Стабилизация эмульсий

Концентрированные и высококонцентрированные эмуль-сии неустойчивы без эмульгатора (стабилизатора). В качестве эмульгаторов применяют ПАВ и твердые тонкоизмельченные порошки, не обладающие поверхностной активностью (глина, мел, сажа и др.).

Основные требования, предъявляемые к эмульгаторам: эмульгаторы должны уменьшать поверхностное натяжение; достаточно быстро адсорбироваться на каплях, создавая тонкий слой, неизменяющийся при столкновениях капель и препятству-ющий их коагуляции и коалесценции; иметь специфическую молекулярную структуру с полярными и неполярными группами; хорошо растворяться в дисперсионной среде или смачиваться ею; придавать эмульсии определенный электро-кинетический потенциал; увеличивать вязкость эмульсии; обладать эмульгирующими свойствами даже при малых количествах; быть дешевыми, безопасными в обращении, нетоксичными.

Поверхностно-активные вещества хорошо стабилизируют как эмульсии М/В, так и В/М. Их действие зависит от сочетания полярной группы и углеводной части молекулы, поскольку гидрофильные свойства определяются взаимодействием полярной группы с водой, а липофильные - взаимодействием неполярной цепи с маслом. В результате преобладающей гидрофильности короткоцепочных ПАВ происходит втягивание их с пограничного слоя в водную фазу (рис. 12.1а), в то время длинноцепочные ПАВ с преобладающими липофильными свойствами втягиваются в масла (рис.12.1б).

Для хорошего эмульгирования относительная уравнове-шенность с некоторым дисбалансом в пользу полярной или неполярной частей (рис.12.1,в).

Рисунок 12.1.

Гидрофильно-липофильный баланс ПАВ, ГЛБ сдвинут в сторону гидрофильности (а), гидрофобности (б), оптимальный вариант (в).

Сущность стабилизирующего действия эмульгаторов - ПАВ, содержащих ионогенные группы - COONa (мыла) или -SO₃Na (сульфонаты), заключается в их адсорбции на поверхнос-ти раздела двух фаз. Для проявления эмульгирующего действия необходимо, чтобы молекулы этих ПАВ содержали углеводо-родный радикал достаточной длины (от I2 до 18 атомов углерода). В концентрированных эмульсиях слиянию капель препятствует высокая вязкость и механическая прочность адсорбционного слоя, а также его взаимодействие с дисперсион-ной средой. Такой слой могут образовывать как ионные, так и неионные ПАВ.

Фактор стабилизации в эмульсиях связан не с формирова-нием адсорбционных слоев ПАВ самих по себе, а с образова-нием на границе масло-вода сложных надмолекулярных структур в форме многослойной фазовой пленки ультрамикро-эмульсии, связанных в структуру адсорбционным слоем. Структурно-механические свойства такой пленки и определяют устойчивость эмульсии.