Pickering emulzie s výkonom ultrazvukom
- Pickering emulzie sú stabilizované pevnými časticami.
- Pickering emulzie presvedčiť ich "emulgátor-Free" charakter a ich zvýšenú stabilitu.
- Ultrazvukový je perfektný nástroj pre vytvorenie Pickering emulzie najprv rozptýliť stabilizačné častice do vodnej fázy a za druhé emulgovať olej/voda fázy.
Pickering emulzie
Pickering emulzie sú stabilizované adsorbalom pevných častíc namiesto emulgátora alebo povrchovo aktívnej látky. Tým, Pickering emulzie možno považovať za "emulgátor-Free" alebo “bez povrchovo aktívnej látky” pretože sú stabilizované pevnými časticami. Ak sa olej a voda sú zmiešané a malé kvapôčky oleja sú tvorené a rozptýlené po celej vode, nakoniec kvapôčky bude splynúť znížiť množstvo energie v systéme. Avšak, ak sa do zmesi pridávajú tuhé častice, budú sa viazať na povrch rozhrania a zabrániť kvapôčky z coalescing, čo spôsobuje emulziu byť stabilnejší.
Tvorba bez emulgátora je obzvlášť zaujímavá pre formuláciu výrobkov, pre ktoré má použitie povrchovo aktívnych látok negatívne účinky, napríklad pre farmaceutické a kozmetické výrobky. Okrem toho, Pickering emulzie ukazujú zvýšenú stabilitu v porovnaní s emulzie, ktoré sú stabilizované konvenčné emulgátory. Kvapôčky vrstva pevných častíc funguje ako tuhá bariéra proti Coalescence. To znamená, že aj vysoko koncentrované emulzie môžu byť efektívne stabilizované ako Pickering emulzie. Tuhé nanočastice, ktoré sú adsorbovaní medzi olejom-vodné rozhranie, sú čiastočne ponorené do vody a ropného média, takže stabilizujúce nanočastice môžu mať hydrofilné, hydrofóbne alebo amfifilických vlastnosti. Tvar častíc a veľkosť častíc vplyv stability emulzie, taky.
Vysoké mechanické šmykové sily ultrazvukového homogenizácie prekonať energetickú bariéru medzi fázou rozhrania. Okrem toho, ultrazvukom prestávky agregáty a aglomeráty nanočastice a vytvára vysoko polydisperzný emulziu.
Ultrazvukom sa používa pre obidva kroky na prípravu Pickering emulzie:
- rozptýliť adsorb častice do vodnej fázy
- emulgovať zmes o/w
Ultrazvukový reaktor pre emulzie
Ultrazvuková emulzia
Pickering emulzia s kremičitý
Spočiatku, hydrofilné fumed kremičitý prášok (ako Aerosil® 200 alebo Aerosil® 380) bol rozptýlený ako 100 nm aglomerátov do vody pomocou ultrazvukového zariadenia.
V druhom kroku, stabilné o/w emulzie s 20 WT% oleja a 2-10nm priemer kvapôčky veľkosti boli pripravené ultrazvukom.
Na získanie stabilných, transparentných emulzií butanolu, etylacetátu, butyllaktátu a dietyladipátu vo vodnej fáze sa vyžadovalo 6% oxidu kremičitého. Na získanie stabilnej emulzie sa vyžaduje pre diizobutyl adipát najmenej 8% oxidu kremičitého.
Všetky pripravené emulzie ukázali byť stabilné po dobu najmenej 6 mesiacov.
Kým holé, rovnako ako Funkcionalizované oxid kremičitý (SiO2) je jednou z najčastejšie používaných častíc, iných častíc, ako je Fe3O4, hydroxyapatitu, monodisperse polystyrén latexové častice, cyklodextrín a maltodextrín, halloysite nanotubes, hematit (α-Fe2O3) mikročastice, Poly (metylmetakrylátové) (PMMA), nerozpustný komplex chitosan/želatínové-B komplexné častice atď., boli úspešne použité na vytvorenie stabilného Pickering emulzie.
Fakty stojí za to vedieť
Olej vo vode (o/w) Pickering emulzie
Emulzia s olejom vo vode sa vzťahuje na emulziu, kde sú kvapôčky oleja rozptýlené vo vode ako kontinuálna fáza. Tento typ Pickering emulzie je všeobecne stabilizovaný nano častice, ktorých kontaktný uhol je menší ako 90 º. o/w je možné stabilizovať emulzie na Pickering napr.3O4 nano častice. Oleje fáza týchto Pickering emulzie môže pozostávať napríklad v dodecane, oktadecenyl sukní anhydrid (ODSA), toluén a butyl butyrát vo vode, príslušne.
Voda v oleji (w/o) Pickering emulzie
Voda-in-Oil Pickering emulzie obsahujú kvapôčky vody ako rozptýlené fázy a ropy ako kontinuálna fáza. Nano častice s kontaktným uhlom väčším ako 90 º sú najlepšie stabiliujúce činidlá pre tieto typy emulzií. o/w Pickering emulzie môže byť stabilizovaný použitím magnetických nano častíc.
Zložité Pickering emulzie
Dvojité alebo viacnásobné Pickering emulzie (w/o/w alebo o/w/o) sú komplexné polydisperzné systémy, kde drobné kvapôčky sú zavesené vo väčších kvapôčok, ktoré sú ďalej pozastavené v kontinuálnej fáze. Pre viacnásobné emulzie na Pickering sa vykonáva dvojstupňový proces emulzie: pri emulzii w/o/w sa v prvom kroku emulzie stabilifikuje w/o emulzia hydrofóbnym nanočastom; v druhom Emulgačný krok, hydrofilné nanočastice sa používajú ako stabilizátor. Viacnásobné emulzie môžu byť tvorené ako voda-in-Oil-in-voda (w/o/w) alebo olej-in-voda-in-Oil (o/w/o).
w/o/w emulzie sa často používajú ako vozidlá/nosiče pre rôzne hydrofilné aktívne zlúčeniny a drogy (napr. vitamíny, antioxidanty, enzýmy, vakcíny, hormóny), ktoré sa potom pomaly uvoľňujú. Keďže niektoré účinné látky sa tiež sťahujú z vonkajšej do vnútornej fázy viacnásobnej emulzie, také w/o/w emulzie dokonale fungujú pre retardované uvoľňovanie/trvalé uvoľnenie dodávky účinných látok.
Premostenie kvapôčky
Unikátny jav vyskytujúce sa v niektorých Pickering emulzie systémy je kvapôčky premostenie. Koloidy vyčnievajúce z povrchu kvapôčok môže súčasne adsorbujú na iné rozhranie, premostenie dve kvapôčky. Mosty pozostávajú z monovrstvách koloidných častíc a kvapôčky sú oddelené len tenkým filmom nepretržitej fázy.
Ultrazvukový rozptyl oxidu kremičitého