Power Ultrasonics ilə emulsiyaların seçilməsi
- Seçici emulsiyalar bərk hissəciklər tərəfindən sabitləşdirilir.
- Pickering emulsiyaları "emulqatorsuz" xarakteri və gücləndirilmiş sabitliyi ilə inandırır.
- Ultrasonik ilk növbədə stabilləşdirici hissəcikləri su fazasına səpərək, ikincisi isə yağ/su fazasını emulsiyalaşdırmaqla Pikerinq emulsiyaları yaratmaq üçün mükəmməl vasitədir.
Seçici emulsiyalar
Seçici emulsiyalar emulqator və ya səthi aktiv maddə əvəzinə adsorbsiya edilmiş bərk hissəciklərlə sabitləşir. Beləliklə, Pickering emulsiyaları "emulqatorsuz" və ya “səthi aktiv maddəsiz” çünki onlar bərk hissəciklər tərəfindən sabitləşirlər. Əgər neft və su qarışdırılarsa və kiçik neft damcıları əmələ gələrək su boyunca yayılarsa, nəticədə damcılar sistemdəki enerjinin miqdarını azaltmaq üçün birləşəcəklər. Bununla belə, qatı hissəciklər qarışığa əlavə edilərsə, onlar interfeys səthinə bağlanacaq və damcıların birləşməsinin qarşısını alacaq və beləliklə, emulsiyanın daha sabit olmasına səbəb olacaqdır.
Emulqatorsuz formalaşma, səthi aktiv maddələrin istifadəsi mənfi təsir göstərən məhsulların hazırlanması üçün xüsusilə maraqlıdır, məsələn, əczaçılıq və kosmetika məhsulları üçün. Bundan əlavə, Pickering emulsiyaları adi emulqatorlar tərəfindən sabitləşən emulsiyalarla müqayisədə daha yüksək sabitlik nümayiş etdirir. Bərk hissəciklərin damcı örtüyü birləşməyə qarşı sərt bir maneə rolunu oynayır. Bu o deməkdir ki, hətta yüksək konsentrasiyalı emulsiyalar da Pickering emulsiyaları kimi səmərəli şəkildə sabitləşə bilər. Neft-su interfeysi arasında adsorbsiya olunan bərk nanohissəciklər qismən suya və neft mühitinə batırılır, beləliklə, stabilləşdirici nanohissəciklər hidrofilik, hidrofobik və ya amfifil xüsusiyyətlərə malik ola bilər. Hissəciklərin forması və ölçüsü də emulsiyanın sabitliyinə təsir göstərir.
Emulsiyalar üçün ultrasəs reaktoru
Ultrasonik homogenləşmənin yüksək mexaniki kəsmə qüvvələri faza interfeysləri arasındakı enerji maneəsini dəf edir. Bundan əlavə, sonikasiya nanohissəciklərin aqreqatlarını və aqlomeratlarını pozur və yüksək polidispers emulsiya yaradır.
Sonication seçici emulsiyanın hazırlanmasının hər iki mərhələsi üçün istifadə olunur:
- adsorbsiya edilmiş hissəcikləri su fazasına yaymaq üçün
- o/w qarışığını emulsiya etmək
Silisium ilə seçici emulsiya
Əvvəlcə hidrofilik buxarlanmış silisium tozları (məsələn, Aerosil® 200 və ya Aerosil® 380) ultrasəs cihazından istifadə edərək 100nm aglomeratlar şəklində suya səpələnmişdir.
İkinci mərhələdə, 20 wt% neft və 2-10nm diametrli damcı ölçüsü ilə sabit bir o/w emulsiyaları sonikasiya ilə hazırlanmışdır.
Sulu fazada butanol, etil asetat, butil laktat və dietil adipatın stabil, şəffaf emulsiyalarını əldə etmək üçün 6% silisium dioksid tələb olunurdu. Diizobutil adipat üçün sabit bir emulsiya əldə etmək üçün ən azı 8% silisium lazımdır.
Bütün hazırlanmış emulsiyaların ən azı 6 ay dayanıqlı olduğu göstərilmişdir.
