Эмульгирующие диспергирующие средства, способ эмульгирования и диспергирования с использованием эмульгирующих диспергирующих средств, эмульсии и эмульсионные топлива

Эмульгирующие диспергирующие средства, способ эмульгирования и диспергирования с использованием эмульгирующих диспергирующих средств, эмульсии и эмульсионные топлива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестные ссылки на родственные заявки

Данная заявка представляет собой заявку на национальной фазе США согласно 35 USC 371 международной заявки PCT/JP2005/005795, поданной 29 марта 2005 года, опубликованной в качестве WO 2005/096711 А2 20 октября 2005 года и притязающей на приоритет по JP 2004-110915, поданной 5 апреля 2004 года, JP 2004-254384, поданной 1 сентября 2004 года, JP 2004-257363, поданной 3 сентября 2004 года, JP 2004-327915, поданной 11 ноября 2004 года, JP 2005-024792, поданной 1 февраля 2005 года, JP 2005-024794, поданной 1 февраля 2005 года, JP 2005-091080, поданной 28 марта 2005 года и JP 2005-091081, поданной 28 марта 2005 года, описания которых включены сюда в качестве ссылки.

Область техники

Настоящее изобретение относится к эмульгирующим диспергирующим средствам с улучшенной устойчивостью во времени независимо от типа вещества, которое необходимо эмульгировать, и к способу эмульгирования и диспергирования с использованием эмульгирующих диспергирующих средств, эмульсиям и эмульсионному топливу.

Уровень техники

Обычно эмульгирование и диспергирование функциональных средств на основе масла или функциональных гранул в воде осуществляли посредством выбора поверхностно-активного вещества согласно необходимому ГЛБ функциональных средств на основе масла или свойств поверхности гранул. В дополнение, требуемое значение ГЛБ для поверхностно-активного вещества, используемого в качестве эмульгатора, необходимо было определенно выбирать либо согласно эмульсиям типа М/В, либо эмульсиям типа В/М, которые необходимо было приготовить; кроме того, температурная и временная устойчивость не были существенны и, следовательно, также необходимо было использовать различные типы поверхностно-активных веществ (ссылка на непатентный документ 1-4).

Обычно, помимо выхлопных газов от тепловых двигателей (автомобилей, электрогенераторов, кораблей, самолетов и так далее), использующих в качестве топлива легкие фракции масла и так далее, существовали проблемы, охватывающие неизбежное образование СО или NO в дополнение к РМ (частицам углеродистого нагара) или VOC (α-бифенил и так далее). По этой причине независимые муниципалитеты приняли регламентирующие стандарты (например, ниже 100-110 ч./млн), и сообщалось, что эмульсионное топливо, к которым добавляли 50% масс. воды, способны технически решить данную проблему (непатентный документ 5, непатентный документ 6 и так далее). Более того, известно, что тяжелое масло с высокой вязкостью, такое как остаточная при разгонке нефть (смола, битумный пек, асфальт и так далее), нефтяной песок, природный битум, древесная смола и так далее, нельзя использовать при нормальной температуре, но можно обработать до жидкого состояния добавлением нефтяных фракций низкой вязкости и так далее, и обработанное тяжелое масло можно затем эмульгировать, используя поверхностно-активное вещество (патентный документ 7).

Непатентный документ 1: "Emulsion Science" под редакцией P.Sherman, Academic Press Inc. (1969).

Непатентный документ 2: "Microemulsions - Theory and Practice" под редакцией Leon M.Price, Academic Press Inc. (1977).

Непатентный документ 3: "A technique of Emulsification and Solubilisation" Atsushi, Tuji, Kougakutosho Ltd. (1976).

Непатентный документ 4: "Development Technique for Functional Surfactants" CMC Publishing Co., Ltd. (1998).

Непатентный документ 5: "A Reduction Effect of NOx and Craphite in the Exhaust Gases Generated from Water Emulsified Fuels", найденный 25 августа 2004 г. URL в Интернете: http://www.naro.affrc.go.jp/top/seika/2002/kanto/kan019.html

Непатентный документ 6: "Application study of Water Emulsified Fuel on Diesel Engine"", найденный 25 августа 2004 г. URL в Интернете: http://www.khi.co.jp/tech/nj132g05.htm Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kawasaki Technical Review № 132.

Патентный документ 7: публикация японской нерассмотренной патентной заявки № 07-70574.

