Qual é a diferença entre emulsão e suspensão. Emulsões e suspensões para injeção

Cola

As pastas são suspensões altamente concentradas com estrutura. A estrutura é uma grade espacial formada pelas partículas da fase dispersa, nas espiras das quais existe um meio de dispersão.

Pode-se dizer que as pastas ocupam uma posição intermediária entre pós e suspensões diluídas. Eles são recebidos, respectivamente:

moer o pó em um líquido com viscosidade suficientemente alta; por exemplo, algumas marcas de pasta de dente são feitas misturando giz com um líquido viscoso feito fervendo amido em glicerina. solução aquosa com a adição de um grande número surfactante;

como resultado da sedimentação de uma suspensão diluída.

Como as pastas são sistemas estruturados, suas propriedades estruturais e mecânicas são decisivas, caracterizadas por parâmetros como viscosidade, elasticidade, plasticidade. As pastas têm propriedades elástico-viscoplásticas.

As pastas possuem uma estrutura de coagulação, portanto suas propriedades mecânicas são determinadas principalmente pelas propriedades mecânicas das camadas líquidas interpartículas. Através desses interlayers, as forças atrativas atuam entre as partículas, que dependem da distância entre elas (a espessura dos interlayers) e é devido às forças de van der Waals e ligações de hidrogênio. A força do contato de coagulação é de cerca de 10-10 N e abaixo. Além disso, a força do contato pode ser reduzida pelas forças repulsivas entre as partículas que garantem a estabilidade de agregação da suspensão, razão pela qual as estruturas em suspensões agregativamente estáveis ​​não se formam ou, se o fazem, são muito frágeis.

Assim, as propriedades mecânicas das pastas são determinadas por uma combinação de duas razões principais diferentes:

· adesão molecular das partículas da fase dispersa entre si nos pontos de contato, onde a espessura das camadas intermediárias do meio de dispersão entre elas é mínima. No caso limite, o contato de fase completa é possível. A interação de coagulação das partículas causa a formação de estruturas com propriedades elásticas reversíveis pronunciadas;

A presença do filme mais fino nos pontos de contato entre as partículas.

As estruturas de coagulação diferem nitidamente dependência pronunciada estruturalmente - propriedades mecânicas sobre a intensidade das interações mecânicas. Um exemplo da excepcional sensibilidade das propriedades estrutural-mecânicas das estruturas de coagulação a impactos mecânicos é a dependência da viscosidade efetiva de equilíbrio h(p) da taxa de deformação g ou tensão de cisalhamento P. O nível h(p) corresponde a um poço -grau definido de destruição da estrutura tridimensional sob deformação do sistema. O intervalo de mudanças h(p) = ¦(P) pode chegar a 9 - 11 ordens decimais.

Para pastas, bem como para qualquer estrutura de coagulação, as seguintes propriedades são características: baixa resistência mecânica (devido à baixa resistência do contato de coagulação - cerca de 10-10 N e abaixo), tixotropia, sinérese, fluência, plasticidade, inchamento.

Nenhum processo de transferência de massa em sistemas estruturados pode ser realizado sem primeiro destruir a estrutura neles.

Destruição estruturas espaciais em pastas - o suficiente processo difícil, caracterizada pelo fato de que, à medida que o grau de destruição aumenta, o próprio mecanismo de decaimento da estrutura também muda significativamente.

Três estágios principais de destruição da estrutura podem ser distinguidos:

destruição da estrutura de grade contínua, acompanhada pela quebra da estrutura em agregados separados e bastante grandes;

a destruição de agregados, acompanhada por uma diminuição do seu tamanho e um aumento do seu número, libertação de agregados e um aumento do número de partículas individuais, a formação de novos agregados;

destruição final da estrutura em ausência total agregados de partículas.

A fronteira clara entre esses estágios é borrada; a transição de um estado da estrutura para outro com um aumento gradual da intensidade das influências externas que destroem a estrutura ocorre gradualmente.

No entanto, cada uma dessas etapas é específica, as condições para a destruição de uma rede estrutural contínua são fundamentalmente diferentes das condições para a destruição de agregados “flutuantes” em um meio de dispersão, o que significa que os parâmetros de influências externas necessários para a destruição de uma rede estrutural contínua e agregados individuais de suas partículas não podem deixar de ser significativamente diferentes.

