به طور کلی ، یک مرحله از امولسیون آب یا محلول آبی است که به آن فاز آبی گفته می شود. مرحله دیگر یک فاز آلی است که با آب غیر قابل نفوذ است و به مرحله روغن معروف است.

طبقه بندی 1 、

سه روش طبقه بندی:

1. طبقه بندی شده توسط منبع: محصولات طبیعی و محصولات مصنوعی ؛

2. طبقه بندی شده با وزن مولکولی: امولسیفایرهای وزن مولکولی کم (C10-C20) و امولسیفایرهای با وزن مولکولی بالا (هزاران C).

3. با توجه به اینکه آیا می تواند در محلول آبی یونیزه شود ، می توان آن را به نوع یونی (آنیون ها ، کاتیونها و آنیون ها و کاتیونها) و نوع غیر یونی تقسیم کرد.

این متداول ترین روش طبقه بندی است.

 

2 、 عملکرد و اصل امولسیفرها

عملکرد اصلی امولسیون کننده ها کاهش تنش سطح دو مایعات در حال امولسیون است. بنابراین ، هنگامی که از سورفاکتانت ها به عنوان امولسیفایر استفاده می شود ، یک انتهای جذب گروه آبگریز آنها بر روی سطح ذرات مایع نامحلول (مانند روغن) جذب می شود ، در حالی که گروه آبگریز به سمت آب گسترش می یابد. سورفاکتانت ها به طور جهت بر روی سطح ذرات مایع چیده شده اند تا یک فیلم جذب آبگریز (فیلم سطحی) تشکیل دهند ، به طوری که باعث کاهش جذابیت متقابل بین قطرات ، کاهش تنش سطح بین دو مرحله و ترویج پراکندگی متقابل برای تشکیل امولسیون می شوند.

غلظت سورفاکتانت تأثیر مستقیمی بر قدرت ماسک صورت سطحی دارد. با غلظت بالا ، بسیاری از مولکول های سورفاکتانت در رابط جذب می شوند و ماسک صورت رابط متراکم و قوی را تشکیل می دهند.

امولسیفایر های مختلف دارای اثرات امولسیون سازی متفاوتی هستند و میزان مورد نیاز برای دستیابی به اثر امولسیون بهینه نیز متفاوت است. به طور کلی ، هرچه نیروی مولکولی امولسیفایر که ماسک صورت مرزی را تشکیل می دهد ، قدرت فیلم بیشتر می شود و لوسیون پایدارتر می شود. در مقابل ، هر چه نیرو کوچکتر باشد ، قدرت فیلم پایین تر و امولسیون ناپایدار تر است.

هنگامی که مولکول های آلی قطبی مانند الکل چرب ، اسید چرب و آمین چرب در ماسک صورت وجود دارد ، قدرت غشای به طور قابل توجهی بهبود می یابد. این امر به این دلیل است که مولکول های امولسیفایر با مولکول های قطبی مانند الکل ، اسید و آمین در لایه جذب رابط در تعامل هستند تا یک مجموعه را تشکیل دهند ، که باعث افزایش قدرت ماسک صورت رابط می شود.

امولسیفایر متشکل از بیش از دو سورفاکتانت یک امولسیفایر مخلوط است. با توجه به تعامل شدید بین مولکول ها ، تنش سطحی به طور قابل توجهی کاهش می یابد ، میزان جذب امولسیفایر در رابط به طور قابل توجهی افزایش می یابد و چگالی و استحکام ماسک صورت بین سطحی تشکیل شده افزایش می یابد.

در حین تشکیل امولسیون ، تنش سطحی بین روغن و آب به دلیل مشارکت سورفاکتانت ها به شدت کاهش می یابد و به یک امولسیون پایدار تبدیل می شود. با این حال ، هنوز هم تنش بین سطحی و آب در امولسیون وجود دارد که به دلیل محدودیت CMC یا حلالیت نمی تواند به صفر برسد. بنابراین ، لوسیون یک سیستم ناپایدار ترمودینامیکی است.

