Uwaga 1: definicja jest oparta na definicji w ref.
Uwaga 2: krople mogą być amorficzne, ciekłokrystaliczne lub dowolna ich mieszanina
.
Uwaga 3: średnice kropelek tworzących fazę rozproszoną
zwykle wahają się od około 10 nm do 100 µm; tzn. kropelki
mogą przekraczać zwykłe granice wielkości dla cząstek koloidalnych.,
Uwaga 4: emulsję określa się emulsją olej/woda (o/w), jeśli
Faza rozproszona jest materiałem organicznym, a faza ciągła jest
wodą lub roztworem wodnym i jest określana jako woda/olej (w / o), jeśli Faza rozproszona jest wodą lub roztworem wodnym, a faza ciągła jest
cieczą organiczną („olej”).
Uwaga 5: emulsja w/O jest czasami nazywana emulsją odwrotną.
określenie „Emulsja odwrotna” jest mylące, sugerując błędnie, że
emulsja ma właściwości przeciwne do właściwości emulsji.
jego stosowanie nie jest zatem zalecane.,
emulsje zawierają zarówno fazę rozproszoną, jak i ciągłą, z granicą między fazami zwaną „interfejsem”. Emulsje mają zwykle mętny wygląd, ponieważ wiele interfejsów fazowych rozprasza światło, gdy przechodzi przez emulsję. Emulsje pojawiają się na biało, gdy całe światło jest równomiernie rozproszone. Jeśli emulsja jest wystarczająco rozcieńczona, światło o wyższej częstotliwości (o niskiej długości fali) będzie rozproszone więcej, a emulsja będzie wyglądać bardziej niebiesko – nazywa się to”efektem Tyndalla”., Jeśli emulsja jest wystarczająco skoncentrowana, kolor zostanie zniekształcony w kierunku stosunkowo dłuższych fal i będzie wyglądał bardziej żółto. Zjawisko to można łatwo zaobserwować porównując mleko odtłuszczone, które zawiera mało tłuszczu, do śmietany, która zawiera znacznie wyższe stężenie tłuszczu mleka. Przykładem może być mieszanina wody i oleju.
dwie specjalne klasy emulsji – mikroemulsje i nanoemulsje, o rozmiarach kropli poniżej 100 nm – wydają się półprzezroczyste., Ta właściwość wynika z faktu, że fale świetlne są rozpraszane przez krople tylko wtedy, gdy ich rozmiary przekraczają około jednej czwartej długości fali padającego światła. Ponieważ widzialne widmo światła składa się z długości fal od 390 do 750 nanometrów (nm), jeśli rozmiary kropel w emulsji są poniżej około 100 nm, światło może przenikać przez emulsję bez rozpraszania. Ze względu na podobieństwo wyglądu, półprzezroczyste nanoemulsje i mikroemulsje są często mylone., W przeciwieństwie do półprzezroczystych nanoemulsji, które wymagają specjalistycznego sprzętu, mikroemulsje powstają spontanicznie przez „solubilizację” cząsteczek oleju z mieszaniną środków powierzchniowo czynnych, współpowierzchniowych i współpowierzchniowych. Wymagane stężenie środka powierzchniowo czynnego w mikroemulsji jest jednak kilkakrotnie wyższe niż w półprzezroczystej nanoemulsji i znacznie przekracza stężenie fazy rozproszonej. Ze względu na wiele niepożądanych skutków ubocznych spowodowanych przez środki powierzchniowo czynne, ich obecność jest niekorzystna lub wygórowana w wielu zastosowaniach., Ponadto stabilność mikroemulsji jest często łatwo zagrożona przez rozcieńczenie, ogrzewanie lub zmianę poziomu pH.
powszechne emulsje są z natury niestabilne i dlatego nie mają tendencji do tworzenia się spontanicznie. Wejście energii – poprzez wstrząsanie, mieszanie, homogenizacji lub ekspozycji na ultradźwięki mocy-jest potrzebne do utworzenia emulsji. Z biegiem czasu emulsje mają tendencję do powrotu do stabilnego stanu faz składających się na emulsję., Przykładem tego jest oddzielenie oleju i octu składników vinaigrette, niestabilnej emulsji, która szybko się oddzieli, chyba że wstrząśnięty prawie w sposób ciągły. Istnieją ważne wyjątki od tej zasady-mikroemulsje są stabilne termodynamicznie, podczas gdy półprzezroczyste nanoemulsje są stabilne kinetycznie.
