Ո՞ր գործոններն են նպաստում էմուլսիայի կայունությանը

Էմուլսիաների կայունությունը կարգավորող գործոններ|

Գործնական կիրառություններում էմուլսիայի կայունությունը վերաբերում է ցրված փուլի կաթիլների միաձուլմանը դիմադրելու ունակությանը: Էմուլսիայի կայունությունը չափելու չափանիշների շարքում ցրված կաթիլների միջև միաձուլման արագությունը գերակա է. այն կարելի է որոշել՝ չափելով, թե ինչպես է ծավալի միավորում կաթիլների քանակը փոխվում ժամանակի ընթացքում: Քանի որ էմուլսիայի մեջ կաթիլները միաձուլվում են ավելի մեծ կաթիլների հետ և, ի վերջո, հանգեցնում են կոտրման, այս գործընթացի արագությունը հիմնականում կախված է հետևյալ գործոններից՝ միջերեսային թաղանթի ֆիզիկական հատկություններ, կաթիլների միջև էլեկտրաստատիկ վանում, պոլիմերային թաղանթների ստերիկ խոչընդոտ, անընդհատ փուլի մածուցիկություն, կաթիլների չափս և բաշխում, փուլի ծավալի հարաբերակցություն, ջերմաստիճան և այլն:

Դրանցից ամենակարևորը միջերեսային թաղանթի ֆիզիկական բնույթն է, էլեկտրական փոխազդեցությունները և ստերիկ խոչընդոտումը։

(1) Միջերեսային թաղանթի ֆիզիկական հատկությունները

Դիսպերսված փուլային կաթիլների միջև բախումը միաձուլման նախապայմանն է: Միաձուլումը շարունակվում է անդադար՝ փոքր կաթիլները կծկելով ավելի մեծերի, մինչև էմուլսիան կոտրվի: Բախման և միաձուլման ընթացքում կաթիլի միջերեսային թաղանթի մեխանիկական ամրությունը էմուլսիայի կայունության հիմնական որոշիչն է: Միջերեսային թաղանթին զգալի մեխանիկական ամրություն հաղորդելու համար այն պետք է լինի կոհերենտ թաղանթ՝ դրա բաղադրիչ մակերևութային ակտիվ նյութի մոլեկուլները կապված են միմյանց ուժեղ կողմնային ուժերով: Թաղանթը պետք է նաև ունենա լավ առաձգականություն, որպեսզի կաթիլների բախումներից տեղայնացված վնաս առաջանալու դեպքում այն ​​կարողանա ինքնաբերաբար վերականգնվել:

(2) Էլեկտրական փոխազդեցություններ

Էմուլսիաներում կաթիլների մակերեսները կարող են որոշակի լիցքեր ձեռք բերել տարբեր պատճառներով՝ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի իոնացում, որոշակի իոնների ադսորբցիա կաթիլների մակերեսին, կաթիլների և շրջակա միջավայրի միջև շփում և այլն: Յուղ-ջրում (O/W) էմուլսիաներում կաթիլների լիցքավորումը կենսական դեր է խաղում ագրեգացիայի, միաձուլման և վերջնական կոտրման կանխարգելման գործում: Կոլոիդային կայունության տեսության համաձայն՝ վան դեր Վալսի ուժերը կաթիլները միմյանց են ձգում. սակայն, երբ կաթիլները բավականաչափ մոտ են մոտենում, որպեսզի դրանց մակերեսային կրկնակի շերտերը համընկնեն, էլեկտրաստատիկ վանումը խոչընդոտում է հետագա մոտեցմանը: Ակնհայտ է, որ եթե վանումը գերազանցում է ձգողականությանը, կաթիլներն ավելի քիչ հակված են բախվելու և միաձուլվելու, և էմուլսիան մնում է կայուն. հակառակ դեպքում տեղի է ունենում միաձուլում և կոտրում:

Ինչ վերաբերում է ջուր-յուղի (W/O) էմուլսիաներին, ջրի կաթիլները քիչ լիցք են կրում, և քանի որ անընդհատ փուլն ունի ցածր դիէլեկտրիկ հաստատուն և հաստ կրկնակի շերտ, էլեկտրաստատիկ էֆեկտները կայունության վրա միայն աննշան ազդեցություն են ունենում։

(3) Ստերիկ կայունացում

Երբ պոլիմերները ծառայում են որպես էմուլգատորներ, միջերեսային շերտը զգալիորեն ավելի հաստ է դառնում՝ յուրաքանչյուր կաթիլի շուրջ ձևավորելով ամուր լիոֆիլային վահան՝ տարածական պատնեշ, որը խոչընդոտում է կաթիլների մոտենալուն և շփմանը: Պոլիմերային մոլեկուլների լիոֆիլային բնույթը նաև պաշտպանիչ շերտի մեջ է ներգրավում անընդհատ փուլային հեղուկի զգալի քանակություն՝ այն դարձնելով գելանման: Հետևաբար, միջերեսային հատվածը ցուցաբերում է բարձրացված միջերեսային մածուցիկություն և բարենպաստ մածուցիկություն, որոնք օգնում են կանխել կաթիլների միաձուլումը և պահպանել կայունությունը: Նույնիսկ եթե տեղի է ունենում որոշակի միաձուլում, պոլիմերային էմուլգատորները հաճախ հավաքվում են փոքրացված միջերեսում մանրաթելային կամ բյուրեղային ձևերով՝ խտացնելով միջերեսային թաղանթը և դրանով իսկ կանխելով հետագա միաձուլումը:

(4) Կաթիլների չափի բաշխման միատարրությունը

Երբ դիսպերսված փուլի տրված ծավալը բաժանվում է տարբեր չափերի կաթիլների, ավելի մեծ կաթիլներից բաղկացած համակարգը ունի ավելի փոքր ընդհանուր միջերեսային մակերես և, հետևաբար, ավելի ցածր միջերեսային էներգիա, ինչը ապահովում է ավելի մեծ թերմոդինամիկ կայունություն: Էմուլսիայում, որտեղ համակեցության մեջ են մտնում և՛ մեծ, և՛ փոքր չափերի կաթիլները, փոքր կաթիլները հակված են կծկվել, մինչդեռ մեծերը մեծանում են: Եթե այս առաջընթացը շարունակվի անվերահսկելի, ի վերջո տեղի կունենա կոտրում: Հետևաբար, նեղ, միատարր կաթիլների չափի բաշխմամբ էմուլսիան ավելի կայուն է, քան այն էմուլսիան, որի միջին կաթիլների չափը նույնն է, բայց որի չափերի միջակայքը լայն է:

(5) Ջերմաստիճանի ազդեցությունը

Ջերմաստիճանի տատանումները կարող են փոխել միջմակերեսային լարվածությունը, միջմակերեսային թաղանթի հատկությունները և մածուցիկությունը, էմուլգատորի հարաբերական լուծելիությունը երկու փուլերում, հեղուկ փուլերի գոլորշու ճնշումը և ցրված կաթիլների ջերմային շարժումը: Այս բոլոր փոփոխությունները կարող են ազդել էմուլսիայի կայունության վրա և նույնիսկ կարող են առաջացնել փուլային ինվերսիա կամ խզում: