ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Агрегативная устойчивость эмульсий и природа эмульгатора из "Курс коллоидной химии" Агрегативную устойчивость эмульсий характеризуют либо скоростью расслаивания эмульсии, либо продолжительностью ще-ствования (временем жизни) отдельных капелек в контактё друг с другом или с межфазной поверхностью. [c.371] Природа эмульгатора определяет не только устойчивость, но тип эмульсии. Опыт показывает, что гидрофильные эмульгаторы, лучше растворимые в воде, чем в углеводородах, способствуют образованию эмульсии типа м/в, а гидрофобные (или олеофильные) эмульгаторы, лучше растворимые в углеводородах, — эмульсий типа в/м (правило Банкрофта). Это вполне понятно, так как-эмульгатор препятствует слипанию, или коалесценции, капелек только тогда, когда он находится у поверхности с наружной стороны капельки, т. е. лучше растворяется в дисперсионной среде. [c.373] В качестве эмульгаторов могут применяться самые различные-по природе вещества поверхностно-активные вещества, молекулы которых содержат ионогенные полярные группы (мыла в широком смысле слова), неионогенные поверхностно-активные вещества, высокомолекулярные соединения. Эмульгирующей способностью обладают даже порошки. Стабилизация более или менее концентрированных эмульсий с помощью обычных неорганических электролитов невозмбжна вследствие недостаточной адсорбции их. ионов на межфазной границе неполярный углеводород — вода. [c.373] Эффективность эмульгатора характеризуют специальным числом — г и д р о ф и л ь н о - л и п о ф и л ь н ы м балансом (ГЛБ). Если число ГЛБ лежит в пределах 3—-6,. образуется эмульсия в/м. Эмульгаторы Т ВДсло м ТЛБ 8-—13 дают эмульсию м/в. Изменяя, природу эмульгатора и его концентрацию, можно добиться обращения фаз эмульсии. Более подробно о ГЛБ сказано в гл. XIII. [c.373] Первый фактор — электрический заряд, возникший на поверхности капелек эмульсий, стабилизованных ионогенными мылами при адсорбции органических ионов мыла. В результате образуется двойной электрический слой, аналогичный тому, который суще-ствуёт 1Та Шверхности частиц типичных гидрофобных золей. Этот двойной слой и обуславливает устойчивость эмульсий. Поэтому прямые эмульсии, стабилизованные ионогенными мылами, характеризуются всеми свойствами, присущими типичным гидрозолям,, т. е. для них соблюдается правило Шульце — Гарди, возможность-перезарядки частиц эмульсий с помощью поливалентных ионов и т. д. [c.373] Таубманом с сотр. показано, что устойчивые эмульсии могут образовываться также в результате возникновения на по-поверхности капелек основной эмульсии нескольких слоев микрокапелек, служащих структурно-механическим барьером. Такие микрокапельки возникают вследствие явлений турбулентности у поверхности капелек основной эмульсии, обладающей малым межфазным натяжением. [c.374] Устойчивость эмульсий типа в/м, стабилизованных мылами с поливалентным катионом, ранее объяснялась главным образам наличием на поверхности капелек эмульсии структурно-механического барьера. Объяснение же устойчивости эмульсий типа в/м существованием на межфазной поверхности двойного электрического слоя на первый взгляд кажется невозможным вследствие малой диэлектрической проницаемости дисперсионной среды. Однако, как уже указывалось (гл. IX, разд. II), в последние годы было показано, что даже в неполярных средах может происходить некоторая диссоциация молекул эмульгатора. Соли поливалентных металлов и органических кислот в углеводородных средах обычно имеют константы диссоциации порядка 10 . Следовательно, если, например, концентрация такой соли в бензоле равна 10 ммоль/л, то концентрация ионов в растворе будет иметь значение порядка 10- ° н. При таких условиях двойной электрический слой будет, конечно, очень диффузным расчеты показывают, что его толщина должна составлять несколько микрометров. Отсюда емкость двойного слоя в неполярной жидкости должна быть весьма невелика и нужен очень небольшой заряд для того, чтобы обусловить значительный поверхностный потенциал. Таким образом, электростатические силы отталкивания могут играть существенную роль, и в устойчивости обратных эмульсий, особенно не очень концентрированных. [c.374] Поведение различно сбалансированных дифильных молекул можно пояснить схемой, изображенной на рис. ХП, 3. [c.375] Эмульгирующее действие вы сокомолекулярных веществ, таких, как желатин, казеин, поли-метакриловая кислота, метилцел-люлоза, поливиниловый спирт, а также их действие как защитных коллоидов, вероятно, можно объяснить энтропийным фактором. Впрочем, можно также допустить, что прямые эмульсии, стабилизованные защитными коллоидами, молекулы которых содержат ионогенные группы, устойчивы благодаря образованию на поверхности капелек двойного электрического слоя в результате ионизации этих групп. [c.376] В заключение рассмотрим так называемые твердые эмульгаторы и причины их эмульгирующего действия. Твердыми эмульгаторами могут служить достаточно высокодисперсные порошки, способные смачиваться как полярной, так и неполярной жидкостями, образующими эмульсию К таким порошкам относятся глины, гипс, гидрат окиси железа, сажа. [c.376] Понятно, что наличие на поверхности капелек одного только слоя твердого эмульгатора еще недостаточно для агрегативной устойчивости системы. Капельки такой эмульсии при столкновении должны были бы слипаться, поскольку всегда существует межфазное натяжение на границе твердый эмульгатор — дисперсионная среда. Очевидно, устойчивость эмульсии в этом случае определяется возникновением на частицах твердого эмульгатора либо двойного электрического слоя, либо достаточно толстой сольватной оболочки. [c.377] Рассмотренные выще классические представления о роли бро-. нирования в устойчивости эмульсий, стабилизованных твердыми эмульгаторами,, значительно расширены А. Б. Таубманом. В его работах показано, что в реальных условиях высокая устойчивость эмульсий, стабилизованных твердыми эмульгаторами, определяется обычно совместным действием твердого высокодисперсного эмульгатора и поверхностно-активного компонента и это стабилизующее действие обусловлено образованием весьма прочной стабилизи- рующей оболочки. В этих случаях структурно-механический барьер непосредственно измерен и сопоставлен с устойчивостью. [c.377] Стабилизация эмульсии твердым эмульгатором возможна только при условии, что размер частиц порошка меньше размера капелек эмульсии. В то же время слишком мелкие частицы порошка, способные совершать интенсивное броуновское движение, не прилипают к поверхности капелек и не образуют защитного слоя. В доказательство этого можно привести известный факт, что эмульсии типа м/в получают только с помощью золя АзаЗз с достаточно крупными частицами. Высокодисперсные золи АзгЗз, равно как и грубый осадок АзгЗз, не способны стабилизовать эмульсии. [c.377] Вернуться к основной статье