Генерално, једна фаза емулзије је вода или водени раствор, која се назива водена фаза; друга фаза је органска фаза која се не меша са водом, позната као уљна фаза.

1, Класификација

Три методе класификације:

1. Класификовано по извору: природни производи и синтетички производи;

2. Класификовани по молекулској тежини: емулгатори мале молекулске тежине (c10-c20) и емулгатори велике молекулске тежине (c хиљада);

3. Према томе да ли може да јонизује у воденом раствору, може се поделити на јонски тип (ањони, катјони и ањони и катјони) и нејонски тип.

Ово је најчешће коришћена метода класификације.

 

2, Функција и принцип емулгатора

Главна функција емулгатора је смањење површинске напетости две течности које се емулгују. Стога, када се сурфактанти користе као емулгатори, један крај њихове хидрофобне групе се адсорбује на површину нерастворљивих течних честица (као што је уље), док се хидрофилна група протеже према води. Сурфактанти су усмерено распоређени на површини течних честица како би формирали хидрофилни адсорпциони филм (међуповршински филм), како би смањили међусобно привлачење између капљица, смањили површинску напетост између две фазе и подстакли међусобну дисперзију да би се формирале емулзије.

Концентрација сурфактанта директно утиче на чврстоћу међуповршинске маске за лице. При високој концентрацији, многи молекули сурфактанта се адсорбују на међуповршини, формирајући густу и чврсту међуповршину маске за лице.

Различити емулгатори имају различите ефекте емулгирања, а количина потребна за постизање оптималног ефекта емулгирања такође варира. Генерално говорећи, што је већа молекуларна сила емулгатора који формира граничну маску за лице, већа је чврстоћа филма и стабилнија је лосион; напротив, што је мања сила, мања је чврстоћа филма и нестабилнија је емулзија.

Када маска за лице садржи поларне органске молекуле као што су масни алкохоли, масне киселине и масни амини, чврстоћа мембране се значајно побољшава. То је зато што молекули емулгатора интерагују са поларним молекулима као што су алкохол, киселина и амин у адсорпционом слоју на интерфејсу и формирају комплекс, што повећава чврстоћу маске за лице на интерфејсу.

Емулгатор састављен од више од два сурфактанта је мешовити емулгатор. Због јаке интеракције између молекула, међуповршинска напетост је значајно смањена, количина емулгатора адсорбованог на међуповршинској површини је значајно повећана, а густина и чврстоћа формиране међуповршинске маске лица су повећане.

Током формирања емулзије, међуповршинска напетост између уља и воде се значајно смањује због учешћа сурфактаната, и емулзија постаје стабилна. Међутим, у емулзији и даље постоји међуповршинска напетост уља и воде која не може достићи нулу због ограничења CMC-а или растворљивости. Стога је лосион термодинамички нестабилан систем.

Међуповршинска напетост између уља и воде микроемулзије је толико ниска да се не може измерити. То је термодинамички стабилан систем. То се углавном постиже додавањем друге врсте сурфактанта са потпуно другачијим својствима (као што су алкохоли средње величине као што су пентанол, хексанол и хептанол, познати као ко-сурфактанти), што може додатно смањити међуповршинску напетост на веома мали ниво, чак резултирајући тренутним негативним вредностима. Ово се може објаснити Гибсовом једначином адсорпције за вишекомпонентне системе.

 

3, Врста емулзије

Тип

Уобичајена емулзија, једна фаза је вода или водени раствор, а друга је органска материја која је нерастворљива у води, као што су маст, восак итд. Емулзије формиране водом и уљем могу се поделити на три врсте:

(а) Тип уља у води (O'W)
(e) Мешано млеко (в/у/в)
(б) Тип уља у води (В/У)

(1) Емулзија уље/вода (0/W), уље дисперговано у води. Уље је диспергована фаза (унутрашња фаза), а вода је континуирана фаза (спољна фаза) емулзија уље у води, која се може разблажити водом. Као што су млеко, сојино млеко итд.

(2) Емулзија вода/уље (W/0), вода диспергована у уљу. Вода је диспергована фаза (унутрашња фаза), а уље је континуирана фаза (спољна фаза) емулзије воде у уљу. Ова врста емулзије може се разблажити уљем. Као што су вештачки путер, сирова нафта итд.

(3) Емулзије прстенастог облика, формиране наизменичном дисперзијом водене и уљне фазе слој по слој, углавном се јављају у два облика: уље у води и уље у уљу 0/W/0 (тј. водена фаза са диспергованим капљицама уља суспендованим у уљној фази и вода у уљу и вода у води W/0/W (тј. уљна фаза са диспергованим капљицама воде суспендованим у воденој фази). Ова врста емулзије је ретка и генерално постоји у сировој нафти.

