Preface_1977_Microemulsions-Theory-and-Practice

Prévia do material em texto

Prefac e 
S t a b l e , o p a l e s c e n t " e m u l s i o n s " h a d b e e n o n t h e m a r k e t f o r 
t h i r t y y e a r s w h e n t h e t e r m " m i c r o e m u l s i o n s " w a s c o i n e d in 1958 . 
" M i c r o e m u l s i o n s " d e s c r i b e t h e s y s t e m s t h a t H o a r a n d S c h u l m a n 
s c i e n t i f i c a l l y i d e n t i f i e d in 194 3 a s s p e c i a l c o l l o i d a l d i s p e r s i o n s . 
W i t h t h i s p e r s p e c t i v e , t h e b o o k s e e k s t o d e a l w i t h b o t h t h e o r y a n d 
p r a c t i c e r e g a r d i n g m i c r o e m u l s i o n s s o t h a t t h e m a k e - u p o f t h e s e 
u n u s u a l s y s t e m s w i ll b e u n d e r s t a n d a b l e t o t h e p r a c t i c a l c h e m i s t 
a n d t h e t h e o r e t i c i a n . 
D u r i n g t h e l a s t f i ve y e a r s , i n t e r e s t in m i c r o e m u l s i o n s h a s ex -
p a n d e d e n o r m o u s l y , s p a w n i n g a m u l t i t i d e o f p a p e r s o n ever y a s p e c t 
o f t h e s u b j e c t . T h i s c i r c u m s t a n c e h a s p r o m p t e d t h e p r e s e n t b o o k , 
w h i c h is t h e f i r s t t e x t t o b e c o m p l e t e l y d e v o t e d t o m i c r o e m u l s i o n s , 
p r e s e n t i n g b o t h a h i s t o r y o f t h e d e v e l o p m e n t o f i n d u s t r i a l e m u l s i o n s 
a n d a s o p h i s t i c a t e d a c c o u n t o f e m u l s i o n t h e o r y . 
T h i s b o o k is a t a c r o s s r o a d s in t h e d e v e l o p m e n t o f t h e t h e o r y o f 
t h e s e c o l l o i d a l s y s t e m s . D u r i n g t h e p a s t s e v e r a l y e a r s , t h e r e h a v e 
b e e n p r o p o s a l s t h a t S c h u l m a n ' s f l u i d , t r a n s l u c e n t , i s o t r o p i c d i s -
p e r s i o n s o f o i l a n d w a t e r m i g h t n o t b e e m u l s i o n s a t a l l b u t i n s t e a d 
a r e s w o l l e n m i c e l l e s , m i c e l l a r s o l u t i o n s , o r m i c e l l a r e m u l s i o n s . 
S u c h s y s t e m s h a v e b e e n q u a n t i t a t i v e l y d e f i n e d b y m e a n s o f p h a s e 
d i a g r a m s . T h i s d i f f e r e n c e in t e r m i n o l o g y a p p e a r s t o b e m o r e t h a n 
j u s t a q u e s t i o n o f s e m a n t i c s a n d t h i s b o o k p r e s e n t s b o t h s i d e s 
o f t h e c o n t r o v e r s y . T h e c a s e f o r m i c r o e m u l s i o n s v s m i c e l l a r s o l u -
t i o n s w a s p r e s e n t e d b y S h i n o d a a n d F r i b e r g in 197 5 u n d e r t h e 
t i t le " M i c r o e m u l s i o n s : C o l l o i d a l A s p e c t s . " T h e c r i t i c a l e v a l u a t i o n 
o f t h e i n v e s t i g a t i o n o f m i c r o e m u l s i o n s s t a b i l i z e d b y m i x e d f i l ms 
h a s c e r t a i n a r e a s o f c o n f l i c t w i t h t h i s r e v i e w , w h i c h w i ll r e q u i r e 
c r i t i c a l a t t e n t i o n . 
xi 
xii Prefac e 
In a d d i t i o n t o d i s c u s s i n g t h e o r y , t h i s b o o k a l s o s e t s f o r t h t h e 
p h y s i c s a n d c h e m i s t r y o f t h e s e s y s t e m s in p r a c t i c a l t e r m s . It 
t e a c h e s a b a s i c u n d e r s t a n d i n g o f m i c r o e m u l s i o n s , e n a b l i n g t h e 
r e a d e r t o f o l l o w t h e a d s o r p t i o n o f m o l e c u l a r s p e c i e s t o t h e in t e r -
f a c e b e t w e e n o i l a n d w a t e r a n d t o c o m p r e h e n d t h e i n t e r a c t i o n s 
b e t w e e n t h e m t h a t d e t e r m i n e t h e d i r e c t i o n a n d d e g r e e o f c u r v a t u r e 
o f t h e i n t e r f a c e a n d t h u s t h e t y p e a n d d r o p l e t s i z e o f t h e r e s u l t i n g 
d i s p e r s i o n s o f l i q u i d s . H L B is o n l y d i s c u s s e d b r i e f l y , s i n c e t h e 
r e a d e r is a s s u m e d t o b e f a m i l i a r w i t h t h i s r a t i n g s y s t e m f o r e m u l -
s i f i e r s a n d o i l s . A l t h o u g h t h e r e f e r e n c e s c o n t a i n e d h e r e i n a r e 
c o m p r e h e n s i v e , c o v e r i n g m o s t o f t h e f i e l d , t h e y a r e n o t c o m p l e t e . 
