Generellt sett är en fas av emulsionen vatten eller vattenlösning, vilket kallas vattenfas; Den andra fasen är en organisk fas som inte är blandbar med vatten, känd som oljefasen.

1. Klassificering

Tre klassificeringsmetoder:

1. Klassificerad efter källa: naturprodukter och syntetiska produkter;

2. Klassificerade efter molekylvikt: emulgeringsmedel med låg molekylvikt (c10-c20) och emulgeringsmedel med hög molekylvikt (c tusental);

3. Beroende på om den kan joniseras i vattenlösning kan den delas in i jontyp (anjoner, katjoner och anjoner och katjoner) och nonjontyp.

Detta är den vanligaste klassificeringsmetoden.

 

2. Funktionen och principen för emulgeringsmedel

Emulgeringsmedels huvudfunktion är att minska ytspänningen hos de två vätskor som emulgeras. Därför, när tensider används som emulgeringsmedel, adsorberar den ena änden av deras hydrofoba grupp på ytan av olösliga vätskepartiklar (såsom olja), medan den hydrofila gruppen sträcker sig mot vattnet. Tensider är riktade på ytan av vätskepartiklar för att bilda en hydrofil adsorptionsfilm (gränssnittsfilm), för att minska den ömsesidiga attraktionen mellan dropparna, minska ytspänningen mellan två faser och främja ömsesidig dispersion för att bilda emulsioner.

Koncentrationen av tensid har en direkt inverkan på gränsytans ansiktsmasks styrka. Vid hög koncentration adsorberas många tensidmolekyler på gränsytan, vilket bildar en tät och stark gränsyta för ansiktsmasken.

Olika emulgeringsmedel har olika emulgeringseffekter, och mängden som krävs för att uppnå optimal emulgeringseffekt varierar också. Generellt sett, ju större molekylär kraft emulgeringsmedlet som bildar ansiktsmaskens gräns är, desto högre filmstyrka och desto mer stabil är lotionen. Tvärtom, ju mindre kraften är, desto lägre filmstyrka och desto mer instabil är emulsionen.

När det finns polära organiska molekyler som fettalkohol, fettsyror och fettaminer i ansiktsmasken förbättras membranets styrka avsevärt. Detta beror på att emulgeringsmolekyler interagerar med polära molekyler som alkohol, syra och amin i gränssnittets adsorptionsskikt för att bilda ett komplex, vilket ökar styrkan hos ansiktsmaskens gränssnitt.

Emulgeringsmedlet som består av mer än två tensider är ett blandat emulgeringsmedel. På grund av den starka interaktionen mellan molekylerna minskas gränsytspänningen avsevärt, mängden emulgeringsmedel som adsorberas på gränsytan ökas avsevärt, och densiteten och styrkan hos den bildade gränsytmasken ökas.

Under bildandet av emulsionen minskar gränsytspänningen mellan olja och vatten kraftigt på grund av inblandning av tensider, och emulsionen blir stabil. Det finns dock fortfarande en gränsytspänning mellan olja och vatten i emulsionen som inte kan nå noll på grund av CMC eller löslighetsbegränsningar. Därför är lotion ett termodynamiskt instabilt system.

Gränsytspänningen mellan olja och vatten i mikroemulsioner är så låg att den inte kan mätas. Det är ett termodynamiskt stabilt system. Detta uppnås huvudsakligen genom att tillsätta en andra typ av ytaktivt ämne med helt andra egenskaper (såsom medelstora alkoholer som pentanol, hexanol och heptanol, kända som samytaktiva ämnen), vilket ytterligare kan minska gränsytspänningen till en mycket liten nivå, vilket till och med resulterar i momentana negativa värden. Detta kan förklaras med Gibbs adsorptionsekvation för flerkomponentsystem.

 

3. Typ av emulsion

Typ

Vanlig emulsion, en fas är vatten eller vattenlösning, och den andra är organiskt material som är olösligt i vatten, såsom fett, vax etc. Emulsioner som bildas av vatten och olja kan delas in i tre typer:

(a) Olja i vatten-typ (O'W)
(e) Blandad mjölk (V/O/V)
(b) Olja i vatten-typ (V/O)

(1) Olja/vatten (0/W) emulsion, olja dispergerad i vatten. Olja är en dispergerad fas (intern fas), och vatten är en kontinuerlig fas (extern fas), olja-i-vatten emulsion, som kan spädas med vatten. Såsom mjölk, sojamjölk, etc.

(2) Vatten/oljeemulsion (W/0), vatten dispergerat i olja. Vatten är en dispergerad fas (intern fas) och olja är en kontinuerlig fas (extern fas) av vatten-i-oljeemulsion. Denna typ av emulsion kan spädas ut med olja. Såsom artificiellt smör, råolja etc.

(3) Ringformade emulsioner, som bildas genom alternerande dispersion av vatten- och oljefaser lager för lager, förekommer huvudsakligen i två former: olja i vatten och olja i olja 0/W/0 (dvs. vattenfas med dispergerade oljedroppar suspenderade i oljefas och vatten i olja och vatten i vatten W/0/W (dvs. oljefas med dispergerade vattendroppar suspenderade i vattenfas). Denna typ av emulsion är sällsynt och förekommer vanligtvis i råolja.

