і більше).
.2.2 Стійкість емульсії
Стійкість емульсій - це здатність їх не руйнуватися і не розділятися на дисперсну фазу і дисперсійне середовище протягом певного проміжку часу. [5,6]
Стійкість емульсії залежить від багатьох факторів, наприклад, поверхневого натягу, в'язкості дисперсійного середовища, температури, дисперсності частинок і т.д. Але з усього перерахованого головний фактор стійкості емульсії це крупність емульгованих частинок, тобто її дисперсних. При зменшенні розмірів крапельок дію гравітаційних сил убуває і починають превалювати сили, що утримують їх в стабільно зваженому стані. [7]
Для оцінки стійкості емульсій слід розрізняти три поняття:
Кінетична (седиментаційна) стійкість визначає стійкість дисперсної системи проти осадження. Вона характерна для тонкодисперсних систем і обумовлена ??тепловим (броунівським) рухом частинок. Тому при малому вмісті в емульсії емульгованої фази для отримання стійких розбавлених емульсій досить просто інтенсивного перемішування [7] Кінетична стійкість визначається в основному масою крапельок дисперсної фази і визначається швидкістю седиментації в гравітаційному полі, яка виражається з Архимедовой сили і рівняння Стокса [8]:
, (3)
де g -прискорення вільного падіння, м/сек 2, r - радіус частинок, м,
? 1 -щільність дисперсної фази, кг/м 3, р 0 - щільність дисперсійного середовища, кг/м 3,? - В'язкість дисперсійного середовища, Па? с.
Таким чином швидкість седиментації тим більше, чим більше розмір (радіус) крапельок, різниця густин дисперсної фази і дисперсійного середовища і менше в'язкість дисперсійного середовища. Згідно рівняння (3), якщо? 1 gt ;? 0 відбувається осідання частинок,? 1 lt ;? 0 - спливання частинок і якщо? 1 =? 0 - система стійка.
Агрегативна стійкість характеризує здатність системи зберігати свою ступінь дисперсності. Порушення агрегативной стійкості веде до порушення седіментаціоннной стійкості, що визначається формулою: [9]
, (4)
де вміст дисперсної фази в аналізованої емульсії; кількість дисперсної фази, Розшарувався в процесі центрифугування.
До причин, що зумовлюють агрегативну стійкість емульсій, відносять:
освіту структурно-механічного шару емульгаторів на міжфазної кордоні глобул. Такі є колоїдні адсорбційні шари, які утворюють білки, лужні мила, крохмаль для прямих емульсій.Одні й ті ж тверді частинки можуть стабілізувати емульсію різного типу в залежності від того, в якому середовищі вони спочатку були присутні, в підсумку одна з емульсій виходить стійкіше інший. Дана властивість твердих стабілізаторів лежить в основі технології руйнування ловушечних емульсій.
освіту подвійного електричного шару (ДЕС) на поверхні, обуславливающего виникнення енергетичного бар'єру, який перешкоджає зближенню глобул на відстані, де діють інтенсивні молекулярні сили тяжіння.
ДЕС грунтується на рівнянні енергії відштовхування двох крапель масла [9]:
, (5)
де і - концентрації одновалентних електролітів у маслі і воді, і - діелектрична постійна масла і води, і - падіння потенціалу в масляній фазі і водній фазі, r- радіус.
З рівняння (5) випливає, що енергія відштовхування двох крапель води в маслі набагато менше, ніж енергія відштовхування двох крапель масла у воді, так як зазвичай набагато менше.
термодинамічні процеси, що протікають на поверхні глобул дисперсної фази, які виключають злипання частинок при зіткненні, як в результаті своїх пружних властивостей, так і внаслідок того, що на кордоні глобул і вільного середовища відсутня поверхнева напруга.
розклинюючий тиск, що перешкоджає утоньшенію плівок рідини. Б.В.Дерягіним розроблена теорія розклинюючого тиску - Енергетичного бар'єру [10]:
Джіллеспі і Райд встановили, що з двох змішуються рідин зі звичайними фізичними властивостями, ймовірність розриву плівки дисперсійного середовища при зближенні крапель дисперсної фази обернено пропорційна її товщині і, настає при Утоньшение плівки до 10-5 мкм. Для вираження швидкості коалесценції крапель було запропоновано рівняння
(6)
де - загальне число крапель, узятих для вивчення; N - число крапель, які не встигли коалесціровать за час?.- Час коалесценції; k - константа, пов'язана з фізичними властивостями системи залежністю:
(7)
де - коефіцієнт, що характеризує флуктуації в...
