Фактары, якія вызначаюць стабільнасць эмульсій
У практычным ужыванні стабільнасць эмульсіі адносіцца да здольнасці кропель дысперснай фазы супраціўляцца каалесцэнцыі. Сярод паказчыкаў для вымярэння стабільнасці эмульсіі хуткасць каалесцэнцыі сярод дысперсных кропель мае першараднае значэнне; яе можна вызначыць, вымераўшы, як колькасць кропель на адзінку аб'ёму змяняецца з цягам часу. Па меры таго, як кроплі ў эмульсіі зліваюцца ў больш буйныя і ў канчатковым выніку прыводзяць да разбурэння, хуткасць гэтага працэсу залежыць галоўным чынам ад наступных фактараў: фізічных уласцівасцей міжфазнай плёнкі, электрастатычнага адштурхвання паміж кроплямі, стэрычных перашкод з боку палімерных плёнак, глейкасці бесперапыннай фазы, памеру і размеркавання кропель, суадносін аб'ёмаў фаз, тэмпературы і г.д.
З іх найбольш важнымі з'яўляюцца фізічная прырода міжфазнай плёнкі, электрычныя ўзаемадзеянні і стэрычныя перашкоды.
(1) Фізічныя ўласцівасці міжфазнай плёнкі
Сутыкненне кропель дысперснай фазы з'яўляецца неабходнай умовай для каалесцэнцыі. Каалесцэнцыя працягваецца бесперапынна, сціскаючы дробныя кроплі ў большыя, пакуль эмульсія не разбурыцца. У працэсе сутыкнення і зліцця механічная трываласць міжфазнай плёнкі кроплі з'яўляецца галоўным фактарам стабільнасці эмульсіі. Каб надаць міжфазнай плёнцы значную механічную трываласць, яна павінна быць кагерэнтнай плёнкай — малекулы павярхоўна-актыўных рэчываў, якія ўтвараюць яе склад, звязаны паміж сабой моцнымі бакавымі сіламі. Плёнка таксама павінна валодаць добрай эластычнасцю, каб пры ўзнікненні лакалізаваных пашкоджанняў у выніку сутыкненняў кропель яна магла самаадвольна аднавіцца.
(2) Электрычныя ўзаемадзеянні
Паверхні кропель у эмульсіях могуць набываць пэўныя зарады па розных прычынах: іянізацыя іонных павярхоўна-актыўных рэчываў, адсорбцыя пэўных іонаў на паверхні кропель, трэнне паміж кропелькамі і навакольным асяроддзем і г.д. У эмульсіях тыпу «алей у вадзе» (А/В) зарад кропель адыгрывае жыццёва важную ролю ў прадухіленні агрэгацыі, каалесцэнцыі і канчатковага разбурэння. Згодна з тэорыяй калоіднай стабільнасці, сілы Ван-дэр-Ваальса прыцягваюць кроплі разам; аднак, калі кроплі набліжаюцца дастаткова блізка, каб іх паверхневыя падвойныя пласты перакрываліся, электрастатычнае адштурхванне перашкаджае далейшаму збліжэнню. Відавочна, што калі адштурхванне пераважае прыцягненне, кроплі менш схільныя да сутыкнення і зліцця, і эмульсія застаецца стабільнай; у адваротным выпадку адбываецца каалесцэнцыя і разбурэнне.
Што тычыцца эмульсій тыпу вада ў алеі (В/А), кроплі вады нясуць невялікі зарад, і паколькі бесперапынная фаза мае нізкую дыэлектрычную пранікальнасць і тоўсты падвойны пласт, электрастатычныя эфекты аказваюць толькі нязначны ўплыў на стабільнасць.
(3) Стэрычная стабілізацыя
Калі палімеры служаць эмульгатарамі, міжфазны пласт становіцца значна таўсцейшым, утвараючы вакол кожнай кроплі трывалы ліяфільны шчыт — прасторавы бар'ер, які перашкаджае кроплям збліжацца і кантактаваць. Ліяфільная прырода малекул палімераў таксама захоплівае значную колькасць бесперапыннай вадкасці ўнутры ахоўнага пласта, робячы яго падобным на гель. Такім чынам, міжфазная вобласць дэманструе павышаную міжфазную глейкасць і спрыяльную глейкапругкасць, што дапамагае прадухіліць зліццё кропель і захаваць стабільнасць. Нават калі адбываецца некаторая каалесцэнцыя, палімерныя эмульгатары часта збіраюцца на паменшанай міжфазнай мяжы ў валакністыя або крышталічныя формы, патаўшчаючы міжфазную плёнку і тым самым прадухіляючы далейшую каалесцэнцыю.
(4) Аднастайнасць размеркавання памераў кропель
Калі дадзены аб'ём дысперснай фазы разбіваецца на кроплі рознага памеру, сістэма, якая складаецца з больш буйных кропель, мае меншую агульную плошчу міжфазнай паверхні і, такім чынам, меншую энергію міжфазнай паверхні, што забяспечвае большую тэрмадынамічную стабільнасць. У эмульсіі, дзе суіснуюць кроплі як вялікага, так і малога памеру, дробныя кроплі маюць тэндэнцыю сціскацца, а буйныя растуць. Калі гэтая прагрэсія працягваецца бесперашкодна, у рэшце рэшт адбудзецца разбурэнне. Такім чынам, эмульсія з вузкім, аднастайным размеркаваннем памераў кропель больш стабільная, чым тая, у якой сярэдні памер кропель аднолькавы, але дыяпазон памераў шырокі.
(5) Уплыў тэмпературы
Змены тэмпературы могуць змяніць міжфазнае нацяжэнне, уласцівасці і глейкасць міжфазнай плёнкі, адносную растваральнасць эмульгатара ў дзвюх фазах, ціск пары вадкіх фаз і цеплавы рух дыспергаваных кропель. Усе гэтыя змены могуць паўплываць на стабільнасць эмульсіі і нават выклікаць фазавую інверсію або разбурэнне.
Час публікацыі: 27 лістапада 2025 г.