Обикновено едната фаза на емулсията е вода или воден разтвор, който се нарича водна фаза; другата фаза е органична фаза, която е несмесваща се с вода, известна като маслена фаза.

1. Класификация

Три метода за класификация:

1. Класифицирани по източник: естествени продукти и синтетични продукти;

2. Класифицирани по молекулно тегло: емулгатори с ниско молекулно тегло (c10-c20) и емулгатори с високо молекулно тегло (c хиляди);

3. Според това дали може да йонизира във воден разтвор, може да се раздели на йонен тип (аниони, катиони и аниони и катиони) и нейонен тип.

Това е най-често използваният метод за класификация.

 

2. Функцията и принципът на емулгаторите

Основната функция на емулгаторите е да намалят повърхностното напрежение на двете течности, които се емулгират. Следователно, когато повърхностноактивните вещества се използват като емулгатори, единият край на тяхната хидрофобна група се адсорбира върху повърхността на неразтворими течни частици (като масло), докато хидрофилната група се простира към водата. Повърхностноактивните вещества са насочено разположени върху повърхността на течните частици, за да образуват хидрофилен адсорбционен филм (междуфазен филм), така че да намалят взаимното привличане между капчиците, да намалят повърхностното напрежение между две фази и да насърчат взаимното диспергиране за образуване на емулсии.

Концентрацията на повърхностноактивното вещество има пряко влияние върху здравината на междинната маска за лице. При висока концентрация, много молекули на повърхностноактивното вещество се адсорбират върху повърхността, образувайки плътна и здрава междинна маска за лице.

Различните емулгатори имат различен емулгиращ ефект и количеството, необходимо за постигане на оптимален емулгиращ ефект, също варира. Най-общо казано, колкото по-голяма е молекулната сила на емулгатора, който образува граничната маска за лице, толкова по-висока е здравината на филма и толкова по-стабилен е лосионът; и обратно, колкото по-малка е силата, толкова по-ниска е здравината на филма и толкова по-нестабилна е емулсията.

Когато в маската за лице има полярни органични молекули като мастен алкохол, мастна киселина и мастен амин, здравината на мембраната се подобрява значително. Това е така, защото молекулите на емулгатора взаимодействат с полярни молекули като алкохол, киселина и амин в адсорбционния слой на интерфейса, за да образуват комплекс, което увеличава здравината на интерфейсната маска за лице.

Емулгаторът, съставен от повече от две повърхностноактивни вещества, е смесен емулгатор. Поради силното взаимодействие между молекулите, междуфазовото напрежение е значително намалено, количеството емулгатор, адсорбиран върху повърхността, е значително увеличено, а плътността и здравината на образуваната междуфазова маска за лице се увеличават.

По време на образуването на емулсия, междуфазовото напрежение между масло и вода се намалява значително поради участието на повърхностноактивни вещества и емулсията се превръща в стабилна. Въпреки това, в емулсията все още съществува междуфазово напрежение масло-вода, което не може да достигне нула поради ограниченията на CMC или разтворимостта. Следователно, лосионът е термодинамично нестабилна система.

Междуфазовото напрежение между масло и вода в микроемулсията е толкова ниско, че не може да бъде измерено. Тя е термодинамично стабилна система. Това се постига главно чрез добавяне на втори вид повърхностноактивно вещество с напълно различни свойства (като например алкохоли със среден размер, като пентанол, хексанол и хептанол, известни като ко-повърхностноактивни вещества), което може допълнително да намали междуфазовото напрежение до много малко ниво, дори да доведе до моментни отрицателни стойности. Това може да се обясни с уравнението на адсорбция на Гибс за многокомпонентни системи.

 

3. Вид емулсия

Тип

Обичайна емулсия, едната фаза е вода или воден разтвор, а другата е органично вещество, което е неразтворимо във вода, като например мазнини, восък и др. Емулсиите, образувани от вода и масло, могат да бъдат разделени на три вида:

(a) Тип масло във вода (O'W)
(д) Смесено мляко (В/М/В)
(б) Тип масло във вода (W/O)

(1) Емулсия масло/вода (0/W), масло, диспергирано във вода. Маслото е диспергирана фаза (вътрешна фаза), а водата е емулсия масло във вода с непрекъсната фаза (външна фаза), която може да се разрежда с вода. Например мляко, соево мляко и др.

(2) Емулсия вода/масло (W/0), вода, диспергирана в масло. Водата е диспергирана фаза (вътрешна фаза), а маслото е непрекъсната фаза (външна фаза) на емулсията вода в масло. Този вид емулсия може да се разрежда с масло. Например, изкуствено масло, суров петрол и др.

(3) Пръстеновидните емулсии, образувани чрез редуващо се диспергиране на водна и маслена фаза слой по слой, се срещат главно в две форми: масло във вода и масло в масло 0/W/0 (т.е. водна фаза с диспергирани маслени капчици, суспендирани в маслена фаза) и вода в масло и вода във вода W/0/W (т.е. маслена фаза с диспергирани водни капчици, суспендирани във водна фаза). Този тип емулсия е рядък и обикновено съществува в суровия петрол.

