Пікерінгові емульсії з ультразвуковими струмами
- Пікерінгові емульсії стабілізуються твердими частинками.
- Пікерінгові емульсії переконають їхній "безгерметичний" характер та підвищену стабільність.
- Ультразвук - це ідеальний інструмент для створення пікерінгових емульсій, спочатку диспергуючи стабілізуючі частинки у водну фазу, по-друге, для емульгування фази масла / води.
Пікерінг Емульсії
Пікерінгові емульсії стабілізуються адсорбованими твердими частинками замість емульгатора або поверхнево-активної речовини. Тим самим, пікерінгові емульсії можна вважати "без емульгатора" або “без поверхнево-активних речовин” оскільки вони стабілізуються твердими частинками. Якщо змішана олія та вода, утворюються і розсіюються малі мастильні краплі по всій воді, в кінцевому рахунку краплі зливаються, щоб зменшити кількість енергії в системі. Проте, якщо до суміші додаються тверді частинки, вони будуть зв'язуватися з поверхнею інтерфейсу та запобігати коалісуванню крапель, тим самим стабілізуючи емульсію.
Формування без емульгатора особливо цікаво для розробки продуктів, для яких застосування поверхнево-активних речовин має негативні наслідки, наприклад, для фармацевтичних та косметичних продуктів. Крім того, емульсії Пікерінда демонструють підвищену стабільність у порівнянні з емульсіями, які стабілізуються традиційними емульгаторами. Покривна краплина твердих частинок функціонує як жорсткий бар'єр проти коалесценції. Це означає, що навіть дуже концентровані емульсії можуть бути ефективно стабілізовані як емульсії Пікерінга. Тверді наночастинки, адсорбовані між інтерфейсом масло-вода, частково занурюються в воду та масло середовище, так що стабілізуючі наночастинки можуть мати гідрофільні, гідрофобні або амфіфілові властивості. Форма частинок і розмір частинок впливають на стабільність емульсії.
Високі механічні зсувні сили ультразвукової гомогенізації подолають енергетичний бар'єр між фазними інтерфейсами. Крім того, ультразвукова обробка руйнує агрегати та агломерати наночастинок і створює високополидисперсну емульсію.
Анікуляція використовується для обох етапів підготовки вибираючої емульсії:
- щоб диспергувати адсорбовані частинки у водну фазу
- для емульгування суміші O / W
Пікерінгова емульсія з кремнеземом
По-перше, гідрофільні порошкові силікагельні труби (такі як Aerosil® 200 або Aerosil® 380) диспергувались як агломерати зі 100 нм у воду за допомогою ультразвукового пристрою.
На другому етапі з використанням ультразвукової обробки одержували стабільну маскувальні емульсії з масою 20 мас.% Та розміром крапель діаметром 2-10нм.
Для отримання стабільних, прозорих емульсій бутанолу, етилацетату, бутилактату та діетиладипату в водній фазі 6% кремнезему. Для отримання діізобутиладипату необхідний щонайменше 8% кремнезем, щоб отримати стабільну емульсію.
Всі приготовані емульсії показали стабільність принаймні 6 місяців.
До того ж як функціоналізований кремнезем (SiO2) є однією з найбільш часто використовуваних частинок, інших частинок, таких як Fe3О.4, гідроксиапатит, монодисперсний полістирол латексні частки, циклонополіну і малтодекстраміну, галолосайт нанотрубки, Гематит (α-Fe2О.3) мікрочастинки, полі (метилметакрилат) (PMMA), нерозчинні комплексоутворюючі частинки хітозану / желатин-B тощо були успішно використані для створення стійких пикерінгових емульсій.
Ультразвуковий реактор для емульсій
Факти варті знати
Масляна-вода (маса / об'ємна) Пікерінгова емульсія
Емульсія «Пікерінг масла в воді» відноситься до емульсії, де капли масла дисперговані у воді як безперервна фаза. Цей тип пикерінгових емульсій, як правило, стабілізується наночастинками, кут контакту якого менше 90 градусів. О / в Емісії з пікерінгу можна стабілізувати, наприклад, за допомогою окисного кремнезему Fe3О.4 наночастинки. Масляна фаза цих емкостей Pickering може складатися, наприклад, у додекані, октадецинніловий енугідрид (ОДЗА), толуол та бутил бутират у воді, відповідно.
Вода-в-масле (без в / о) Пікерінгові емульсії
Емульсії "питрінгова вода-в-маслу" містять краплі води як дисперсну фазу та масло як безперервну фазу. Найкращі стабілізатори для цих типів емульсій - частинки наночастинок з кутом контакту більше 90 °. О / в Емісії з пікерінгу можна стабілізувати за допомогою магнітних наночастинок.
Комплексні емульсії Pickering
Двомісні або декілька емульсій Pickering (мас / о / ш або о / в / о) є складними полідисперсними системами, де крихітні краплі суспендуються всередині більших крапель, які також суспендуються у безперервній фазі. Для кількох емульсій Пікерінга здійснюється двоступеневий процес емульгування: для емульсії aw / o / w на першій стадії емульгування емульсія без ворс стабілізується гідрофобними наночастинками; на другій стадії емульгування гідрофільні наночастинки використовуються як стабілізатор. Кілька емульсій можуть бути утворені як вода-в-масло-в-воді (мас / о / в) або масло-в-воді-в-масле (о / в / о).
w/o/w емульсії часто використовуються в якості транспортних засобів/носіїв для різних гідрофільних активних сполук і наркотиків (наприклад, вітаміни, антиоксиданти, ферменти, вакцини, гормони), які потім поступово звільнені. Оскільки деякі активні речовини також мігрують з зовнішнього на внутрішню фазу декількох емульсій, такі w/o/w емульсії прекрасно працюють для відсталих звільнення/стійкий випуск доставки активних речовин.
Крапле мости
Унікальним явищем, що виникає в деяких емульсійних системах Пікерінга, є краплинний мост. Колоїди, що виступають з поверхні краплі, можуть одночасно адсорбуються в інший інтерфейс, з'єднуючи дві краплі. Мости складаються з моношарів колоїдних часток, а краплі відокремлюються лише тонкою плівкою безперервної фази.
Caution: Video "duration" is missing