Quantitativamente, as mudanças no estado da estrutura da pasta são estimadas por uma combinação de características reológicas, principalmente pela viscosidade h, tensão de cisalhamento P, elasticidade E e período de relaxação q. As mudanças mais acentuadas, por muitas ordens decimais, com a destruição da estrutura sofrem viscosidade e um período de relaxamento.

As seguintes ações são usadas para destruir a estrutura:

agitação mecânica;

vibração com frequência de 10 Hz a 10 kHz;

Ultrassom

· aquecimento;

elétrica e Campos magnéticos;

Mudando a natureza da superfície assunto particular(principalmente pela adição de tensoativos coloidais).

Muitas vezes combinam efeitos de vibração mecânica com ultra-som, efeitos térmicos.

Essa combinação não apenas altera significativamente a energia de ativação do processo de destruição da estrutura, mas afeta em grande parte as propriedades do produto final.

O efeito combinado da vibração e, por exemplo, do ultra-som sobre a pasta leva a uma destruição muito maior da estrutura e, ao mesmo tempo, à obtenção de uma homogeneidade significativamente maior do que sob a influência de cada um desses tipos de exposição com a mesma intensidade separadamente.

É importante combinar as influências mecânicas com o controle físico e químico da força de adesão nos contatos entre as partículas, alterando a natureza da superfície das partículas.

modificação fases sólidas aditivos de surfactantes de várias estruturas são método universal regulação de força e energia de interação em contatos entre partículas. Este efeito é o resultado de uma combinação de dois fatores:

separação de partículas pelo dobro da espessura da camada de adsorção;

redução da tensão superficial na superfície das partículas.

NO últimos anos métodos de modificação da superfície das partículas não com tensoativos individuais, mas com misturas de tensoativos começaram a ser usados ​​cada vez mais amplamente vários tipos como iônico e não iônico.

No seleção correta vários tipos de tensioactivos, encontra-se sinergismo, i.e. reforço mútuo da sua acção.

A excepcional eficácia da ação conjunta de vibração e tensoativos é explicada pela natureza da destruição da estrutura durante a vibração e pelas características da ação dos tensoativos. Os surfactantes são adsorvidos principalmente nas áreas mais energeticamente ativas da superfície do micromosaico das partículas, enfraquecendo principalmente os contatos de coagulação mais fortes. A introdução de tensoativos no sistema com base na formação de uma monocamada na superfície da partícula permite reduzir a intensidade da vibração em quase 500 vezes, o que é necessário para atingir a destruição final da estrutura.

Não menos eficaz para vários sistemas é uma combinação de vibração, aditivos surfactantes e efeitos de temperatura. Nos casos em que a viscosidade de sistemas estruturados é muito sensível a mudanças de temperatura, uma interação tão complexa é mais apropriada. Muitas massas alimentares, especialmente massas de confeitaria (chocolate, praliné, etc.), pertencem a este tipo de sistemas.

emulsões

Emulsão - sistema "líquido-líquido" (l/l). Para formar uma emulsão, ambos os líquidos devem ser insolúveis ou ligeiramente solúveis um no outro, e um estabilizador chamado emulsificante deve estar presente no sistema. A emulsão é quanto mais estável à sedimentação, quanto mais próxima for a densidade de ambas as fases. Recurso distintivo emulsões é uma forma esférica de partículas (gotículas).

As emulsões são classificadas:

1. A partir de meio disperso e fase dispersa.

Distinguir:

Óleo na água

água em óleo

Para emulsões, a propriedade de inversão de fase é característica. Quando introduzido na emulsão sob condições de mistura intensiva de uma grande quantidade de substâncias tensoativas (surfactantes), que é um estabilizador de emulsão do tipo oposto, a emulsão original pode ser revertida, ou seja, a fase dispersa torna-se o meio de dispersão e vice-versa (óleo + água = água + óleo)

2. Por concentração:

a) Diluído 0,01 - 0,1%;

b) Concentrado até 74%;

c) Altamente concentrado até 90%.

Todas as emulsões são estruturas termodinamicamente instáveis, com exceção das emulsões críticas. Estas são as estruturas de dois líquidos pouco solúveis a uma temperatura próxima da crítica.

A estabilidade de sedimentação das emulsões é semelhante à das suspensões. A instabilidade agregativa se manifesta na formação espontânea de um agregado de gotículas com sua posterior fusão (coalescência). Quantitativamente, isso é caracterizado pela taxa de separação ou tempo de vida de gotículas individuais em contato com outras. A estabilidade agregativa é determinada pelos seguintes fatores:

· A relação de tensão superficial na interface de fase;

A presença de uma solução eletrolítica. Portanto, as emulsões diretas estabilizadas com sabões são caracterizadas por todas as propriedades inerentes aos hidrossóis típicos, ou seja, a regra de Schulze-Hardy é observada, a recarga de partículas por íons policovalentes, etc.