Сущность изобретения

Проблемы, которые будут решены изобретением

Тем не менее, поверхностно-активные вещества не очень склонны к биодеградации и выделяют газ, таким образом вызывая серьезные проблемы загрязнения окружающей среды. Более того, хотя такие способы физико-химического эмульгирования, как способ ГЛБ, способ эмульгирования с инверсией фаз, способ температурного эмульгирования с инверсией фаз, способ гелевого эмульгирования и так далее, широко используются в качестве способов обработки эмульгирующих препаратов функциональных средств на основе масла, в каждом случае из-за того, что воздействие на термодинамическую устойчивость системы, уменьшая поверхностную энергию смеси масла/воды, представляет собой основу способа подбора условий эмульгирования, способ эмульгирования, поэтому, сопровождается крайне сложным и большим усилием в отношении выбора подходящего эмульгирующего средства, и в каждом случае, когда различные масла смешиваются вместе, их почти невозможно устойчиво эмульгировать.

Более того, такое топливо, как легкое масло, представляет собой смеси различных углеводородных масел; следовательно, сложно эмульгировать топливо с добавлением воды при помощи общепринятых поверхностно-активных веществ и эмульсионное топливо, которое можно долговременно стабилизировать поверхностно-активными веществами, пока еще не получено.

Кроме того, обработанное тяжелое масло, разжиженное добавлением нефтяной фракции с низкой вязкостью и так далее, не используется широко вследствие осаждения и отложения на транспортных линиях или вследствие загрязнения окружающей среды, являющегося результатом неполного сгорания. В дополнение, состав эмульсионного топлива, которое получено эмульгированием тяжелого масла поверхностно-активными веществами, изменяется, и удовлетворительной устойчивости пока еще не достигнуто, даже при использовании большого количества поверхностно-активных веществ.

Поэтому цель настоящего изобретения в создании эмульгирующих и диспергирующих систем с улучшенной тепловой и временной устойчивостью для поверхности системы функциональных средств на основе масло/вода или системы функциональных гранул/воды и чтобы предложить эмульгирующие диспергирующие средства, которые позволяют эмульгировать и диспергировать независимо от величины ГЛБ Erforderich функциональных средств на основе масла или поверхностных свойств функциональных гранул, а также способ эмульгирования и диспергирования с использованием эмульгирующих диспергирующих средств и эмульсии. В качестве используемых примеров эмульсий дополнительная цель заключается в том, чтобы предложить эмульсионное топливо, которое позволяет уменьшить воздействие на окружающую среду и которое обладает улучшенной временной устойчивостью.

Способы решения проблем

В способах эмульгирования с использованием общепринятых поверхностно-активных веществ основной способ эмульгирования и диспергирования заключался в уменьшении поверхностной энергии масла и воды, в которую помещали поверхностно-активное вещество, и требовалось большое количество эмульгатора для того, чтобы снизить поверхностное натяжение. Для того чтобы осуществить это, авторы настоящего изобретения изобрели трехфазный способ эмульгирования, включающий присоединение наночастиц амфифильного соединения, независимо присутствующего в системе масло/амфифильное соединение/вода на поверхности средства на основе масла посредством силы Ван-дер-Ваальса, и для такого способа эмульгирования степень поверхностного натяжения системы компонент масло/вода, как подтвердили, являлась критичной для присоединения наночастиц эмульгатора. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что эмульсии по данному трехфазному способу эмульгирования проявляют крайне высокую устойчивость по сравнению с эмульсиями по нормальному двухфазному способу эмульгирования, такими как эмульсии типа М/В или В/М, и в результате, настоящее изобретение осуществлено на основе таких данных.

То есть с целью достижения указанных целей, эмульгирующие диспергирующие средства в отношении настоящего изобретения характеризуются тем, что основной компонент представляет собой везикулы, которые образуются из амфифильного вещества, способного к самопроизвольному их образованию, и которые присоединяются к поверхности масла.

Здесь для получения эмульсии предпочтительный средний размер везикул составляет 8 нм - 500 нм, и от 200 нм до 800 нм, если диспергирующее вещество обработано в пределах диапазона концентраций от 5 до 20% масс. в дисперсии. Дополнительно, для амфифильных веществ со способностями к самоагрегации, как описано выше, предпочтительно принимать производные, представленные следующей ниже общей формулой (формула 1), где среднее количество присоединенных молекул этиленоксида находится в диапазоне от 5 до 15 среди производных полиоксиэтилен-гидрогенизированного касторового масла или производных, представленных общей формулой (формула 2), включающих в себя галогениды диалкиламмония, триалкиламмония, тетраалкиламмония, диалкениламмония, триалкениламмония или тетраалкениламмония. В дополнение, фосфолипиды или частицы, полученные из производных фосфолипидов также можно использовать.

