マイクロエマルションを用いる有機溶剤ベース製品の水ベースに関する研究

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マイクロエマルションは両親媒分子の自己組織化により油(もしくは水)を多量に可溶化した熱力学的に安定な等方性の1相である。一方では、ショ糖エステルは生分解性があり、環境にやさしい非イオン界面活性剤であり、乳化剤、可溶化剤として広範囲(食品、化粧品、医薬品など)への応用が期待されている。そこで本研究では水/ショ糖パルミチン酸エステル/親油性非イオン界面活性剤系相挙動検討し、ミセル溶液の自己組織体の微細構造を知るため、動的光散乱測定を行い、静的・動的粘弾性挙動を調べた。さらに、ミセル溶液に油の添加によりマイクロエマルション形成し、相挙動、静的・動的粘弾性挙動も調べ、動的光散乱測定を行った。親油性の非イオン界面活性剤としてポリオキシエチレンドデシルエーテル(C_<12>EO_n, n=2,3,4)、モノラウリン等を用いて、水とショ糖パルミチン酸エステル混合すると、いずれの場合においても、高粘性ミセル相が存在し、ポリオキシエチレン鎖を長くすることにより、その領域は拡大した。これはworm-likeミセル溶液と呼ばれ、円筒ミセルが毛虫のように非直線状である自己組織体を形成し、さらにそれが互いに強く絡み合うことで、高分子溶液の様の粘弾性体挙動を示したためであると考えられる。親油性の非イオン界面活性剤の割合を増加させるとゼロせん断速度(η_0)が急激に増加し、非ニュートン流体の挙動を明確に観察された。これはworm-likeミセル形成時の典型的な挙動である。しかしながら、一定濃度以上の親油性の非イオン界面活性剤を添加させたことでη_0値は減少した。これは構造変化を起こすためであると考えられる。動的粘弾性測定で、worm-likeミセルは典型的な粘弾性モデルであるMaxwellモデルの応答挙動を示す粘弾性体であることがわかった。Maxwellモデルの緩和時間を計算すると、ミセルの成長の過程を調べることができる。ミセルに直鎖アルキル油を添加し、親油性の非イオン界面活性剤の割合の変化による相平衡図の作成を行った。いずれの場合においてもマイクロエマルションを形成し、親油性の非イオン界面活性剤一定割合で可溶化が最大になり、この割合は最大η_0と異なることがわかった。最大η_0を示すミセル溶液に油を添加することによってη_0減少し、油アルキル鎖が短いほどこの効果は小さくなる。しかしながら、親油性の非イオン界面活性剤の割合により、油の効果は変わることがわかった。油が添加したworm-likeミセル溶液で動的光散乱測定を行い、油を添加することで緩和時間は短くなり、ミセルによる絡み合いネットワークが解けてしまうと考えられる。上の研究以外に、他界面活性剤系の相挙動・構造・自己組織体、メソポーラスシリカ形成等について研究を行いました。