A presença de um emulsificante.

A estabilização da emulsão com surfactantes é assegurada pela adsorção e uma certa orientação da molécula do surfactante (surfactante), o que causa uma diminuição da tensão superficial. Além disso, surfactantes com radicais longos na superfície das gotículas podem formar filmes de viscosidade significativa (fator estrutural-mecânico). Para emulsificantes, a regra de Van Croft é válida: emulsificantes que são solúveis em hidrocarbonetos formam emulsões de água em óleo; emulsionantes solúveis em água formam emulsões de óleo em água.

A solubilidade do surfactante é caracterizada pelo número HLB. Quanto maior, quanto mais o equilíbrio é deslocado para propriedades hidrofílicas, melhor dada substância dissolve em água.

HLB é uma quantidade empírica adimensional:


onde b é um parâmetro adimensional dependendo da natureza do tensoativo;

y - energia livre de interação por um –CH2 – grupo:

n é o número de grupos –CH2– no radical hidrocarboneto (número do grupo);

a é a afinidade do grupo polar da molécula de surfactante pela água. O valor (b + yn) caracteriza a afinidade (energia livre de interação) de grupos apolares de moléculas de surfactante pelo hidrocarboneto líquido.

O número HLB é a razão do trabalho de adsorção de moléculas de surfactante em Borda M-V da fase "óleo" (numerador da fórmula) para o trabalho de adsorção da fase "água" (denominador da fórmula). O valor de HLB determina o número do grupo (o número de grupos –CH2 –) no radical hidrocarboneto da molécula de surfactante, que determina a adsorção do surfactante na interface M-B.

Surfactantes com um número de HLB de 8 a 13 são mais solúveis em água do que em óleo e formam emulsões do tipo I. Surfactantes com um número HLB de 3 a 6 formam emulsões do tipo II.

Os valores do equilíbrio hidrofílico lipofílico (HLB) são usados ​​para avaliar os emulsificantes. Dependendo do número de equilíbrio hidrofílico lipofílico (HLB), pode-se supor o tipo de emulsão formada. O valor do equilíbrio hidrofílico lipofílico (HLB) é determinado pela diferença no trabalho de adsorção de substâncias tensoativas (surfactantes) na interface de uma e de outras fases. Os valores do equilíbrio hidrofílico lipofílico (HLB) são fornecidos em livros de referência.

Espuma

As espumas típicas são dispersões de gás em um líquido relativamente muito grosseiras e altamente concentradas. As bolhas de gás têm um tamanho da ordem de alguns milímetros e, às vezes, centímetros. Devido ao excesso da fase gasosa e à compressão mútua das bolhas, elas têm uma forma poliédrica em vez de esférica. Suas paredes consistem em filmes muito finos de um meio de dispersão líquido (Fig. 6.4.1.1). Como resultado, as espumas têm uma estrutura em favo de mel, tamanho grande bolhas individuais e seu arranjo próximo excluem a possibilidade de movimento browniano. Além disso, como resultado da estrutura especial da espuma, eles têm alguma resistência mecânica. As espumas são formadas quando um gás é disperso em um líquido na presença de um estabilizador. Sem um estabilizador, não são obtidas espumas estáveis. A força e a duração da existência da espuma dependem das propriedades e do conteúdo do agente espumante adsorvido na interface. A estabilidade das espumas depende dos seguintes fatores principais:

1. A natureza e concentração do agente de expansão.

2. Temperaturas. Quanto maior a temperatura, menor a estabilidade, porque a viscosidade das camadas interbolhas diminui e ocorre a dessorção do estabilizador; a solubilidade das substâncias tensioactivas (tensioactivos) na água aumenta.

Formalmente, suspensões de liosóis ( soluções coloidais) diferem apenas no tamanho das partículas da fase dispersa. Os tamanhos das partículas sólidas em suspensões (mais de 10-5 cm) podem ser várias ordens de grandeza maiores, em liossolos (10-7 -10-5 cm). Essa diferença quantitativa é extremamente característica importante suspensões: na maioria das suspensões, as partículas da fase sólida não participam do movimento browniano. Portanto, as propriedades das suspensões diferem significativamente das propriedades das soluções coloidais; eles são considerados como visão independente sistemas dispersos.

