Әдетте эмульсияның бір фазасы су немесе сулы ерітінді болып табылады, ол сулы фаза деп аталады; Басқа фаза - май фазасы деп аталатын сумен араласпайтын органикалық фаза.

1, Жіктелуі

Үш жіктеу әдісі:

1. Дереккөздері бойынша жіктеледі: табиғи өнімдер және синтетикалық өнімдер;

2. Молекулалық массасы бойынша жіктеледі: төмен молекулалы эмульгаторлар (c10-c20) және жоғары молекулалық эмульгаторлар (c мың);

3. Сулы ерітіндіде иондалу мүмкіндігіне қарай иондық типке (аниондар, катиондар және аниондар мен катиондар) және иондық емес типке бөлінеді.

Бұл классификацияның ең жиі қолданылатын әдісі.

 

2、 Эмульгаторлардың қызметі мен принципі

Эмульгаторлардың негізгі қызметі эмульгацияланатын екі сұйықтықтың беттік керілуін азайту болып табылады. Сондықтан беттік белсенді заттарды эмульгаторлар ретінде пайдаланған кезде олардың гидрофобты тобының бір ұшы ерімейтін сұйық бөлшектердің (мысалы, мұнай) бетіне адсорбцияланады, ал гидрофильді топ суға қарай созылады. Беттік-белсенді заттар сұйық бөлшектердің бетінде гидрофильді адсорбциялық қабықша (фазааралық қабықша) түзу үшін бағытталған түрде орналасады, осылайша тамшылар арасындағы өзара тартылысты азайтады, екі фаза арасындағы беттік керілуді азайтады және эмульсиялар түзу үшін өзара дисперсияға ықпал етеді.

Беттік белсенді заттың концентрациясы бет аралық бет маскасының беріктігіне тікелей әсер етеді. Жоғары концентрацияда беттік белсенді заттың көптеген молекулалары интерфейсте адсорбцияланып, тығыз және күшті интерфейстік бет маскасын құрайды.

Әртүрлі эмульгаторлар әртүрлі эмульгациялық әсерге ие және оңтайлы эмульгаторлық әсерге жету үшін қажетті мөлшер де өзгереді. Жалпы айтқанда, шекаралық бет маскасын құрайтын эмульгатордың молекулалық күші неғұрлым көп болса, пленка күші соғұрлым жоғары болады және лосьон соғұрлым тұрақты болады; Керісінше, күш неғұрлым аз болса, соғұрлым пленка беріктігі төмендейді, эмульсия соғұрлым тұрақсыз болады.

Бет маскасында майлы спирт, май қышқылы және майлы амин сияқты полярлы органикалық молекулалар болған кезде, мембрананың беріктігі айтарлықтай жақсарады. Себебі эмульгатор молекулалары интерфейстік адсорбциялық қабаттағы спирт, қышқыл және амин сияқты полярлы молекулалармен әрекеттесіп, комплекс түзеді, бұл интерфейс бет маскасының беріктігін арттырады.

Екіден астам беттік белсенді заттардан тұратын эмульгатор аралас эмульгатор болып табылады. Молекулалар арасындағы күшті әсерлесудің арқасында фазааралық керілу айтарлықтай төмендейді, интерфейсте адсорбцияланған эмульгатордың мөлшері айтарлықтай артады, ал қалыптасқан бет аралық масканың тығыздығы мен беріктігі артады.

Эмульсия түзілу кезінде беттік белсенді заттардың қатысуы есебінен мұнай мен су арасындағы фазааралық керілу айтарлықтай төмендейді және ол тұрақты эмульсияға айналады. Дегенмен, эмульсияда CMC немесе ерігіштік шектеулеріне байланысты нөлге жете алмайтын мұнай-су аралық керілу бар. Сондықтан лосьон термодинамикалық тұрақсыз жүйе болып табылады.

