1.1.2 По полярности дисперсной фазы и дисперсионной среды:
- эмульсии первого рода (прямые) – М/В;
- эмульсии второго рода (обратные) – В/М.
Любую полярную жидкость принято обозначать буквой «В» – «вода», а неполярную буквой «М» – «масло» (рисунок 1).
а – прямая; б – обратная
Рисунок 1 – Схема капель первого и второго рода
В эмульсиях первого рода капельки неполярной жидкости (масла) распределены в полярной (воде). В эмульсиях второго рода дисперсионная среда неполярна.
1.2 Методы получения эмульсий
Система из двух несмешивающихся жидкостей будет находиться в термодинамически устойчивом состоянии, если она будет состоять из двух сплошных слоев: верхнего (более легкая жидкость) и нижнего (более тяжелая жидкость). Как только мы начнем один из сплошных слоев дробить на капли, чтобы получить эмульсию, будет возрастать межфазная поверхность и, следовательно, свободная поверхностная энергия, в результате чего система станет термодинамически неустойчивой. Чем больше энергии будет затрачено на образование эмульсии, тем более неустойчивой она будет. Чтобы придать эмульсии относительную устойчивость, используют специальные вещества – стабилизаторы, называемые эмульгаторами. Практически все эмульсии (за исключением некоторых, образующихся самопроизвольно) получают только в присутствии эмульгаторов.
Капли требуемых размеров могут быть получены двумя различными путями: конденсационным методом, когда капли выращивают их из малых центров каплеобразования, и диспергационным, когда дробятся крупные капли.
Общим для приготовления любой эмульсии является очередность смешения фаз. Всегда к жидкости, которая должна стать дисперсионной средой, постепенно прибавляется вторая жидкость. Для получения устойчивой эмульсии во внешней фазе уже должен присутствовать стабилизатор. Для облегчения диспергирования следует вводить эмульгатор, причем его можно растворять как в масляной, так и в водной фазе.
1.2.1 Конденсационные методы
Конденсация из паров. Пар одной жидкости (дисперсной фазы) инжектируется под поверхность другой жидкости (дисперсионной среды). В таких условиях пар становится пересыщенным и конденсируется в виде капель размером порядка 1 мкм. Эти капли стабилизируются в жидкости, содержащей соответствующий эмульгатор.
На размер образующихся капель существенным образом влияют давление инжектируемого пара, диаметр впускного сопла, эмульгатор. Этим методом легко получают капли с размерами до 20 мкм.
Замена растворителя (понижение растворимости). Вещество, которое в будущей эмульсии должно находиться в виде капель, растворяют в «хорошем» растворителе с образованием истинного раствора. Если затем в полученный раствор ввести другой растворитель, который существенно «портит» первый, то растворенное вещество будет объединяться в капли, образуя эмульсию. Например, для бензола этанол является «хорошим» растворителем, в котором бензол находится в виде молекул. При добавлении к этому раствору воды происходит образование капелек бензола в водно-спиртовой дисперсионной среде – возникает эмульсия первого рода. Этот процесс легко наблюдается визуально: система из прозрачной становится мутной, так как капельки бензола, в отличие от молекул бензола, рассеивают и отражают свет.