امولسیون های پیکرینگ با قدرت اولتراسونیک
- امولسیون های پیکرینگ توسط ذرات جامد تثبیت می شوند.
- امولسیون های پیکرینگ با شخصیت "بدون امولسیفایر " و ثبات افزایش یافته خود متقاعد می کنند.
- اولتراسونیک ابزار مناسبی برای ایجاد امولسیون های پیکرینگ با پراکنده کردن ذرات تثبیت کننده در فاز آب و در مرحله دوم برای امولسیون فاز روغن / آب است.
امولسیون های پیکرینگ
امولسیون های پیکرینگ توسط ذرات جامد جذب شده به جای امولسیفایر یا سورفکتانت تثبیت می شوند. بنابراین، امولسیون های پیکرینگ را می توان به عنوان "بدون امولسیفایر " یا در نظر گرفت “بدون سورفکتانت” از آنجا که توسط ذرات جامد تثبیت می شوند. اگر روغن و آب مخلوط شوند و قطرات کوچک روغن تشکیل شده و در سراسر آب پراکنده شوند، در نهایت قطرات با هم ترکیب می شوند تا میزان انرژی موجود در سیستم کاهش یابد. با این حال، اگر ذرات جامد به مخلوط اضافه شوند، به سطح فصل مشترک متصل می شوند و از ادغام قطرات جلوگیری می کنند و در نتیجه باعث پایداری امولسیون می شوند.
تشکیل بدون امولسیفایر به ویژه برای فرمولاسیون محصولاتی که استفاده از سورفکتانت ها اثرات منفی دارد، به عنوان مثال برای محصولات دارویی و آرایشی و بهداشتی، جالب است. علاوه بر این، امولسیون های پیکرینگ در مقایسه با امولسیون هایی که توسط امولسیون کننده های معمولی تثبیت می شوند، پایداری بیشتری از خود نشان می دهند. پوشش قطره ذرات جامد به عنوان یک مانع سفت و سخت در برابر ادغام عمل می کند. این بدان معنی است که حتی امولسیون های بسیار غلیظ نیز می توانند به طور موثر به عنوان امولسیون های پیکرینگ تثبیت شوند. نانوذرات جامد که بین فصل مشترک نفت و آب جذب می شوند، تا حدی در محیط آب و روغن غوطه ور می شوند، به طوری که نانوذرات تثبیت کننده می توانند دارای خواص آبدوست، آبگریز یا آمفیفیلیک باشند. شکل ذرات و اندازه ذرات نیز بر پایداری امولسیون تأثیر می گذارد.
راکتور اولتراسونیک برای امولسیون ها
نیروهای برشی مکانیکی بالا از همگن سازی مافوق صوت غلبه بر مانع انرژی بین رابط های فاز. علاوه بر این ، فراصوت سنگدانه ها و آگلومراهای نانوذرات را می شکند و یک امولسیون بسیار پلی پراکنده ایجاد می کند.
فراصوت برای هر دو مرحله تهیه امولسیون جمع کننده استفاده می شود:
- برای پراکنده کردن ذرات جذب شده در فاز آب
- برای امولسیون کردن مخلوط O / W
امولسیون پیکرینگ با سیلیس
در ابتدا، پودرهای سیلیس دود آب دوست (مانند Aerosil® 200 یا Aerosil® 380) به صورت آگلومراهای 100 نانومتری با استفاده از دستگاه اولتراسونیک در آب پراکنده شدند.
در مرحله دوم، امولسیون های O/W پایدار با 20 درصد وزنی روغن و اندازه قطرات قطر 2 تا 10 نانومتر به روش فراصوت تهیه شد.
برای به دست آوردن امولسیون های پایدار و شفاف بوتانول، اتیل استات، بوتیل لاکتات و دی اتیل آدیپات در فاز آبی 6 درصد سیلیس مورد نیاز بود. برای دی ایزوبوتیل آدیپات حداقل 8٪ سیلیس برای بدست آوردن یک امولسیون پایدار مورد نیاز است.
تمام امولسیون های آماده شده حداقل به مدت 6 ماه پایدار هستند.
