Emulze

Emulze ( novolat.  emulsio ; z lat.  emulgeo  „mléko, mléko ven“) je dispergovaný systém skládající se z mikroskopických kapek kapaliny ( dispergovaná fáze ) rozptýlených v jiné kapalině ( disperzní médium ).

Emulze mohou být tvořeny jakýmikoli dvěma nemísitelnými kapalinami; ve většině případů je jednou z fází emulzí voda a druhou látka sestávající ze slabě polárních molekul (například kapalné uhlovodíky , tuky ). Jednou z prvních studovaných emulzí bylo mléko . V něm jsou ve vodním prostředí distribuovány kapky mléčného tuku .

Emulze obvykle patří k hrubým systémům , protože kapičky dispergované fáze mají velikost od 1 do 50 mikronů. Emulze s nízkou koncentrací jsou nestrukturované kapaliny. Vysoce koncentrované emulze jsou strukturované systémy.

Hlavní typy emulzí

Typ emulze závisí na složení a poměru jejích kapalných fází, na množství a chemické povaze emulgátoru , na způsobu emulgace a některých dalších faktorech.

• Přímý , s kapkami nepolární kapaliny v polárním médiu (jako je „olej ve vodě“)

Pro emulze typu m/w mohou sloužit jako dobré emulgátory ve vodě rozpustná mýdla (sodné a draselné soli mastných kyselin ). Molekuly těchto sloučenin adsorbované na fázovém rozhraní nejen snižují povrchové napětí na něm, ale díky pravidelné orientaci v povrchové vrstvě v ní vytvářejí film, který má mechanickou pevnost a chrání emulzi před zničením.

• Obrátit nebo převrátit (například „voda v oleji“)

Pro emulze typu v/o mohou být dobrými emulgátory ve vodě nerozpustná mýdla (vápenaté, hořečnaté a hlinité soli mastných kyselin) .

Změna složení emulzí nebo vnější vlivy mohou vést k přeměně přímé emulze na inverzní nebo naopak.

Emulze se také dělí na lyofilní a lyofobní :

• Lyofilní emulze se tvoří spontánně a jsou termodynamicky stabilní. Patří mezi ně tzv. kritické emulze vytvořené blízko kritické teploty[ upřesnit ] míchání dvou kapalných fází a také některých řezných kapalin .
• Lyofobní emulze vznikají při mechanické, akustické nebo elektrické emulgaci ( dispergaci ), jakož i kondenzací tvorby kapiček dispergované fáze v přesycených roztocích nebo taveninách . Jsou termodynamicky nestabilní a dlouhodobě existují pouze v přítomnosti emulgátorů  – látek, které usnadňují disperzi a zabraňují koalescenci (fúzi). Účinnými emulgátory jsou micelotvorné povrchově aktivní látky , rozpustné makromolekulární látky, některé vysoce dispergované pevné látky .

Získávání emulzí

Emulze se tvoří dvěma způsoby:

• drcením kapiček.

Tento způsob se provádí pomalým přidáváním dispergačního činidla do disperzního systému v přítomnosti emulgátoru za stálého a silného míchání. Hlavními faktory, které určují stupeň disperze částic výsledné emulze a její stabilitu, jsou rychlost míchání, rychlost vnášení dispergované látky, její množství, povaha emulgátoru a jeho koncentrace , teplota a pH . médium.

• tvorbou filmů a jejich praskáním na malé kapky.

Mechanismus výchovy je následující. Kapalina tvořící dispergovanou fázi (např. olej) vytváří film, když se pomalu přidává do disperzního média. Tato fólie je trhána vzduchovými bublinami vystupujícími z otvoru trubice, které jsou umístěny na dně nádoby. Tvoří se malé jednotlivé kapky. Současně vzduchové bubliny energicky promíchávají celou kapalinu a tím dále emulgují. V současné době se pro získání koncentrované emulze olej-voda podrobí ultrazvuku .

Rozbití emulzí

Emulze se časem spontánně rozpadají. V praxi je někdy nutné urychlit proces drcení emulzí (v případech, kdy přítomnost emulze ztěžuje další zpracování nebo použití materiálu). Proces rozbíjení emulze lze urychlit různými způsoby:

• Chemická destrukce ochranných filmů emulgátoru vhodným činidlem : základem metody chemického štěpení je neutralizace negativního náboje; na tomto principu je založeno působení organických deemulgátorů.
• Přidání emulgátoru , který může způsobit obrácení fází emulze a tím snížení pevnosti ochranného filmu; například emulze typu w/m stabilizovaná sodným mýdlem - se zavedením vápenatých solí  - bude v méně stabilním stavu;
• Adsorpční nahrazení emulgátoru více povrchově aktivní látkou , která nemá schopnost vytvářet dostatečně pevné filmy;
• Tepelná destrukce - oddělení emulzí zahříváním;
• Mechanické působení : například oddělení smetany od odstředěného mléka pomocí separátoru ;
• Působením elektrického proudu nebo elektrolytů dochází k destrukci emulzí stabilizovaných elektrickým nábojem částic: emulzí typu voda/ olej .

Aplikace emulzí

Emulze jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích:

• Potravinářský průmysl ( máslo , margarín , majonéza , likéry ) ;
• Výroba mýdla;
• Zpracování přírodního kaučuku ;
• Stavebnictví ( živičné hmoty, impregnační směsi);
• Automobilový průmysl (získávání řezných kapalin );
• Kovoobrábění ( řezné kapaliny );
• Zemědělství ( pesticidní přípravky);
• Medicína (výroba léků a kosmetiky );
• Malování.

Viz také

• Emulgátory
• emulgace
• fotografická emulze
• Emulze (léková forma)
• Deemulgátor
• Krémy

Literatura

• Emulze // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona  : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.
• Emulze / Překlad N. V. Abramov, E. Malakhov, L. I. Dorofeev; Ed. A. A. Abramzon. - Chemie, 1972. - 447 s. - 4600 výtisků.
• Základy fyzikální a koloidní chemie / S.A. Balezin, B.V. Erofeev, N.I. Podobajev. - M . : Vzdělávání, 1975. - 398 s.
• Kurz koloidní chemie / Voyutsky S. S. - 2. vyd. - M., 1975. - S. 367-81.