Седиментационная неустойчивость –– оседание или всплывание капель.

Агрегативная неустойчивость –– слияние капель –– коалесценция.

Седиментационно устойчивы эмульсии только когда: размеры капель очень малы, они монодисперсны, плотности образующих эмульсию жидкостей близки, а вязкость дисперсионной среды высокая.

Оценки относительной устойчивости эмульсий:

Время жизни отдельной капли в контакте с другими каплями.

2) Скорость расслоения эмульсий на фазы: через 5 секунд высота столба отслоившейся фазы 2.5 см, тогда скорость расслоения фаз U = 2.5 / 5 = 5 см/с.

3) “Время жизни” эмульсий: высота столба эмульсии 20 см, U = 0.5 см/с; время жизни эмульсии τ = 20 / 0.5 = 40 с.

Эмульсии могут быть устойчивыми только в присутствии стабилизаторов (эмульгаторов): ПАВ, порошков, ВМС.

7.1.2. Стабилизация эмульсий поверхностно-активными веществами

Схемы стабилизации: а) эмульсии масла в воде олеатом натрия С₁₇Н₃₃СООNa и б) эмульсии воды в масле олеатом кальция (С₁₇Н₃₃СОО)₂Са.

а) Факторы устойчивости: электростатический, адсорбционно-сольватный, структурно-механический (ионогенные, растворимые в воде ПАВ).

б) Факторы устойчивости: адсорбционно-сольватный, структурно-механический, энтропийный (неионогенные, труднорастворимые ПАВ).

Гидрофильно–липофильный баланс ПАВ (ГЛБ)

ГЛБ — величина, характеризующая соотношение гидрофильных и липофильных свойств полярной и неполярной частей ПАВ.

Стандарты ГЛБ (условные):    С₁₇Н₃₃СООН — 1

                                                             HOCH₂CH₂NH₂ — 12

                                                             C₁₇H₃₃COONa — 18

Гидрофильные группы	Число ГЛБ	Липофильные группы	Число ГЛБ
–SO3Na	38.7	–CH2–	–0.475
–COOK	21.1	–CH3	–0.475
–COONa	19.1	–CH=	–0.475
N (трет. амин)	9.4	–CH2–CH2–O–	–0.15
–COOH	2.1
–OH	1.9
–O–	1.3

Cвойство ГЛБ является аддитивным; и ГЛБ ПАВ определяют как алгебраическую сумму групповых чисел по следующей формуле: ГЛБ _ПАВ = 7 + S (ГЛБ _гидроф) + S (ГЛБ _липоф)

Эмульгаторы с ГЛБ от 8 до 20 дают прямые эмульсии, с ГЛБ от 3 до 6 –– обратные. При полной сбалансированности гидрофильности и липофильности эмульгатора (ГЛБ = 7) образуются множественные эмульсии, совмещающие типы В/М и М/В. ПАВ с ГЛБ меньшим 3 не являются эмульгаторами.

Обращение фаз эмульсий

При изменении характера эмульгатора прямая эмульсия может превратиться в обратную. Если в эмульсию, стабилизированную С₁₇Н₃₃СООК добавить CaCl₂, то в результате реакции:

Гидрофильный эмульгатор превратится в гидрофобный и произойдет обращение фаз.

7.1.3. Стабилизация эмульсий порошками и ВМС

Схемы стабилизации порошками: а) эмульсии М/В гидрофильным порошком и б) эмульсии В/М гидрофобным порошком.

Порошки с гидрофильными свойствами (глина, мел) стабилизируют прямые эмульсии. Гидрофобные порошки (сажа, гидрофобизированный силикагель) стабилизируют обратные эмульсии. При стабилизации порошками действует структурно-механический фактор устойчивости.

Особо сильные стабилизаторы –– высокомолекулярные соединения, например, белки. Адсорбируясь на поверхности капель дисперсной фазы, они образуют гидратированные и структурированные пленки, создавая мощный структурно-механический фактор.

7.2. Пены

Пены –– это высококонцентрированные дисперсные системы с газовой дисперсной фазой и жидкой или твердой дисперсионной средой.