 

Метод провере типа емулзије

(1) Метод разблаживања

Разблажите емулзију истом течношћу као и континуирану фазу. Емулзија растворљива у води је типа уље/вода, а емулзија растворљива у уљу је типа вода/уље.
На пример, млеко се може разблажити водом, али се не може мешати са биљним уљем. Може се видети да је млеко емулзија уље/вода.

(2) Кондуктивна метода

Проводљивост воде и уља се значајно разликује, а проводљивост емулзије уље/вода је стотине пута већа од проводљивости емулзије вода/уље. Због тога се у емулзију убацују две електроде, а неон се повезује серијски у петљи, а лампица уље/вода светли.

(3) Метод бојења

Додајте 2-3 капи боја на бази уља или воде у епрувету и процените врсту емулзије према томе која врста боје може учинити континуирану фазу равномерно обојеном.

(4) Метода влажења филтер папира

Капните лосион на филтер папир. Ако течност може брзо да се шири и остане мала кап у средини, лосион је типа уље у води; ако се капљице лосиона не шире, онда је типа уље у води.

(5) Метод оптичке рефракције

Различити индекс преламања воде и уља у односу на светлост користи се за идентификацију врсте емулзије. Ако је емулзија уље у води, честице играју улогу сакупљања светлости и микроскопом се може видети само леви обрис честица; Ако је емулзија вода у уљу, честице играју улогу астигматизма и микроскопом се може видети само десни обрис честица;

Главни фактори који утичу на врсту емулзије

(1) Фазна запремина:

Теорију фазне запремине предложио је Оствалд из геометријске перспективе. Становиште је да, под претпоставком да су течне перлице лосиона исте величине и круте сфере, удео фазне запремине течних перлица може чинити само 74,02% укупне запремине када су најгушће упаковане. Ако је интегрални број фазне запремине течних перлица већи од 74,02%, лосион ће бити деформисан или оштећен.

(а) Уједначена емулзија богата капљицама тканог вола
(б) Неуједначена емулзија густог слагања капљица
(ц) Несферичне капљице течности захтевају слагање и емулзију (нестабилне)

Узмимо емулзију типа О/В као пример, ако је фазни интегрални број уља већи од 74,02%, емулзија може формирати само В/0 тип, када је О/и тип мањи од 25,98%, а када је удео 25,98% - 74,02%, може формирати или О/В или W0 тип.

 

Молекуларна структура и својства емулгатора - теорија клина

Теорија клина заснива се на просторној структури емулгатора како би се одредио тип емулзије. Теорија клина сугерише да површине попречног пресека хидрофилних и хидрофобних група у емулгаторима нису једнаке. Молекули емулгатора се посматрају као клинови, са једним већим, а другим мањим крајем. Мањи крај емулгатора може се уметнути у површину капљице попут клина и распоредити усмерено на граници уље-вода. Хидрофилни поларни крај се протеже у водену фазу, док се липофилни угљоводонични ланац протеже у уљану фазу, што резултира повећаном чврстоћом међуповршинске површине.

 

Утицај материјала емулгатора на тип емулзије

Поред утицаја фактора као што су материјали емулзионог састава и услови формирања емулзије, спољашњи услови такође утичу на врсту емулзије. На пример, хидрофилна и липофилна природа емулзионог зида је јака, а емулзија У/В се лако формира када је хидрофилна природа емулзионог зида јака, док се емулзија В/0 лако формира када је липофилна природа емулзионог зида јака. Разлог је тај што течност треба да одржи слој континуиране фазе на зиду, тако да се не може лако дисперговати у течне перле приликом мешања. Стакло је хидрофилно, док је пластика хидрофобна, па је прво склоно формирању емулзија У/В, док је друго склоно формирању емулзија В/0.

 

Теорија брзине агрегације две фазе

Теорија брзине коалесценције полази од утицаја брзине коалесценције две врсте капљица које чине емулзију на емулзију и претпоставља да брзина коалесценције две врсте капљица зависи од брзине коалесценције две врсте капљица када емулзија, ајкула и убијање заједно покривају потражњу.

 

Температура

Повећање температуре ће смањити степен хидратације хидрофилних група, чиме се смањује хидрофилност молекула. ​​Стога, 0/w емулзија формирана на ниским температурама може се трансформисати у W/0 емулзију загревањем. Ова температура прелаза је температура на којој хидрофилна и липофилна својства сурфактанта достижу одговарајућу равнотежу, позната као температура фазног прелаза PIT.

Међутим, када је концентрација емулгатора довољно велика да превазиђе утицај својства влажења емулгаторског материјала, врста формиране емулзије зависи само од природе самог емулгатора и нема никакве везе са хидрофилношћу и липофилношћу зида крвног суда.