(Формула 1)

(Формула 2)

Здесь в отношении производных полиоксиэтилен-гидрогенизированного касторового масла ионогенные поверхностно-активные вещества можно дополнительно добавлять в диапазоне мольной доли 0,1≤Xs≤0,33 и частицы можно переводить в ионную форму (катионизировать или анионизировать).

Для способа диспергирования эмульгирования с использованием эмульгирующего диспергирующего средства, описанного выше, предпочтительно обладать смесью эмульгированных масляных компонентов и эмульгирующего диспергирующего средства в соотношении 1:1000.

Более того, для достижения указанной цели диспергирующее средство, используемое по настоящему изобретению, может представлять собой диспергирующее средство, содержащее в качестве основного компонента биополимер, разделенный на отдельные частицы.

Здесь в качестве биополимеров можно рассматривать микробиологически полученные полисахариды, фосфолипиды и полиэфиры, естественным образом полученные такие полисахариды, как крахмал, и один или более чем два, выбранных из семейства хитозанов. Примерами микробиологически полученных полисахаридов, приведенных для иллюстрации, являются полисахариды, продуцируемые микроорганизмами, содержащими некоторые сахара из таких моносахаридов как рибоза, ксилоза, рамноза, фруктоза, глюкоза, манноза, глюкуроновая и глюконовая кислоты, в качестве структурных элементов. Некоторые микроорганизмы, которые продуцируют полисахариды с данными определенными структурами, известны; тем не менее, любой полисахарид или их смесь может быть приемлемой.

Более того, примеры крахмалов, полученных естественным образом, включают в себя в качестве неограничивающих примеров картофель, клейкую рисовую пудру, тапиоковую пудру и пудру из водорослей и так далее и также может быть приемлемо простое вещество или соединение с амфифильными свойствами.

Для способа диспергирования эмульгирования с использованием эмульгирующего диспергирующего средства, описанного выше, предпочтительно иметь смесь эмульгированных масляных компонентов и эмульгирующее диспергирующее средство в соотношении 50:2000.

В дополнение, предпочтительный способ для получения эмульгирующего диспергирующего средства, описанного выше, включает способ образования везикул, которые образуются из амфифильных веществ, способных к их самопроизвольному образованию, или способ расщепления амфифильного вещества, способного к самоагрегации в отдельные частицы, или обработке амфифильного вещества, которое либо диспергировали в везикулы или расщепили на отдельные частицы, до тонкодисперсных частиц добавлением воды определенной температуры. Для способа получения везикул, которые образуются из амфифильных веществ, способных к их самопроизвольному образованию, или способа расщепления до отдельных частиц необходимы различного рода умения в зависимости от используемых веществ, но используя производные касторового масла, это достижимо при добавлении в воду при температуре 60°С при перемешивании.

В отношении эмульсий, полученных смешиванием указанного эмульгирующего диспергирующего средства с маслом/жиром, фаза эмульгирующего диспергирующего средства образуется на границе раздела масла и воды, таким образом, маловероятно, что они соединятся вместе, независимо от используемого типа масла/жира, и улучшится тепловая и временная устойчивость.

Эмульсионное топливо предложено в качестве таких эмульсий. Эмульсионное топливо характеризуется тем, что топливо с добавлением воды содержит в качестве существенного компонента эмульгирующее диспергирующее средство, состоящее, в основном, из везикул, которые образуются из амфифильных веществ, способных к их самопроизвольному образованию, и которые прикрепляются к поверхности вещества на основе масла, и в котором средний размер частиц указанных везикул составляет от 8 нм до 500 нм при образовании эмульсии и от 200 нм до 800 нм при доведении концентрации эмульгирующего диспергирующего средства до диапазона от 5 до 20% масс. в дисперсии.

Здесь легкое масло, тяжелое масло (тяжелое масло А, тяжелое масло С), нефть, бензин и так далее или обработанное в отношении вязкости тяжелое высоковязкое масло (остаточную при перегонке нефть, нефтяной песок, природный битум, древесную смолу) считают топливом, хотя предпочтительны для использования амфифильные вещества, способные к самоагрегации, из числа производных полиоксиэтилен-гидрогенизированного касторового масла, представленных следующей ниже общей формулой (формула 3), производные со средним количеством от 5 до 15 присоединенных молекул этиленоксида.