 

Metod för att kontrollera emulsionstyp

(1) Utspädningsmetod

Späd emulsionen med samma vätska som den kontinuerliga fasen. Den vattenlösliga emulsionen är av olje/vatten-typ, och den oljelösliga emulsionen är av vatten/olja-typ.
Till exempel kan mjölk spädas ut med vatten, men den är inte blandbar med vegetabilisk olja. Det framgår att mjölk är en O/V-emulsion.

(2) Konduktiv metod

Vattens och oljans konduktivitet skiljer sig mycket åt, och olje/vatten-emulsionens konduktivitet är hundratals gånger större än vatten/oljans. Därför sätts två elektroder in i emulsionen och neon kopplas i serie i slingan, och olje/vatten-lampan lyser.

(3) Färgningsmetod

Tillsätt 2–3 droppar oljebaserade eller vattenbaserade färgämnen i provröret och bedöm typen av emulsion utifrån vilken typ av färgämne som kan göra den kontinuerliga fasen jämnt färgad.

(4) Metod för vätning av filterpapper

Droppa lotionen på filterpappret. Om vätskan kan expandera snabbt och en liten droppe finns kvar i mitten är lotionen av typen olja i vatten; om lotiondropparna inte expanderar är det av typen olja i vatten.

(5) Optisk refraktionsmetod

Det olika brytningsindexet för vatten och olja i förhållande till ljus används för att identifiera typen av emulsion. Om emulsionen är olja i vatten spelar partiklarna en ljussamlande roll, och endast partiklarnas vänstra kontur kan ses med ett mikroskop; om emulsionen är vatten i olja spelar partiklarna en roll som astigmatism, och endast partiklarnas högra kontur kan ses med ett mikroskop;

De viktigaste faktorerna som påverkar typen av emulsion

(1) Fasvolym:

Fasvolymsteorin föreslogs av Ostwald ur ett geometriskt perspektiv. Synpunkten är att om man antar att lotionens vätskepärlor är lika stora och styva sfärer, kan fasvolymfraktionen av vätskepärlorna endast utgöra 74,02 % av den totala volymen när de är som tätast packade. Om fasvolymintegralen för vätskepärlorna är större än 74,02 % kommer lotionen att deformeras eller skadas.

(a) Jämn dropprik luggvävd emulsion
(b) Ojämn dropptät staplingsemulsion
(c) Icke-sfäriska vätskedroppar kräver stapling och emulsion (instabila)

Ta O/W-typ-emulsionen som exempel. Om fasintegraltalet för olja är större än 74,02 % kan emulsionen endast bilda W/0-typ. När O/i-typen är mindre än 25,98 %, och när andelen är 25,98 % -74,02 % kan den bilda antingen O/W- eller W0-typ.

 

Molekylstruktur och egenskaper hos emulgeringsmedel - Kilteori

Kilteorin baseras på emulgeringsmedels rumsliga struktur för att bestämma typen av emulsion. Kilteorin antyder att tvärsnittsareorna för hydrofila och hydrofoba grupper i emulgeringsmedel inte är lika stora. Emulgeringsmedelsmolekylerna ses som kilar, med ena änden större och den andra mindre. Den mindre änden av emulgeringsmedlet kan införas i droppens yta som en kil och arrangeras i riktning vid gränsytan mellan olja och vatten. Den hydrofila polära änden sträcker sig in i vattenfasen, medan den lipofila kolvätekedjan sträcker sig in i oljefasen, vilket resulterar i ökad gränsytstyrka.

 

Emulgeringsmedels inverkan på emulsionstyp

Förutom faktorer som emulsionskompositionens material och emulsionsbildningsförhållanden påverkar även yttre förhållanden typen av emulsion. Till exempel är emulsionsväggens hydrofila och lipofila natur stark, och O/W-emulsion bildas lätt när emulsionsväggens hydrofila natur är stark, medan W/0-emulsion bildas lätt när emulsionsväggens lipofila natur är stark. Anledningen är att vätskan behöver upprätthålla ett kontinuerligt fasskikt på väggen, så att den inte lätt dispergeras i vätskepärlor vid omrörning. Glas är hydrofilt medan plast är hydrofobt, så glas är benäget att bilda O/W-emulsioner medan plast är benäget att bilda W/0-emulsioner.

 

Teori om aggregeringshastighet för två faser

Koalescenshastighetsteorin utgår från påverkan av koalescenshastigheten för de två typerna av droppar som utgör emulsionen på emulsionen, och bedömer att koalescenshastigheten för de två typerna av droppar beror på koalescenshastigheten för de två typerna av droppar när emulsionen, hajen och avdödningen tillsammans täcker efterfrågan.

 

Temperatur

En ökning av temperaturen sänker hydreringsgraden av hydrofila grupper, vilket minskar molekylernas hydrofilicitet. Därför kan 0/w-emulsionen som bildas vid låga temperaturer omvandlas till en W/0-emulsion vid uppvärmning. Denna övergångstemperatur är den temperatur vid vilken de hydrofila och lipofila egenskaperna hos det ytaktiva medlet når en lämplig jämvikt, känd som fasövergångstemperaturen PIT.

Men när koncentrationen av emulgeringsmedel är tillräckligt stor för att övervinna inverkan av emulgeringsmaterialets vätande egenskaper, beror typen av emulsion som bildas endast på emulgeringsmedlets natur och har ingenting att göra med kärlväggens hydrofilicitet och lipofilicitet.