Микроэмульсияның майы мен суы арасындағы фазааралық керілу соншалықты төмен, оны өлшеу мүмкін емес. Бұл термодинамикалық тұрақты жүйе. Бұған негізінен мүлдем басқа қасиеттері бар (мысалы, пентанол, гексанол және гептанол сияқты орташа өлшемді спирттер, бірлескен беттік белсенді заттар ретінде белгілі) екінші типті беттік белсенді затты қосу арқылы қол жеткізіледі, бұл одан әрі фазааралық кернеуді өте аз деңгейге дейін төмендетуі мүмкін, тіпті лезде теріс мәндерге әкеледі. Мұны Гиббстің көп компонентті жүйелер үшін адсорбциялық теңдеуімен түсіндіруге болады.

 

3、Эмульсия түрі

Түр

Кәдімгі эмульсия , бір фазасы су немесе сулы ерітінді, ал екіншісі сумен ерімейтін органикалық заттар, мысалы, май, балауыз, т.б. су мен мұнайдан түзілетін эмульсияны үш түрге бөлуге болады:

(а) Судағы мұнай (O'W)
(e) Құрама сүт (W/O/W)
(b) Су түріндегі мұнай (W/O)

(1) Май/су (0/Вт) эмульсия, суда дисперсті мұнай. Мұнай дисперсті фаза (ішкі фаза), ал су су эмульсиясындағы үздіксіз фазалық (сыртқы фаза) май, оны сумен сұйылтуға болады. Мысалы, сүт, соя сүті және т.б.

(2) Су/май (Вт/0) эмульсиясы, мұнайда дисперсті су. Су – дисперсті фаза (ішкі фаза), ал мұнай – мұнай эмульсиясындағы судың үздіксіз фазасы (сыртқы фазасы). Мұндай эмульсияны маймен сұйылтуға болады. Мысалы, жасанды май, шикі май және т.б.

(3) Судың және мұнай фазаларының қабат-қабат дисперсиясынан түзілетін сақиналы эмульсиялар негізінен екі түрде болады: судағы май және мұнайдағы мұнай 0/Вт/0 (яғни, мұнай фазасында суспензияланған дисперсті май тамшылары бар су фазасы және мұнайдағы су және судағы Вт/0/Вт (яғни, дисперсті су тамшылары бар мұнай фазасы және әдетте мұндай эмульсиялар сирек кездеседі). шикі мұнай.

 

Эмульсия түрін тексеру әдісі

(1) Сұйылту әдісі

Эмульсияны үздіксіз фазамен бірдей сұйықтықпен сұйылтыңыз. Суда еритін эмульсия май/су түрі, ал майда еритін эмульсия су/май түрі.
Мысалы, сүтті сумен сұйылтуға болады, бірақ өсімдік майымен араластыруға болмайды. Сүттің O/W эмульсиясы екенін көруге болады.

(2) Өткізгіштік әдіс

Су мен мұнайдың өткізгіштігі айтарлықтай ерекшеленеді, ал мұнай/су эмульсиясының өткізгіштігі су/майдан жүздеген есе үлкен. Сондықтан эмульсияға екі электрод салынып, контурда неон тізбектей жалғанып, май/су шамы жанып тұрады.

(3) Бояу әдісі

Пробиркаға 2-3 тамшы май немесе су негізіндегі бояғыштарды қосып, эмульсия түрін қандай бояғыш түріне қарай үздіксіз фазаны біркелкі бояй алатынын бағалаңыз.

(4) Сүзгі қағазын сулау әдісі

Лосьонды сүзгі қағазына тамызыңыз. Егер сұйықтық тез кеңеюі мүмкін болса және орталықта кішкене тамшы қалса, лосьон судағы май; егер лосьон тамшылары кеңеймесе, су түріндегі май.

(5) Оптикалық сыну әдісі

Эмульсия түрін анықтау үшін су мен мұнайдың жарыққа әртүрлі сыну көрсеткіші қолданылады. Егер эмульсия судағы май болса, онда бөлшектер жарық жинаушы рөл атқарады және микроскоппен бөлшектердің сол жақ контурын ғана көруге болады; Егер эмульсия мұнайдағы су болса, онда бөлшектер астигматизм рөлін атқарады және микроскоппен бөлшектердің дұрыс сұлбасын ғана көруге болады;

Эмульсия түріне әсер ететін негізгі факторлар

(1) Фаза көлемі:

Фазалық көлем теориясын геометриялық тұрғыдан 0ствальд ұсынған. Көзқарас мынада, лосьонның сұйық түйіршіктері бірдей өлшемді және қатты шарлар деп есептесек, сұйық моншақтардың фазалық көлемдік үлесі олар ең тығыз оралған кезде жалпы көлемнің 74,02% ғана құра алады. Сұйық түйіршіктердің фазалық көлемінің интегралдық саны 74,02%-дан жоғары болса, лосьон деформацияланады немесе зақымдалады.

