Geralmente, uma fase da emulsão é água ou solução aquosa, que é chamada de fase aquosa; a outra fase é uma fase orgânica imiscível com água, conhecida como fase oleosa.

1、 Classificação

Três métodos de classificação:

1. Classificados por fonte: produtos naturais e produtos sintéticos;

2. Classificados por peso molecular: emulsificantes de baixo peso molecular (c10-c20) e emulsificantes de alto peso molecular (c milhares);

3. De acordo com a sua capacidade de ionização em solução aquosa, pode ser dividido em tipo iônico (ânions, cátions e ânions e cátions) e tipo não iônico.

Este é o método de classificação mais comumente usado.

 

2、 A função e o princípio dos emulsificantes

A principal função dos emulsificantes é reduzir a tensão superficial dos dois líquidos emulsionados. Portanto, quando surfactantes são utilizados como emulsificantes, uma extremidade do seu grupo hidrofóbico adsorve-se na superfície de partículas líquidas insolúveis (como óleo), enquanto o grupo hidrofílico se estende em direção à água. Os surfactantes são dispostos direcionalmente na superfície das partículas líquidas para formar um filme de adsorção hidrofílico (filme interfacial), de modo a reduzir a atração mútua entre as gotículas, reduzir a tensão superficial entre duas fases e promover a dispersão mútua para formar emulsões.

A concentração de surfactante tem impacto direto na resistência da máscara facial interfacial. Em altas concentrações, muitas moléculas de surfactante são adsorvidas na interface, formando uma máscara facial densa e resistente.

Diferentes emulsificantes têm diferentes efeitos de emulsificação, e a quantidade necessária para atingir o efeito ideal de emulsificação também varia. De modo geral, quanto maior a força molecular do emulsificante que forma a máscara facial de contorno, maior a resistência do filme e mais estável a loção; por outro lado, quanto menor a força, menor a resistência do filme e mais instável a emulsão.

Quando há moléculas orgânicas polares, como álcool graxo, ácido graxo e amina graxa, na máscara facial, a resistência da membrana é significativamente melhorada. Isso ocorre porque as moléculas emulsificantes interagem com moléculas polares, como álcool, ácido e amina, na camada de adsorção da interface para formar um complexo, o que aumenta a resistência da máscara facial da interface.

O emulsificante composto por mais de dois surfactantes é um emulsificante misto. Devido à forte interação entre as moléculas, a tensão interfacial é significativamente reduzida, a quantidade de emulsificante adsorvido na interface é significativamente aumentada e a densidade e a resistência da máscara facial interfacial formada são aumentadas.

Durante a formação da emulsão, a tensão interfacial entre óleo e água é bastante reduzida devido à participação de surfactantes, tornando-a uma emulsão estável. No entanto, ainda há tensão interfacial óleo-água na emulsão, que não pode chegar a zero devido a restrições de CMC ou solubilidade. Portanto, a loção é um sistema termodinamicamente instável.

A tensão interfacial entre óleo e água da microemulsão é tão baixa que não pode ser medida. Trata-se de um sistema termodinamicamente estável. Isso é obtido principalmente pela adição de um segundo tipo de surfactante com propriedades completamente diferentes (como álcoois de tamanho moderado, como pentanol, hexanol e heptanol, conhecidos como co-surfactantes), que pode reduzir ainda mais a tensão interfacial a um nível muito pequeno, resultando até mesmo em valores negativos instantâneos. Isso pode ser explicado pela equação de adsorção de Gibbs para sistemas multicomponentes.

 

3、Tipo de emulsão

Tipo

Emulsão comum, uma fase é água ou solução aquosa, e a outra é matéria orgânica insolúvel em água, como graxa, cera, etc. A emulsão formada por água e óleo pode ser dividida em três tipos:

(a) Tipo óleo em água (O'W)
(e) Leite composto (A/O/A)
(b) Tipo óleo em água (A/O)

(1) Emulsão óleo/água (0/A), óleo disperso em água. O óleo é uma fase dispersa (fase interna) e a água é uma fase contínua (fase externa), uma emulsão óleo-água que pode ser diluída em água. Como leite, leite de soja, etc.

(2) Emulsão água/óleo (A/O), água dispersa em óleo. A água é uma fase dispersa (fase interna) e o óleo é uma fase contínua (fase externa) de água em emulsão de óleo. Este tipo de emulsão pode ser diluído com óleo, como manteiga artificial, petróleo bruto, etc.

(3) Emulsões em forma de anel, formadas pela dispersão alternada de fases de água e óleo camada por camada, vêm principalmente em duas formas: óleo em água e óleo em óleo 0/A/0 (ou seja, fase aquosa com gotículas de óleo dispersas suspensas na fase oleosa e água em óleo e água em água W/0/A (ou seja, fase oleosa com gotículas de água dispersas suspensas na fase aquosa). Este tipo de emulsão é raro e geralmente existe em petróleo bruto.

 

Método de verificação do tipo de emulsão

(1) Método de diluição

Dilua a emulsão com o mesmo líquido da fase contínua. A emulsão solúvel em água é do tipo óleo/água, e a emulsão solúvel em óleo é do tipo água/óleo.
Por exemplo, o leite pode ser diluído em água, mas não pode ser miscível com óleo vegetal. Pode-se observar que o leite é uma emulsão O/A.

