Pickering emulsioner med Power Ultrasonics
- Pickering emulsioner stabiliseras av fasta partiklar.
- Pickering emulsioner övertyga av deras "emulgeringsmedel-Free" karaktär och deras förbättrad stabilitet.
- Ultraljud är det perfekta verktyget för att skapa Pickering emulsioner genom att först skingra stabiliserande partiklar i vatten fasen och för det andra att emulgera oljan/vatten fasen.
Pickering emulsioner
Pickering emulsioner stabiliseras genom adsorberade fasta partiklar i stället för en emulgeringsmedel eller ytaktiva. Därmed kan Pickering emulsioner betraktas som "emulgeringsmedel-fri" eller “ytaktiva-fria” eftersom de stabiliseras med fasta partiklar. Om olja och vatten blandas och små olje droppar bildas och sprids i hela vattnet, så småningom droppar kommer att sammanfalla för att minska mängden energi i systemet. Men om fasta partiklar tillsätts blandningen, kommer de att binda till ytan av gränssnittet och förhindra droppar från coalescing, vilket gör att emulsionen att vara mer stabil.
Bildandet utan emulgator är särskilt intressant för formulering av produkter för vilka användningen av tensider har negativa effekter, t. ex. för farmaceutiska och kosmetiska produkter. Dessutom visar Pickering emulsioner en förbättrad stabilitet i jämförelse med emulsioner som stabiliseras av konventionella emulgeringsmedel. DROPP beläggningen av fasta partiklar fungerar som en stel barriär mot koalescens. Detta innebär att även högkoncentrerade emulsioner effektivt kan stabiliseras som Pickering emulsioner. De solida nanopartiklarna, som adsorberas mellan olje-och vatten gränssnittet, är delvis nedsänkt i vatten och oljesubstrat, så att de stabiliserande nanopartiklarna kan ha hydrofila, hydrofoba eller amfifila molekylers egenskaper. Partikel form och partikel storlek effekt stabiliteten i emulsionen också.
Den höga mekaniska skjuvning krafter ultraljud homogenisering övervinna energi barriären mellan fas gränssnitt. Dessutom, ultraljudsbehandling bryter aggregaten och agglomerater av nanopartiklar och skapar en mycket polydisperse emulsion.
Ultraljudsbehandling används för båda stegen i beredningen av en Pickering emulsion:
- att skingra adsorberade partiklar i vatten fasen
- emulgerar o/w blandningen
Pickering emulsion med kiseldioxid
Vid första, hydrofila pyrogen kiseldioxid pulver (såsom aerosil® 200 eller aerosil® 380) var spridda som 100nm agglomererar till vatten med hjälp av ett ultraljud enhet.
Vid det andra steget, en stabil o/w emulsioner med 20 WT% av olja och 2-10Nm diameter droplet storlek utarbetades av ultraljudsbehandling.
För att erhålla stabila, transparenta emulsioner av butanol, etylacetat, butyllaktat och dietyladipate i vatten fasen krävdes 6% kiseldioxid. För diisobutyladipate krävs minst 8% kiseldioxid för att erhålla en stabil emulsion.
Alla beredda emulsioner har visat sig vara stabila i minst 6 månader.
Medan kala liksom functionalized kiseldioxid (SiO2) är en av de vanligast förekommande partiklarna, andra partiklar som FE3den4, hydroxyapatit, monodisperse polystyren latex partiklar, cyklodextrin och maltodextrin, halloysite nanorör, hematit (α-FE2den3) mikropartiklar, poly (metylmetakrylat) (PMMA), olösliga Chitosan/gelatin-B-komplex partiklar etc. har framgångs rikt använts för att skapa stabila Pickering emulsioner.
Ultraljud reaktor för emulsioner
Fakta Värt att veta
Olja-i-vatten (o/w) Pickering emulsioner
Olja-i-vatten Pickering emulsion hänvisar till en emulsion där droppar av olja sprids i vatten som den kontinuerliga fasen. Denna typ av Pickering emulsioner är i allmänhet stabiliseras av nanopartiklar vars kontakt vinkel är mindre än 90 º. o/w Pickering emulsioner kan stabiliseras e.g. vid bruket av pyrogen kiseldioxid, Fe3den4 och nanopartiklar. Oljorna arrangerar gradvis av de Pickering emulsioner kan bestå e.g. i dodecane, octadecenylsuccinic ättiksyraanhydrid (odsa), toluen och butylbutyrate i bevattnar, respektive.
Vatten-i-olja (w/o) Pickering emulsioner
Vatten-i-olja Pickering emulsioner innehåller droppar av vatten som den spridda fasen och olja som den kontinuerliga fasen. Nanopartiklar med kontakt vinkel större än 90 º är de bästa stabiliserande medel för dessa typer av emulsioner. o/w Pickering emulsioner kan stabiliseras genom användning av magnetiska nanopartiklar.
Komplexa Pickering emulsioner
Dubbla eller flera Pickering emulsioner (w/o/w eller o/w/o) är komplexa polydisperse system där små droppar är upphängd i större droppar som dessutom är upphängd i en kontinuerlig fas. För flera Pickering emulsioner, en två steg emulgering process utförs: för en w/o/w emulsion, i den första emulgering steg, w/o emulsion stabiliseras av hydrofoba nanopartiklar; i det andra emulsifieringssteget används hydrofila nanopartiklar som stabilisator. Flera emulsioner kan bildas som vatten-i-olja-i-vatten (w/o/w) eller olja-i-vatten-i-olja (o/w/o).
w/o/w emulsioner används ofta som fordon / bärare för olika hydrofila aktiva föreningar och läkemedel (t.ex. vitaminer, antioxidanter, enzymer, vacciner, hormoner), som sedan långsamt frigörs. Eftersom vissa aktiva substanser också migrerafrån den yttre till den inre fasen av en multipel emulsion, fungerar sådana svartvita emulsioner perfekt för den efterblivna frisättningen/ihållande frisättningen av de aktiva substanserna.
Bryggning av droplet-
Ett unikt fenomen som förekommer i vissa Pickering emulsion system är droplet överbrygga. Kolloider som sticker ut från en dropletyta kan samtidigt adsorbera till ett annat gränssnitt och överbrygga två droppar. Broarna består av enskiktslager av kolloidal partiklar, och DROPP avskiljarna separeras endast av ett tunt filmar av det fort löp ande arrangerar gradvis.
