Ustabilitetsmanifestasjoner av emulsjoner (flokkulering, koalesens, stratifisering og demulsifisering)

Det finnes flere manifestasjoner avemulsjonsinstabilitet: flokkulering, koalesens, stratifisering (eller sedimentasjon), demulgering, faseinversjon og Ostwald-modning.

1. Flokkulering

De dispergerte dråpene i emulsjonen aggregerer og danner klynger av tredimensjonale dråper, som defineres som flokker, og denne prosessen kalles flokkulering. Under normale omstendigheter er det ingen signifikante endringer i størrelsen og fordelingen av dråpene i flokkene, og dråpekoalesens forekommer ikke, og dråpene beholder sine opprinnelige egenskaper. Flokkulering induseres av tiltrekningskreftene mellom dråpene. Slike krefter er vanligvis svake, noe som gjør flokkuleringsprosessen reversibel (kjent som svak flokkulering), og omrøring kan separere flokkene.

2.Koalesens

Hvis dråpene av flokkulering koaleserer, brister væskefilmene i de små dråpene inni og danner større væskekuler. Denne prosessen defineres som koalesens. Koalesens er en irreversibel prosess, som fører til en reduksjon i antall dråper og fullstendig nedbrytning av emulsjoner, nemlig olje-vann-separasjon. Flokkulering fungerer som opptakten til koalesens, mens koalesens er den direkte årsaken til emulsjonsskade.

3.Stratifisering

På grunn av forskjellen i tetthet mellom oljefasen og vannfasen, vil dråpene flyte eller synke under tyngdekraftens påvirkning, noe som etablerer en balansert dråpekonsentrasjonsgradient i emulsjonen. Denne prosessen er kjent som kreming eller sedimentasjon. Selv om kreming svekker emulsjonens ensartethet, blir ikke selve emulsjonen fullstendig ødelagt.

4.Demulsifisering

En emulsjon er et termodynamisk ustabilt system hvis endelige likevektstilstand er olje-vann-separasjon og lagdeling (som et vandig lag og et oljelag), og demulgering er det uunngåelige resultatet. Innen visse industrifelt er demulgering i stedet nødvendig. For eksempel demulgering av råolje (W/O) for å oppnå olje-vann-separasjon.

5. Variant

En emulsjon kan transformere fra W/O-typen til O/W-typen, eller omvendt, på grunn av endringer i emulgeringsforholdene, og denne prosessen er kjent som faseinversjon.

6. Ostwald-modning

Emulsjoner med dråper i forskjellige størrelser (polydisperse emulsjoner) kan forbli stabile og motstå flokkulering eller koalesens. Over tid forskyves imidlertid dråpestørrelsesfordelingen mot større dråper, dråpestørrelsesfordelingskurven blir mer konsentrert, og dråpestørrelsene har en tendens til å være ensartede. Dette fenomenet, som ligner på prosessen med krystallmodning, kalles Ostwald-modning.