1.1 мл водного раствора Мнз (10 мас. МН 3) и добавляют при помощи 3 мл воды. В качестве со-ПАВ добавляют 0.5 мл производного спирта простого перфторпо