As suspensões são classificadas de acordo com vários critérios:

1. Pela natureza do meio de dispersão: organossuspensões (o meio de dispersão é um líquido orgânico) e suspensões aquosas.

2. De acordo com o tamanho de partícula da fase dispersa: suspensões grossas (d > 10-2 cm), suspensões finas (-5 × 10-5< d < 10-2 см), мути (1×10-5 < d < 5×10-5 см).

3. De acordo com a concentração de partículas da fase dispersa: suspensões diluídas (suspensões) e suspensões concentradas (pastas).

Em suspensões diluídas, as partículas se movem livremente em líquidos, não há coesão entre as partículas e cada partícula é cineticamente independente. Suspensões diluídas são sistemas sem estrutura dispersos. Nas suspensões concentradas (pastas), as forças atuam entre as partículas, levando à formação de uma determinada estrutura (grade espacial). Assim, suspensões concentradas são sistemas estruturados coerentemente dispersos.

Os valores específicos do intervalo de concentração em que a formação da estrutura começa são individuais e dependem, em primeiro lugar, da natureza das fases, da forma das partículas; fase dispersa, temperatura, influências mecânicas. As propriedades mecânicas das suspensões diluídas são determinadas principalmente pelas propriedades do meio de dispersão, enquanto as propriedades mecânicas dos sistemas dispersos coesivamente são determinadas, adicionalmente, pelas propriedades da fase dispersa e pelo número de contatos entre as partículas.

As suspensões, assim como qualquer outro sistema disperso, podem ser obtidas por dois grupos de métodos: do lado de sistemas grosseiramente dispersos - por métodos de dispersão, do lado de soluções verdadeiras - por métodos de condensação.

O método mais simples e mais utilizado para a obtenção de suspensões diluídas tanto na indústria quanto na vida cotidiana é a agitação do pó apropriado em um líquido adequado usando vários dispositivos sem mistura (agitadores, misturadores, etc.). Para obter suspensões concentradas (pastas), os pós correspondentes são triturados com uma pequena quantidade de líquido.

Como as suspensões diferem dos liossóis apenas porque as partículas nelas são várias ordens de grandeza maiores, todos os métodos usados ​​para obter sóis também podem ser usados ​​para obter suspensões. Nesse caso, é necessário que o grau de moagem por métodos de dispersão seja menor do que na obtenção de liossóis. Com os métodos de condensação, a condensação deve ser realizada de tal forma que sejam formadas partículas com tamanhos de 10-5 - 10-2 cm. O tamanho das partículas formadas depende da proporção das taxas de formação de núcleos de cristal e seu crescimento . Em baixos graus de saturação, geralmente são formadas partículas grandes, em altos graus - pequenas. A introdução preliminar de núcleos de cristalização no sistema leva à formação de suspensões praticamente monodispersas. Uma diminuição na dispersão pode ser alcançada como resultado da destilação isotérmica durante o aquecimento, quando pequenos cristais se dissolvem e os grandes crescem às suas custas.

Neste caso, devem ser observadas condições que limitem a possibilidade de crescimento e adesão significativos de partículas da fase dispersa. A dispersão das suspensões resultantes também pode ser controlada pela introdução de tensoativos.

As suspensões são purificadas de impurezas de substâncias dissolvidas por diálise, eletrodiálise, filtração, centrifugação.

Suspensões também são formadas como resultado da coagulação de liossóis. Portanto, os métodos de implementação da coagulação também são métodos de obtenção de suspensões. A ausência de estrutura em suspensões diluídas e sua presença em suspensões concentradas causa uma diferença acentuada nas propriedades desses sistemas.

Propriedades ópticas suspensões diluídas: os comprimentos de onda da parte visível do espectro variam de 4×10-5 cm (luz violeta) a 7×10-5 cm (luz vermelha). Onda de luz, passando pela suspensão, pode ser absorvida (então a suspensão é colorida), refletida da superfície das partículas da fase dispersa de acordo com as leis óptica geométrica(então a suspensão parece turva) e apenas em suspensões altamente dispersas - a turbidez (5 × 10-5) pode ser observada a dispersão da luz desviada da lei de Rayleigh.

Em um microscópio óptico, são visíveis partículas cujo tamanho é de pelo menos 5 × 10-5 cm, o que corresponde à maioria das suspensões diluídas.

