Агрегативная устойчивость эмульсии и механизм эмульгирования

Свойства эмульсий

По свойствам, главным образом по агрегативной устойчивости, то есть способности дисперсной фазы как можно дольше сохранять равномерное распределение в дисперсионной среде, эмульсии могут быть разделены на две группы – разбавленные и концентрированные.

В разбавленных эмульсиях объемная концентрация дисперсной фазы (масло или вода) не превышает 0,1%. Установлено, что в разбавленных эмульсиях достаточным фактором стабилизации является электрический заряд взвешенных частичек, т. е. разбавленные эмульсии ведут себя как золи гидрофобных коллоидов.

Эмульсии, применяемые для медицинских целей, относятся к концентрированным эмульсиям, в которых количество дисперсной фазы обычно более 5%. В системах этого рода условия стабилизации во многом отличаются от коллоидных растворов.

Отличия концентрированных эмульсий от разбавленных:

1. Если смешать равные объемы растительного масла и воды, то шансы диспергирования масла в воде, с одной стороны, и воды в масле – с другой, теоретически примерно одинаковы, так что одновременно получаются оба типа эмульсий – М/В и В/М. Такое состояние будет сохраняться и в случае незначительного преобладания одной фазы над другой.

2. Концентрированные эмульсии, образованные двумя чистыми жидкостями, являются абсолютно неустойчивыми системами и тотчас же расслаиваются, как только прекратится диспергирование. Для стабилизации таких систем необходимо введение третьего компонента, который тем или иным путем затруднял бы коалесценцию дисперсной фазы. Такие вещества, которые препятствуют слиянию шариков дисперсной фазы, иначе говоря, способные превратить неустойчивую эмульсию в устойчивую, содействующие эмульгированию, называют эмульгаторами.

Эмульгаторы, действуют специфично, т. е. одни стабитизируют эмульсии типа М/В, другие – В/М. При наличии активного эмульгатора возможно изготовление предельно концентрированных эмульсий.

Задача приготовления агрегативно устойчивых эмульсий сводится в основном к подысканию наиболее эффективного эмульгатора для данного сочетания компонентов.

Сохранить агрегативную устойчивость эмульсии можно с помощью веществ, способных адсорбироваться на поверхности раздела фаз, снижая избыток межфазной поверхностной энергии. Такие вещества называются поверхностно-активными (ПАВ).

Поверхностно-активные эмульгаторы по мере понижения межфазной поверхностной энергий накапливаются на поверхности раздела. Результатом подобной концентрации является образование адсорбционной пленки из эмульгатора, прочно облегающей всю дисперсную фазу.

Действие эмульгатора заключается в придании гидрофобной системе гидрофильных свойств.

Таким образом, для получения устойчивых эмульсий типа М/В необходимы гидрофильные эмульгаторы, хорошо растворимые в воде, образующие на капельках масла прочную структурированную оболочку (рис. 2а).

Эмульсии типа В/М стабилизируются олеофильными эмульгаторами, растворимыми в маслах (рис. 2б).

Размер капелек дисперсной фазы зависит от величины снижения поверхностного натяжения на границе раздела фаз и величины энергии, затраченной на измельчение частиц дисперсной фазы. Особенно большую устойчивость эмульсии получают в результате гомогенизации, т. е. при дополнительном энергичном механическом воздействии на готовую эмульсию. При гомогенизации не только повышается дисперсность эмульсии; последняя становится монодисперсной, что значительно повышает ее устойчивость.

Рис. 2. Получение эмульсий типа М/В и В/М.

Со временем в эмульсиях происходят процессы, ведущие к нарушению их гомогенности.

Весьма важно для устойчивости эмульсий, чтобы вводилось достаточное количество эмульгатора. Необходимо, чтобы для каждого вида эмульгатора и масла были известны их оптимальные количества, которые, во-первых, обеспечивали бы необходимую степень дисперсности эмульсии и, во-вторых, устойчивость на время пользования ею.

Дата добавления: 2014-01-04