Emulsio

Emulsiot sisältävät sekä hajallaan ja jatkuva vaihe, jossa raja vaiheiden välillä kutsutaan ”käyttöliittymä”. Emulsioilla on yleensä samea ulkonäkö, koska monet faasiliittymät hajottavat valoa sen kulkiessa emulsion läpi. Emulsiot näyttävät valkoisilta, kun kaikki valo hajaantuu tasaisesti. Jos emulsio laimennetaan tarpeeksi, korkea-taajuus (low-aallonpituus) valo on hajallaan, ja emulsio ilmestyy sinisempi – tämä on nimeltään ”Tyndall vaikutus”., Jos emulsio tiivistyy tarpeeksi, väri vääristyy kohti verrattain pidempiä aallonpituuksia ja näyttää keltaisemmalta. Tämä ilmiö on helposti havaittavissa, kun verrataan rasvaton maito, joka sisältää vähän rasvaa, kerma, joka sisältää paljon suurempi pitoisuus maidon rasvaa. Yksi esimerkki olisi veden ja öljyn seos.

Kaksi erityistä luokkaa emulsiot – microemulsions ja nanoemulsions, jossa pisaran koot alle 100 nm – näyttää läpikuultava., Tämä ominaisuus johtuu siitä, että valonsäteet ovat hajallaan pisarat vain, jos niiden koot enintään noin neljäsosa aallonpituus valon. Koska näkyvän spektrin valo koostuu aallonpituuksista välillä 390 ja 750 nanometriä (nm), jos pisaran koot emulsio on alle 100 nm, valo voi tunkeutua läpi emulsion ilman, että hajallaan. Ulkonäön samankaltaisuuden vuoksi läpikuultavat nanoemulsiot ja mikroemulsiot sekoitetaan usein toisiinsa., Toisin kuin läpikuultava nanoemulsions, jotka edellyttävät erikoistuneita laitteita tuotetaan, microemulsions ovat spontaanisti muodostunut ”liuentavat” öljy molekyylejä seoksella pinta -, co-pinta-ja co-liuottimia. Tarvittava pinta-aktiivisen aineen pitoisuus oli on, kuitenkin, monta kertaa suurempi kuin läpikuultava nanoemulsion, ja merkittävästi suurempi pitoisuus dispergoitu faasi. Monien pinta-aktiivisten aineiden aiheuttamien ei-toivottujen sivuvaikutusten vuoksi niiden esiintyminen on epäedullista tai kielteistä monissa sovelluksissa., Lisäksi mikroemulsion stabiilisuus vaarantuu usein helposti laimentamalla, kuumentamalla tai pH-arvoja muuttamalla.

yleiset emulsiot ovat luonnostaan epästabiileja, joten ne eivät yleensä muodostu itsestään. Emulsion muodostamiseen tarvitaan energiaa ravistamalla, sekoittamalla,homogenoimalla tai altistamalla ultraäänelle. Ajan myötä emulsiot pyrkivät palautumaan emulsiosta koostuvien vaiheiden vakaaseen tilaan., Esimerkkinä tästä on nähty erottaminen, öljy ja etikka osat salaatinkastike, epävakaa emulsio, joka nopeasti erottaa, ellei ravistellaan lähes jatkuvasti. Sääntöön on tärkeitä poikkeuksia – mikroemulsiot ovat termodynaamisesti stabiileja, kun taas läpikuultavat nanoemulsiot ovat kineettisesti stabiileja.