M a n y d i s c u s s i o n s o f t h e t h e o r y o f m i c r o e m u l s i o n s h a v e a p p e a r e d 
in a r t i c l e s t h a t d e a l w i t h u n r e l a t e d s u b j e c t s . F i n a l l y , w h e r e p r i m a r y 
r e f e r e n c e s h a v e b e e n i n a d v e r t e n t l y o m i t t e d , t h e y m a y u s u a l l y b e 
f o u n d in t h e p a p e r s t o w h i c h s u c h r e f e r e n c e h a s b e e n m a d e . 
M i c e l l a r s o l u t i o n s , w h i c h a r e u s u a l l y d e s c r i b e d in t e r m s o f 
p h a s e e q u i l i b r i a d i a g r a m s , a r e d i s c u s s e d , b u t a g a i n a p r i m e r c o u r s e 
is n o t g i v e n . E n o u g h b a s i c m a t e r i a l is p r e s e n t e d t o e n a b l e t h e 
r e a d e r t o o b t a i n a g r a s p o f t h e s u b j e c t . 
S i n c e t h e w r i t i n g o f t h i s b o o k c e r t a i n a s p e c t s o f t h e s u b j e c t 
h a v e u n d e r g o n e i m p o r t a n t c h a n g e s . It h a s c o m e t o b e u n d e r s t o o d 
t h a t t h e p h a s e e q u i l i b r i a d i a g r a m d e f i n e s a v e r y s p e c i f i c , n a r r o w , 
a n d c r i t i c a l r a n g e o f s y s t e m s a n d r e q u i r e s m u c h t e d i o u s a n d 
p r e c i s e w o r k t o m a k e . T h e u s e o f p h a s e m a p s is a m u c h s i m p l e r 
d e v i c e , w h i c h i n c l u d e s a b r o a d e r r a n g e o f e x p e r i m e n t a l d a t a t h a t 
a r e m u c h e a s i e r t o a c c u m u l a t e . It is a n t i c i p a t e d t h a t f u t u r e i n v e s t i -
g a t o r s w i ll t a k e t h e s i m p l e r r o u t e . 
W i t h i n t h e p a s t s e v e r a l m o n t h s , t h e r e h a s b e e n a r e a l i z a t i o n 
o n t h e p a r t o f t h e e d i t o r t h a t s o m e o f t h e d a t a o n t h i s s u b j e c t 
m i g h t h a v e b e e n b a s e d o n u n c e r t a i n p r e m i s e s . T h o u g h a g r e a t 
dea l is k n o w n a b o u t m i c r o e m u l s i o n s , c e r t a i n l y w e ar e j u s t b e g i n n i n g 
to f u l ly u n d e r s t a n d t h i s p h e n o m e n o n . T h e e d i t o r is r e m i n d e d o f 
t h e w o r d s o f G i l b e r t N . L e w i s : 
S c i e n c e h a s i ts c a t h e d r a l s b u i l t b y a f e w a r c h i t e c t s a n d 
m a n y w o r k e r s . . . . T h e s c i e n t i s t b u i l d s s l o w l y a n d w i t h a 
g r o s s b u t s o l i d k i n d o f m a s o n r y . If d i s s a t i s f i e d w i t h a n y o f h i s 
w o r k , e v e n if it b e n e a r t h e v e r y f o u n d a t i o n , h e c a n r e p l a c e 
t h a t p a r t w i t h o u t d a m a g e t o t h e r e m a i n d e r . 
/ // 
(I, II) Electron micrographs of alkyd-in-water microemulsions: (I) average 
diameter of droplets 1200A. Magnification 17,000 X taken at 10,000 ×; (II) average 
diameter of droplets 30èÁ. Magnification 140,000 X taken at 80,000 X. (Ill) Phase 
equilibria diagram representing four component micellar solutions of Friberg 
school. (I and II reproduced from Prince, L M., "Carnauba Wax Molecules," Soap 
and Chemical Specialities, September, October, 1960, courtesy MacNair, Dorland, Inc.) 
C 5 O H 
H 2 0 KOI 
///