En general, una fase de emulsión es el agua o la solución acuosa, que se llama fase acuosa; La otra fase es una fase orgánica que es inmiscible con el agua, conocida como la fase de aceite.

1 、 Clasificación

Tres métodos de clasificación:

1. Clasificado por fuente: productos naturales y productos sintéticos;

2. Clasificado por peso molecular: emulsionantes de bajo peso molecular (C10-C20) y emulsionantes de alto peso molecular (c miles);

3. Según si puede ionizar en solución acuosa, se puede dividir en tipo iónico (aniones, cationes y aniones y cationes) y de tipo no iónico.

Este es el método de clasificación más utilizado.

 

2 、 la función y el principio de los emulsionantes

La función principal de los emulsionantes es reducir la tensión superficial de los dos líquidos que se están emulsionando. Por lo tanto, cuando los tensioactivos se usan como emulsionantes, un extremo de su grupo hidrofóbico se adsorbe en la superficie de partículas líquidas insolubles (como el aceite), mientras que el grupo hidrofílico se extiende hacia el agua. Los tensioactivos están dispuestos direccionalmente en la superficie de las partículas líquidas para formar una película de adsorción hidrofílica (película interfacial), a fin de reducir la atracción mutua entre las gotas, reducir la tensión superficial entre dos fases y promover la dispersión mutua a formar emulsiones.

La concentración de tensioactivo tiene un impacto directo en la fuerza de la máscara facial interfacial. Con una alta concentración, hay muchas moléculas tensioactivas adsorbidas en la interfaz, formando una máscara facial de interfaz densa y fuerte.

Los diferentes emulsionantes tienen diferentes efectos de emulsificación, y la cantidad requerida para lograr el efecto de emulsificación óptimo también varía. En términos generales, cuanto mayor es la fuerza molecular del emulsionante que forma la máscara facial límite, mayor es la fuerza de la película y más estable es la loción; Por el contrario, cuanto más pequeña es la fuerza, menor es la fuerza de la película y más inestable es la emulsión.

Cuando hay moléculas orgánicas polares como el alcohol graso, el ácido graso y la amina grasa en la máscara facial, la resistencia de la membrana mejora significativamente. Esto se debe a que las moléculas emulsionantes interactúan con moléculas polares como el alcohol, el ácido y la amina en la capa de adsorción de interfaz para formar un complejo, lo que aumenta la resistencia de la máscara facial de la interfaz.

El emulsionante compuesto por más de dos tensioactivos es un emulsionante mixto. Debido a la fuerte interacción entre las moléculas, la tensión interfacial se reduce significativamente, la cantidad de emulsionante adsorbido en la interfaz aumenta significativamente y la densidad y la resistencia de la máscara facial interfacial formada aumenta.

Durante la formación de emulsión, la tensión interfacial entre el aceite y el agua se reduce considerablemente debido a la participación de los tensioactivos, y se convierte en una emulsión estable. Sin embargo, todavía hay tensión interfacial de agua de aceite en la emulsión que no puede alcanzar cero debido a CMC o restricciones de solubilidad. Por lo tanto, la loción es un sistema inestable termodinámico.

La tensión interfacial entre el aceite y el agua de la micro emulsión es tan baja que no se puede medir. Es un sistema estable termodinámico. Esto se logra principalmente agregando un segundo tipo de tensioactivo con propiedades completamente diferentes (como alcoholes de tamaño moderado como pentanol, hexanol y heptanol, conocido como tensioactivos CO), lo que puede reducir aún más la tensión interfacial a un nivel muy pequeño, incluso resultando en valores negativos instantáneos. Esto puede explicarse por la ecuación de adsorción de Gibbs para sistemas de múltiples componentes.

 

3 、 Tipo de emulsión

Tipo

La emulsión común, una fase es el agua o la solución acuosa, y la otra es una materia orgánica que es insoluble con agua, como grasa, cera, etc. La emulsión formada por agua y aceite se puede dividir en tres tipos:

(a) Aceite en el tipo de agua (O'W)
(e) leche compuesta (w/o/w)
(b) Aceite en el tipo de agua (sin)

(1) emulsión de aceite/agua (0/W), aceite disperso en agua. El aceite es una fase dispersa (fase interna), y el agua es un aceite de fase continua (fase externa) en la emulsión de agua, que puede diluirse con agua. Como leche, leche de soja, etc.

(2) Emulsión de agua/aceite (w/0), agua dispersa en aceite. El agua es una fase dispersa (fase interna) y el aceite es una fase continua (fase externa) de agua en la emulsión de aceite. Este tipo de emulsión se puede diluir con aceite. Como mantequilla artificial, petróleo crudo, etc.

(3) Las emulsiones en forma de anillo, formadas por la dispersión alterna de las fases de agua y aceite, la capa por capa, principalmente vienen en dos formas: aceite en agua y aceite en el aceite 0/w/0 (es decir, fase de agua con gotas de aceite dispersas suspendidas en fase de aceite y agua en el aceite y agua en el agua W/0/0/fase de petróleo con fase de petróleo con crujiente en fase de aceite en la fase de aceite y la fase de aceite de la crujiente en la fase de aceite y la fase de petróleo en la fase de aceite en la fase de aceite en el aceite). aceite.