to, czy emulsja oleju i wody zamienia się w emulsję „woda w oleju” lub emulsję „olej w wodzie”, zależy od frakcji objętościowej obu faz i rodzaju emulgatora (środka powierzchniowo czynnego) (Patrz emulgator, poniżej).,
Stabilnośćedit
stabilność emulsji odnosi się do zdolności emulsji do odporności na zmiany jej właściwości w czasie. Istnieją cztery rodzaje niestabilności w emulsjach: flokulacja, kremowanie/sedymentacja, koalescencja i dojrzewanie Ostwalda. Flokulacja występuje, gdy między kropelkami występuje siła przyciągająca, więc tworzą one kłosy, jak pęczki winogron. Proces ten może być pożądany, jeśli jest kontrolowany w jego zakresie, w celu dostrojenia właściwości fizycznych emulsji, takich jak ich zachowanie przepływu., Koalescencja występuje, gdy krople wpadają na siebie i łączą się, tworząc większą kroplę, więc średni rozmiar kropli zwiększa się w czasie. Emulsje mogą również ulegać kremowaniu, w którym kropelki unoszą się do górnej części emulsji pod wpływem wyporu lub pod wpływem siły dośrodkowej wywołanej przy użyciu wirówki. Kremowanie jest powszechnym zjawiskiem w napojach mlecznych i innych niż mleczne (tj. mleko, mleko kawowe, mleko migdałowe, mleko sojowe)i zwykle nie zmienia wielkości kropli., Sedymentacja jest odwrotnym zjawiskiem kremowania i zwykle obserwowanym w emulsjach woda w oleju. Sedymentacja ma miejsce, gdy faza rozproszona jest gęstsza niż Faza ciągła, a siły grawitacyjne przyciągają gęstsze globule w kierunku dna emulsji. Podobnie jak kremacja, sedymentacja przebiega zgodnie z Prawem Stoke ' a.
odpowiedni „środek powierzchniowo czynny” (lub „środek powierzchniowo czynny”) może zwiększyć stabilność kinetyczną emulsji, tak aby wielkość kropelek nie zmieniała się znacząco w czasie., Stabilność emulsji, podobnie jak zawiesiny, może być badana pod kątem potencjału zeta, co wskazuje na odpychanie między kropelkami lub cząstkami. Jeśli rozmiar i dyspersja kropelek nie zmienia się w czasie, mówi się, że jest stabilny. Na przykład emulsje olej w wodzie zawierające mono-i diglicerydy oraz białko mleka jako środek powierzchniowo czynny wykazały, że stabilna wielkość kropli oleju w ciągu 28 dni przechowywania w temperaturze 25°C.,
monitorowanie stabilności fizycznejedytuj
stabilność emulsji można scharakteryzować za pomocą technik takich jak rozpraszanie światła, pomiar współczynnika odbicia wiązki, odwirowanie i reologia. Każda metoda ma zalety i wady.
metody przyspieszające przewidywanie trwałości
kinetyczny proces destabilizacji może być dość długi – do kilku miesięcy, a nawet lat dla niektórych produktów. Często formulator musi przyspieszyć ten proces, aby przetestować produkty w rozsądnym czasie podczas projektowania produktu., Najczęściej stosowane są metody termiczne – polegają one na podwyższeniu temperatury emulsji w celu przyspieszenia destabilizacji (jeśli temperatura jest niższa od temperatury krytycznej dla inwersji faz lub degradacji chemicznej). Temperatura wpływa nie tylko na lepkość, ale także na napięcie międzyfazowe w przypadku niejonowych środków powierzchniowo czynnych lub, w szerszym zakresie, na interakcje między kropelkami w systemie. Przechowywanie emulsji w wysokich temperaturach umożliwia symulację realistycznych warunków dla produktu (np.,, tubka emulsji przeciwsłonecznej w samochodzie w letnim upale), ale także przyspiesza procesy destabilizacji nawet 200 razy.
można również stosować mechaniczne metody przyspieszania, w tym wibracje, odwirowanie i mieszanie.
metody te są prawie zawsze empiryczne, bez solidnych podstaw naukowych.