W/O型微乳液液滴之電荷分佈量測

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Title:	W/O型微乳液液滴之電荷分佈量測
Authors:	連大成;Da-Cheng Lian
Contributors:	化學工程與材料工程研究所
Keywords:	液滴電荷分佈;電導度;微乳液;Droplets Charge Dis;Conductivity;Microemulsion
Date:	2001-06-28
Issue Date:	2009-09-21 12:19:48 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	微乳液是由水、油、和界面活性劑等三成份所形成的熱力學穩定系統。目前微乳液已被廣泛應用於原油的開採、蛋白質的分離、與奈米粒子的合成。W/O型微乳液是外層包覆單層界劑的微水滴，其大小約數十耐米，分散於連續油相中。一般而言，我們可透過瞭解W/O型微乳液的電導度，探討其微觀結構特性。對於離子型界劑如AOT所形成的微乳液，其低溫電導度與純水相當；而隨著溫度的上升，其電導度可躍升數千倍，產生所謂穿透現象（percolation）。由於溶液系統的電導度乃緣自電荷載體，所以微乳液中部份的微水滴必須攜帶淨電荷。本研究之目的即是要直接量測微乳液中微水滴所攜淨電荷的分佈。微水滴產生淨電荷的說法目前可概略分為：臨近液滴表層界劑的跳躍、微液滴的融合與分裂、及聚集微液滴間產生泳動渠道。Eicke等人(1989)首先提出電荷擾動模式，認為微乳液系統的電導度乃肇因於帶電微液滴的泳動。該模式因而推導得知：微水滴淨電荷分佈的方差正比於系統電導度；但該模式僅適用於低電導的情形。若應用該模式於高電導的區域則會得到相當高的淨電荷，約數十價。本研究則是採用雷射都卜勒測速（LDV），直接量測帶電液滴在外加電場下的可動度，再利用史托克方程求算液滴所攜淨電荷。本研究方法可分別量測低電導與高電導穿透區域的淨電荷分佈，其結果並可與利用電導度間接推算的方差值相比較。同時我們也探討水含量、油含量、及添加鹽類對電荷分佈的影響。我們實驗量測的結果顯示平均淨電荷約為零，符合系統電中性的推測。在低電導區域，以LDV量得的方差值均較以電導度間接推得的結果為低。在高電導度區域，我們所得到淨電荷標準差僅數價。這些結果顯示除了微液滴泳動外，必然還有其它的電導機制，如液滴聚集動態穿透。我們的觀察發現：淨電荷標準差隨水含量的增加而上升但隨油含量的增加而下降。添加鹽類則使電荷分佈驅窄，而陽離子的效應較陰離子顯著。綜而言之，各因素對淨電荷標準差與臨界穿透溫度的影響趨勢相同，顯示兩者應具有相同的潛在機制。
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