 

Método para verificar el tipo de emulsión

(1) Método de dilución

Diluta la emulsión con el mismo líquido que la fase continua. La emulsión soluble en agua es tipo aceite/agua, y la emulsión soluble en aceite es de agua/aceite.
Por ejemplo, la leche puede ser diluida por agua, pero no puede ser miscible con aceite vegetal. Se puede ver que la leche es emulsión O/W.

(2) Método conductor

La conductividad del agua y el aceite difiere enormemente, y la conductividad de la emulsión de aceite/agua es cientos de veces mayor que la del agua/aceite. Por lo tanto, se insertan dos electrodos en la emulsión y el neón está conectado en serie en el bucle, y la luz de aceite/agua está encendida.

(3) Método de tinción

Agregue 2-3 gotas de tintes a base de aceite o a base de agua en el tubo de ensayo y juzgue el tipo de emulsión según la cual el tipo de colorante puede hacer que la fase continua coloree uniformemente.

(4) Método de humectación de papel de filtro

Deja caer la loción en el papel de filtro. Si el líquido puede expandirse rápidamente y se deja una pequeña gota en el centro, la loción es de aceite en agua; Si las gotas de loción no se expanden, el aceite en el tipo de agua.

(5) Método de refracción óptica

El diferente índice de refracción de agua y aceite a luz se usa para identificar el tipo de emulsión. Si la emulsión es aceite en agua, las partículas juegan un papel de recolección de luz, y solo el contorno izquierdo de las partículas se puede ver con un microscopio; Si la emulsión es agua en el aceite, las partículas juegan el papel del astigmatismo, y solo se puede ver el contorno correcto de las partículas con un microscopio;

Los principales factores que afectan el tipo de emulsión

(1) Volumen de fase:

La teoría del volumen de fase fue propuesta por 0stwald desde una perspectiva geométrica. El punto de vista es que suponiendo que las perlas líquidas de la loción son del mismo tamaño y esferas rígidas, la fracción de volumen de fase de las perlas líquidas solo puede representar el 74.02% del volumen total cuando están más densamente empacados. Si el número integral de volumen de fase de las perlas líquidas es superior al 74.02%, la loción se deformará o dañará.

(a) Emulsión tejida de pila rica en gota uniforme
(b) emulsión de apilamiento denso de gotas desiguales
(c) Las gotas líquidas no esféricas requieren apilamiento y emulsión (inestable)

Tome la emulsión de tipo O/W como ejemplo, si el número integral de petróleo de fase es superior al 74.02%, la emulsión solo puede formar el tipo W/0, cuando el tipo O/I es inferior al 25.98%, y cuando la fracción es 25.98%-74.02%, puede formar 0/W o W0.

 

Estructura molecular y propiedades de los emulsionantes - Teoría de la cuña

La teoría de la cuña se basa en la estructura espacial de los emulsionantes para determinar el tipo de emulsión. La teoría de la cuña sugiere que las áreas de sección transversal de los grupos hidrofílicos e hidrofóbicos en los emulsionantes no son iguales. Las moléculas de los emulsionantes se consideran cuñas, con un extremo más grande y el otro más pequeño. El extremo más pequeño del emulsionante se puede insertar en la superficie de la gota como una cuña y dispuesto de manera direccional en la interfaz de agua de aceite. El extremo polar hidrofílico se extiende hacia la fase acuosa, mientras que la cadena de hidrocarburos lipofílicos se extiende hacia la fase de aceite, lo que resulta en una mayor resistencia interfacial.

 

Influencia del material emulsionante en el tipo de emulsión

Además de la influencia de factores como los materiales de composición de la emulsión y las condiciones de formación de emulsión, las condiciones externas también tienen un impacto en el tipo de emulsión. Por ejemplo, la naturaleza hidrofílica y lipofílica de la pared de la emulsión es fuerte, y la emulsión O/W es fácil de formar cuando la naturaleza hidrofílica de la pared de la emulsión es fuerte, mientras que la emulsión de W/0 es fácil de formar cuando la naturaleza lipofílica de la pared de la emulsión es fuerte. La razón es que el líquido necesita mantener una capa de fase continua en la pared, para que no sea fácil dispersarse en cuentas líquidas cuando se agita. El vidrio es hidrofílico, mientras que el plástico es hidrofóbico, por lo que el primero es propenso a formar emulsiones O/W, mientras que la segunda es propensa a formar emulsiones con 0.

 

Teoría de la velocidad de la agregación de dos fases

La teoría de la velocidad de coalescencia comienza a partir de la influencia de la velocidad de coalescencia de los dos tipos de gotas que constituyen la emulsión en la emulsión, y juzga que la velocidad de coalescencia de los dos tipos de gotas depende de la velocidad de coalescencia de los dos tipos de gotas cuando la emulsión, el tiburón y la muerte de la demanda cubren la demanda.

 

Temperatura

Un aumento de la temperatura reducirá el grado de hidratación de los grupos hidrofílicos, reduciendo así la hidrofilia de las moléculas. Por lo tanto, la emulsión 0/W formada a bajas temperaturas puede transformarse en una emulsión W/0 al calentarse. Esta temperatura de transición es la temperatura a la que las propiedades hidrofílicas y lipofílicas del tensioactivo alcanzan un equilibrio apropiado, conocido como el pozo de temperatura de transición de fase.

Sin embargo, cuando la concentración de emulsionante es lo suficientemente grande como para superar la influencia de la propiedad humectante del material emulsionante, el tipo de emulsión formada solo depende de la naturaleza del emulsionante y no tiene nada que ver con la hidrofilia y la lipofilia de la pared del vaso.