サーファクタントフリーエマルションの高次安定化および新規反応場への展開

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640565
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 阿部 正彦 東京理科大学, 理工学部, 教授 (40089371)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒井 秀樹 東京理科大学, 理工学部, 講師 (80277285)
• Keywords: エマルション / 粒子成長 / アルカン / 界面張力 / ゼータ電位 / 分散安定性 / 活性酸素種 / 超音波

Research Abstract

本研究では、通常のエマルション調製では不可欠と考えられてきた界面活性剤などの乳化剤を用いずに、油性物質(炭化水素系油類、油脂類)を数ヶ月から一年に及ぶ長期にわたり水中に分散安定化させる技術(サーファクタントフリーエマルション)を確立することを目的として検討を行った。界面活性剤にかわる乳化剤として、疎水性の強い第2の油との混合を試みるとともに、乳化時に用いる超音波処理の出力および周波数依存性について系統的な検討を行った。
まず、不安定なベンゼン油滴に、種々の鎖長のアルカン(アルキル鎖長8〜20)を加えた混合油滴の分散安定性を評価したところ、アルキル鎖長が14を越えるアルカンを混合した場合に油滴の安定性が著しく向上することを見出した。これらの第2の疎水性物質を混合しても、水との間の界面張力は減少しなかったが、油滴のゼータ電位が増大した。これらの結果から、疎水性の油の添加により水/混合油界面がそれぞれ単独系とは異なる状態をとっていることが示唆された。
また、サーファクタントフリーエマルションを調製する際の超音波周波数が小さいほど、油滴の分散量は増大し、周波数が大きいほど油滴の粒子径が小さくなることが分かった。そこで、高低二種類の周波数の超音波処理を併用することによって、良好な分散安定性を有するエマルションを得ることが出来た。さらに、高周波数の超音波処理により水中に生成する活性酸素種がエマルションの分散安定性に寄与していることが分かった。

Research Products

• [Publications] T.Sakai: "Molecular Diffusion of Oil/Water Emulsions in Surfactant-Free Condition"Langmuir. 18(6). 1985-1990 (2002)
• [Publications] T.Sakai: "Dimpled Polymer Particles Prepared by a Single-Step Method in an Acoustic Field"Langmuir. 18(10). 3763-3766 (2002)
• [Publications] M.Kobayashi: "Dispersion Polymerization of Vinyl Monomers in Supercritical Carbon Dioxide"J. Jpn Soc. Colour Mat.. 75(8). 371-377 (2002)
• [Publications] T.Sakai: "Pyrene Fluorescence Measurements of Metastable Oil Droplets in Surfactant-Free Oil-in-Water Emulsions"Colloid and Polymer Science. 280. 99-106 (2002)
• [Publications] M.Sagisaka: "Preparation of a W/scCO_2 Microemulsion using Fluorinated Surfactants"Langmuir. 19(2). 220-225 (2002)
• [Publications] T.Imura: "Preparation and Physicochemical Properties of Various Soybean Lecithin Liposomes Using Supercritical Reverse Phase Evaporation Method"Colloids and Surfaces, B : Blointerfaces. 27(2-3). 133-140 (2003)