(Формула 3)

Для того чтобы сохранить уровень СО и NO в газообразных продуктах сгорания согласно упомянутых регламентирующих стандартов, предпочтительный состав состоит из амфифильного вещества в количестве от 0,1 до 15,0% масс., указанного топлива в количестве от 1 до 95% масс. и соответствующей доли воды согласно весовому отношению.

Если в качестве топлива используют тяжелое масло А и если из числа указанных производных используют в качестве амфифильного вещества производное (НСО-10) со средним количеством присоединенных молекул этиленоксида, равным 10, то рекомендуемая композиция состоит из НСО-10 в количестве от 0,1 до 14,25% масс., тяжелого масла А в количестве от 5 до 95% масс. и соответствующей доли воды и более предпочтительно рекомендуется композиция из НСО-10 в количестве от 5 до 14,25% масс., тяжелого масла А в количестве от 5 до 50% масс. и соответствующей доли воды.

Если в качестве топлива используют легкое масло и указанный НСО-10 используют в качестве амфифильного вещества, то рекомендуют композицию, состоящую из НСО-10 в количестве от 0,4 до 10% масс., легкого масла в количестве от 5 до 95% масс. и соответствующей доли воды и более предпочтительно композицию, состоящую из НСО-10 в количестве от 0,8 до 10% масс., легкого масла в количестве от 5 до 60% масс. и соответствующей доли воды.

Более того, если в качестве топлива используют легкое масло и в качестве амфифильного вещества используют указанный НСО-10 после проведения разжижения при помощи изменяющего вязкость устройства, то рекомендуют композицию, состоящую из НСО-10 в количестве от 0,3 до 9% масс., обработанного тяжелого масла в количестве от 80 до 10% масс. и соответствующей доли воды и более предпочтительно композицию, состоящую из НСО-10 в количестве от 0,3 до 9% масс., обработанного тяжелого масла в количестве от 70 до 30% масс. и соответствующей доли воды.

Такие добавки, как антикоррозийная добавка, препятствующие воспламенению средства, и антисептики и так далее можно произвольно смешивать с указанным эмульсионным топливом в зависимости от назначения. Указанный способ трехфазного эмульгирования можно применять к маслам, смешанным с синтетическими маслами, растительными маслами и так далее, отличными от легкого или тяжелого масел.

Дополнительно, предпочтительный способ получения эмульгированного топлива, описанного выше, включает способ изменения текучести сырого масла, способ доведения температуры текучести до определенного значения и способ обработки сырого масла, температуру текучести которого довели до указанного значения установлением температуры, добавляя в тонкодисперсные частицы по капле в указанную жидкость эмульгирующего диспергирующего средства. В особенности для тяжелого масла важен контроль над температурой. После нагревания приблизительно до 80°С для разжижения тяжелого масла определенное количество масла с измененной вязкостью добавляют для гомогенизации. Вязкость при этом можно регулировать в соответствии с количеством масла с регулируемой вязкостью. Тем не менее при смешивании с эмульгирующим диспергирующим средством необходимо понизить температуру приблизительно до 60°С. Как описано выше, постепенное добавление небольшого количества такого тяжелого или легкого масла с измененной вязкостью и так далее в воду и эмульгирующее диспергирующее средство для состава эмульсионного топлива после перемешивания приводит к образованию эмульсионного топлива.

Эффекты изобретения

Как описано, использование эмульгирующих диспергирующих средств в отношении настоящего изобретения позволяет получить эмульсионные системы функциональные средства на основе масло/вода или функциональные гранулы/вода с улучшенной тепловой и долговременной устойчивостью. При помощи общепринятых углеводородных поверхностно-активных веществ было трудно получить стабильные эмульсии; однако использование эмульгирующих диспергирующих средств в настоящем изобретении делает возможным придать устойчивость эмульсиям в течение долгого времени в широком диапазоне температур.

Более того, при использовании одного типа эмульгирующих диспергирующих средств эмульгирование и диспергирование компонента масло/жир становится возможным независимо от необходимого значения ГЛБ масляного средства, которое необходимо эмульгировать, или свойств поверхности функциональных гранул и, следовательно, эмульгирование углеводородных масляных средств или масляных средств на основе кремния также становится возможным. Это минимизирует сложность и усилия при выборе эмульгатора и также позволяет проводить эмульгирование различных смешанных масел одновременно.