(2) Método condutivo

A condutividade da água e do óleo é muito diferente, e a condutividade da emulsão óleo/água é centenas de vezes maior do que a da água/óleo. Portanto, dois eletrodos são inseridos na emulsão e o neon é conectado em série no circuito, e a luz óleo/água acende.

(3) Método de coloração

Adicione 2 a 3 gotas de corantes à base de óleo ou água no tubo de ensaio e avalie o tipo de emulsão de acordo com o tipo de corante que consegue tornar a fase contínua uniformemente colorida.

(4) Método de molhagem de papel de filtro

Coloque a loção no papel de filtro. Se o líquido se expandir rapidamente e uma pequena gota permanecer no centro, a loção é óleo em água; se as gotas da loção não se expandirem, é óleo em água.

(5) Método de refração óptica

Os diferentes índices de refração da água e do óleo à luz são utilizados para identificar o tipo de emulsão. Se a emulsão for óleo em água, as partículas desempenham um papel de coleta de luz, e apenas o contorno esquerdo das partículas pode ser visto ao microscópio; se a emulsão for água em óleo, as partículas desempenham o papel de astigmatismo, e apenas o contorno direito das partículas pode ser visto ao microscópio;

Os principais fatores que afetam o tipo de emulsão

(1)Volume de fase:

A teoria do volume de fase foi proposta por Ostwald a partir de uma perspectiva geométrica. O ponto de vista é que, assumindo que as esferas líquidas da loção são do mesmo tamanho e rígidas, a fração do volume de fase das esferas líquidas pode representar apenas 74,02% do volume total quando estão mais densamente compactadas. Se o número integral do volume de fase das esferas líquidas for maior que 74,02%, a loção será deformada ou danificada.

(a) Emulsão de pelo rico em gotas uniforme e tecida
(b) Emulsão de empilhamento denso de gotas irregulares
(c) Gotas de líquido não esféricas requerem empilhamento e emulsão (instáveis)

Tomemos como exemplo a emulsão do tipo O/A: se o número integral de fase do óleo for maior que 74,02%, a emulsão só poderá formar o tipo A/O; quando o tipo O/I for menor que 25,98% e quando a fração for de 25,98% a 74,02%, ela poderá formar o tipo 0/A ou A/O.

 

Estrutura Molecular e Propriedades de Emulsificantes - Teoria da Cunha

A teoria da cunha baseia-se na estrutura espacial dos emulsificantes para determinar o tipo de emulsão. A teoria da cunha sugere que as áreas transversais dos grupos hidrofílicos e hidrofóbicos nos emulsificantes não são iguais. As moléculas dos emulsificantes são vistas como cunhas, com uma extremidade maior e a outra menor. A extremidade menor do emulsificante pode ser inserida na superfície da gota como uma cunha e disposta de forma direcional na interface óleo-água. A extremidade polar hidrofílica estende-se para a fase aquosa, enquanto a cadeia hidrocarbonada lipofílica estende-se para a fase oleosa, resultando em maior resistência interfacial.

 

Influência do material emulsificante no tipo de emulsão

Além da influência de fatores como os materiais da composição da emulsão e as condições de formação da emulsão, as condições externas também influenciam o tipo de emulsão. Por exemplo, a natureza hidrofílica e lipofílica da parede da emulsão é forte, e a emulsão O/A é fácil de formar quando a natureza hidrofílica da parede da emulsão é forte, enquanto a emulsão A/O é fácil de formar quando a natureza lipofílica da parede da emulsão é forte. A razão é que o líquido precisa manter uma camada de fase contínua na parede, de modo que não seja fácil ser disperso em grânulos líquidos durante a agitação. O vidro é hidrofílico, enquanto o plástico é hidrofóbico, portanto, o primeiro é propenso a formar emulsões O/A, enquanto o último é propenso a formar emulsões A/O.

 

Teoria da Velocidade de Agregação de Duas Fases

A teoria da velocidade de coalescência parte da influência da velocidade de coalescência dos dois tipos de gotículas que compõem a emulsão sobre a emulsão e julga que a velocidade de coalescência dos dois tipos de gotículas depende da velocidade de coalescência dos dois tipos de gotículas quando a emulsão, o tubarão e a matança juntos cobrem a demanda.

 

Temperatura

Um aumento na temperatura diminuirá o grau de hidratação dos grupos hidrofílicos, reduzindo assim a hidrofilicidade das moléculas. Portanto, a emulsão O/A formada em baixas temperaturas pode se transformar em uma emulsão A/O ao aquecer. Essa temperatura de transição é a temperatura na qual as propriedades hidrofílicas e lipofílicas do surfactante atingem um equilíbrio adequado, conhecida como temperatura de transição de fase (TPI).

Entretanto, quando a concentração do emulsificante é grande o suficiente para superar a influência da propriedade de umectação do material emulsificante, o tipo de emulsão formada depende apenas da natureza do próprio emulsificante e não tem nada a ver com a hidrofilicidade e lipofilicidade da parede do vaso.