Factores Stabilitatem Emulsionum Regentes
In applicationibus practicis, stabilitas emulsionis ad facultatem guttarum phasis dispersae coalescentiam resistendi refertur. Inter mensuras ad stabilitatem emulsionis metiendam, celeritas coalescentiae inter guttas dispersas maximi momenti est; haec determinari potest mensurando quomodo numerus guttarum per unitatem voluminis tempore mutatur. Cum guttae in emulsione in maiores coalescunt et tandem ad rupturam ducunt, celeritas huius processus praecipue a sequentibus factoribus pendet: proprietatibus physicis pelliculae interfacialis, repulsione electrostatica inter guttas, impedimento sterico a pelliculis polymericis, viscositate phasis continuae, magnitudine et distributione guttarum, ratione voluminis phasis, temperatura, et cetera.
Ex his, natura physica pelliculae interfacialis, interactiones electricae, et impedimentum stericum sunt gravissimae.
(1) Proprietates Physicae Pelliculae Interfacialis
Collisio inter guttas dispersae phasis est condicio necessaria ad coalescentiam. Coalescentia sine intermissione procedit, guttas parvas in maiores contrahens donec emulsio rumpitur. In cursu collisionis et coalescentiae, robur mechanicum pelliculae interfacialis guttae est praecipuum factor stabilitatis emulsionis. Ut pellicula interfacialis robur mechanicum substantiale habeat, necesse est ut pellicula cohaerens sit, moleculis surfactantibus constituentibus viribus lateralibus validis inter se conexis. Pellicula etiam bonam elasticitatem habere debet, ut cum damnum localizatum ex collisionibus guttarum accidat, se sponte reparare possit.
(2) Interactiones Electricae
Superficies guttarum in emulsionibus certas onerationes ob varias causas acquirere possunt: ionizationem surfactantium ionicorum, adsorptionem ionum specificorum in superficiem guttae, frictionem inter guttas et medium circumdans, et cetera. In emulsionibus oleum-in-aqua (O/W), oneratio guttarum munus vitale agit in prohibenda aggregatione, coalescentia, et denique ruptura. Secundum theoriam stabilitatis colloidalis, vires van der Waals guttas inter se trahunt; tamen cum guttae satis prope accedunt ut strata dupla superficialia earum se interponant, repulsio electrostatica maiorem propinquitatem impedit. Plane, si repulsio attractionem superat, guttae minus pronae sunt ad collidendum et coalescendum, et emulsio stabilis manet; aliter, coalescentia et ruptura sequuntur.
Quod ad emulsiones aquae in oleo (W/O) attinet, guttae aquae parvam caricam ferunt, et quia phasis continua constantem dielectricam humilem et crassum stratum duplex habet, effectus electrostatici tantum levem vim in stabilitatem exercent.
(3) Stabilizatio Sterica
Cum polymeri emulsores munere funguntur, stratum interfaciale substantialiter crassius fit, scutum lyophilicum robustum circa singulas guttas formans—vaicem spatialem quod guttas impedit ne appropinquent et contactum faciant. Natura lyophilica molecularum polymerorum etiam magnam quantitatem liquidi phasis continuae intra stratum protectivum includit, id gelatinosum reddens. Proinde, regio interfacialis viscositatem interfacialem auctam et viscoelasticitatem favorabilem exhibet, quae adiuvant ne coalescentia guttarum fiat et stabilitatem conservetur. Etiam si aliqua coalescentia occurrit, emulsores polymeri saepe ad interfaciem diminutam in formis fibrosis vel crystallinis congregantur, pelliculam interfacialem spissantes et ita ulteriorem coalescentiam prohibentes.
(4) Uniformitas Distributionis Magnitudinis Guttarum
Cum volumen datum phasis dispersae in guttas variarum magnitudinum frangitur, systema guttas maiores comprehendens aream interfacialem totalem minorem et ergo energiam interfacialem inferiorem habet, quod stabilitatem thermodynamicam maiorem confert. In emulsione ubi guttae et magnae et parvae magnitudinis coexistunt, guttae parvae contrahi solent dum maiores crescunt. Si haec progressio sine impedimento pergit, ruptura tandem fiet. Ergo, emulsio cum distributione magnitudinis guttarum angusta et uniformi stabilior est quam ea cuius magnitudo guttarum media eadem est sed cuius magnitudinum ambitus latus est.
(5) Influentia Temperaturae
Variationes temperaturae tensionem interfacialem, proprietates et viscositatem pelliculae interfacialis, solubilitatem relativam emulsificantis in duabus phasibus, pressionem vaporis phasium liquidarum, et motum thermalem guttarum dispersarum mutare possunt. Hae omnes mutationes stabilitatem emulsionis afficere possunt et etiam inversionem vel fractionem phasium inducere possunt.
Tempus publicationis: XXVII Novembris MMXXXV