Hielscher Ultrasonics
Z przyjemnością omówimy Twój proces.
Zadzwoń do nas: +49 3328 437-420
Napisz do nas: info@hielscher.com

Emulsje Pickering z ultradźwiękami mocy

  • Emulsje Pickeringa są stabilizowane przez cząstki stałe.
  • Emulsje Pickering przekonują swoim "wolnym od emulgatorów" charakterem i zwiększoną stabilnością.
  • Ultradźwięki są doskonałym narzędziem do tworzenia emulsji Pickeringa, najpierw rozpraszając cząstki stabilizujące w fazie wodnej, a następnie emulgując fazę olej/woda.

Emulsje Pickeringa

Emulsje Pickeringa są stabilizowane przez zaadsorbowane cząstki stałe zamiast emulgatora lub środka powierzchniowo czynnego. W ten sposób emulsje Pickeringa można uznać za "wolne od emulgatora" lub “bez środków powierzchniowo czynnych” ponieważ są stabilizowane przez cząstki stałe. Jeśli olej i woda zostaną zmieszane, a małe kropelki oleju zostaną uformowane i rozproszone w wodzie, ostatecznie kropelki ulegną koalescencji, aby zmniejszyć ilość energii w układzie. Jeśli jednak do mieszaniny zostaną dodane cząstki stałe, będą one wiązać się z powierzchnią interfejsu i zapobiegać koalescencji kropelek, dzięki czemu emulsja będzie bardziej stabilna.
Tworzenie emulsji bez emulgatora jest szczególnie interesujące w przypadku formułowania produktów, w przypadku których stosowanie środków powierzchniowo czynnych ma negatywne skutki, np. w przypadku produktów farmaceutycznych i kosmetycznych. Ponadto emulsje Pickeringa wykazują zwiększoną stabilność w porównaniu do emulsji stabilizowanych konwencjonalnymi emulgatorami. Powłoka kropli cząstek stałych działa jako sztywna bariera zapobiegająca koalescencji. Oznacza to, że nawet wysoce stężone emulsje mogą być skutecznie stabilizowane jako emulsje Pickeringa. Stałe nanocząstki, które są adsorbowane między interfejsem olej-woda, są częściowo zanurzone w wodzie i medium olejowym, dzięki czemu stabilizujące nanocząstki mogą mieć właściwości hydrofilowe, hydrofobowe lub amfifilowe. Kształt i wielkość cząstek również wpływają na stabilność emulsji.

Ultradźwiękowa cela przepływowa do homogenizacji inline, dyspergowania, emulgowania, a także reakcji sono-chemicznych z wykorzystaniem fal ultradźwiękowych o wysokiej intensywności.

Reaktor ultradźwiękowy do emulsji

Zapytanie o informacje







Wysokie mechaniczne siły ścinające homogenizacji ultradźwiękowej pokonują barierę energetyczną między interfejsami faz. Ponadto sonikacja rozbija agregaty i aglomeraty nanocząstek i tworzy wysoce polidyspersyjną emulsję.

Sonikacja jest stosowana na obu etapach przygotowania emulsji trawiącej:

  1. rozproszenie zaadsorbowanych cząstek w fazie wodnej
  2. do emulgowania mieszaniny o/w

Emulsja Pickeringa z krzemionką

Na początku hydrofilowe proszki zmatowionej krzemionki (takie jak Aerosil® 200 lub Aerosil® 380) rozproszono jako aglomeraty 100 nm w wodzie za pomocą urządzenia ultradźwiękowego.
W drugim etapie, stabilne emulsje o/w z 20% mas. oleju i kroplami o średnicy 2-10nm zostały przygotowane przez sonikację.
Do uzyskania stabilnych, przezroczystych emulsji butanolu, octanu etylu, mleczanu butylu i adypinianu dietylu w fazie wodnej wymagane było 6% krzemionki. W przypadku adypinianu diizobutylu do uzyskania stabilnej emulsji wymagane jest co najmniej 8% krzemionki.
Wszystkie przygotowane emulsje wykazały stabilność przez co najmniej 6 miesięcy.
 

Ultradźwiękowe nanoemulsje: W tym filmie zademonstrowano szybką produkcję nano-emulsji oleju w wodzie. UP200Ht homogenizuje olej i wodę w ciągu kilku sekund.

