Эмульсия Пикеринга

Пикеринг эмульсия представляет собой эмульсию , которая стабилизируется твердыми частицами (например , коллоидный диоксид кремния ) , который адсорбирует на границу между двумя фазами . Этот тип эмульсии был назван в честь С.У. Пикеринга , описавшего это явление в 1907 году, хотя эффект был впервые обнаружен Уолтером Рамсденом в 1903 году ^[1]^[2].

Если масло и вода смешиваются и маленькие капли масла образуются и рассеиваются в воде, в конечном итоге капли объединяются, уменьшая количество энергии в системе. Однако, если к смеси добавить твердые частицы, они будут связываться с поверхностью раздела и препятствовать слипанию капель, делая эмульсию более стабильной.

Такие свойства, как гидрофобность , форма и размер частицы, могут влиять на стабильность эмульсии. Угол контакта частицы с поверхностью капли является характеристикой гидрофобности. Если угол контакта частицы с границей раздела невелик, частица будет в основном смачиваться каплей и, следовательно, вряд ли будет препятствовать слипанию капель. Частицы, которые являются частично гидрофобными (т.е. угол контакта приблизительно 90 °), являются лучшими стабилизаторами, поскольку они частично смачиваются обеими жидкостями и, следовательно, лучше связываются с поверхностью капель. Энергия стабилизации определяется выражением

{\ displaystyle \ Delta E \ = \ pi r ^ {2} \ gamma _ {OW} (1- | cos {\ theta _ {OW}} |) ^ {2}}

где r - радиус частицы, - межфазное натяжение, - угол смачивания. ${\ displaystyle \ gamma _ {OW}}$ ${\ displaystyle \ theta _ {OW}}$

Когда угол контакта составляет приблизительно 90 °, энергия, необходимая для стабилизации системы, минимальна. ^[3] Обычно фаза, которая предпочтительно смачивает частицу, является непрерывной фазой в эмульсионной системе.

Кроме того, было продемонстрировано, что стабильность эмульсий Пикеринга может быть улучшена за счет использования амфифильных « частиц Януса », а именно частиц, которые имеют одну гидрофобную и одну гидрофильную сторону, из-за более высокой энергии адсорбции частиц в жидкости. жидкая граница раздела. ^[4] Это очевидно при наблюдении за стабилизацией эмульсии с использованием полиэлектролитов .

Гомогенизированное молоко является примером эмульсии, стабилизированной Пикерингом. Единицы казеина (белка) адсорбируются на поверхности шариков молочного жира и действуют как поверхностно-активное вещество . Казеин заменяет оболочку шарика молочного жира, которая повреждается во время гомогенизации.

Можно использовать частицы латекса для стабилизации по Пикерингу, а затем сплавить эти частицы с образованием проницаемой оболочки или капсулы, называемой коллоидосомой. ^[5] Кроме того, капли эмульсии Пикеринга также являются подходящими темплатами для микрокапсулирования и образования закрытых непроницаемых капсул. ^[6] Эта форма инкапсуляции также может применяться к эмульсиям вода-в-воде (дисперсии водных растворов полимеров с разделением фаз), а также может быть обратимой. ^[7]

Ссылки [ править ]

^ Пикеринг, Спенсер Умфревиль (1907). «Эмульсии» . Журнал Химического общества, Сделки . 91 : 2001–2021. DOI : 10.1039 / CT9079102001 .SU Pickering, J. Chem. Soc. 91 (1907) 2001
^ Рамсден W (1903). «Разделение твердых тел в поверхностных слоях растворов и« суспензий » » . Труды Лондонского королевского общества . 72 (477–486): 156–164. DOI : 10,1098 / rspl.1903.0034 .W. Ramsden, Proc. R. Soc. Лондон 72 (1903) 156
^ Velikov, Крассимиром Р .; Велев, Орлин Д. (2014). Коллоидная стабильность . С. 277–306. DOI : 10.1002 / 9783527631193.ch35 . ISBN 9783527631193.
^ Бинкс, BP; Флетчер, PDI (2001). «Частицы, адсорбированные на границе раздела нефть-вода: теоретическое сравнение сфер с однородной смачиваемостью и частицами Януса». Ленгмюра . 17 (16): 4708–4710. DOI : 10.1021 / la0103315 . ISSN 0743-7463 .
^ Динсмор, AD (2002). «Коллоидосомы: селективно проницаемые капсулы, состоящие из коллоидных частиц». Наука . 298 (5595): 1006–1009. Bibcode : 2002Sci ... 298.1006D . CiteSeerX 10.1.1.476.7703 . DOI : 10.1126 / science.1074868 . ISSN 0036-8075 . PMID 12411700 .
^ Джорис Salari (12 мая 2011). «Эмульсии Пикеринга, коллоидосомы и микрокапсулирование» . Slideshare.
^ Poortinga, Альберт Т. (2008). «Микрокапсулы из самоорганизующихся коллоидных частиц с использованием водных растворов полимеров с разделенной фазой». Ленгмюра . 24 (5): 1644–1647. DOI : 10.1021 / la703441e . ISSN 0743-7463 . PMID 18220438 .

[1] Пикеринг, Спенсер Умфревиль (1907). «Эмульсии» . Журнал Химического общества, Сделки . 91 : 2001–2021. DOI : 10.1039 / CT9079102001 .SU Pickering, J. Chem. Soc. 91 (1907) 2001

[2] Рамсден W (1903). «Разделение твердых тел в поверхностных слоях растворов и« суспензий » » . Труды Лондонского королевского общества . 72 (477–486): 156–164. DOI : 10,1098 / rspl.1903.0034 .W. Ramsden, Proc. R. Soc. Лондон 72 (1903) 156

[3] Velikov, Крассимиром Р .; Велев, Орлин Д. (2014). Коллоидная стабильность . С. 277–306. DOI : 10.1002 / 9783527631193.ch35 . ISBN 9783527631193.

[4] Бинкс, BP; Флетчер, PDI (2001). «Частицы, адсорбированные на границе раздела нефть-вода: теоретическое сравнение сфер с однородной смачиваемостью и частицами Януса». Ленгмюра . 17 (16): 4708–4710. DOI : 10.1021 / la0103315 . ISSN 0743-7463 .

[5] Динсмор, AD (2002). «Коллоидосомы: селективно проницаемые капсулы, состоящие из коллоидных частиц». Наука . 298 (5595): 1006–1009. Bibcode : 2002Sci ... 298.1006D . CiteSeerX 10.1.1.476.7703 . DOI : 10.1126 / science.1074868 . ISSN 0036-8075 . PMID 12411700 .

[6] Джорис Salari (12 мая 2011). «Эмульсии Пикеринга, коллоидосомы и микрокапсулирование» . Slideshare.

[7] Poortinga, Альберт Т. (2008). «Микрокапсулы из самоорганизующихся коллоидных частиц с использованием водных растворов полимеров с разделенной фазой». Ленгмюра . 24 (5): 1644–1647. DOI : 10.1021 / la703441e . ISSN 0743-7463 . PMID 18220438 .

[1]