Power 초음파를 이용한 Pickering Emulsion

  • 피커링 에멀젼은 고체 입자에 의해 안정화됩니다.
  • 피커링 에멀젼은 "유화제없는" 특성과 향상된 안정성으로 설득됩니다.
  • 초음파는 먼저 물 상으로 안정화 입자를 분산하고 두 번째로 오일 / 물 상을 유화하여 피커링 에멀젼을 만들 수있는 완벽한 도구입니다.

피커링 에멀젼

피커링 에멀젼은 유화제 또는 계면활성제 대신 흡착된 고체 입자에 의해 안정화됩니다. 따라서 피커링 에멀젼은 "유화제 없는" 또는 “계면 활성제 무료” 고체 입자에 의해 안정화되기 때문에. 오일과 물이 혼합되고 작은 오일 방울이 형성되어 물 전체에 분산되면 결국 물방울이 합쳐지어져 시스템의 에너지 양이 줄어듭니다. 그러나, 고체 입자가 혼합물에 첨가되는 경우, 그들은 인터페이스의 표면에 결합하고 결합에서 방울을 방지, 따라서 에멀젼이 더 안정될 수 있도록.
유화제가없는 형성은 계면 활성제의 사용이 부정적인 영향을 미치는 제품의 제형 (예 : 제약 및 화장품)에 특히 흥미 롭습니다. 또한 피커링 에멀젼은 종래의 유화제에 의해 안정화되는 에멀젼에 비해 향상된 안정성을 보여줍니다. 고체 입자의 액적 코팅은 유착에 대한 단단한 장벽으로 기능합니다. 이는 고농축 에멀젼조차도 피커링 에멀젼으로서 효율적으로 안정화될 수 있음을 의미한다. 오일-물 계면 사이에 흡착되는 고체 나노 입자는 부분적으로 물과 오일 매체에 침지되어 안정화 나노 입자가 친수성, 소수성 또는 양과성 특성을 가질 수 있습니다. 입자 모양과 입자 크기도 에멀젼의 안정성에 영향을 미칩니다.

초음파 균질화의 높은 기계적 전단력은 위상 인터페이스 사이의 에너지 장벽을 극복합니다. 또한 초음파 처리는 나노 입자의 응집체 및 응집자를 나누고 고도로 폴리 분산 에멀젼을 만듭니다.

초음파 처리는 피커링 에멀젼의 제조의 두 단계에 사용됩니다 :

  1. 흡착 된 입자를 물 단계로 분산시키기 위해
  2. O/w 혼합물을 유화하기 위해

실리카를 곁들인 피커링 에멀젼

처음에는 친수성 연기 실리카 분말(예: Aerosil® 200 또는 Aerosil® 380)이 초음파 장치를 사용하여 100nm 응집체로 물에 분산되었습니다.
두 번째 단계에서는 20 wt %의 오일과 2-10nm 직경의 액적 크기를 가진 안정적인 O / w 에멀젼을 초음파 처리하여 제조했습니다.
부탄올, 에틸 아세테이트, 부틸 락테이트, 및 실리카의 수성상 6%에서 디에틸 아디페이트의 안정적이고 투명한 에멀젼을 얻기 위해서는 필요하였다. 디소부틸 아디페이트의 경우 안정한 에멀젼을 얻기 위해서는 적어도 8% 실리카가 요구된다.
제조된 모든 에멀젼은 적어도 6개월 동안 안정한 것으로 나타났다.

베어뿐만 아니라 기능화 실리카 (SiO) 동안2)는 가장 일반적으로 사용되는 입자 중 하나이며, Fe와 같은 다른 입자는영형4, 하이드록샤파티트, 단분산 폴리스티렌 라텍스 입자, 사이클로덱스트린 및 말토덱스트린, halloysite 나노튜브, 헤마타이트(α-Fe2영형) 미세 입자, 폴리 (메틸 메타 크릴레이트) (PMMA), 불용성 키토산 / 젤라틴 -B 복합 입자 등은 성공적으로 안정적인 피커링 에멀젼을 만드는 데 사용되었습니다.

초음파 유화제의 유리 반응기 (확대하려면 클릭하십시오!)

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이 비디오는 Hielscher 초음파 프로세서 UP400S가 나노 크기의 식물성 오일 인 워터 에멀젼을 준비하는 것을 보여줍니다.

UP400S를 사용하여 물에 식물성 기름의 유화

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알만한 가치가있는 사실

오일 인 워터(o/w) 피커링 에멀젼

오일-인-워터 피커링 에멀젼은 오일 방울이 연속상으로서 물에 분산되는 에멀젼을 말합니다. 피커링 에멀젼의이 유형은 일반적으로 접촉 각도가 90º 미만인 나노 입자에 의해 안정화됩니다. o/w 피커링 에멀젼은 예를 들어 연기실리카, Fe를 사용하여 안정화될 수 있습니다.영형4 나노 입자. 이러한 피커링 에멀젼의 오일 단계는 예를 들어 도데카인, 옥타데네닐 침시성 안수화물(ODSA), 톨루엔 및 부틸 부티레이트(butyrate)와 같은 형태로 구성될 수 있다.

물-인-오일(w/o) 피커링 에멀젼

물-인-오일 피커링 에멀젼은 연속상으로서 분산상과 오일로서 물방울을 함유하고 있다. 접촉 각도가 90º보다 큰 나노 입자는 이러한 유형의 에멀젼에 가장 적합한 안정화 제입니다. o/w 피커링 에멀젼은 자기 나노 입자를 사용하여 안정화 될 수 있습니다.

복잡한 피커링 에멀젼

이중 또는 다중 피커링 에멀젼(w/o/w 또는 o/w/o)은 연속 단계에서 연속상면에 더 큰 액적 내에 작은 물방울이 매달려 있는 복잡한 폴리디분산 시스템입니다. 다중 피커링 에멀젼의 경우, 2단계 유화 공정이 수행된다: w/o/w 에멀젼의 경우, 제1 유화 단계에서, w/o 에멀젼은 소수성 나노입자에 의해 안정화된다; 제 2 유화 단계에서, 친수성 나노 입자는 안정제로서 사용된다. 여러 에멀젼은 물 속의 물(w/o/w) 또는 오일 인 워터 인 오일(o/w/o)으로 형성될 수 있습니다.
w/o/w 에멀젼은 다양한 친수성 활성 화합물 및 약물(예: 비타민, 항산화제, 효소, 백신, 호르몬)에 대한 차량/운반대로서 자주 사용되며, 이 에멀젼은 천천히 방출된다. 일부 활성 물질은 또한 다중 에멀젼의 외부에서 내부 단계로 이동함에 따라, 이러한 w/o/w 에멀젼은 활성 물질의 지체 방출/서방성 전달에 완벽하게 작용한다.

물방울 브리징

일부 피커링 에멀젼 시스템에서 발생하는 독특한 현상은 액적 브리징입니다. 액적 표면에서 돌출된 콜로이드는 동시에 다른 인터페이스로 흡착되어 두 방울을 연결합니다. 교량은 콜로이드 입자의 단층으로 구성되며 액적은 연속 단계의 박막에 의해서만 분리됩니다.

Fumed 실리카의 초음파 분산 : Hielscher 초음파 균질화 UP400S는 실리카 분말을 단일 나노 입자로 빠르고 효율적으로 분산시킴입니다.

UP400S를 사용하여 물에 연기 실리시아를 분산