(a) Біркелкі тамшыға бай қадалы тоқылған эмульсия
(b) біркелкі емес тамшы тығыз қабаттасатын эмульсия
(c) Сфералық емес сұйықтық тамшылары қабаттасу мен эмульсияны қажет етеді (тұрақсыз)

Мысал ретінде O/W типті эмульсияны алайық, егер майдың фазалық интегралдық саны 74,02% жоғары болса, эмульсия тек W/0 түрін құра алады, O/i түрі 25,98% төмен болса, ал фракция 25,98% -74,02% болғанда, ол 0/W немесе W0 түрін құра алады.

 

Эмульгаторлардың молекулалық құрылымы мен қасиеттері – сына теориясы

Сына теориясы эмульсия түрін анықтау үшін эмульгаторлардың кеңістіктік құрылымына негізделген. Сына теориясы эмульгаторлардағы гидрофильді және гидрофобты топтардың көлденең қималарының тең еместігін көрсетеді. Эмульгаторлардың молекулалары бір ұшы үлкенірек, екіншісі кішірек сыналар түрінде қарастырылады. Эмульгатордың кішірек ұшын тамшы бетіне сына тәрізді енгізуге және мұнай-су шекарасында бағытты түрде орналастыруға болады. Гидрофильді полярлы ұшы сулы фазаға, ал липофильді көмірсутек тізбегі мұнай фазасына дейін созылады, нәтижесінде фазааралық беріктік артады.

 

Эмульгатор материалының эмульсия түріне әсері

Эмульсияның түріне эмульсия құрамының материалдары және эмульсия түзу шарттары сияқты факторлардың әсерінен басқа сыртқы жағдайлар да әсер етеді. Мысалы, эмульсия қабырғасының гидрофильді және липофильді табиғаты күшті, ал эмульсия қабырғасының гидрофильді табиғаты күшті болғанда O/W эмульсиясы оңай түзіледі, ал эмульсия қабырғасының липофильді табиғаты күшті болғанда W/0 эмульсиясы оңай түзіледі. Себебі сұйықтық қабырғада үздіксіз фаза қабатын ұстап тұруы керек, сондықтан араластырған кезде сұйық моншақтарға шашырату оңай емес. Шыны гидрофильді, ал пластик гидрофобты, сондықтан біріншісі O/W эмульсияларын түзуге бейім, ал екіншісі W/0 эмульсияларын түзуге бейім.

 

Екі фазаның агрегация жылдамдығының теориясы

Коалесценция жылдамдығы теориясы эмульсияны құрайтын екі түрлі тамшылардың бірігу жылдамдығының эмульсияға әсерінен басталады және эмульсия, акула және өлтіру бірге сұранысты өтеген кезде тамшылардың екі түрінің қосылу жылдамдығы тамшылардың екі түрінің қосылу жылдамдығына байланысты деп есептейді.

 

Температура

Температураның жоғарылауы гидрофильді топтардың гидратация дәрежесін төмендетеді, осылайша молекулалардың гидрофильділігін төмендетеді. Сондықтан төмен температурада түзілген 0/w эмульсия қыздыру кезінде Вт/0 эмульсияға айналуы мүмкін. Бұл ауысу температурасы беттік белсенді заттың гидрофильді және липофильді қасиеттері сәйкес тепе-теңдікке жеткен температура, фазалық ауысу температурасы PIT деп аталады.

Бірақ эмульгатордың концентрациясы эмульгатор материалының сулау қасиетінің әсерін жеңу үшін жеткілікті үлкен болғанда, түзілетін эмульсия түрі тек эмульгатордың өзінің табиғатына байланысты және тамыр қабырғасының гидрофильділігі мен липофильділігіне ешқандай қатысы жоқ.