تنش سطحی بین روغن و آب میکرو امولسیون به حدی کم است که نمی توان آن را اندازه گیری کرد. این یک سیستم پایدار ترمودینامیکی است. این امر عمدتاً با افزودن نوع دوم سورفاکتانت با خواص کاملاً متفاوت (مانند الکل های با اندازه متوسط ​​مانند پنتانول ، هگزانول و هپتانول ، معروف به سورفاکتانت ها) حاصل می شود ، که می تواند باعث کاهش بیشتر تنش بین سطحی به سطح بسیار کمی شود ، حتی در نتیجه مقادیر منفی فوری. این را می توان با معادله جذب گیبس برای سیستم های چند جزء توضیح داد.

 

3 、 نوع امولسیون

نوع

امولسیون مشترک ، یک فاز آب یا محلول آبی است و دیگری ماده آلی که با آب نامحلول است ، مانند گریس ، موم و غیره. امولسیون تشکیل شده توسط آب و روغن می تواند به سه نوع تقسیم شود:

(الف) روغن در نوع آب (O'W)
(ه) شیر مرکب (w/o/w)
(ب) روغن در نوع آب (w/o)

(1) امولسیون روغن/آب (0/W) ، روغن پراکنده در آب. روغن یک فاز پراکنده (فاز داخلی) است و آب یک فاز مداوم (فاز خارجی) در امولسیون آب است که می تواند با آب رقیق شود. مانند شیر ، شیر سویا و غیره

(2) امولسیون آب/روغن (W/0) ، آب پراکنده در روغن. آب یک فاز پراکنده (فاز داخلی) است و روغن یک فاز مداوم (فاز خارجی) آب در امولسیون روغن است. این نوع امولسیون را می توان با روغن رقیق کرد. مانند کره مصنوعی ، روغن خام و غیره

(3) امولسیون های شکل حلقه ای ، که با پراکندگی متناوب لایه های آب و روغن لایه بر روی لایه تشکیل شده است ، به طور عمده به دو شکل آمده است: روغن در آب و روغن در روغن 0/w/0 (یعنی فاز آب پراکنده به حالت تعلیق در فاز روغن و آب در آب و آب در آب/0/W (یعنی فاز روغن با قطره های آب پراکنده شده در قطره های آب مبهم).

 

روش بررسی نوع امولسیون

(1) روش رقیق سازی

امولسیون را با همان مایع فاز مداوم رقیق کنید. امولسیون محلول در آب از نوع روغن/آب است و امولسیون محلول در روغن نوع آب/روغن است.
به عنوان مثال ، شیر را می توان با آب رقیق کرد ، اما با روغن نباتی قابل جابجایی نیست. مشاهده می شود که شیر امولسیون O/W است.

(2) روش رسانا

هدایت آب و روغن بسیار متفاوت است و هدایت امولسیون روغن/آب صدها برابر بیشتر از آب/روغن است. بنابراین ، دو الکترود در امولسیون درج شده و نئون به صورت سری در حلقه وصل می شود و چراغ روغن/آب روشن است.

(3) روش رنگ آمیزی

2-3 قطره رنگهای مبتنی بر روغن یا آب را در لوله آزمایش اضافه کنید و نوع امولسیون را قضاوت کنید که براساس آن نوع رنگ می تواند فاز مداوم را به طور یکنواخت رنگ کند.

(4) روش مرطوب کننده کاغذ را فیلتر کنید

لوسیون را روی کاغذ فیلتر رها کنید. اگر مایع به سرعت گسترش یابد و یک قطره کوچک در مرکز باقی بماند ، لوسیون در آب است. اگر قطرات لوسیون گسترش نیافته ، روغن در نوع آب.

(5) روش انکسار نوری

از ضریب انکسار مختلف آب و روغن به نور برای شناسایی نوع امولسیون استفاده می شود. اگر امولسیون روغن در آب باشد ، ذرات نقش جمع آوری نوری را بازی می کنند و فقط طرح چپ ذرات را می توان با میکروسکوپ مشاهده کرد. اگر امولسیون آب در روغن باشد ، ذرات نقش آستیگماتیسم را بازی می کنند و فقط طرح مناسب ذرات را می توان با میکروسکوپ مشاهده کرد.

عوامل اصلی مؤثر بر نوع امولسیون

(1) حجم فاز:

نظریه حجم فاز توسط 0stwald از منظر هندسی پیشنهاد شده است. دیدگاه این است که با فرض اینکه مهره های مایع لوسیون به همان اندازه و حوزه های سفت و سخت هستند ، کسری از حجم فاز مهره های مایع فقط می تواند 74.02 ٪ از کل حجم را در هنگام بسته بندی متراکم به خود اختصاص دهد. اگر تعداد انتگرال حجم فاز مهره های مایع از 74.02 ٪ بیشتر باشد ، لوسیون تغییر شکل یا آسیب می بیند.

