Objawy niestabilności emulsji (flokulacja, koalescencja, stratyfikacja i demulgacja)

Istnieje kilka przejawówniestabilność emulsji: flokulacja, koalescencja, rozwarstwienie (lub sedymentacja), demulgacja, inwersja faz i dojrzewanie Ostwalda.

1.Flokulacja

Rozproszone krople w emulsji agregują, tworząc skupiska trójwymiarowych kropel, które są definiowane jako kłaczki. Proces ten nazywa się flokulacją. W normalnych warunkach nie zachodzą istotne zmiany w wielkości ani rozmieszczeniu kropelek w kłaczkach, a krople nie koalescencji, zachowując swoje pierwotne właściwości. Flokulacja jest indukowana przez siły przyciągania między kroplami. Siły te są zazwyczaj słabe, co sprawia, że ​​proces flokulacji jest odwracalny (tzw. flokulacja słaba), a mieszanie może rozdzielić kłaczki.

2.Połączenie

Jeśli kropelki flokulantów zlewają się, warstewki cieczy tworzące drobne kropelki wewnątrz nich pękają i tworzą większe kulki cieczy. Proces ten określa się mianem koalescencji. Koalescencja jest procesem nieodwracalnym, który prowadzi do zmniejszenia liczby kropel i całkowitego rozpadu emulsji, czyli do separacji oleju i wody. Flokulacja stanowi preludium do koalescencji, a koalescencja jest bezpośrednią przyczyną uszkodzenia emulsji.

3.Stratyfikacja

Ze względu na różnicę gęstości między fazą olejową a fazą wodną, ​​krople unoszą się lub opadają pod wpływem grawitacji, tworząc zrównoważony gradient stężenia kropli w emulsji. Proces ten znany jest jako sedymentacja lub kremowanie. Chociaż kremowanie pogarsza jednorodność emulsji, sama emulsja nie ulega całkowitemu zniszczeniu.

4.Demulgacja

Emulsja to układ termodynamicznie niestabilny, którego ostatecznym stanem równowagi jest separacja oleju i wody oraz rozwarstwienie (np. warstwa wodna i warstwa oleju), a demulgacja jest nieuniknionym rezultatem. W niektórych gałęziach przemysłu demulgacja jest wręcz wymagana. Na przykład demulgacja ropy naftowej (W/O) w celu uzyskania separacji oleju i wody.

5.Wariant

Emulsja może przekształcić się z typu W/O w typ O/W i odwrotnie w wyniku zmiany warunków emulsyfikacji, a proces ten nazywa się inwersją faz.

6. Dojrzewanie Ostwalda

Emulsje z kroplami o różnej wielkości (emulsje polidyspersyjne) mogą zachować stabilność i przeciwdziałać flokulacji lub koalescencji. Jednak z czasem rozkład wielkości kropli przesuwa się w kierunku większych kropel, krzywa rozkładu wielkości kropli staje się bardziej skoncentrowana, a ich rozmiary mają tendencję do jednorodności. Zjawisko to, podobne do procesu dojrzewania kryształów, nazywane jest dojrzewaniem Ostwalda.