综述：内盐调控的油包水乳液稳定性：界面机制与体相性质效应

《RSC Advances》：Internal-salt-regulated stability of brine-in-oil emulsions: interfacial mechanisms and bulk-property effectsOpen Access

　　

油包水（W/O）乳液广泛存在于石油生产、分离过程和功能性乳液配方中。在实际体系中，分散水相通常含有溶解盐，而它们对W/O乳液稳定性的影响仍未完全阐明。因此，本综述从机制导向的视角总结了内盐对W/O乳液稳定性的影响。内盐可与界面活性物质相互作用，从而调控其在界面上的吸附与组织排列，这反映在界面张力和界面黏弹性的变化上。内盐还可改变液滴间的静电相互作用，改变液滴靠近和聚并过程中的吸引力或排斥力。此外，盐引起的密度、乳液黏度和溶解度变化可影响重力沉降、液滴迁移和碰撞动力学，而有限的溶解度可能导致结晶并破坏乳液均质性。最后，讨论了当前的挑战与未来展望，包括耦合表征、真实条件测试和预测性配方设计。本综述为连接盐组成、界面机制、体相性质效应与W/O乳液稳定性提供了一个框架。

2 内盐对界面吸附和界面张力的影响

内盐通过调控界面活性物质在油水界面的吸附行为影响W/O乳液的形成。盐浓度是决定油水界面张力的主要因素。在低至中等离子强度（约10^?2至10^?1 M）下，溶解的离子可屏蔽带电或极性界面物种之间的静电排斥，促进界面活性物质在油水界面的吸附，通常导致界面张力降低。然而，盐度的影响通常是非线性的。在达到最佳盐度后，进一步加盐可能因界面饱和、界面重排、乳化剂溶解度降低或体相聚集而使界面张力出现平台甚至升高。这种行为被解释为盐诱导的界面累积与盐诱导的表面活性物种消耗之间的竞争。在低盐条件下，极性原油组分更倾向于在界面处累积；高盐度则抑制其向水相分散并改变其界面排列。因此，界面张力随盐度变化的最小值应理解为竞争性吸附与消耗过程的结果。

当存在固体颗粒或矿物表面时，盐调控的界面吸附更加复杂。表面活性物种可能在油水界面、固体表面和体相之间重新分配，颗粒也可吸附在液滴界面形成界面层。盐度变化会改变颗粒在液滴界面的覆盖率和组织方式：低盐时颗粒形成较紧密的单层；中等盐度出现部分覆盖和颗粒聚集；高盐度下界面颗粒层增厚并可能延伸至连续相。这说明盐诱导的电荷屏蔽可调节颗粒-颗粒吸引、颗粒吸附和界面堆积。在油-水-固体体系中，高盐度有利于界面活性物种在固体表面吸附，而低盐度可能增强其在油水界面附近的累积和微分散。

离子特异性也决定内盐如何调控界面吸附。一价盐如NaCl和KCl主要通过改变离子强度和屏蔽界面附近静电排斥起作用；多价盐如CaCl₂和MgCl₂因多价阳离子可与表面活性剂中的极性基团相互作用而产生更强效应。在酸性原油/盐水体系中，降低界面张力的能力顺序为MgCl₂ > CaCl₂ > NaCl。阳离子价态越高，静电屏蔽越有效，与原油极性组分的相互作用越强。阴离子种类同样影响界面吸附和界面张力。弱水合、高极化性的离子如I^?和ClO₄^?对疏水界面具有更强亲和力，可部分抵消甚至逆转通常由盐引起的界面张力增加。整体上，盐度和离子种类共同决定盐调控的界面吸附行为，应综合考虑离子强度、离子价态、离子特异性亲和力及界面活性物质组成。

3 内盐对界面膜强度和黏弹性的影响

内盐还可通过改变界面膜的力学性质调控W/O乳液稳定性。界面流变学提供了油水界面抵抗压缩、扩展和变形的直接信息。弹性模量、黏性模量、扩张弹性和界面可压缩性常用于描述界面膜强度和黏弹性。盐浓度通过改变界面活性物质的吸附、堆积、重排和老化调控界面膜强度。在原油/盐水体系中，增加离子强度通常提高界面膜的最终力学强度。随着NaCl浓度从0增至约0.86 M再至4.3 M，界面弹性从6.06增至7.71和9.65 mN m^?1；老化12小时后，逆压缩性从9.27 mN m^?1分别增至12.43和20.66 mN m^?1。离子特异性主要影响原油-水界面膜晚期的网络形成。剪切弹性模量在去离子水和Na₂SO₄体系中较早出现，在氯化物盐水中延迟，在CaCl₂体系中实验时间尺度内未检测到。多价盐通常比一价盐产生更高的界面弹性。在0.1 M盐水中，CaCl₂和MgCl₂使原油界面弹性分别增至约20和28 mN m^?1，而NaCl和Na₂SO₄仅约11–12 mN m^?1。阴离子类型也影响界面黏弹性的发展，磷酸盐盐水产生的界面膜弹性高于硫酸盐和氯化物。盐诱导的界面黏弹性变化与极性油组分在油-盐水界面的吸附、重排和表面覆盖率密切相关。动态扩张流变学建模表明，增加NaCl浓度可提高平衡模量，但同时降低膜生成速率，说明盐并非简单加速界面膜形成，而是通过调控吸附动力学和极限表面覆盖率决定最终界面膜强度。

4 内盐对液滴相互作用和聚并的影响

液滴聚并及随后的相分离是W/O乳液失稳的最终表现。内盐可通过改变界面电荷和静电相互作用直接调节