Faktorët që Rregullojnë Stabilitetin e Emulsioneve
Në zbatimet praktike, stabiliteti i një emulsioni i referohet aftësisë së pikave të fazës së shpërndarë për t'i rezistuar bashkimit. Ndër metrikat për matjen e stabilitetit të emulsionit, shkalla e bashkimit midis pikave të shpërndara është parësore; ajo mund të përcaktohet duke matur se si ndryshon numri i pikave për njësi vëllimi me kalimin e kohës. Ndërsa pikat në emulsion bashkohen në pika më të mëdha dhe në fund çojnë në thyerje, shpejtësia e këtij procesi varet kryesisht nga faktorët e mëposhtëm: vetitë fizike të filmit ndërfaqësor, shtytja elektrostatike midis pikave, pengesa sterike nga filmat polimerë, viskoziteti i fazës së vazhdueshme, madhësia dhe shpërndarja e pikave, raporti i vëllimit të fazës, temperatura e kështu me radhë.
Nga këto, natyra fizike e filmit ndërfaqësor, bashkëveprimet elektrike dhe pengesa sterike janë më kritike.
(1) Vetitë fizike të filmit ndërfaqësor
Përplasja midis pikave të fazës së shpërndarë është parakusht për bashkimin. Bashkimi vazhdon pa pushim, duke i tkurrur pikat e vogla në pika më të mëdha derisa emulsioni të thyhet. Gjatë përplasjes dhe bashkimit, forca mekanike e filmit ndërfaqësor të pikës qëndron si përcaktuesi kryesor i stabilitetit të emulsionit. Për t'i dhënë filmit ndërfaqësor forcë mekanike të konsiderueshme, ai duhet të jetë një film koherent - molekulat e tij përbërëse surfaktante të lidhura së bashku nga forca të forta anësore. Filmi duhet gjithashtu të ketë elasticitet të mirë, në mënyrë që kur ndodh dëmtim i lokalizuar nga përplasjet e pikave, ai të mund të riparohet spontanisht.
(2) Ndërveprimet elektrike
Sipërfaqet e pikave në emulsione mund të fitojnë ngarkesa të caktuara për arsye të ndryshme: jonizimi i surfaktantëve jonikë, adsorbimi i joneve specifike në sipërfaqen e pikave, fërkimi midis pikave dhe mjedisit përreth, etj. Në emulsionet vaj-në-ujë (O/W), ngarkesa e pikave luan një rol jetësor në parandalimin e grumbullimit, bashkimit dhe thyerjes përfundimtare. Sipas teorisë së stabilitetit të koloideve, forcat van der Waals i tërheqin pikat së bashku; megjithatë, kur pikat afrohen mjaftueshëm afër që shtresat e tyre të dyfishta sipërfaqësore të mbivendosen, shtytja elektrostatike pengon afërsinë e mëtejshme. Është e qartë, nëse shtytja është më e madhe se tërheqja, pikat janë më pak të prirura të përplasen dhe të bashkohen, dhe emulsioni mbetet i qëndrueshëm; përndryshe, ndodh bashkimi dhe thyerja.
Sa i përket emulsioneve ujë-në-vaj (W/O), pikat e ujit mbartin pak ngarkesë dhe, meqenëse faza e vazhdueshme ka një konstante dielektrike të ulët dhe një shtresë të trashë të dyfishtë, efektet elektrostatike ushtrojnë vetëm një ndikim të vogël në stabilitet.
(3) Stabilizimi sterik
Kur polimerët shërbejnë si emulgues, shtresa ndërfaqësore bëhet dukshëm më e trashë, duke formuar një mburojë të fortë liofilike rreth secilës pikëz - një barrierë hapësinore që pengon pikat të afrohen dhe të krijojnë kontakt. Natyra liofilike e molekulave të polimerit gjithashtu bllokon një sasi të konsiderueshme të lëngut me fazë të vazhdueshme brenda shtresës mbrojtëse, duke e bërë atë si xhel. Si pasojë, rajoni ndërfaqësor shfaq viskozitet të rritur ndërfaqësor dhe viskoelasticitet të favorshëm, të cilat ndihmojnë në parandalimin e bashkimit të pikave dhe ruajtjen e stabilitetit. Edhe nëse ndodh njëfarë bashkimi, emulguesit polimerë shpesh mblidhen në ndërfaqen e zvogëluar në forma fibroze ose kristalore, duke trashur filmin ndërfaqësor dhe duke parandaluar kështu bashkimin e mëtejshëm.
(4) Uniformiteti i Shpërndarjes së Madhësisë së Pikave
Kur një vëllim i caktuar i fazës së shpërndarë ndahet në pika me madhësi të ndryshme, sistemi që përfshin pika më të mëdha ka një sipërfaqe ndërfaqësore totale më të vogël dhe kështu energji ndërfaqësore më të ulët, duke dhënë stabilitet termodinamik më të madh. Në një emulsion ku bashkëjetojnë pikat e madhësive të mëdha dhe të vogla, pikat e vogla kanë tendencë të tkurren, ndërsa ato të mëdhatë rriten. Nëse ky progresion vazhdon i pakontrolluar, përfundimisht do të ndodhë thyerja. Prandaj, një emulsion me një shpërndarje të ngushtë dhe uniforme të madhësisë së pikave është më i qëndrueshëm se një emulsion me madhësi mesatare të pikave të të cilit është i njëjtë, por diapazoni i madhësisë së të cilit është i gjerë.
(5) Ndikimi i Temperaturës
Ndryshimet e temperaturës mund të ndryshojnë tensionin ndërfaqësor, vetitë dhe viskozitetin e filmit ndërfaqësor, tretshmërinë relative të emulsifikuesit në dy fazat, presionin e avullit të fazave të lëngshme dhe lëvizjen termike të pikave të shpërndara. Të gjitha këto ndryshime mund të ndikojnë në stabilitetin e emulsionit dhe madje mund të shkaktojnë përmbysje ose thyerje të fazës.
Koha e postimit: 27 nëntor 2025