As propriedades eletrocinéticas das suspensões são semelhantes às dos hidrossóis e são devidas à formação de DEL na superfície das partículas e ao aparecimento de um potencial.

As suspensões mostram todos os 4 tipos de fenômenos eletrocinéticos. A maioria ampla aplicação encontrou um método eletroforético para o revestimento superfícies diferentes.

As propriedades cinéticas moleculares das suspensões diferem dependendo do tamanho das partículas das suspensões. Para partículas 10-4 - 10-5 cm é observado o equilíbrio de sedimentação-difusão. Descrito pela equação correspondente (ver estabilidade do sedimento)

Para as partículas 10-4 - 10-2, o movimento browniano é praticamente ausente e são caracterizadas por sedimentação rápida (ver estabilidade de sedimentação). Essa. análise de sedimentação é aplicável a eles.

A estabilidade de sedimentação de uma suspensão é a sua capacidade de manter a distribuição das partículas ao longo do volume do sistema inalterada ao longo do tempo, ou seja, a capacidade do sistema de resistir à ação da gravidade.

Como a maioria das suspensões são sistemas polidispersos contendo partículas relativamente grandes, elas são sistemas de sedimentação (cineticamente) instáveis.

O estudo da sedimentação de suspensões está associado, por sua vez, à obtenção de curvas de acumulação de sedimentos (curvas de sedimentação) m=f(t). As curvas de acumulação podem ser de dois tipos: com inflexão ou sem inflexão. Foi estabelecido que o tipo de curvas de sedimentação depende se a suspensão de sedimentação é agregativamente estável ou não. Se a sedimentação for acompanhada pelo engrossamento das partículas e, consequentemente, pelo aumento da sua velocidade de sedimentação, então aparece um ponto de inflexão nas curvas de sedimentação. Se a suspensão for agregativamente estável (sem coagulação), não haverá inflexão na curva de sedimentação. A natureza da precipitação obtida em ambos os casos também é diferente.

Em suspensões agregativamente estáveis, a sedimentação das partículas ocorre lentamente e forma-se um precipitado muito denso. Isso se explica pelo fato de as camadas superficiais impedirem a agregação de partículas; deslizando umas sobre as outras, as partículas podem se mover para uma posição com um mínimo energia potencial, ou seja com a formação de empacotamento próximo ao mais denso. Neste caso, a distância entre as partículas e o número de coordenação (o número de partículas vizinhas) no sedimento de tal suspensão sedimentar, mas extremamente estabilizada, é determinada pela relação entre:

A força da gravidade

atração intermolecular de partículas;

· forças de repulsão entre as partículas, proporcionando a estabilidade agregativa da suspensão.

Em suspensões agregativamente instáveis, a sedimentação das partículas ocorre muito mais rapidamente devido à formação de agregados. No entanto, o precipitado que é liberado ocupa um volume muito maior, pois as partículas retêm, então aleatoriamente arranjo mútuo, em que se encontraram no primeiro contato, as forças de coesão entre eles são proporcionais à sua gravidade ou maiores que ela. A anisometria (isto é, a predominância de um dos tamanhos de partícula sobre os outros dois) dos agregados ou flóculos formados é observada. Estudos mostram que os agregados iniciais em cadeia e espiral são mais prováveis, a partir dos quais são obtidos sedimentos de grande volume sedimentar.

A diferença entre os volumes de sedimentação de sistemas agregativamente estáveis ​​e instáveis ​​é mais pronunciada se as partículas forem de tamanho médio. Se as partículas são grandes, então, apesar do fato de a suspensão ser agregativamente instável, o sedimento é mais denso devido à significativa força da gravidade, que muitas vezes prevalece sobre as forças de coesão entre as partículas. Se as partículas são muito pequenas, então em um sistema agregativamente estável, devido à baixa gravidade, forma-se um sedimento extremamente móvel.

A estabilidade agregativa de uma suspensão é a capacidade de manter o grau de dispersão inalterado ao longo do tempo, ou seja, o tamanho das partículas e sua individualidade.

A estabilidade agregativa de suspensões diluídas é muito semelhante à estabilidade agregativa de sóis liofóbicos. Mas as suspensões são sistemas agregativamente mais estáveis, pois contêm partículas maiores e, portanto, têm uma energia de superfície livre menor.

Quando a estabilidade agregativa da suspensão é violada, ocorre a coagulação - adesão de partículas da fase dispersa.

