Эмульсии, стабилизированные твердыми частицами: вопросы устойчивости и перспективы использования

Региональная архитектура и строительство, 2006, № 1, стр.107-119. 
 
УДК 544.77.051.12/.13:544.773.32/.33 
 
ЭМУЛЬСИИ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ ТВЕРДЫМИ ЧАСТИЦАМИ:  
ВОПРОСЫ УСТОЙЧИВОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 
 
П.М. Кругляков, А.В. Нуштаева 
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства 
 
Анализируются результаты теоретических и экспериментальных исследований стабилизации эмульсий и пен микро- и наночастицами. Тип и устойчивость эмульсий определяется энергией закрепления частиц на поверхности и энергетическим барьером капиллярного 
давления, который возникает при утончении пленок до достижения критической толщины. 
Обсуждаются факторы, регулирующие обращение фаз в эмульсиях. 
Дан краткий обзор возможных применений обычных и множественных эмульсий, стабилизированных наночастицами. Рассмотрены свойства новых видов частиц, включая частицы Януса. Приведены результаты первых исследований, посвященных возможности стабилизации пены твердыми частицами. 
 
Эмульсии (масло в воде и вода в масле) являются важными системами во 
многих производственных технологиях: в фармацевтике, косметике, в пищевых 
продуктах (майонез, молоко, мороженое и др.), при добыче нефти, при использовании инсектицидов, при изготовлении асфальта и других битумных покрытий [1-6]. 
Эмульсии, как и другие лиофобные системы, являются неравновесными 
вследствие избытка поверхностной энергии. Их разрушение происходит вследствие диффузионных процессов переноса масла (или воды) из малых капель в 
большие, которые обычно называют изотермической перегонкой или Оствальдовым созреванием. Другими механизмами разрушения являются коагуляция 
капель (без разрушения разделяющих капли пленок) и коалесценция (слияние 
капель) с потерей седиментационной и фазовой устойчивости. 
В эмульсиях, кроме того, неустойчивость может проявляться в форме обращения фаз, когда под влиянием какого-либо фактора дисперсная фаза и дисперсионная среда меняются ролями. 
Тип и устойчивость эмульсий зависит от вида ПАВ (эмульгатора), и в первую очередь от гидрофильно-липофильного баланса молекул ПАВ [5]. 
В последние годы исследуется новый перспективный класс эмульсий, где в 
качестве одной из фаз (неполярной) используется жидкий диоксид углерода 
(критическая температура сжижения 31 °С при давлении Р = 73,8 ат) [7]. Жидкий СО2 является нетоксичным недорогим растворителем со слабым межмолекулярным взаимодействием. Обычные ПАВ мало растворимы в СО2. Такая 
жидкость (и эмульсии) является перспективной как растворитель для разделения веществ на основе разности полярности и как среда для реакций между полярными и аполярными молекулами.