Generalment, una fase d’emulsió és l’aigua o la solució aquosa, que s’anomena fase aquosa; L’altra fase és una fase orgànica que és immiscible amb l’aigua, coneguda com a fase de petroli.

1 、 Classificació

Tres mètodes de classificació:

1. Classificat per font: productes naturals i productes sintètics;

2. Classificats per pes molecular: emulsionants de baix pes molecular (C10-C20) i emulsionants d’alt pes molecular (C milers);

3. Segons si es pot ionitzar en solució aquosa, es pot dividir en tipus iònic (anions, cations i anions i cations) i tipus no iònic.

Aquest és el mètode de classificació més utilitzat.

 

2 、 La funció i el principi dels emulsionants

La funció principal dels emulsionants és reduir la tensió superficial dels dos líquids emulsionats. Per tant, quan els tensioactius s’utilitzen com a emulsionants, un extrem del seu grup hidrofòbic s’adsorbeix a la superfície de partícules líquides insolubles (com l’oli), mentre que el grup hidròfil s’estén cap a l’aigua. Els tensioactius estan ordenats de manera directa a la superfície de partícules líquides per formar una pel·lícula d’adsorció hidrofílica (pel·lícula interfacial), de manera que es redueixi l’atracció mútua entre gotetes, redueix la tensió superficial entre dues fases i promou la dispersió mútua per formar emulsions.

La concentració de tensioactiu té un impacte directe en la força de la màscara facial interfacial. Amb una alta concentració, hi ha moltes molècules tensioactives adsorbides a la interfície, formant una màscara facial densa i forta interfície.

Els diferents emulsionants tenen efectes d’emulsificació diferents i la quantitat necessària per aconseguir l’efecte d’emulsificació òptim també varia. En general, com més gran sigui la força molecular de l’emulsionant que forma la màscara facial del límit, més gran és la força de la pel·lícula i més estable la loció; Al contrari, com més petita sigui la força, més baixa la força de la pel·lícula i més inestable és l’emulsió.

Quan hi ha molècules orgàniques polars com l’alcohol gras, l’àcid gras i l’amina grasa a la màscara facial, la força de la membrana es millora significativament. Això es deu al fet que les molècules emulsionants interaccionen amb molècules polars com l’alcohol, l’àcid i l’amina a la capa d’adsorció de la interfície per formar un complex, cosa que augmenta la força de la màscara facial de la interfície.

L’emulsionant compost per més de dos tensioactius és un emulsionant mixt. A causa de la forta interacció entre molècules, la tensió interfacial es redueix significativament, la quantitat d’emulsionador adsorbit a la interfície augmenta significativament i s’incrementa la densitat i la força de la màscara facial interfacial formada.

Durant la formació d’emulsió, la tensió interfacial entre el petroli i l’aigua es redueix molt a causa de la participació de tensioactius i es converteix en una emulsió estable. Tot i això, encara hi ha una tensió interfacial de petroli en emulsió que no pot arribar a zero a causa de les restriccions de CMC o de solubilitat. Per tant, la loció és un sistema inestable termodinàmic.

La tensió interfacial entre el petroli i l’aigua de la micro emulsió és tan baixa que no es pot mesurar. És un sistema estable termodinàmic. Això s’aconsegueix principalment afegint un segon tipus de tensioactiu amb propietats completament diferents (com ara alcohols de mida moderadament com el pentanol, l’hexanol i l’heptanol, coneguts com a tensioactius de CO), cosa que pot reduir encara més la tensió interfacial a un nivell molt reduït, fins i tot donant lloc a valors negatius instantanis. Això es pot explicar per l’equació d’adsorció de Gibbs per a sistemes multi-components.

 

3 、 Tipus d’emulsió

Tipus

L’emulsió comuna, una fase és l’aigua o la solució aquosa, i l’altra és una matèria orgànica insoluble amb aigua, com ara greix, cera, etc. L’emulsió formada per aigua i l’oli es pot dividir en tres tipus:

(a) Oil en tipus d'aigua (O'W)
(e) llet composta (w/o/w)
(b) oli en tipus d'aigua (w/o)

(1) Emulsió de petroli/aigua (0/W), oli dispersa en aigua. L’oli és una fase dispersa (fase interna), i l’aigua és una fase contínua (fase externa) d’oli en l’emulsió d’aigua, que es pot diluir amb aigua. Com ara llet, llet de soja, etc.

(2) Aigua/oli (w/0) Emulsió, aigua dispersa en oli. L’aigua és una fase dispersa (fase interna) i l’oli és una fase contínua (fase externa) d’aigua en l’emulsió d’oli. Aquest tipus d’emulsió es pot diluir amb oli. Com ara mantega artificial, cru, etc.

(3) Les emulsions en forma d’anells, formades per dispersió alternativa d’aigua i fases de petroli per capa, es presenten principalment de dues formes: el petroli en aigua i l’oli en oli 0/p/0 (és a dir, la fase d’aigua amb gotes d’oli disperses suspeses en fase d’oli i aigua en oli i aigua en aigua w/0/w (IE en fase d’oli amb gotes disperses aigua dispersa en fase d’aigua suspesa en fase d’aigua). cru.

 

Mètode per comprovar el tipus d'emulsió

(1) Mètode de dilució

Diluir l’emulsió amb el mateix líquid que la fase contínua. L’emulsió soluble en aigua és tipus d’oli/aigua i l’emulsió soluble d’oli és d’aigua/oli.
Per exemple, la llet es pot diluir per aigua, però no pot ser miscible amb oli vegetal. Es pot veure que la llet és una emulsió o/w.