در حالی که سیلیس لخت و همچنین عامل دار (SiOH2S) یکی از پرکاربردترین ذرات است، ذرات دیگری مانند
- آهن3O4،
- هیدروکسی آپاتیت،
- پلی استایرن مونوپراکنده ذرات لاتکس،
- سیکلودکسترین و مالتودکسترین ،
- نانولوله های هالویزیت,
- هماتیت (α-آهنH2SO3) میکرو ذرات،
- پلی (متیل متاکریلات) (PMMA) ،
- ذرات کمپلکس کیتوزان/ژلاتین-B نامحلول
در میان بسیاری از ذرات جامد دیگر با موفقیت برای ایجاد امولسیون های پایدار پیکرینگ استفاده شده است.
ادبیات / منابع
- 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.
حقایقی که ارزش دانستن دارند
روغن در آب (o/w) امولسیون های پیکرینگ
امولسیون پیکرینگ روغن در آب به امولسیونی اطلاق می شود که در آن قطرات روغن به عنوان فاز پیوسته در آب پراکنده می شوند. این نوع امولسیون های پیکرینگ به طور کلی توسط نانوذرات که زاویه تماس آنها کمتر از 90 درجه است تثبیت می شود. o / w امولسیون های پیکرینگ را می توان تثبیت کرد به عنوان مثال با استفاده از سیلیس دود، آهن3O4 نانو ذرات. فاز روغن های امولسیون های پیکرینگ می تواند به ترتیب شامل دودکان، اکتادسنیل سوکسینیک انیدرید (ODSA)، تولوئن و بوتیل بوتیرات در آب باشد.
آب در روغن (w/o) امولسیون های پیکرینگ
امولسیون های پیکرینگ آب در روغن حاوی قطرات آب به عنوان فاز پراکنده و روغن به عنوان فاز پیوسته هستند. نانوذرات با زاویه تماس بیشتر از 90 درجه بهترین عوامل تثبیت کننده برای این نوع امولسیون ها هستند. امولسیون های o/w پیکرینگ را می توان با استفاده از نانوذرات مغناطیسی تثبیت کرد.
امولسیون های پیکرینگ پیچیده
امولسیون های پیکرینگ دوتایی یا چندگانه (w/o/w یا o/w/o) سیستم های پلی پراکنده پیچیده ای هستند که در آن قطرات ریز در قطرات بزرگتر معلق می شوند که علاوه بر این در یک فاز پیوسته معلق هستند. برای امولسیون های متعدد پیکرینگ، یک فرآیند امولسیون دو مرحله ای انجام می شود: برای امولسیون w/o/w، در اولین مرحله امولسیون سازی، امولسیون w/o توسط نانوذرات آبگریز تثبیت می شود. در مرحله دوم امولسیون شدن، از نانوذرات آبدوست به عنوان پایدارکننده استفاده می شود. امولسیون های متعدد را می توان به صورت آب در روغن در آب (w/o/w) یا روغن در آب در روغن (o/w/o) تشکیل داد.
امولسیون های w/o/w اغلب به عنوان وسایل نقلیه/حامل ترکیبات فعال و داروهای مختلف آب دوست (مانند ویتامین ها، آنتی اکسیدان ها، آنزیم ها، واکسن ها، هورمون ها) استفاده می شوند که سپس به آرامی آزاد می شوند. از آنجایی که برخی از مواد فعال نیز از فاز بیرونی به فاز داخلی یک امولسیون چندگانه مهاجرت می کنند، چنین امولسیون های w/o/w برای رهاسازی عقب افتاده / تحویل مداوم مواد فعال کاملا کار می کنند.
پل قطره ای
یک پدیده منحصر به فرد که در برخی از سیستم های امولسیون پیکرینگ رخ می دهد، پل زدن قطرات است. کلوئیدهایی که از سطح قطره بیرون زده اند می توانند به طور همزمان به رابط دیگری جذب شوند و دو قطره را پل کنند. پل ها از تک لایه ذرات کلوئیدی تشکیل شده اند و قطرات فقط توسط یک لایه نازک از فاز پیوسته از هم جدا می شوند.