Кроме того, концентрация эмульгирующего диспергирующего средства, необходимая для эмульгирования, составляет только от 1/10 до 1/1000 концентрации общепринятых поверхностно-активных веществ, таким образом значительно уменьшая влияние на окружающую среду.

Более того, в отношении топливных эмульсий, охваченных настоящим изобретением, легкое или тяжелое масло с добавлением воды получали так, чтобы они содержали эмульгирующее диспергирующее средство в качестве основного компонента, в основном содержащее везикулы, которые образуются из амфифильных веществ, способных к их самопроизвольному образованию и которые прикрепляются к поверхности вещества на основе масла; следовательно, получены топливные эмульсии с весьма улучшенной временной устойчивостью и, кроме того, также уменьшена концентрация образующихся NO, CO и НС (углеводородов) в выхлопных газах.

На протяжении использования эмульсионного топлива по настоящему изобретению можно ожидать более долгую продолжительность жизни двигателей внутреннего сгорания. В дополнение при использовании эмульсионного топлива по настоящему изобретению образуется большее количество СО₂, чем ожидалось бы исходя из весового отношения компонентов топлива, и концентрация кислорода увеличивается, таким образом достигая полного сгорания, в то время как уменьшаются частицы углерода (РМ), образующиеся при неполном сгорании.

Краткое описание чертежей

[Фиг.1] На данных фигурах показан механизм эмульгирования, из которых фиг.1(а) представляет собой диаграмму, иллюстрирующую механизм адсорбции мономолекулярной пленки общепринятого поверхностно-активного вещества, и фиг.1(b) представляет собой диаграмму, иллюстрирующую механизм прикрепления наночастиц.

[Фиг.2] Фиг.2(а) представляет собой диаграмму, иллюстрирующую явление, вызванное тепловым соударением с молекулами поверхностно-активного вещества общепринятого типа поглощения, и фиг.2(b) представляет собой диаграмму, иллюстрирующую явление, вызванное тепловым соударением с везикулами фазы эмульгатора прикрепляющегося типа.

[Фиг.3] Фиг.3 представляет собой фотографию ТЕМ частиц эмульгатора DMPC-C14TAB (Xs=0,5, эквимолярная смесь).

[Фиг.4] Фиг.4 представляет собой распределение силы рассеивания и фотографии ТЕМ частиц эмульгатора DMPC-C14TAB со средним размером частиц равным 390,0 нм (А) и 2097,8 нм (В).

[Фиг.5] Фиг.5 представляет собой фигуру, показывающую результаты наблюдений пика XRD эмульгирования добавлением масла в 0,5% масс. жидких кристаллов DMPC-C14TAB, смешанных с водой.

[Фиг.6] Фиг.6 представляет собой блок-схему, описывающую способ производства эмульгирующего диспергирующего средства.

[Фиг.7] Фиг.7 представляет собой фигуру, иллюстрирующую профиль различий эмульгированных состояний согласно содержанию масла.

[Фиг.8] Фиг.8 представляет собой блок-схему, которая иллюстрирует способ производства эмульсионного топлива.

[Фиг.9] Фиг.9(а) представляет собой фотографию, показывающую состояние эмульсии, которую оставили на два дня после обработки легкого масла и тяжелого масла А с использованием общепринятого поверхностно-активного вещества. Фиг.9(b) представляет собой фотографию, показывающую состояние эмульсии, которую оставили на три дня после обработки легкого масла и тяжелого масла А по способу трехфазного эмульгирования.

[Фиг.10] Фиг.10 представляет собой фотографию, показывающую состояние эмульгирования по таблице 2.

[Фиг.11] Фиг.11 представляет собой фотографию, показывающую состояние эмульгирования по таблице 5.

[Фиг.12] Фиг.12 представляет собой фотографию, которая показывает состояние эмульгирования по таблице 6.

[Фиг.13] На фиг.13 показаны результаты изменения вязкости, полученной с использованием керосина, легкого масла, тяжелого масла А и парафинового масла.

[Фиг.14] На фиг.14 показаны результаты эксперимента, в котором изменения концентрации каждого компонента выхлопного газа измеряли во время перехода от сгорания легкого масла до сгорания эмульсии легкого масла.

[Фиг.15] На фиг.15 показаны результаты эксперимента, в котором изменения концентрации каждого компонента выхлопного газа измеряли во время перехода от сгорания тяжелого масла А до сгорания эмульсии тяжелого масла А.