Emulgowanie ultradźwiękowe za pomocą UP200Ht z sondą S26d14

Miniatura wideo

 

Zarówno goła, jak i funkcjonalizowana krzemionka (SiO2) jest jedną z najczęściej używanych cząsteczek, inne cząsteczki takie jak

  • fe3O4,
  • hydroksyapatyt,
  • polistyren monodyspersyjny cząsteczki lateksu,
  • cyklodekstryna i maltodekstryna,
  • nanorurki haloizytowe,
  • hematyt (α-Fe2O3),
  • poli(metakrylan metylu) (PMMA),
  • nierozpuszczalne cząstki kompleksu chitozan/żelatyna-B

wiele innych cząstek stałych zostało z powodzeniem wykorzystanych do stworzenia stabilnych emulsji Pickeringa.

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Skorzystaj z formularza poniżej, jeśli chcesz zażądać dodatkowych informacji na temat ultradźwiękowej homogenizacji. Chętnie zaoferujemy Państwu system ultradźwiękowy, spełniający Państwa wymagań.









Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.






Literatura / Referencje

Fakty, które warto znać

Emulsje Pickeringa typu olej w wodzie (o/w)

Emulsja Pickeringa typu olej w wodzie odnosi się do emulsji, w której kropelki oleju są rozproszone w wodzie jako fazie ciągłej. Ten typ emulsji Pickeringa jest zazwyczaj stabilizowany przez nanocząstki, których kąt zwilżania jest mniejszy niż 90º. Emulsje Pickeringa typu o/w mogą być stabilizowane np. przez zastosowanie zmatowionej krzemionki, Fe3O4 nanocząstki. Faza olejowa tych emulsji Pickeringa może składać się np. z dodekanu, bezwodnika oktadecenylobursztynowego (ODSA), toluenu i maślanu butylu w wodzie.

Emulsje Pickeringa typu woda w oleju (w/o)

Emulsje Pickeringa typu woda w oleju zawierają krople wody jako fazę rozproszoną i olej jako fazę ciągłą. Nanocząstki o kącie zwilżania większym niż 90º są najlepszymi środkami stabilizującymi dla tego typu emulsji. Emulsje Pickeringa typu woda-w-olej można stabilizować za pomocą magnetycznych nanocząstek.

Złożone emulsje Pickeringa

Podwójne lub wielokrotne emulsje Pickeringa (w/o/w lub o/w/o) są złożonymi układami polidyspersyjnymi, w których małe kropelki są zawieszone w większych kropelkach, które są ponadto zawieszone w fazie ciągłej. W przypadku emulsji wielokrotnych Pickeringa przeprowadzany jest dwuetapowy proces emulgowania: W przypadku emulsji w/o/w, w pierwszym etapie emulsyfikacji, emulsja w/o jest stabilizowana przez hydrofobowe nanocząstki; w drugim etapie emulsyfikacji, hydrofilowe nanocząstki są stosowane jako stabilizator. Emulsje wielokrotne mogą być tworzone jako woda-w-oleju-w-wodzie (w/o/w) lub olej-w-wodzie-w-oleju (o/w/o).
Emulsje w/o/w są często stosowane jako nośniki dla różnych hydrofilowych związków aktywnych i leków (np. witamin, przeciwutleniaczy, enzymów, szczepionek, hormonów), które są następnie powoli uwalniane. Ponieważ niektóre substancje czynne migrują również z fazy zewnętrznej do wewnętrznej emulsji wielokrotnej, takie emulsje w/o/w doskonale nadają się do opóźnionego uwalniania / dostarczania substancji czynnych o przedłużonym uwalnianiu.

Mostkowanie kropel

Unikalnym zjawiskiem występującym w niektórych układach emulsyjnych Pickeringa jest mostkowanie kropel. Koloidy wystające z powierzchni kropli mogą jednocześnie adsorbować się na innym interfejsie, łącząc dwie krople. Mostki składają się z monowarstw cząstek koloidalnych, a kropelki są oddzielone jedynie cienką warstwą fazy ciągłej.

Ultradźwiękowa dyspersja zmatowionej krzemionki: Homogenizator ultradźwiękowy Hielscher UP400S szybko i skutecznie rozprasza proszek krzemionkowy na pojedyncze nanocząstki.

Dyspergowanie spienionej krzemionki w wodzie za pomocą UP400S

Miniatura wideo

Z przyjemnością omówimy Twój proces.

Let's get in contact.