(الف) امولسیون بافته شده شمع غنی از قطرات یکنواخت
(ب) امولسیون انباشتگی قطره ای ناهموار
ج) قطرات مایع غیر کروی نیاز به انباشت و امولسیون (ناپایدار)

امولسیون نوع O/W را به عنوان نمونه در نظر بگیرید ، اگر تعداد انتگرال فاز روغن بیشتر از 74.02 ٪ باشد ، امولسیون فقط می تواند نوع w/0 را تشکیل دهد ، هنگامی که نوع O/I کمتر از 25.98 ٪ است ، و هنگامی که کسری 25.98 ٪ -74.02 ٪ باشد ، ممکن است نوع 0/W یا W0 را تشکیل دهد.

 

ساختار مولکولی و خواص امولسیفرها - تئوری گوه

نظریه گوه براساس ساختار مکانی امولسیفری ها برای تعیین نوع امولسیون است. نظریه گوه نشان می دهد که مناطق مقطعی گروههای آبگریز و آبگریز در امولسیفری ها برابر نیستند. مولکول های امولسیفرها به عنوان گوه ها مشاهده می شوند ، با یک انتهای بزرگتر و دیگری کوچکتر. انتهای کوچکتر امولسیفایر را می توان در سطح قطره مانند گوه قرار داد و به روش جهت دار در رابط روغن و آب ترتیب داد. انتهای قطبی آبگریز به فاز آبی گسترش می یابد ، در حالی که زنجیره هیدروکربن لیپوفیلیک به فاز روغن گسترش می یابد و در نتیجه باعث افزایش مقاومت بین سطحی می شود.

 

تأثیر مواد امولسیفایر بر نوع امولسیون

علاوه بر تأثیر عواملی مانند مواد ترکیب امولسیون و شرایط تشکیل امولسیون ، شرایط خارجی نیز بر نوع امولسیون تأثیر دارد. به عنوان مثال ، ماهیت آبگریز و لیپوفیلیک دیواره امولسیون قوی است ، و هنگامی که ماهیت آبگریز دیواره امولسیون قوی باشد ، امولسیون O/W به راحتی شکل می گیرد ، در حالی که امولسیون w/0 وقتی ماهیت لیپوفیلی دیواره امولسیون قوی است شکل می گیرد. دلیل این امر این است که مایع نیاز به حفظ لایه ای از فاز مداوم بر روی دیوار دارد ، به طوری که هنگام هم زدن به راحتی نمی توان در دانه های مایع پراکنده شد. شیشه در حالی که پلاستیک آبگریز است ، آبگریز است ، بنابراین اولی مستعد تشکیل امولسیون O/W است در حالی که دومی مستعد تشکیل امولسیون های w/0 است.

 

نظریه سرعت تجمع دو مرحله

نظریه سرعت همبستگی از تأثیر سرعت همبستگی دو نوع قطرات که امولسیون را بر روی امولسیون تشکیل می دهند شروع می شود و قاضی می کنند که سرعت همبستگی دو نوع قطرات بستگی به سرعت همبستگی دو نوع قطرات دارد که امولسیون ، کوسه و کشتن تقاضا را در هم می پوشند.

 

درجه حرارت

افزایش دما باعث کاهش درجه هیدراتاسیون گروههای آبگریز می شود و از این طریق آبگریز مولکول ها را کاهش می دهد. بنابراین ، امولسیون 0/W تشکیل شده در دماهای پایین ممکن است پس از گرم شدن به یک امولسیون W/0 تبدیل شود. این دمای انتقال دما است که در آن خواص آبگریز و لیپوفیلی سورفاکتانت به یک تعادل مناسب می رسد ، که به عنوان گودال دمای انتقال فاز شناخته می شود.

با این حال ، هنگامی که غلظت امولسیفایر به اندازه کافی بزرگ است برای غلبه بر تأثیر خاصیت مرطوب کننده مواد امولسیون کننده ، نوع امولسیون تشکیل شده فقط به ماهیت امولسیون کننده بستگی دارد و هیچ ارتباطی با آبگریز و لیپوفیلی دیواره عروق ندارد.