Наилучший способ выполнения изобретения

Здесь и далее объяснены идеальные воплощения настоящего изобретения.

На фиг.1 на понятийном уровне иллюстрируется способ эмульгирования при помощи общепринятого поверхностно-активного вещества и освоенный здесь способ трехфазного эмульгирования.

В способе эмульгирования при помощи общепринятого поверхностно-активного вещества, как показано на фиг.1(а), в одной и той же молекуле поверхностно-активное вещество содержит как гидрофильные, так и липофильные группы, которые различаются по своей природе. В отношении гидрофильного эмульгатора липофильные группы поверхностно-активного вещества растворяются в масле, в то время как гидрофильные группы располагаются снаружи масляной частицы, таким образом, масляная частица, вероятно, обладает сродством к воде и однородно смешивается в водной среде до получения эмульсии типа М/В. Хотя для липофильного поверхностно-активного вещества гидрофильные группы поверхностно-активного вещества ориентированы по направлению к частицам воды, в то время как липофильные группы располагаются снаружи водной частицы, таким образом водная частица, вероятно, обладает сродством к маслу и однородно смешивается в масляной среде до получения эмульсии типа В/М.

Тем не менее, при таком способе эмульгирования поверхностно-активное вещество адсорбируется на поверхности масла, образуя эмульгированную мономерную пленку, и непригодно, что изменение свойств поверхности зависит от типа поверхностно-активного вещества. Кроме того, как показано на фиг.2(а), вследствие слипания, вызванного тепловыми соударениями масляных капель, размер масляных капель постепенно становится больше, и, в конечном счете, возникает водный раствор поверхностно-активного вещества. Для того чтобы предотвратить данную ситуацию, необходимо получать микроэмульсии, для которых необходимо использовать большое количество поверхностно-активного вещества, и поэтому они неудобны.

В настоящем изобретении, как показано на фиг.1(b), наночастицы фазы эмульгатора прикрепляются к масляным или водным частицам, создавая трехфазную структуру, состоящую из водной фазы - фазы эмульгирующего диспергирующего средства - масляной фазы, не уменьшая поверхностную энергию и без взаимной растворимости на границе фаз в отличие от общепринятых поверхностно-активных веществ и можно достичь временной устойчивости эмульсии, предотвращая слипание, вызванное тепловыми соударениями, как показано на фиг.2(b). Более того, основанный на таком механизме способ становится новым способом эмульгирования (способ трехфазного эмульгирования), который позволяет получать эмульсии, используя только небольшое количество эмульгирующего диспергирующего средства.

В отношении эмульгирующего диспергирующего средства для того, чтобы реализовать такое трехфазовое эмульгирование, рассматривали как эмульгирующее диспергирующее средство, состоящее, в основном, из везикул, которые образуются из амфифильных веществ, способных к их самопроизвольному образованию, и которые прикрепляются к поверхности вещества на основе масла, так и эмульгирующее диспергирующее средство, состоящее, в основном, из биополимера, расщепленного на отдельные частицы.

Предпочтительный средний размер частиц везикул, образованных из амфифильного вещества, находится в диапазоне от 8 нм до 500 нм. Размер частицы меньше, чем 8 нм, уменьшает абсорбционное действие, вносящее склад в силы Ван-дер-Ваальса, тем самым препятствуя прикреплению везикул на поверхности масляных капель; однако, если размер частицы больше, чем 500 нм, устойчивая эмульсия не сохраняется. На фиг.3 показана фотография ТЕМ, представляющая размер частиц 8 нм. Кроме того, размер частицы больше, чем 500 нм, при образовании эмульсии, будут получаться частицы игольчатой формы, и поэтому эмульсия не будет устойчива. На фиг.4 показаны распределение силы рассеивания и фотографии ТЕМ среднего размера частиц, равного 390,0 нм (меньше чем 500 нм: (А) на фигуре), и среднего размера частиц, равного 2097,8 нм (больше чем 500 нм: (В) на фигуре).

Для того чтобы во время образования эмульсии сохранить размер везикул в диапазоне от 200 нм до 800 нм, если обрабатываемое диспергирующее средство находится в диапазоне концентраций от 5 до 20% масс. в дисперсии, допустима обработка диспергирующего средства. Это является следствием того факта, что везикулы превращаются в тонкодисперсные частицы во время процесса образования эмульсии. Пик XRD на фиг.5 подтверждает, что везикулы не разрушены в данном процессе. Х_Н представляет собой мольную долю масляной фракции в эмульгаторе.

