Mga Salik na Namamahala sa Katatagan ng mga Emulsyonang
Sa mga praktikal na aplikasyon, ang katatagan ng isang emulsyon ay tumutukoy sa kakayahan ng mga dispersed phase droplets na labanan ang coalescence. Kabilang sa mga sukatan para sa pagsukat ng katatagan ng emulsyon, ang rate ng coalescence sa mga dispersed droplets ay pinakamahalaga; matutukoy ito sa pamamagitan ng pagsukat kung paano nagbabago ang bilang ng mga droplets bawat unit volume sa paglipas ng panahon. Habang ang mga droplet sa emulsyon ay nagsasama-sama sa mas malalaki at sa huli ay humahantong sa pagkabasag, ang bilis ng prosesong ito ay pangunahing nakasalalay sa mga sumusunod na salik: ang mga pisikal na katangian ng interfacial film, electrostatic repulsion sa pagitan ng mga droplet, steric hindrance mula sa mga polymer film, lagkit ng continuous phase, laki at distribusyon ng droplet, phase volume ratio, temperatura, at iba pa.
Sa mga ito, ang pisikal na katangian ng interfacial film, mga interaksyong elektrikal, at steric hindrance ang pinakamahalaga.
(1) Mga Pisikal na Katangian ng Interfacial Film
Ang banggaan sa pagitan ng mga dispersed-phase droplets ang pangunahing kailangan para sa coalescence. Ang coalescence ay patuloy na nagpapatuloy, na nagpapaliit sa maliliit na droplets tungo sa mas malalaking droplets hanggang sa mabasag ang emulsion. Sa proseso ng banggaan at pagsasanib, ang mekanikal na lakas ng interfacial film ng droplet ang pangunahing dahilan ng katatagan ng emulsion. Upang mabigyan ang interfacial film ng malaking mekanikal na lakas, dapat itong maging isang coherent film—ang mga bumubuo nitong surfactant molecules na pinagbubuklod ng malalakas na lateral forces. Dapat ding magtaglay ang film ng mahusay na elasticity, upang kapag nagkaroon ng localized na pinsala mula sa mga banggaan ng droplet, kusang maaayos nito ang sarili nito.
(2) Mga Interaksyong Elektrikal
Ang mga ibabaw ng droplet sa mga emulsyon ay maaaring magkaroon ng ilang mga karga para sa iba't ibang kadahilanan: ionization ng mga ionic surfactant, adsorption ng mga partikular na ion sa ibabaw ng droplet, friction sa pagitan ng mga droplet at ng nakapalibot na medium, atbp. Sa mga oil-in-water (O/W) emulsion, ang pag-charge ng mga droplet ay gumaganap ng mahalagang papel sa pagpigil sa aggregation, coalescence, at kalaunan ay pagkabasag. Ayon sa colloid stability theory, ang mga puwersa ng van der Waals ay naghihila ng mga droplet nang magkakasama; ngunit kapag ang mga droplet ay lumalapit nang sapat upang ang kanilang mga double layer sa ibabaw ay mag-overlap, ang electrostatic repulsion ay humahadlang sa karagdagang lapit. Maliwanag, kung ang repulsion ay mas malaki kaysa sa atraksyon, ang mga droplet ay hindi gaanong madaling mabangga at magsama-sama, at ang emulsyon ay nananatiling matatag; kung hindi, ang coalescence at pagkabasag ay nangyayari.
Kung tungkol sa mga emulsyon ng tubig-sa-langis (W/O), ang mga patak ng tubig ay may kaunting karga, at dahil ang tuluy-tuloy na yugto ay may mababang dielectric constant at makapal na dobleng patong, ang mga epektong electrostatic ay mayroon lamang maliit na impluwensya sa katatagan.
(3) Steric Stabilization
Kapag ang mga polimer ay nagsisilbing mga emulsifier, ang interfacial layer ay nagiging mas makapal, na bumubuo ng isang matibay na lyophilic shield sa paligid ng bawat droplet—isang spatial barrier na pumipigil sa mga droplet na lumapit at magdikit. Ang lyophilic na katangian ng mga molekula ng polimer ay kumukuha rin ng malaking dami ng tuluy-tuloy na likido sa loob ng proteksiyon na layer, na ginagawa itong parang gel. Dahil dito, ang interfacial region ay nagpapakita ng mas mataas na interfacial viscosity at kanais-nais na viscoelasticity, na nakakatulong na maiwasan ang pagsasama-sama ng droplet at mapanatili ang katatagan. Kahit na may kaunting coalescence na mangyari, ang mga polymer emulsifier ay kadalasang nagtitipon sa pinaliit na interface sa fibrous o crystalline na anyo, na nagpapalapot sa interfacial film at sa gayon ay pinipigilan ang karagdagang coalescence.
(4) Pagkakapareho ng Distribusyon ng Laki ng Patak
Kapag ang isang partikular na dami ng dispersed phase ay hinahati sa mga droplet na may iba't ibang laki, ang sistemang binubuo ng mas malalaking droplet ay may mas maliit na kabuuang interfacial area at sa gayon ay mas mababang interfacial energy, na nagbibigay ng mas malaking thermodynamic stability. Sa isang emulsion kung saan ang mga droplet na may malalaki at maliliit na sukat ay magkakasamang nabubuhay, ang maliliit na droplet ay may posibilidad na lumiit habang ang malalaki ay lumalaki. Kung magpapatuloy ang pag-unlad na ito nang hindi nasusupil, kalaunan ay magaganap ang pagkabasag. Samakatuwid, ang isang emulsion na may makitid at pare-parehong distribusyon ng laki ng droplet ay mas matatag kaysa sa isa na ang average na laki ng droplet ay pareho ngunit ang saklaw ng laki ay malawak.
(5) Impluwensya ng Temperatura
Ang mga pagkakaiba-iba ng temperatura ay maaaring magpabago sa interfacial tension, sa mga katangian at lagkit ng interfacial film, sa relatibong solubility ng emulsifier sa dalawang phase, sa vapor pressure ng mga liquid phase, at sa thermal motion ng mga dispersed droplets. Ang lahat ng mga pagbabagong ito ay maaaring makaapekto sa estabilidad ng emulsion at maaari pang magdulot ng phase inversion o breaking.
Oras ng pag-post: Nob-27-2025