Faktoren, déi d'Stabilitéit vun Emulsiounen beaflossen
An de prakteschen Uwendungen bezitt sech d'Stabilitéit vun enger Emulsioun op d'Fäegkeet vun den Drëpsen an der dispergéierter Phas, sech der Koaleszenz ze widderstoen. Ënnert de Metriken fir d'Emulsiounsstabilitéit ze moossen ass d'Koaleszenzquote tëscht de dispergéierten Drëpsen vun essentieller Bedeitung; si kann duerch d'Miessung bestëmmt ginn, wéi sech d'Zuel vun den Drëpsen pro Volumeneenheet mat der Zäit ännert. Well d'Drëpsen an der Emulsioun zu gréisseren Drëpsen zesummefalen a schlussendlech zum Broch féieren, hänkt d'Geschwindegkeet vun dësem Prozess haaptsächlech vun de folgende Faktoren of: de physikaleschen Eegeschafte vum Grenzflächenfilm, d'elektrostatesch Ofstoussung tëscht den Drëpsen, den stereschen Hindernis vu Polymerfilmer, d'Viskositéit vun der kontinuéierlecher Phas, d'Drëpsgréisst an d'Verdeelung, de Phasvolumenverhältnis, d'Temperatur, asw.
Vun dësen sinn déi physikalesch Natur vum Grenzflächenfilm, d'elektresch Interaktiounen an d'sterescht Hindernis am wichtegsten.
(1) Physikalesch Eegeschafte vum Grenzflächenfilm
D'Kollisioun tëscht Drëpsen an enger dispergéierter Phas ass d'Viraussetzung fir d'Koaleszenz. D'Koaleszenz geet onopfälleg weider, wouduerch kleng Drëpsen zu méi grousser schrumpfen, bis d'Emulsioun brécht. Am Laf vun der Kollisioun an der Zesummeféierung ass déi mechanesch Stäerkt vum Grenzflächenfilm vum Drëps den Haaptdeterminant vun der Emulsiounsstabilitéit. Fir dem Grenzflächenfilm eng substantiell mechanesch Stäerkt ze ginn, muss en e kohärente Film sinn - seng konstituéierend Tensidmoleküle sinn duerch staark lateral Kräfte zesummegebonnen. De Film muss och eng gutt Elastizitéit hunn, sou datt e sech spontan reparéiere kann, wann e lokal Schied duerch Drëpsenkollisiounen optrieden.
(2) Elektresch Interaktiounen
Drëpsenoberflächen an Emulsiounen kënnen aus verschiddene Grënn bestëmmte Ladungen kréien: Ioniséierung vun ioneschen Tenside, Adsorptioun vu spezifeschen Ionen op d'Drëpsenoberfläch, Reibung tëscht Drëpsen an dem Ëmgéigendmedium, etc. An Ueleg-an-Waasser (O/W) Emulsiounen spillt d'Ladung vun den Drëpsen eng wichteg Roll fir d'Aggregatioun, d'Koaleszenz an de spéidere Broch ze verhënneren. No der Kolloidstabilitéitstheorie zéien d'Van der Waals-Kräften d'Drëpsen zesummen; awer wann d'Drëpsen no genuch kommen, datt hir duebel Uewerflächeschichten sech iwwerlappen, behënnert d'elektrostatesch Ofstoßung eng weider Noperschaft. Et ass kloer, datt wann d'Ofstoßung d'Attraktioun iwwerwiegt, d'Drëpsen manner ufälleg sinn ze kollidéieren a zesummenzefalen, an d'Emulsioun bleift stabil; soss geschitt Koaleszenz a Broch.
Wat Waasser-an-Ueleg (W/O) Emulsioune betrëfft, droen Waasserdrëpsen wéineg Ladung, an well déi kontinuéierlech Phas eng niddreg dielektresch Konstant an eng déck Duebelschicht huet, hunn elektrostatesch Effekter nëmmen e klengen Afloss op d'Stabilitéit.
(3) Steresch Stabiliséierung
Wann Polymere als Emulgatoren déngen, gëtt d'Grenzflächenschicht wesentlech méi déck a bildt e robuste lyophile Schëld ronderëm all Drëps - eng raimlech Barrière, déi verhënnert, datt d'Drëpsen sech nobäi kommen a Kontakt matenee maachen. Déi lyophil Natur vu Polymermoleküle hält och eng beträchtlech Quantitéit u kontinuéierlecher Phasflëssegkeet an der Schutzschicht an, wouduerch se gel-ähnlech gëtt. Dofir weist d'Grenzflächenregioun eng erhéicht Grenzflächenviskositéit a gënschteg Viskoelastizitéit op, wat hëlleft, d'Zesummesmeltung vun den Drëpsen ze verhënneren an d'Stabilitéit ze erhalen. Och wann eng gewësse Koaleszenz optrieden, sammelen sech Polymeremulgatoren dacks op der reduzéierter Grenzfläch a faser- oder kristalliner Formen, wouduerch de Grenzflächenfilm verdickt an doduerch weider Koaleszenz verhënnert gëtt.
(4) Eenheetlechkeet vun der Drëpsgréisstverdeelung
Wann e bestëmmte Volumen vun enger dispergéierter Phas an Drëpsen vu verschiddene Gréissten opgedeelt gëtt, huet de System, deen aus gréisseren Drëpsen besteet, eng méi kleng Gesamtgrenzflächefläch an domat eng méi niddreg Grenzflächenenergie, wat eng méi grouss thermodynamesch Stabilitéit gëtt. An enger Emulsioun, wou Drëpsen vu groussen a klenge Gréissten koexistéieren, tendéieren kleng Drëpsen ze schrumpfen, während grouss wuessen. Wann dës Progressioun ongebremst weidergeet, wäert et schlussendlech zu engem Broch kommen. Dofir ass eng Emulsioun mat enger schmueler, eenheetlecher Drëpsgréisstverdeelung méi stabil wéi eng, där hir duerchschnëttlech Drëpsgréisst déiselwecht ass, awer där hire Gréissteberäich breet ass.
(5) Afloss vun der Temperatur
Temperaturschwankungen kënnen d'Grenzflächenspannung, d'Eegeschafte an d'Viskositéit vum Grenzflächenfilm, d'relativ Léislechkeet vum Emulgator an den zwou Phasen, den Dampdrock vun de flëssege Phasen an d'thermesch Bewegung vun den dispergéierten Drëpsen änneren. All dës Ännerunge kënnen d'Emulsiounsstabilitéit beaflossen a souguer Phaseinversioun oder -broch verursaachen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 27. November 2025