Almennt er annar fasi emulsions vatn eða vatnslausn, sem kallast vatnsfasi; hinn fasinn er lífrænn fasi sem blandast ekki vatni, þekktur sem olíufasi.

1. flokkun

Þrjár flokkunaraðferðir:

1. Flokkað eftir uppruna: náttúruvörur og tilbúnar vörur;

2. Flokkað eftir mólþunga: ýruefni með lágan mólþunga (c10-c20) og ýruefni með háan mólþunga (c þúsundir);

3. Eftir því hvort það getur jónast í vatnslausn má skipta því í jóníska gerð (anjónir, katjónir og anjónir og katjónir) og ójóníska gerð.

Þetta er algengasta flokkunaraðferðin.

 

2. Virkni og meginregla ýruefna

Meginhlutverk ýruefna er að draga úr yfirborðsspennu vökvanna tveggja sem verið er að ýra. Þess vegna, þegar yfirborðsefni eru notuð sem ýruefni, aðsogast annar endi vatnsfælna hópsins á yfirborð óleysanlegra vökvaagna (eins og olíu), en vatnssækni hópurinn nær í átt að vatninu. Yfirborðsefnin eru stefnubundin á yfirborði vökvaagnanna til að mynda vatnssækna aðsogsfilmu (viðmótsfilmu), til að draga úr gagnkvæmri aðdráttarafli milli dropanna, draga úr yfirborðsspennu milli tveggja fasa og stuðla að gagnkvæmri dreifingu til að mynda ýru.

Styrkur yfirborðsvirkra efna hefur bein áhrif á styrk andlitsgrímunnar sem liggur á milli andlitsins. Við mikla styrk eru margar yfirborðsvirkar sameindir sem aðsogast á millifletið og mynda þétta og sterka andlitsgrímu.

Mismunandi ýruefni hafa mismunandi ýruáhrif og magnið sem þarf til að ná sem bestum ýruáhrifum er einnig mismunandi. Almennt séð, því meiri sameindakraftur ýruefnisins sem myndar jaðar andlitsgrímuna, því meiri er filmustyrkurinn og því stöðugri er húðkremið; þvert á móti, því minni sem krafturinn er, því lægri er filmustyrkurinn og því óstöðugri er ýruefnið.

Þegar skautar lífrænar sameindir eins og fitualkóhól, fitusýrur og fituamín eru í andlitsgrímunni, eykst styrkur himnunnar verulega. Þetta er vegna þess að ýruefnissameindir hafa samskipti við skautar sameindir eins og alkóhól, sýru og amín í aðsogslaginu á milliviðmótinu og mynda flókið efni, sem eykur styrk andlitsgrímunnar á milliviðmótinu.

Fleytiefni sem samanstendur af fleiri en tveimur yfirborðsvirkum efnum er blandað fleytiefni. Vegna sterkrar víxlverkunar milli sameindanna minnkar millifletisspennan verulega, magn fleytiefnis sem aðsogast á millifletið eykst verulega og þéttleiki og styrkur myndaðs millifletisgrímu eykst.

Við myndun emulsíu minnkar milliflatarspenna olíu og vatns verulega vegna þátttöku yfirborðsvirkra efna og hún verður stöðug emulsía. Hins vegar er enn milliflatarspenna olíu og vatns í emulsíu sem getur ekki náð núlli vegna CMC eða takmarkana á leysni. Þess vegna er húðmjólk varmafræðilega óstöðugt kerfi.

Spennan milli yfirborðsflatar olíu og vatns í örfleyti er svo lág að ekki er hægt að mæla hana. Þetta er varmafræðilega stöðugt kerfi. Þetta er aðallega náð með því að bæta við annarri gerð yfirborðsvirks efnis með allt aðra eiginleika (eins og meðalstórum alkóhólum eins og pentanóli, hexanóli og heptanóli, þekkt sem sam-yfirborðsvirk efni), sem getur dregið enn frekar úr spennunni niður í mjög lítið stig, jafnvel leitt til tafarlausra neikvæðra gilda. Þetta má útskýra með aðsogsjöfnu Gibbs fyrir fjölþátta kerfi.

