Pickering emulziók Power Ultrasonics segítségével
- A pickering emulziókat szilárd részecskék stabilizálják.
- A Pickering emulziók meggyőzik "emulgeátor-mentes" karakterük és fokozott stabilitásuk révén.
- Az ultrahang a Pickering emulziók létrehozásának tökéletes eszköze, először a stabilizáló részecskéket a vízfázisba szétszórva, másrészt az olaj / víz fázis emulgeálására.
Pickering emulziók
A pickering emulziókat stabilizálja adszorbált szilárd részecskék emulgeálószer vagy felületaktív anyag helyett. Ezáltal a Pickering emulziók "emulgeátor-mentesnek" tekinthetők “felületaktív anyag mentes” mivel szilárd részecskék stabilizálják őket. Ha az olaj és a víz keveredik, és kisméretű olajcseppeket képeznek és szétoszlanak a vízben, akkor végül a cseppek összedolgoznak a rendszer energia mennyiségének csökkentésében. Azonban, ha szilárd keverékeket adnak a keverékhez, akkor a felület felületéhez kötődnek, és meggátolják a cseppecskék összeolvadását, ezáltal az emulzió stabilabbá válik.
Az emulgeátor nélküli képződés különösen érdekes olyan termékek előállítására, amelyeknél a felületaktív anyagok alkalmazása negatív hatásokkal jár, pl. Gyógyszerészeti és kozmetikai termékek esetében. Ezenkívül a Pickering emulziók fokozott stabilitást mutatnak a hagyományos emulgeálószerekkel stabilizált emulziókhoz képest. A szilárd részecskék csepegtető bevonata merev gátként működik a koaleszcencia ellen. Ez azt jelenti, hogy még a nagyon koncentrált emulziók hatékonyan stabilizálhatók Pickering emulzióként. Az olaj-víz határfelületen adszorbeált szilárd nanorészecskék részben vízben és olajos közegben merülnek fel, így a stabilizáló nanorészecskék hidrofil, hidrofób vagy amfifil tulajdonságokkal rendelkezhetnek. A részecskék alakja és a részecskeméret is hatással van az emulzió stabilitására.
Az ultrahangos homogenizálás nagy mechanikai nyíróerői leküzdik az energiahatárt a fázis interfészek között. Ezenkívül az ultrahangos szétbontás megtöri a nanorészecskék aggregátumát és agglomerátumát, és nagyon polidiszperzív emulziót hoz létre.
A sonicációt a pickering emulzió előállításának mindkét lépésére használják:
- hogy az adszorbeált részecskéket a vízfázisba szétoszlatjuk
- az o / w keverék emulgeálására
Pickering emulzió szilíciummal
Először hidrofil, porított szilícium-dioxid porokat (például Aerosil® 200 vagy Aerosil® 380) 100 nm agglomerátumokká vízben diszpergáltak ultrahangos készülék alkalmazásával.
A második lépésben ultrahangos kezeléssel 20 tömeg% olaj és 2-10 nm átmérőjű cseppméretű stabil o / w emulziókat állítottunk elő.
A butanol, az etil-acetát, a butil-laktát és a dietil-adipát stabil, átlátszó emulziójának megszerzése a vizes fázisban 6% szilikagélt igényel. A diizobutil-adipát esetében legalább 8% szilícium-dioxid szükséges stabil emulzió eléréséhez.
Az összes elkészített emulzió legalább 6 hónapig stabilnak bizonyult.
Bár a csupasz és a funkcionalizált szilícium-dioxid (SiO2) az egyik leggyakrabban használt részecske, más részecskék, mint a Fe3O4, hidroxi-, monodiszperz polisztirol latex részecskék, ciklodextrin és maltodextrin, halloysite nanocsövek, hematit (α-Fe2O3) mikrorészecskék, poli (metil-metakrilát) (PMMA), oldhatatlan kitozán / zselatin-B komplex részecskék stb. sikeresen alkalmazhatók stabil Pickering emulziók létrehozására.
Ultrahangos reaktor emulziókhoz
Tudni érdemes
Olaj-vízben (o / v) Pickering emulziók
Az "olaj a vízben" Pickering emulzió olyan emulziót jelent, ahol az olajcseppek folyamatos fázisban vannak vízben diszpergálva. Az ilyen típusú Pickering emulziókat általában nano részecskék stabilizálják, amelyek érintkezési szöge 90 ° -nál kisebb. o / w A pickering emulziók stabilizálhatók például füstölt szilícium-dioxid, Fe3O4 nano részecskék. Ezeknek a Pickering emulzióknak az olajfázisa állhat például dodekán, oktadecenil-borostyánkősavanhidrid (ODSA), toluol és butil-butirát vízben.
Víz az olajban (w / o) Pickering emulziók
Az "Water-in-oil Pickering" emulziók cseppecskéket tartalmaznak diszpergált fázisként és olajként folyamatos fázisként. Az ilyen típusú emulziókhoz a legjobb stabilizáló szerek a 90 ° -nál nagyobb érintkezési szöggel rendelkező nanorészecskék. o / w A pickering emulziók stabilizálhatók mágneses nano részecskék alkalmazásával.
Komplex Pickering emulziók
A kettős vagy többszörös Pickering emulziók (w / o / w vagy o / w / o) komplex polidiszperziós rendszerek, ahol apró cseppeket szuszpendálnak nagyobb cseppecskékben, amelyek szintén folyamatos fázisban szuszpendálódnak. Többszörös Pickering emulziókhoz kétlépéses emulgeálási eljárást hajtunk végre: Az aw / o / w emulzióhoz az első emulgeálási lépésben a w / o emulziót hidrofób nanorészecskék stabilizálják; a második emulgeálási lépésben a hidrofil nanorészecskéket stabilizálószerként alkalmazzuk. Több emulzió képződhet víz-az-olaj-vízben (w / o / w) vagy olaj-in-oil-in-oil (o / w / o) -on.
w / o / w emulziók gyakran használják a járművek / fuvarozók különböző hidrofil aktív vegyületek és gyógyszerek (pl. vitaminok, antioxidánsok, enzimek, vakcinák, hormonok), amelyeket aztán lassan felszabadul. Mivel egyes hatóanyagok is vándorolnak a külső belső fázisa egy többszörös emulzió, az ilyen w / o / w emulziók tökéletesen működik a retardált kibocsátás / tartós felszabadulását a hatóanyagok.
Cseppecskék áthidalása
Néhány Pickering emulziós rendszerben egyedülálló jelenség a cseppecskék áthidalása. A csepegtető felületről kinyúló kolloidok egyidejűleg adszorbeálódhatnak egy másik felülethez, két csepp áthidalásával. A hidak kolloid részecskék egyrétegűek, és a cseppeket csak a folytonos fázisú vékony film választja el.
Caution: Video "duration" is missing