 

Метод за проверка на вида на емулсията

(1) Метод на разреждане

Разредете емулсията със същата течност като непрекъснатата фаза. Водоразтворимата емулсия е от тип масло/вода, а маслоразтворимата емулсия е от тип вода/масло.
Например, млякото може да се разрежда с вода, но не може да се смесва с растително масло. Вижда се, че млякото е емулсия масло/вода.

(2) Кондуктивен метод

Проводимостта на водата и маслото се различава значително, а проводимостта на емулсията масло/вода е стотици пъти по-голяма от тази на вода/масло. Следователно, в емулсията се поставят два електрода, а неоновата лампа се свързва последователно в контура и лампата масло/вода свети.

(3) Метод на оцветяване

Добавете 2-3 капки багрила на маслена или водна основа в епруветката и преценете вида на емулсията според това кой вид багрило може да направи непрекъснатата фаза равномерно оцветена.

(4) Метод за омокряне на филтърна хартия

Капнете лосиона върху филтърната хартия. Ако течността може да се разшири бързо и в центъра остане малка капка, лосионът е от тип „масло във вода“; ако капките лосион не се разширяват, тогава е от тип „масло във вода“.

(5) Метод на оптична рефракция

Различният коефициент на пречупване на светлината на водата и маслото се използва за идентифициране на вида емулсия. Ако емулсията е масло във вода, частиците играят ролята на събиране на светлина и само левият контур на частиците може да се види с микроскоп; ако емулсията е вода в масло, частиците играят ролята на астигматизъм и само десният контур на частиците може да се види с микроскоп;

Основните фактори, влияещи върху вида на емулсията

(1) Фазов обем:

Теорията за фазовия обем е предложена от Оствалд от геометрична гледна точка. Гледната точка е, че ако приемем, че течните перли на лосиона са с еднакъв размер и твърди сфери, фракцията на фазовия обем на течните перли може да представлява само 74,02% от общия обем, когато са най-плътно опаковани. Ако интегралното число на фазовия обем на течните перли е по-голямо от 74,02%, лосионът ще се деформира или повреди.

(a) Еднородна богата на капки тъкана емулсия
(б) Неравномерна емулсия с плътно натрупване на капчици
(в) Несферичните течни капчици изискват подреждане и емулсия (нестабилни)

Вземете емулсията тип O/W като пример. Ако фазовото интегрално число на маслото е по-голямо от 74,02%, емулсията може да образува само тип W/0, когато типът O/i е по-малък от 25,98%, а когато фракцията е 25,98% - 74,02%, може да образува тип 0/W или W0.

 

Молекулярна структура и свойства на емулгаторите - клиновидна теория

Клиновата теория се основава на пространствената структура на емулгаторите, за да определи вида на емулсията. Клиновата теория предполага, че площите на напречното сечение на хидрофилните и хидрофобните групи в емулгаторите не са равни. Молекулите на емулгаторите се разглеждат като клинове, като единият край е по-голям, а другият по-малък. По-малкият край на емулгатора може да бъде вмъкнат в повърхността на капката като клин и да бъде разположен насочено на границата масло-вода. Хидрофилният полярен край се простира във водната фаза, докато липофилната въглеводородна верига се простира в маслената фаза, което води до повишена междуфазова якост.

 

Влияние на емулгаторния материал върху вида на емулсията

В допълнение към влиянието на фактори като материали за състава на емулсията и условия за образуване на емулсия, външните условия също оказват влияние върху вида на емулсията. Например, хидрофилната и липофилна природа на емулсионната стена е силна и емулсията O/W се образува лесно, когато хидрофилната природа на емулсионната стена е силна, докато емулсията W/0 се образува лесно, когато липофилната природа на емулсионната стена е силна. Причината е, че течността трябва да поддържа слой от непрекъсната фаза върху стената, така че да не е лесно да се диспергира в течни перли при разбъркване. Стъклото е хидрофилно, докато пластмасата е хидрофобна, така че първото е склонно да образува емулсии O/W, докато второто е склонно да образува емулсии W/0.

 

Теория на скоростта на агрегация на две фази

Теорията за скоростта на коалесценция започва от влиянието на скоростта на коалесценция на двата вида капчици, които съставляват емулсията, върху емулсията и преценява, че скоростта на коалесценция на двата вида капчици зависи от скоростта на коалесценция на двата вида капчици, когато емулсията, акулата и убиването заедно покриват търсенето.

 

Температура

Повишаването на температурата ще понижи степента на хидратация на хидрофилните групи, като по този начин ще намали хидрофилността на молекулите. Следователно, емулсията 0/w, образувана при ниски температури, може да се трансформира в емулсия W/0 при нагряване. Тази температура на преход е температурата, при която хидрофилните и липофилните свойства на повърхностноактивното вещество достигат подходящо равновесие, известно като температура на фазов преход PIT.

Въпреки това, когато концентрацията на емулгатор е достатъчно голяма, за да преодолее влиянието на омокрящото свойство на емулгаторния материал, видът на образуваната емулсия зависи само от естеството на самия емулгатор и няма нищо общо с хидрофилността и липофилността на стената на съда.