乳状液是由两种或两种以上互不相溶的液体组成的分散体系,在化妆品、食品、医药等诸多领域起着非常重要的作用^[1~5]。其中应用较多的是水包油(O/W)及油包水(W/O)两种类型的乳状液^[6,7] 。此外还有以乳状液为分散相的复乳,如水包油包水型(W/O/W)及油包水包油型(O/W/O)乳状液等^[8～10]。

传统的乳化方法主要有胶体磨、超声、高速搅拌等,而膜乳化技术是1988年由日本科学家提出的新型乳化方法,该法是在一定的压力下,将分散相通过微孔膜分散到连续相中,其显著特点是乳状液液滴大小主要由微孔膜孔径来控制而呈单分散性,和常规乳状液制备方法相比,具有能耗低^[11]、制备条件温和等优点^[12],因而近年来得到越来越多的关注,在药物控释载体、微囊化香料等方面也有应用报道^[13，14]。（膜乳化技术及其应用。

但是为了制备单分散乳液，必须通过降低压力以保证分散相在膜表面形成小液滴，在低剪切力作用下脱离膜表面进入连续相，这就使该过程的膜通量较低，因而导致生产时间过长。公开号CN 101683592 A的专利公开了一种膜乳化器及乳液制备的方法，通过该方法可以制备出粒径均匀的乳液，但也可能存在着通量较低等缺陷。为了有效地解决了传统膜乳化中粒径和通量之间的矛盾，景文珩等报道了一种采用二级陶瓷膜射流乳化的方法，在射流条件下制备出了单分散的水包油型乳液并利用射流膜乳化技术公开了一种多孔陶瓷材料的制备方法(公开号CN 1800101A)，在高压下使分散相以射流的形式快速透过膜孔，大大提高乳化速度，同时可制备出均一的乳液。最大乳化通量可达420 L#183;m^-2#183;h^-1。该方法具有装备简单、操作方便、膜通量大、乳液尺寸分布窄、分散性好等优点，可大规模应用于重油催化裂化过程的原料预处理中。

图1是膜乳化过程示意图^[15]。分散相在较小的压力作用下通过微孔膜的膜孔在膜表面形成微小的液滴。当液滴的直径达到某一值时，通过连续相在膜表面形成的剪切力将液滴从膜表面分离进入连续相。溶解在连续相里的乳化剂分子将吸附到液滴界面上，一方面降低表面张力，从而促进液滴从膜表面分离；另一方面还可以阻止液滴的聚并。

图1 膜乳化过程原理图

在膜乳化过程中，分散相压过膜孔，进入到沿膜表面流动的连续相中，而此表面即是液滴形成的地方，液滴在膜表面形成和分离依赖于各种过程参数（如过膜压差、膜表面连续相的剪切应力）、膜材料和微结构、表面活性剂。不同因素对该过程的影响主要表现在对乳液的粒径、粒径分布和分散相通量的影响上。

在给定的操作条件下，乳状液的液滴尺寸与膜孔尺寸线性相关，但其中比例系数的差别较大，范围在一般 2~10 之间，这主要是由于膜的类型及微结构上的差异造成的。若孔径分布足够窄，就可以得到单分散的乳滴；若有较大的孔存在，可能导致乳滴的双峰分布，膜的孔隙率也是影响该过程的重要因素。在膜分离过程中，较高的孔隙率意味着较高的膜通量，但在高孔隙率下，相邻孔间的距离减小，这就意味着乳滴在与膜表面分离前，聚并的可能性越大^[16]。

按材料分可将膜划分为有机和无机两大类。在膜乳化过程中，分散相经过膜孔在膜表面形成微小液滴，因此膜材料性质将对该过程产生直接的影响。无机膜中包括陶瓷膜^[17]、玻璃膜^[18]、不锈钢膜和有机高分子膜等不同材质的膜均被用于膜乳化过程的研究。一般的说未经改性的无机材料的表面能较高，多呈亲水性；而用高分子材料制成的膜大部分则呈疏水性。为减少分散相在膜表面的铺展而导致的聚并，要求膜表面不被分散相润湿，这就意味着亲水性的陶瓷膜和玻璃膜更适合制备 O/W 型乳液，疏水性膜适合制备 W/O 型乳液。Nakashima 等人通过研究发现，使用疏水性微孔玻璃膜制备水包油乳液，与亲水性微孔玻璃膜相比，制得的乳滴尺寸较大且为多分散体系。与高分子膜相比，陶瓷膜、SPG 膜(Shirus porous glass membrane)等无机膜由于具有较强的亲水性而被应用于 O/W 型乳液的制备。高分子膜因为具有较强的亲油性而被用于W/O型 乳状液的制备。通过表面改性，也可采用有机高分子膜制备 O/W 型乳液。为使非极性溶剂透过亲水性的超滤膜，必须对膜表面进行预处理。亲水性膜也可以通过膜表面化学改性的方法变为疏水性膜。

采用具有规整孔径的膜制备出单分散的O/W乳液，然后通过单体聚合或溶剂蒸发可制备出规整的高分子颗粒。磁性微胶囊和具有惰性基团的复合高分子颗粒也可采用该技术制备，制备颗粒的尺寸从几个微米到几百个微米不等。

在乳液的形成过程中，乳化剂起到两方面的作用。首先，降低了油、水间的界面张力，这便于液滴的破裂，对膜乳化过程而言，降低了临界乳化压力。Schrouml;der