パワー超音波によるピカリングエマルジョン

  • ピカリングエマルジョンは固体粒子によって安定化されます。
  • ピッカリングエマルジョンは、「乳化剤を含まない」特性と安定性の向上によって納得します。
  • 超音波は、最初に安定化粒子を水相に分散させ、第二に油/水相を乳化することによってピカリングエマルジョンを作成するのに最適なツールです。

ピカリングエマルジョン

ピカリングエマルジョンは、乳化剤または界面活性剤の代わりに吸着された固体粒子によって安定化されます。これにより、ピッカリングエマルジョンは「乳化剤フリー」または “界面活性剤フリー” それらは固体粒子によって安定化されているからです。油と水を混合し、小さな油滴が形成されて水中に分散すると、最終的に液滴が合体してシステム内のエネルギー量が減少します。ただし、固体粒子が混合物に添加されると、それらは界面の表面に結合し、液滴が合体するのを防ぎ、エマルジョンがより安定します。
乳化剤を使わない形成は、界面活性剤の使用が悪影響を及ぼす製品、例えば医薬品および化粧品の製剤化にとって特に興味深い。さらに、ピッカリングエマルションは、従来の乳化剤によって安定化されたエマルションと比較して、強化された安定性を示します。固体粒子の液滴コーティングは、合体に対する硬いバリアとして機能します。これは、高濃度のエマルションでもピッカリングエマルションとして効率的に安定化できることを意味します。油水界面の間に吸着された固体ナノ粒子は、部分的に水と油媒体に浸されているため、安定化ナノ粒子は親水性、疎水性、または両親媒性を持つことができます。粒子形状と粒子サイズもエマルジョンの安定性に影響します。

高強度の超音波を用いたインライン均質化、分散、乳化、ソノケミカル反応のための超音波フローセルです。

エマルジョン用超音波反応器

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超音波均質化の高い機械的せん断力は、相界面間のエネルギー障壁を克服する。さらに、超音波処理はナノ粒子の凝集体および凝集体を破壊し、高度に多分散したエマルジョンを創り出す。

超音波処理は、ピカリングエマルジョンの調製の両方のステップに使用されます。

  1. 吸着した粒子を水相に分散させる
  2. O / W混合物を乳化するため

ピッカリングエマルジョンとシリカ

まず、親水性ヒュームドシリカ粉末(Aerosil® 200やAerosil® 380など)を、超音波装置を用いて100nmの凝集体として水中に分散させました。
第2のステップでは、20重量%の油および2〜10nmの直径の液滴サイズを有する安定なo / wエマルジョンを超音波処理によって調製した。
水相中のブタノール、酢酸エチル、乳酸ブチル、およびアジペートジエチルの安定した透明なエマルジョンを得るためには、6%のシリカが必要でした。アジピン酸ジイソブチルの場合、安定なエマルジョンを得るためには、少なくとも8%のシリカが必要です。
調製したすべてのエマルジョンは、少なくとも6ヶ月間安定であることが示されています。
 

超音波ナノエマルジョン:このビデオは、水中の油のナノエマルジョンの迅速な生産を実証しました。UP200Htは数秒で油および水を均質化する。

S26d14プローブを備えたUP200Htで超音波乳化

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裸のシリカと官能化されたシリカ(SiO2)は最も一般的に使用される粒子の1つであり、次のような他の粒子です

  • 3ザ・4,
  • ハイドロキシアパ タイト,
  • 単分散ポリスチレン ラテックス粒子,
  • シクロデキストリンとマルトデキストリン、
  • ハロイサイトナノチューブ、
  • ヘマタイト(α-Fe2ザ・3)微粒子、
  • ポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA)、
  • 不溶性キトサン/ゼラチン-B錯体粒子

他の多くの固体粒子の中でも、安定したピカリングエマルジョンを作成するために首尾よく使用されてきました。

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Literature / References

Facts Worth Knowing

水中油型(o / w)ピカリングエマルジョン

水中油型ピカリングエマルジョンとは、油の液滴が連続相として水中に分散するエマルジョンを指します。このタイプのピカリングエマルジョンは、一般に、接触角が90°未満のナノ粒子によって安定化されます。o/w ピカリングエマルジョンは、例えばヒュームドシリカ、Fe の使用によって安定化することができる3ザ・4 ナノ粒子。これらのピッカリングエマルジョンの油相は、例えば、水中のドデカン、無水コハク酸オクタデセニル(ODSA)、トルエンおよび酪酸ブチルで、それぞれ構成することができる。

油中水型(w / o)ピカリングエマルジョン

油中水ピカリングエマルジョンは、分散相として水滴を含み、連続相として油を含む。接触角が90°を超えるナノ粒子は、これらのタイプのエマルジョンに最適な安定化剤です。o / wピカリングエマルジョンは、磁性ナノ粒子の使用によって安定化することができる。

複雑なピカリングエマルジョン

二重または複数のピカリングエマルジョン(w / o / wまたはo / w / o)は、小さな液滴が大きな液滴内に懸濁され、さらに連続相で懸濁される複雑な多分散システムです。複数のピカリングエマルジョンの場合、2段階の乳化プロセスが実行される:w / o / wエマルジョンの場合、最初の乳化ステップでは、w / oエマルジョンは疎水性ナノ粒子によって安定化される。第2の乳化工程では、親水性ナノ粒子が安定剤として使用される。複数のエマルジョンは、水中油中水型(w / o / w)または油中油型油型(o / w / o)として形成できます。
W / O / Wエマルジョンは、さまざまな親水性活性化合物や薬物(ビタミン、抗酸化物質、酵素、ワクチン、ホルモンなど)のビヒクル/担体として頻繁に使用され、ゆっくりと放出されます。いくつかの活性物質は、複数のエマルジョンの外相から内相にも移動するので、そのようなw / o / wエマルジョンは、活性物質の遅延放出/徐放送達のために完全に働く。

液滴ブリッジング

一部のピカリングエマルジョンシステムで発生するユニークな現象は、液滴架橋です。液滴表面から突き出たコロイドは、同時に別の界面に吸着し、2つの液滴を架橋することができます。ブリッジはコロイド粒子の単層で構成されており、液滴は連続相の薄膜によってのみ分離されます。

ヒュームドシリカの超音波分散:ヒールシャー超音波ホモジナイザーUP400Sは、シリカ粉末を単一のナノ粒子に迅速かつ効率的に分散させます。

UP400Sを使用したヒュームドシリカの水中分散

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