Tecnología de ultrasonido de Hielscher

Emulsiones de Pickering por ultrasonidos

  • emulsiones de Pickering se estabilizan por partículas sólidas.
  • emulsiones de Pickering convencen por su carácter “libre de emulsionante” y su estabilidad mejorada.
  • Ultrasónico es la herramienta perfecta para crear emulsiones de Pickering dispersando en primer lugar las partículas de estabilización en la fase acuosa y en segundo lugar para emulsionar la fase de aceite / agua.

Las emulsiones de Pickering

emulsiones de Pickering se estabilizan por partículas sólidas adsorbidas en lugar de un emulsionante o tensioactivo. De este modo, emulsiones de Pickering pueden considerarse como “emulsionante libre” o “-Tensioactivo libre” ya que están estabilizados por partículas sólidas. Si se mezclan el aceite y el agua y se forman pequeñas gotitas de aceite y se dispersan por el agua, eventualmente las gotas se fusionarán para disminuir la cantidad de energía en el sistema. Sin embargo, si se agregan partículas sólidas a la mezcla, se unirán a la superficie de la interfaz y evitarán que las gotitas se fusionen, lo que hará que la emulsión sea más estable.
La formación sin emulsionante es especialmente interesante para la formulación de productos para los cuales el uso de tensioactivos tiene efectos negativos, por ejemplo, para productos farmacéuticos y cosméticos. Además, las emulsiones Pickering muestran una estabilidad mejorada en comparación con las emulsiones que se estabilizan con emulsionantes convencionales. El recubrimiento de gotitas de partículas sólidas funciona como una barrera rígida contra la coalescencia. Esto significa que incluso las emulsiones altamente concentradas se pueden estabilizar eficientemente como emulsiones Pickering. Las nanopartículas sólidas, que están adsorbidas entre la interfaz aceite-agua, están parcialmente sumergidas en agua y medio de aceite, de modo que las nanopartículas estabilizantes pueden tener propiedades hidrófilas, hidrófobas o anfifílicas. La forma de partícula y el tamaño de partícula también afectan la estabilidad de la emulsión.

Las altas fuerzas de cizallamiento mecánicas de homogeneización ultrasónica superar la barrera de energía entre las interfaces de fase. Por otra parte, sonicación rompe los agregados y aglomerados de nanopartículas y crea una emulsión altamente polidisperso.

La sonicación se utiliza para ambas etapas de la preparación de una emulsión de Pickering:

  1. para dispersar las partículas adsorbidas en la fase acuosa
  2. para emulsionar la mezcla o / w
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reactor ultrasónico para emulsiones

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Emulsión ultrasónica

Pickering Emulsión con Sílice

Al principio, los polvos de sílice de combustión hidrófilos (tales como Aerosil® 200 o Aerosil® 380) se dispersó en forma de aglomerados de 100 nm en agua utilizando un dispositivo ultrasónico.
En el segundo paso, un establo o / w emulsiones con 20% en peso de aceite y las gotitas de diámetro 2-10nm tamaño se prepararon por sonicación.
Para obtener emulsiones estables, transparentes de butanol, acetato de etilo, lactato de butilo y adipato de dietilo en la fase acuosa al 6% de sílice que se requería. Para adipato de diisobutilo se requieren al menos 8% de sílice para obtener una emulsión estable.
Todas las emulsiones preparadas han demostrado ser estable durante al menos 6 meses.

Mientras desnuda, así como de sílice funcionalizado (SiO2) Es una de la partícula más utilizada, otras partículas, tales como Fe3O4, hidroxiapatita, Poliestireno monodisperso partículas de látex, Los nanotubos de halloysita, hematita (α-Fe2O3) micropartículas, poli (metacrilato de metilo) (PMMA), de quitosano insoluble / partículas del complejo de gelatina-B etc. han utilizado con éxito para crear emulsiones de Pickering estables.

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Información interesante

Aceite-en-agua (O / W) emulsiones de Pickering

emulsión de Pickering de aceite en agua se refiere a una emulsión donde las gotitas de aceite se dispersan en agua como la fase continua. Este tipo de emulsiones de Pickering se estabiliza generalmente por las partículas de nano cuyos ángulo de contacto es menor que 90º. o / w Pickering emulsiones se pueden estabilizar, por ejemplo, por el uso de sílice de pirólisis, Fe3O4 nano partículas. La fase aceites de esas emulsiones de Pickering puede consistir, por ejemplo, en dodecano, octadecenilo anhídrido succínico (ODSA), tolueno y butirato de butilo en agua, respectivamente.

Agua-en-aceite (W / O) emulsiones de Pickering

Agua-en-aceite emulsiones de Pickering contienen gotitas de agua como la fase dispersa y el aceite como la fase continua. partículas nano con ángulo de contacto mayor que 90º son los mejores agentes estabilizantes para estos tipos de emulsiones. o / w Pickering emulsiones se pueden estabilizar mediante el uso de nano partículas magnéticas.

emulsiones de Pickering complejos

Las emulsiones Pickering dobles o múltiples (w / o / w o o / w / o) son complejos sistemas polidispersos donde pequeñas gotas se suspenden dentro de gotas más grandes que además se suspenden en una fase continua. Para las emulsiones Pickering múltiples, se lleva a cabo un proceso de emulsificación en dos etapas: para la emulsión aw / o / w, en la primera etapa de emulsificación, la emulsión w / o se estabiliza mediante nanopartículas hidrófobas; en la segunda etapa de emulsificación, se usan nanopartículas hidrófilas como estabilizador. Se pueden formar emulsiones múltiples como agua en aceite en agua (w / o / w) o aceite en agua en aceite (o / w / o).
Las emulsiones w/o/w se utilizan con frecuencia como vehículos/transportadores de diversos compuestos activos hidrófilos y medicamentos (por ejemplo, vitaminas, antioxidantes, enzimas, vacunas, hormonas), que luego se liberan lentamente. Como algunas sustancias activas también migran de la fase externa a la fase interna de una emulsión múltiple, tales emulsiones w/o/w funcionan perfectamente para la liberación retardada / liberación sostenida de las sustancias activas.

puente gotita

Un fenómeno único que ocurre en algunos sistemas de emulsión de Pickering es puente de gotas. Los coloides que sobresalen de una superficie de la gota pueden adsorber de manera simultánea a otra interfaz, que puentea dos gotitas. Los puentes consisten en monocapas de partículas coloidales y las gotitas están separados sólo por una película delgada de la fase continua.