Для амфифильных веществ, образующих такие везикулы, предпочтительно выбирать производные полиоксиэтилен-гидрогенизированного касторового масла, представленные ниже общей формулой (формула 4), или производными диалкиламмония, представленные ниже общей формулой (формула 4), включающей в себя галогениды производных триалкиламмония, производных тетраалкиламмония, производных диалкениламмония, производных триалкениламмония или производных тетраалкениламмония.

(Формула 4)

(Формула 5)

В качестве производных полиоксиэтилен-гидрогенизированного касторового масла можно использовать производные со средним количеством от 5 до 15 присоединенных молекул этиленоксида (Е). Пример, в котором среднее количество присоединенных молекул этиленоксида изменили на количество от 5 до 20, показан в таблице 1. Диапазон от 5 до 15 является устойчивым; однако при 20 образование эмульсии возможно в течение нескольких дней, но устойчивость не сохранится. Для того чтобы увеличить силу присоединения, полученные везикулы можно ионизировать. При образовании таких ионизированных везикул в качестве ионогенных поверхностно-активных веществ для катионизации используют алкил или соль алкенилтриметиламмония (с длиной цепи углеродов от 2 до 22), предпочтительно бромид гексадецилтриметиламмония (здесь и далее называемый СТАВ), где длина углеродной цепи составляет 16, для анионизации рекомендован алкилсульфат (CnSO₄ ^-M⁺ с длиной углеродной цепи от 8 до 22, М: щелочные металлы, солончак, соль аммония и так далее). В отношении способа ионизации, например, смешайте НСО-10 и СТАВ с этаноловым растворителем, удалите этанол, чтобы получить смесь НСО-10 и СТАВ, и затем добавьте к смеси дистиллированную воду так, чтобы НСО-10 стал составлять 10% масс., и перемешайте для инкубации в емкости с регулируемой температурой. В смешанных везикулах НСО-10 и СТАВ если мольная доля СТАВ (Xs) составляет Xs≤0,1, когерентные катионные свойства смешанных везикул не сохраняются, в то время как если оно составляет 0,33≤Xs, стабильные смешанные везикулы не образуются и таким образом для катионизации диапазон 0,1≤Xs≤0,33 предпочтителен.

Таблица 1Пример эмульгирования тяжелого масла А при помощи НСО-5. Фигуры показаны в % масс.
№	1	2	3	4	5
НСО-5	2	2	2	2	2
Вода	78	58	38	18	8
Тяжелое масло А	20	40	60	80	90
Устойчивость эмульгирования (через 1 день)	Ο	Ο	Δ	Δ	Δ
Устойчивость эмульгирования (через 7 дней)	Ο	Δ	Δ	Δ	Δ
Эмульгированное состояние	Эмульсия типа В/М
Ο: нет разделения фаз, Δ: разделены вследствие различий при определенной плотности (слияние), ×: разделены.

Пример эмульгирования тяжелого масла А при помощи НСО-15. Фигуры показаны в % масс.

№	1	2	3	4	5
НСО-5	2	2	2	2	2
Вода	78	58	38	18	8
Тяжелое масло А	20	40	60	80	90
Устойчивость эмульгирования (через 1 день)	Ο	Ο	Ο	Ο	Ο
Устойчивость эмульгирования (через 7 дней)	Ο	Ο	Ο	Δ	Δ
Эмульгированное состояние	Эмульсия типа М/В	Эмульсия типа В/М
Ο: нет разделения фаз, Δ: разделены вследствие различий при определенной плотности (слияние), ×: разделены.

Пример эмульгирования тяжелого масла А при помощи НСО-20. Фигуры показаны в % масс.

№	1	2	3	4	5
НСО-5	2	2	2	2	2
Вода	78	58	38	18	8
Тяжелое масло А	20	40	60	80	90
Устойчивость эмульгирования (через 1 день)	Δ	Δ	×	×	×
Устойчивость эмульгирования (через 7 дней)	×	×	×	×	×
Эмульгированное состояние	Эмульсия типа М/В	Эмульсия типа В/М
Ο: нет разделения фаз, Δ: разделены вследствие различий при определенной плотности (слияние), ×: разделены.