(2) Mètode conductiu

La conductivitat de l’aigua i l’oli difereix molt, i la conductivitat de l’emulsió d’oli/aigua és centenars de vegades més gran que la de l’aigua/oli. Per tant, dos elèctrodes s’insereixen a l’emulsió i el neó està connectat en sèrie al bucle i la llum d’oli/aigua està encesa.

(3) Mètode de tinció

Afegiu 2-3 gotes de colorants a base d’oli o a base d’aigua al tub d’assaig i jutgeu el tipus d’emulsió segons el tipus de colorant pot fer que la fase contínua sigui uniformement de color.

(4) Filtre el mètode de humectació del paper

Deixeu caure la loció al paper del filtre. Si el líquid es pot expandir ràpidament i es deixa una petita gota al centre, la loció és de petroli en aigua; Si les caigudes de la loció no s’expandeixen, l’oli en tipus d’aigua.

(5) Mètode de refracció òptica

El diferent índex de refracció d’aigua i oli a la llum s’utilitza per identificar el tipus d’emulsió. Si l’emulsió és oli a l’aigua, les partícules tenen un paper de recollida de llum i només es pot veure el contorn esquerre de les partícules amb un microscopi; Si l’emulsió és aigua en oli, les partícules tenen el paper de l’astigmatisme i només es pot veure el contorn dret de les partícules amb un microscopi;

Els principals factors que afecten el tipus d’emulsió

(1) Volum de fase:

La teoria del volum de fase va ser proposada per 0stwald des d'una perspectiva geomètrica. El punt de vista és que suposant que les perles líquides de la loció siguin de la mateixa mida i esferes rígides, la fracció de volum de fase de les perles líquides només pot representar el 74,02% del volum total quan estan més densament envasades. Si el nombre integral del volum de fase de les perles líquides és superior al 74,02%, la loció es deformarà o es danyarà.

(a) Emulsió teixida rica en gotes uniformes
(b) Emulsió densa densa de gotes desiguals
(c) Les gotes líquides no esfèriques requereixen apilament i emulsió (inestables)

Prenguem com a exemple l’emulsió del tipus O/W com a exemple, si el nombre integral de fase d’oli és superior al 74,02%, l’emulsió només pot formar el tipus w/0, quan el tipus O/I és inferior al 25,98%i quan la fracció és del 25,98%-74,02%, pot formar un tipus 0/w o w0.

 

Estructura molecular i propietats dels emulsionants - Teoria de la falca

La teoria de les falques es basa en l'estructura espacial dels emulsionants per determinar el tipus d'emulsió. La teoria de les falques suggereix que les àrees transversals dels grups hidròfils i hidrofòbics en emulsionants no són iguals. Les molècules dels emulsionants es veuen com a falques, amb un extrem més gran i l’altre més petit. L’extrem menor de l’emulsionant es pot inserir a la superfície de la goteta com una falca i disposat de manera direccional a la interfície d’oli-aigua. L’extrem polar hidròfil s’estén a la fase aquosa, mentre que la cadena hidrocarburs lipofílica s’estén a la fase d’oli, donant lloc a una major resistència interfacial.

 

Influència del material emulsionant sobre el tipus d'emulsió

A més de la influència de factors com els materials de composició d’emulsió i les condicions de formació d’emulsió, les condicions externes també tenen un impacte en el tipus d’emulsió. Per exemple, la naturalesa hidrofílica i lipofílica de la paret de l’emulsió és forta, i l’emulsió O/W és fàcil de formar quan la naturalesa hidròfil de la paret de l’emulsió és forta, mentre que l’emulsió W/0 és fàcil de formar quan la naturalesa lipofílica de la paret d’emulsió és forta. El motiu és que el líquid ha de mantenir una capa de fase contínua a la paret, de manera que no sigui fàcil dispersar -se en perles líquides quan remeni. El vidre és hidròfil mentre que el plàstic és hidrofòbic, de manera que el primer és propens a formar emulsions o/w mentre que el segon és propens a formar emulsions amb 0.

 

Teoria de la velocitat de l’agregació de dues fases

La teoria de la velocitat de la coalescència comença des de la influència de la velocitat de coalescència dels dos tipus de gotetes que formen l’emulsió a l’emulsió i jutja que la velocitat de coalescència dels dos tipus de gotes depèn de la velocitat de coalescència dels dos tipus de gotetes quan l’emulsió, el tauró i mata junts cobreixen la demanda.

 

Temperatura

Un augment de la temperatura baixarà el grau d’hidratació de grups hidròfils, reduint així la hidrofilicitat de les molècules. Per tant, l'emulsió 0/w formada a temperatures baixes pot transformar -se en una emulsió W/0 en escalfar -se. Aquesta temperatura de transició és la temperatura a la qual les propietats hidrofíliques i lipofiliques del tensioactiu arriben a un equilibri adequat, conegut com a fossa de temperatura de transició de fase.

Tanmateix, quan la concentració d’emulsionant és prou gran com per superar la influència de la propietat humida del material emulsionant, el tipus d’emulsió format només depèn de la naturalesa del propi emulsionant i no té res a veure amb la hidrofilicitat i la lipofilicitat de la paret del vas.