 

3. Tegund fleytiefnis

Tegund

Algeng emulsionsform er vatn eða vatnslausn, og hitt er lífrænt efni sem er óleysanlegt í vatni, svo sem fita, vax o.s.frv. Emulsionsform sem myndast úr vatni og olíu má skipta í þrjár gerðir:

(a) Olía í vatni gerð (O'W)
(e) Mjólkurblöndu (V/O/V)
(b) Olía í vatni (W/O)

(1) Olíu/vatns (0/W) emulsion, olía dreifð í vatni. Olía er dreifður fasi (innri fasi) og vatn er samfelldur fasi (ytri fasi) olíu í vatni emulsion, sem hægt er að þynna með vatni. Eins og mjólk, sojamjólk o.s.frv.

(2) Vatns/olíu (W/0) emulsión, vatn dreift í olíu. Vatn er dreift fasa (innri fasi) og olía er samfellt fasa (ytri fasi) af vatni í olíuemulsión. Þessa tegund af emulsión er hægt að þynna með olíu. Eins og gervi smjöri, hráolíu o.s.frv.

(3) Hringlaga ýruefni, sem myndast við skiptis dreifingu vatns- og olíufasa lag fyrir lag, koma aðallega í tveimur myndum: olía í vatni og olía í olíu 0/W/0 (þ.e. vatnsfasi með dreifðum olíudropum sem svífa í olíufasa og vatn í olíu og vatn í vatni W/0/W (þ.e. olíufasi með dreifðum vatnsdropum sem svífa í vatnsfasa). Þessi tegund ýruefnis er sjaldgæf og finnst almennt í hráolíu.

 

Aðferð til að athuga gerð fleytis

(1) Þynningaraðferð

Þynnið emulsíuna með sama vökva og er notaður í samfellda fasanum. Vatnsleysanlega emulsían er af olíu/vatnsgerðinni og olíuleysanlega emulsían er af vatns/olíugerðinni.
Til dæmis er hægt að þynna mjólk með vatni en ekki blanda hana við jurtaolíu. Það má sjá að mjólk er olíu- og vatnsfleyti.

(2) Leiðandi aðferð

Leiðni vatns og olíu er mjög mismunandi og leiðni olíu/vatns-emulsíunnar er hundruð sinnum meiri en vatns/olíu. Þess vegna eru tvær rafskautar settar í emulsíuna og neonljós tengd í röð í lykkjunni og olíu/vatnsljósið lýsir.

(3) Litunaraðferð

Bætið 2-3 dropum af olíu- eða vatnsleysanlegum litarefnum í tilraunaglasið og metið gerð emulsíunnar eftir því hvaða litarefni getur gert samfellda fasann jafnan litaðan.

(4) Aðferð til að væta síupappír

Setjið kremið á síupappírinn. Ef vökvinn getur þanist hratt út og lítill dropi verður eftir í miðjunni, þá er kremið af gerðinni olía í vatni; ef droparnir í kreminu þenjast ekki út, þá er það af gerðinni olía í vatni.

(5) Sjónræn ljósbrotsaðferð

Mismunandi ljósbrotsstuðull vatns og olíu gagnvart ljósi er notaður til að bera kennsl á gerð emulsíunnar. Ef emulsían er olía í vatni, þá safna agnirnar ljósi og aðeins vinstri útlínur agnanna sjást með smásjá; ef emulsían er vatn í olíu, þá valda agnirnar sjónskekkju og aðeins hægri útlínur agnanna sjást með smásjá;

Helstu þættir sem hafa áhrif á gerð emulsíunnar

(1) Fasa rúmmál:

Fasarúmmálskenningin var sett fram af Ostwald út frá rúmfræðilegu sjónarhorni. Sjónarmiðið er að miðað við að vökvaperlurnar í kreminu séu jafnstórar og stífar kúlur, þá getur fasarúmmálshlutfall vökvaperlanna aðeins numið 74,02% af heildarrúmmálinu þegar þær eru þéttastar. Ef fasarúmmálsheildstala vökvaperlanna er meiri en 74,02%, mun kreminu afmyndast eða skemmast.