Более того, в качестве амфифильного вещества, которое образует везикулы могут быть использованы фосфолипиды или производные фосфолипидов и так далее. Для фосфолипидов из структур, представленных ниже общей формулой (формула 6), можно использовать DLPC c длиной углеродной цепи, равной 12 (1,2-дилауроил-sn-глицеро-3-фосфо-rac-1-холин), DMPC c длиной углеродной цепи, равной 14 (1,2-димиристоил-sn-глицеро-3-фосфо-rac-1-холин), и DPPC c длиной углеродной цепи, равной 16 (1,2-диалмитоил-sn-глицеро-3-фосфо-rac-1-холин).

(Формула 6)

Дополнительно, из структур, представленных ниже общей формулой (формула 7), можно использовать соль Na или соль NH₄ DLPG c длиной углеродной цепи, равной 12 (1,2-дилауроил-sn-глицеро-3-фосфо-rac-1-глицерина), DMPG c длиной углеродной цепи, равной 14 (1,2-димиристоил-sn-глицеро-3-фосфо-rac-1-глицерина), и DPPG (1,2-диалмитоил-sn-глицеро-3-фосфо-rac-1-глицерина).

(Формула 7)

Более того, лецитин яичного желтка или соевый лецитин можно использовать в качестве фосфолипидов. Кроме того, для эмульгирования и диспергирования масляного компонента, с использованием эмульгирующего диспергирующего средства, содержащего указанные везикулы, рекомендовано иметь эмульгированный масляный компонент и указанное эмульгирующее диспергирующее средство, смешанное с указанным масляным компонентом в весовом соотношении от 4 до 200.

С другой стороны, для биополимеров, предложенными, например, являются продуцируемые микробиологически биополимеры, содержащие в качестве структурных элементов некоторые сахара из числа таких моносахаридов как рибоза, ксилоза, рамноза, фруктоза, глюкоза, манноза, глюкуроновая кислота и глюконовая кислота и так далее. В отношении микроорганизмов, которые вырабатывают полисахариды с данными определенными структурами, известны алкалигены, ксантомонас, артробактер, палочковидная бактерия, гансенула и брунария и любой полисахарид или смесь таковых может быть использована. Желатин или блок-сополимеры также можно использовать вместо биополимеров.

Если эмульгирующий и диспергирующий масляный компонент, использующий эмульгирующее диспергирующее средство в качестве основного компонента, расщепить на отдельные частицы, рекомендуют, чтобы масляный компонент эмульгировали и указанное эмульгирующее диспергирующее средство смешивали с указанным масляным компонентом в весовом соотношении от 50 до 2000.

Для способа получения эмульгирующего диспергирующего средства, описанного выше, необходим способ для дисперсии амфифильного вещества, способного к самоагрегации в везикулы (везикулизация), или способ для расщепления на отдельные частицы (стадия I). Данный способ требует разнообразных ухищрений в зависимости от используемого вещества, однако, как показано на фиг.6, способ расщепления на отдельные частицы амифильного вещества диспергирующего или набухающего в воде (стадия I-1), способ тепловой настройки температуры приблизительно до 80°С (стадия I-2), способ добавления денатурирующего средства, такого как мочевина, чтобы разрушить водородные связи (стадия I-3), способ доведения рН до значения ниже 5 (стадия I-4), каждый из таких способов или их комбинация может расщепить на отдельные частицы или везикуляцию. В частности, при помощи производных касторового масла расщепление возможно осуществить, добавляя его в воду с температурой ниже 60°С при перемешивании.

После способа изменения определенной концентрации добавлением воды с температурой ниже определенной температуры (ниже 60°С) (стадия II) и способа перемешивания, чтобы превратить частицы в тонкодисперсные частицы (стадия III), получают эмульгирующее диспергирующее средство. В отношении перемешивания, предпочтительно перемешивание при высокой скорости (вплоть до 16000 об/мин, в лаб.); однако при использовании устройства для перемешивания перемешивание при вплоть до 1200 об/мин позволит провести обработку через несколько минут. В дополнение, предпочтительно выполнять способ добавления воды и способ превращения частиц в тонкодисперсные частицы. Для биополимеров и так далее необходим усложненный способ, поскольку необходимо разрушить сетчатую структуру для того, чтобы расщепить на отдельные частицы; однако данные способы индивидуально описаны для каждого осуществления (воплощение 6, воплощение 8, воплощение 9 и воплощение 10).

Здесь и далее описаны некоторые осуществления эмульгирующих диспергирующих средств, содержащих в качестве основного компонента везикулы, образованные из амфифильных веществ, и осуществления эмульгирующих диспергир