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皮克林乳液
編輯皮克林乳液是一種由吸附在水相和油相之間的界面上的固體顆粒(例如膠體二氧化硅)穩定的乳液。 通常,乳液是油包水或水包油乳液,但其他更復雜的系統,如水包水、油包油、水包油包水和油 油包水也確實存在。 皮克林乳液以 S.U. 的名字命名。 Pickering 于 1907 年描述了這種現象,盡管 Walter Ramsden 于 1903 年首次認識到了這種效應。
如果油和水混合,形成小油滴并分散在水中(水包油乳液),最終油滴會聚結以減少系統中的能量。 但是,如果將固體顆粒添加到混合物中,它們將結合到界面表面并阻止液滴聚結,從而使乳液更加穩定。
疏水性、形狀和大小等顆粒特性,以及連續相的電解質濃度和兩相的體積比都會對乳液的穩定性產生影響。 顆粒與液滴表面的接觸角是顆粒疏水性的一個特征。 如果顆粒與界面的接觸角較低,顆粒將大部分被液滴潤濕,因此不太可能阻止液滴的聚結。 部分疏水的顆粒是更好的穩定劑,因為它們部分可被兩種液體潤濕,因此更好地結合到液滴表面。 當顆粒被兩相均勻潤濕時(即 90° 接觸角),可實現穩定乳液的最佳接觸角。 穩定能量由下式給出
Δ E = π r 2 γ O W ( 1 ? | cos ? θ O W | ) 2 {\displaystyle \Delta E\ =\pi r{2}\gamma _{OW}(1-|\ 余弦 {\theta _{OW}}|){2}}
其中 r 是粒子半徑,γ O W {\displaystyle \gamma _{OW}} 是界面張力,θ O W {\displaystyle \theta _{OW}} 是粒子與 界面。
當接觸角約為 90° 時,穩定系統所需的能量最小。通常,優先潤濕顆粒的相將是乳液系統中的連續相。 由于大多數有機顆粒的親水性,最常見的皮克林乳液是水包油乳液。
皮克林穩定乳液的一個例子是均質牛奶。 乳蛋白(酪蛋白)單元吸附在乳脂肪球的表面,起到表面活性劑的作用。 酪蛋白取代了在均質化過程中受損的乳脂球膜。 皮克林顆粒可以作為穩定物質的乳液的其他例子是例如洗滌劑、低脂巧克力、蛋黃醬和人造黃油。
在過去 20 年中,由于環境、健康和成本問題,傳統表面活性劑的使用受到質疑,皮克林乳液受到越來越多的關注和研究。 合成納米顆粒作為皮克林乳液穩定劑,具有明確的尺寸和組成,一直是人們關注的主要顆粒,直到最近,天然有機顆粒也受到了越來越多的關注。 它們被認為具有成本效益和可降解性等優勢,并且來自可再生資源。
此外,已經證明皮克林乳液的穩定性可以通過使用兩親性 Janus 顆粒來提高,即具有一個疏水側和一個親水側的顆粒,因為顆粒在液體中具有更高的吸附能 -液體界面。
當使用聚電解質觀察乳液穩定性時,這是顯而易見的。
也可以使用乳膠顆粒進行皮克林穩定,然后融合這些顆粒形成可滲透的殼或膠囊,稱為膠體。 此外,皮克林乳液液滴也是微囊化和形成封閉、非滲透性膠囊的合適模板。 這種形式的封裝也可以應用于水包水乳液(相分離的聚合物水溶液的分散體),并且也可以是可逆的。皮克林穩定的微泡可以用作超聲造影劑。
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