Language
Country/Area
No result found
Как выбрать лучшие частицы для улучшения стабильности эмульсии? Поймите влияние угла контакта на стабильность!
С ростом осведомленности об окружающей среде традиционные эмульгаторы подвергаются все большему сомнению, что побудило ученых заново изучить стабильность жидкостей. Технология под названием «эмульсия Рамсдена» или «эмульсия Пикеринга» привлекла внимание, поскольку в ней используются твердые частицы для стабилизации эмульсии. Эта технология может не только улучшить стабильность эмульсии, но также учитывать защиту окружающей среды и стоимость, что делает ее новой горячей точкой для исследований.
Эмульсия Рамсдена — это эмульсия, в которой для стабилизации границы раздела вода-нефть используются твердые частицы. Адсорбируя частицы между двумя фазами, частицы могут эффективно предотвращать агрегацию капель масла, тем самым улучшая стабильность эмульсии.
Традиционные эмульсии состоят из воды и масла. Когда масло смешивается с водой с образованием эмульсии «вода в масле» (М/В), капли масла в конечном итоге агрегируются из-за снижения энергии. Однако при добавлении твердых частиц эти частицы способны связываться с поверхностью капель масла, предотвращая их агрегацию друг с другом, что делает эмульсию более стабильной.
Характеристики частиц, такие как гидрофильность, форма и размер, а также концентрация электролита в непрерывной фазе и объемное соотношение двух фаз, влияют на стабильность эмульсии. Угол контакта на границе раздела частиц и капель масла является важным показателем для описания гидрофильности частиц. Если угол контакта между частицей и границей раздела мал, частица будет в основном смачиваться каплями масла, что затрудняет предотвращение агрегации капель масла. Следовательно, частицы, которые являются частично гидрофильными, более желательны, поскольку такие частицы способны частично смачиваться обеими жидкостями одновременно, тем самым лучше связываясь с поверхностью капель масла.
Оптимальная стабильность эмульсии достигается, когда угол контакта между частицами и двумя фазами составляет 90°, что требует наименьшей энергии стабилизации.
В большинстве случаев предпочтительной фазой смачивания частиц будет непрерывная фаза в эмульсионной системе. Если взять молоко в качестве примера, то это разновидность эмульсии Рамсдена. Единицы молочного белка (казеина) адсорбируются на поверхности шариков молочного жира и действуют как поверхностно-активные вещества. В процессе эмульгирования казеин заменяет поврежденные мембраны шариков молочного жира, тем самым повышая стабильность эмульсии.
За последние 20 лет, когда основное внимание уделялось проблемам традиционных эмульгаторов, эмульсии Рамсдена привлекли новое внимание в исследованиях. Синтетические наночастицы считаются основным объектом исследований стабилизаторов эмульсий Рамсдена, но в последнее время постепенно стали уделять внимание и природным органическим частицам. Эти природные частицы не только экономически эффективны, они также разлагаются и могут быть получены из возобновляемых ресурсов.
Эмульсии Пикеринга широко используются в таких областях, как добыча нефти и восстановление воды. Некоторые типы эмульсий Пикеринга остаются стабильными в желудочно-кишечном тракте и демонстрируют удивительную устойчивость к липазам, что облегчает их использование в системах пероральной доставки для контроля переваривания липидов и удовлетворения спроса.
Фактически, стабильность эмульсии Рамсдена также можно улучшить, используя «частицы Януса» с различной гидрофильностью и гидрофобностью с обеих сторон. Этот метод более эффективен, поскольку частицы обладают более высокой энергией адсорбции на границе раздела жидкость-жидкость. Кроме того, частицы латекса также можно использовать для стабилизации эмульсий Рамсдена, а также сплавлять и формовать с образованием проницаемых оболочек или капсул. Эту форму улавливания также можно использовать в эмульсиях типа «вода в воде».
Эти частицы эмульсии Рамсдена можно использовать не только в качестве темплатов для микрокапсулирования, образуя закрытые, непроницаемые капсулы, но также для изготовления эмульсий типа «вода в воде» (т.е. дисперсии водных растворов полимеров с разделенными фазами). Такие методы инкапсуляции могут быть обратимы в различных средах. Стабильные микропузырьки Пикеринга также могут оказаться потенциально полезными при применении контрастных веществ для ультразвуковых исследований.
По мере углубления исследований стабильности эмульсии ученые все чаще открывают для себя важность таких факторов, как выбор частиц, контроль угла контакта и характеристики поверхности, для улучшения стабильности эмульсии. Итак, в будущем в этой технологии будут какие-то дальнейшие прорывы и применения. люди получат?
