Миниэмульсия

A миниэмульсия (также известная как наноэмульсия ) представляет собой частный случай эмульсии. Миниэмульсию получают сдвигом смеси, содержащей две несмешивающиеся жидкие фазы (например, масло и воду), одно или несколько поверхностно-активных веществ и, возможно, одно или больше дополнительных поверхностно-активных веществ (типичными примерами являются гексадекан или цетиловый спирт).

IUPAC определение Миниэмульсия : эмульсия, в которой частицы дисперсной фазы имеют диаметр в диапазоне от приблизительно 50 нм до 1 мкм.

Примечание 1: Мини-эмульсии обычно стабилизируются против диффузионного разложения (созревание Оствальда (см.)) Соединением, нерастворимым в непрерывной фазе.

Примечание 2: Дисперсная фаза содержит смешанные стабилизаторы, например, ионное поверхностно-активное вещество, такое как додецилсульфат натрия (н-додецилсульфат натрия) и спирт с короткой алифатической цепью («вспомогательное поверхностно-активное вещество») для коллоидной стабильности. или нерастворимое в воде соединение, такое как углеводород («со-стабилизатор», часто и неправильно называемый «вспомогательным поверхностно-активным веществом»), ограничивающий диффузионную деградацию. Миниэмульсии обычно стабильны, по крайней мере, в течение нескольких дней.

Полимеризация миниэмульсии : Полимеризация миниэмульсии мономера, в которой вся полимеризация происходит внутри уже существующих частиц мономера без образования новых частиц.

Существует два основных типа методов получения миниэмульсий: высокоэнергетические методы и низкоэнергетические методы. Для высокоэнергетических методов сдвиг обычно происходит посредством воздействия на смесь мощного ультразвука или с помощью гомогенизатора высокого давления , которые представляют собой процессы с большим сдвигом. Для низкоэнергетических методов обычно готовят эмульсию вода-в-масле, а затем преобразуют ее в миниэмульсию типа масло-в-воде путем изменения состава или температуры. Эмульсия вода-в-масле разбавляется по каплям водой до точки инверсии или постепенно охлаждается до температуры инверсии фаз. Точка инверсии эмульсии и температура инверсии фаз вызывают значительное снижение межфазного натяжения между двумя жидкостями, в результате чего образуются очень крошечные капли масла, диспергированные в воде.

Миниэмульсии кинетически стабильны, но термодинамически нестабильны. Нефть и вода несовместимы по природе, и граница между ними не приветствуется. Таким образом, по прошествии достаточного количества времени масло и вода в миниэмульсиях снова разделяются. Различные механизмы, такие как гравитационное разделение, флокуляция, коалесценция и созревание Оствальда, приводят к нестабильности. В идеальной миниэмульсионной системе коалесценция и созревание по Оствальду подавляются благодаря присутствию поверхностно-активного вещества и дополнительного поверхностно-активного вещества. При добавлении поверхностно-активных веществ затем получают стабильные капли, которые обычно имеют размер от 50 до 500 нм.

Миниэмульсии широко применяются в синтезе наноматериалов, а также в фармацевтической и пищевой промышленности. Например, поэтому процессы на основе миниэмульсий особенно подходят для создания наноматериалов. Существует фундаментальная разница между традиционной эмульсионной полимеризацией и миниэмульсионной полимеризацией. Формирование частиц в первом случае представляет собой смесь мицеллярного и гомогенного зародышеобразования, однако частицы, образованные с помощью миниэмульсии, в основном образуются в результате зарождения капель. В фармацевтической промышленности капли масла действуют как крошечные контейнеры, в которых хранятся нерастворимые в воде лекарства, а вода обеспечивает мягкую среду, совместимую с человеческим телом. Более того, миниэмульсии, несущие лекарства, позволяют им кристаллизоваться до контролируемого размера с хорошей скоростью растворения. Наконец, в пищевой промышленности миниэмульсии могут не только содержать нерастворимые в воде питательные вещества, такие как бета-каротин и куркумин, но и улучшать их усвояемость.