乳液是两种或两种以上液体的混合物,它们通常是互不相容的。从热力学的观点来看,乳液是一个不稳定的体系,因为液-液系统有分离和降低它的界面能的自然趋势。


乳液的稳定性可以被定义为体系抵抗其物理化学性质随时间变化的能力。乳液的稳定性在许多工业应用中非常重要,包括涂料、食品、农业配方,个人护理和石油。乳化、絮凝和聚集等几种机制会导致破乳。

虽然乳液稳定性在大多数工业产品和工艺中是必需的,但也有一些加工过程不需要乳液的稳定性。例如,原油回收需要在运输前将原油从水中分离出来,或者废水处理也不需要油水乳状液。

界面流变学测试预测乳状液的稳定性

界面流变学是一个特殊的流变学分支,它涉及研究在界面上形成的独特的二维体系。正如流变学是研究流体流动,界面流变学是研究流体界面流动特性。

食品和饮料中的界面流变学

蛋白质可以作为食品中的表面活性剂,但也可以添加其他稳定剂以提高稳定性。卵磷脂是为数不多的天然表面活性剂之一。随着环境和健康问题受到关注,天然表面活性剂越来越引起人们的兴趣。

应用文摘下载:蛋白质在气液和油水界面上的吸附和界面凝胶化

应用文摘下载:在气液界面上单分子层的界面流变学

观看网络研讨会:界面流变学:从基础到应用

工业级非离子乳化剂的表面表征

聚氧乙烯表面活性剂被广泛用于工业应用,如涂料、食品、农业配方、个人护理和石油,其中乳液和泡沫稳定性是重要的。 醇乙氧基化物正在取代传统上在许多应用中作为乳化剂的更有毒的烷基酚乙氧基化物。 然而,直链醇乙氧基化物没有表现出与烷基酚乙氧基化物一样良好的乳化剂性能,这主要是由于后者有更庞大的尾部。 这是由于极性头和碳氢化合物尾的大小不同,阻碍了界面上紧密堆积的薄膜的形成。

已经研究了两种基于EO基团数量不同的C10-Guerbet醇工业级非离子表面活性剂的吸附和表面流变性质。,它们是C10EO6和C10EO14。

两种表面活性剂的表面压力等温线符合重新取向模型。 但是,表面流变学数据有不同的解释。 它表明,C10EO6可以在扩散弛豫过程的模型框架中解释,而C10EO14偏离扩散弛豫过程,其表面流变反应接近于非离子聚合物表面活性剂。 图1(C10EO6)和图2(C10EO14)显示了两种表面活性剂在两个频率(0.02 Hz和0.5 Hz)下振荡扰动得到的储能模量(E')和损耗模量(E“)。 实线和虚线是从扩散模型获得的最适合实验数据。 结果表明,只有C10EO6表面活性剂的实验数据与所提出的模型有良好的一致性。

1. C10EO6表面活性剂在两个频率(0.02Hz-三角形)和(0.5Hz-菱形)下储存模量(E',空心符号)和损失模量(E“,实心符号)与表面活性剂本体浓度的关系函数。 实线和虚线是扩散模型实验数据的最佳拟合曲线。

2. C10EO14表面活性剂在两个频率(0.02Hz-三角形)和(0.5Hz-菱形)下的储存模量(E',空心符号)和损耗模量(E“,实心符号)与表面活性剂本体浓度的关系函数。 实线和虚线是扩散模型实验数据的最佳拟合曲线。

两种表面活性剂的表面流变性质表明它们在空气/水界面处形成了粘弹性层,然而由于氧乙烯基团的数量不同,吸附膜表现出不同行为。对于较小的表面活性剂,吸附和流变数据符合扩散模型,而较大的C10EO14表面活性剂表现出更接近于聚合物表面活性剂的表面行为。而且,两种表面活性剂的膨胀弹性和粘度的比较表明通过增加EO基团的数量可增加弹性。吸附的表面活性剂膜的弹性与泡沫和乳液稳定性直接相关。因此,与较短的C10EO6表面活性剂相比,C10EO14表面活性剂可能形成更稳定的抗聚结层。尽管如此,由于前者表面活性剂的扩散性较高,因此使用C10EO6比C10EO14泡沫形成能力更强。因此,这些结果可能会发现有趣的应用,以便通过使用含有氧乙烯基团的非离子表面活性剂合理地开发稳定的泡沫和乳液。

文献依据: P. Ramírez, L.M. Pérez-Mosqueda, L.A. Trujillo-Cayado, M. Ruiz, J. Munoz, R.Miller, Equilibrium and surface rheology of two polyoxyethylene surfactants (CiEOj) differing in the number of oxyethylene groups, Colloids Surf., A 375(2011) 130–135.

沥青质稳定油 - 水乳液

当油被回收时,形成了复杂的油-水乳液。 在油-水界面吸附的沥青质倾向于增加这些乳液的稳定性。通常不需要稳定的油-水乳液,因为这增加了泵送和运输费用并且会腐蚀管道,泵和蒸馏塔。

沥青质的表面活性可以用光学张力仪通过简单的界面张力测量来评估。通过将高压腔体组合到系统中,可以实现在高压和高温下进行测量。

另一种广泛应用的方法是研究油水界面的界面流变性。界面的弹性与油水乳状液的稳定性有关。吸附沥青质层的界面流变性可以用振荡液滴法研究。另一种方法是采用基于浮针流变仪的界面剪切流变(ISR)表征沥青质堆积密度的关系函数。

布鲁斯特角度显微镜可以在空气-水界面上对沥青质进行可视化的形态学研究。

应用文摘下载:蛋白质在空气-水和油-水界面处的界面凝胶化吸附

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