(a) Jafnt droparíkt ofið fléttuefni
(b) Ójöfn dropaþétt staflafleyti
(c) Ókúlulaga vökvadropar þurfa staflanir og blöndun (óstöðugir)

Tökum O/W gerð fleyti sem dæmi. Ef fasaheildstala olíunnar er meiri en 74,02% getur fleyti aðeins myndað W/0 gerð. Þegar O/i gerðin er minni en 25,98% og þegar hlutfallið er 25,98% -74,02% getur það myndað annað hvort 0/W eða W0 gerð.

 

Sameindabygging og eiginleikar ýruefna - fleygkenning

Fleygkenningin byggir á rúmfræðilegri uppbyggingu ýruefna til að ákvarða gerð ýruefna. Fleygkenningin bendir til þess að þversniðsflatarmál vatnssækinna og vatnsfælinna hópa í ýruefnum séu ekki jöfn. Sameindir ýruefna eru skoðaðar sem fleygar, þar sem annar endinn er stærri og hinn minni. Minni endinn á ýruefninu er hægt að setja inn í yfirborð dropans eins og fleyg og raða í stefnu á olíu-vatnsmótinu. Vatnssækni pólendinn nær inn í vatnsfasann, en fitusækni kolvetniskeðjan nær inn í olíufasann, sem leiðir til aukinnar mótflötsstyrks.

 

Áhrif ýruefnis á gerð ýruefnis

Auk áhrifa þátta eins og efnis í samsetningu fleytisins og skilyrða fyrir myndun fleytisins, hafa ytri aðstæður einnig áhrif á gerð fleytisins. Til dæmis er vatnssækni og fituleysni veggjarins sterk, og O/W fleyti myndast auðveldlega þegar vatnssækni veggjarins er sterk, en W/0 fleyti myndast auðveldlega þegar fituleysni veggjarins er sterk. Ástæðan er sú að vökvinn þarf að viðhalda lagi af samfelldu fasa á veggnum, þannig að hann dreifist ekki auðveldlega í vökvaperlur við hræringu. Gler er vatnssækið en plast er vatnsfælið, þannig að hið fyrra er tilhneigt til að mynda O/W fleyti en hið síðara er tilhneigt til að mynda W/0 fleyti.

 

Kenning um samlagningarhraða tveggja fasa

Kenningin um samrunahraða byggir á áhrifum samrunahraða tveggja gerða dropa sem mynda fleytið á fleytið og metur að samrunahraði þessara tveggja gerða dropa fer eftir samrunahraða þeirra tveggja gerða dropa þegar fleytið, hákarlinn og drápsefnið saman ná til eftirspurnar.

 

Hitastig

Hækkun hitastigs lækkar vökvunarstig vatnssækinna hópa og þar með minnkar vatnssækni sameindanna. Þess vegna getur 0/w emulsie sem myndast við lágt hitastig umbreyst í W/0 emulsie við upphitun. Þetta umskiptahitastig er hitastigið þar sem vatnssæknir og fitusæknir eiginleikar yfirborðsvirka efnisins ná viðeigandi jafnvægi, þekkt sem fasaumskiptahitastigið PIT.

Hins vegar, þegar styrkur ýruefnisins er nógu mikill til að vinna bug á áhrifum rakaeiginleika ýruefnisins, þá fer gerð ýruefnisins sem myndast aðeins eftir eðli ýruefnisins sjálfs og hefur ekkert að gera með vatnssækni og fitusækni æðaveggsins.