Həm çılpaq, həm də funksionallaşdırılmış silisium (SiO2) kimi digər hissəciklərdən ən çox istifadə edilən hissəciklərdən biridir
- fe3O4,
- hidroksiapatit,
- monodispers polistirol lateks hissəcikləri,
- siklodekstrin və maltodekstrin,
- halloysit nanoborular,
- hematit (α-Fe2O3) mikrohissəciklər,
- poli(metilmetakrilat) (PMMA),
- həll olunmayan xitosan/jelatin-B kompleks hissəcikləri
bir çox digər bərk hissəciklər arasında sabit Pickering emulsiyaları yaratmaq üçün uğurla istifadə edilmişdir.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Xu, Yayuan; Song, Jiangfeng; Dai, Zhuqing; Niu, Liying; Dajing, Li; Wu, Caie (2022): Study on physicochemical characteristics of lutein nanoemulsions stabilized by chickpea protein isolate-stevioside complex. Journal of the Science of Food and Agriculture 102; 2022. 1872-1882.
- Xiao-Yan Wang and Marie-Claude Heuzey (2016): Chitosan-Based Conventional and Pickering Emulsions with Long-Term Stability. Langmuir 32, 4; 2016. 929–936.
- Bordes, C.; Bolzinger, M.-A.; El Achak, M.; Pirot, F.; Arquier, D.; Agusti, G.; Chevalier, Y. (2021): Formulation of Pickering emulsions for the development of surfactant-free sunscreen creams. International Journal of Cosmetic Science 43, 2021. 432-445.
Bilməyə Dəyər Faktlar
Suda yağ (o/w) Seçici emulsiyalar
Suda yağ toplama emulsiyası davamlı faza kimi yağ damcılarının suda səpələndiyi emulsiyaya aiddir. Bu tip Pickering emulsiyaları ümumiyyətlə təmas bucağı 90º-dən az olan nanohissəciklər tərəfindən sabitləşir. o/w Seçici emulsiyalar, məsələn, buxarlanmış silisium, Fe istifadə etməklə sabitləşdirilə bilər.3O4 nano hissəciklər. Həmin Pikerinq emulsiyalarının yağ fazası, məsələn, suda müvafiq olaraq dodekan, oktadesenil süksinik anhidrid (ODSA), toluol və butil butiratdan ibarət ola bilər.
Yağda su (sız) Seçici emulsiyalar
Yağda su-Pickering emulsiyaları dispers faza kimi su damcılarını və davamlı faza kimi yağdan ibarətdir. Təmas bucağı 90º-dən çox olan nanohissəciklər bu növ emulsiyalar üçün ən yaxşı stabilləşdirici maddələrdir. o/w Pickering emulsiyaları maqnit nanohissəciklərin istifadəsi ilə sabitləşdirilə bilər.
Kompleks Pickering emulsiyaları
İkiqat və ya çoxlu Pickering emulsiyaları (w/o/w və ya o/w/o) mürəkkəb polidispers sistemlərdir, burada kiçik damcılar daha böyük damcıların içərisində asılır və bundan əlavə davamlı fazada asılır. Çoxsaylı Pikerinq emulsiyaları üçün iki mərhələli emulsiya prosesi həyata keçirilir: aw/o/w emulsiya üçün birinci emulsiya mərhələsində w/o emulsiya hidrofobik nanohissəciklərlə sabitləşir; ikinci emulsifikasiya mərhələsində stabilizator kimi hidrofilik nanohissəciklərdən istifadə edilir. Çoxlu emulsiyalar suda yağ (suda yağ) və ya yağda su (o/w/o) şəklində formalaşa bilər.
w/o/w emulsiyaları tez-tez müxtəlif hidrofilik aktiv birləşmələr və dərmanlar (məsələn, vitaminlər, antioksidantlar, fermentlər, peyvəndlər, hormonlar) üçün vasitələr/daşıyıcı kimi istifadə olunur, sonra yavaş-yavaş buraxılır. Bəzi aktiv maddələr də çoxlu emulsiyanın xarici fazasından daxili fazaya miqrasiya etdiyinə görə, bu cür sızdırmazlıq emulsiyaları aktiv maddələrin gecikdirilmiş buraxılması / davamlı buraxılması üçün mükəmməl işləyir.
Damcı körpüsü
Bəzi Pikerinq emulsiya sistemlərində baş verən unikal hadisə damcı körpüsüdür. Damcı səthindən çıxan kolloidlər eyni vaxtda iki damcı arasında körpü quraraq başqa bir interfeysə adsorblana bilər. Körpülər kolloid hissəciklərin monolaylarından ibarətdir və damcılar yalnız davamlı fazanın nazik bir təbəqəsi ilə ayrılır.