Onko emulsio öljyn ja veden muuttuu ”vesi-öljy” emulsio tai ”oil-in-water” emulsio riippuu tilavuusosuus molemmat vaiheet ja tyyppi emulgointiaine (pinta-aktiivinen aine) (ks Emulgointiaine, alla) esittää.,

InstabilityEdit

Emulsion stabiilisuus viittaa kykyyn emulsio vastustaa muuttaa sen ominaisuuksia ajan myötä. On olemassa neljä erilaista epävakaus emulsiot: flokkulointiin, kermaa/sedimentaatio, yhtyminen, ja Ostwald ripening. Flokkulaatio tapahtuu, kun pisaroiden välissä on houkutteleva voima, joten ne muodostavat flokkeja, kuten rypäleterttuja. Tämä prosessi voidaan haluta, jos sitä valvotaan sen laajuudessa, virittää emulsioiden fysikaalisia ominaisuuksia, kuten niiden virtauskäyttäytymistä., Yhtyminen tapahtuu, kun pisarat törmäävät toisiinsa ja muodostavat suuremman pisaran, joten keskimääräinen pisaran koko kasvaa ajan kuluessa. Emulsiot voivat myös tehdään valikoitumista, jossa pisaroita nousta huipulle emulsio vaikutuksen alaisena noste, tai vaikutuksen alaisena keskihakuinen voima indusoituu, kun linko on käytetty. Valikoitumista on yleinen ilmiö meijeri ja ei-meijeri juomat (eli maito, kahvi, maito, manteli maitoa, soijamaito) ja ei yleensä muutu pisaran koko., Sedimentaatio on creamingin päinvastainen ilmiö, ja sitä havaitaan tavallisesti öljyemulsioissa. Sedimentaatio tapahtuu, kun hajallaan vaihe on tiheämpi kuin jatkuva vaihe ja painovoima vetää tiheämpi kerääntyessä kohti pohja emulsio. Creamingin tavoin sedimentaatio noudattaa Stoken lakia.

sopiva ”pinta-aktiivinen aine” (tai ”pinta-aktiivinen”) voi lisätä liike-vakaus emulsio siten, että pisaroiden koko ei muutu merkittävästi ajan myötä., Emulsion stabiilisuutta, kuten suspensiota, voidaan tutkia Zeta-potentiaalin suhteen, mikä viittaa pisaroiden tai hiukkasten väliseen repulsioon. Jos pisaroiden koko ja hajonta ei muutu ajan myötä, sen sanotaan olevan vakaa. Esimerkiksi mono – ja diglyseridejä ja maitoproteiinia pinta-aktiivisena aineena sisältävät öljyemulsiot osoittivat, että stabiili öljyn pisaran koko 28 päivän ajan 25°C: ssa säilytettynä.,

Seuranta fyysinen stabilityEdit

vakaus emulsiot voidaan luonnehtia käyttäen tekniikoita, kuten valon sirontaa, keskittynyt palkki heijastuskyky mittaus -, sentrifugointi, ja reologian. Jokaisella menetelmällä on etuja ja haittoja.

Nopeuttaa menetelmiä säilyvyys predictionEdit

kineettinen prosessi epävakautta voi olla melko pitkä – jopa useita kuukausia, tai jopa vuosia joidenkin tuotteiden. Usein formulaattorin on nopeutettava tätä prosessia testatakseen tuotteita kohtuullisessa ajassa tuotesuunnittelun aikana., Termiset menetelmät ovat yleisimmin käytetty – nämä koostuvat kasvaa emulsio lämpötila nopeuttaa epävakautta (jos alle kriittinen lämpötila vaiheenkääntö tai kemiallinen hajoaminen). Lämpötila vaikuttaa viskositeetin lisäksi myös ionittomien pinta-aktiivisten aineiden interfasiaalijännitykseen tai laajemmin systeemin pisaroiden välisiin vuorovaikutuksiin. Emulsion säilyttäminen korkeissa lämpötiloissa mahdollistaa tuotteen realististen olosuhteiden simuloinnin (esim., putki aurinkovoidetta emulsio autossa kesähelteellä), mutta myös nopeuttaa epävakautta prosesseja jopa 200 kertaa.

voidaan käyttää myös mekaanisia kiihtyvyysmenetelmiä, kuten tärinää, sentrifugointia ja agitaatiota.

nämä menetelmät ovat lähes aina empiirisiä, ilman järkevää tieteellistä perustaa.