Para alcançar a estabilidade agregativa da suspensão, é necessário realizar de acordo com pelo menos uma de duas condições:

· molhabilidade da superfície das partículas da fase dispersa pelo meio de dispersão;

a presença de um estabilizador.

Primeira condição. Se as partículas da suspensão estiverem bem umedecidas pelo meio de dispersão, forma-se uma casca de solvato em sua superfície, que possui propriedades elásticas e impede que as partículas se unam em grandes agregados. Boa molhabilidade de partículas é observada em suspensões de partículas polares em líquidos polares e partículas apolares em líquidos apolares.

Segunda condição. Se as partículas da suspensão não forem molhadas ou mal molhadas pelo meio de dispersão, então um estabilizador é usado.

Um estabilizador é uma substância cuja adição a um sistema disperso aumenta sua estabilidade agregativa, ou seja, evita que as partículas se unam.

Os seguintes são usados ​​como estabilizadores de suspensão:

eletrólitos de baixo peso molecular;

Tensoativos coloidais;

Cola

As pastas são suspensões altamente concentradas com estrutura. A estrutura é uma grade espacial formada pelas partículas da fase dispersa, nas espiras das quais existe um meio de dispersão.

Pode-se dizer que as pastas ocupam uma posição intermediária entre pós e suspensões diluídas. Eles são recebidos, respectivamente:

moer o pó em um líquido com viscosidade suficientemente alta; por exemplo, alguns tipos de pasta de dente são preparados misturando giz com um líquido viscoso obtido pela ebulição do amido em uma solução aquosa de glicerol com a adição de uma pequena quantidade de surfactante;

como resultado da sedimentação de uma suspensão diluída.

Como as pastas são sistemas estruturados, suas propriedades estruturais e mecânicas são decisivas, caracterizadas por parâmetros como viscosidade, elasticidade, plasticidade. As pastas têm propriedades elástico-viscoplásticas.

As pastas possuem uma estrutura de coagulação, portanto suas propriedades mecânicas são determinadas principalmente pelas propriedades mecânicas das camadas líquidas interpartículas. Através dessas intercamadas, as forças atrativas entre as partículas atuam, dependendo da distância entre elas (a espessura das intercamadas) e se deve a van der Waals e ligações de hidrogênio. A força do contato de coagulação é de cerca de 10-10 N e abaixo. Além disso, a força do contato pode ser reduzida pelas forças repulsivas entre as partículas que garantem a estabilidade de agregação da suspensão, razão pela qual as estruturas em suspensões agregativamente estáveis ​​não se formam ou, se o fazem, são muito frágeis.

Assim, as propriedades mecânicas das pastas são determinadas por uma combinação de duas razões principais diferentes:

· adesão molecular das partículas da fase dispersa entre si nos pontos de contato, onde a espessura das camadas intermediárias do meio de dispersão entre elas é mínima. No caso limite, o contato de fase completa é possível. A interação de coagulação das partículas causa a formação de estruturas com propriedades elásticas reversíveis pronunciadas;

A presença do filme mais fino nos pontos de contato entre as partículas.

As estruturas de coagulação distinguem-se por uma dependência pronunciada das propriedades estruturais e mecânicas da intensidade das interações mecânicas. Um exemplo da excepcional sensibilidade das propriedades estrutural-mecânicas das estruturas de coagulação a impactos mecânicos é a dependência da viscosidade efetiva de equilíbrio h(p) da taxa de deformação g ou tensão de cisalhamento P. O nível h(p) corresponde a um poço -grau definido de destruição do arcabouço estrutural tridimensional sob deformação do sistema. O intervalo de mudanças h(p) = ¦(P) pode chegar a 9 - 11 ordens decimais.

Para pastas, bem como para qualquer estrutura de coagulação, as seguintes propriedades são características: baixa resistência mecânica (devido à baixa resistência do contato de coagulação - cerca de 10 -10 N e abaixo), tixotropia, sinérese, fluência, plasticidade, inchamento.

Nenhum processo de transferência de massa em sistemas estruturados pode ser realizado sem primeiro destruir a estrutura neles.

A destruição de estruturas espaciais em pastas é um processo bastante complexo, caracterizado pelo fato de que, à medida que o grau de destruição aumenta, o próprio mecanismo de decaimento da estrutura muda significativamente.

Três estágios principais de destruição da estrutura podem ser distinguidos:

destruição da estrutura de grade contínua, acompanhada pela quebra da estrutura em agregados separados e bastante grandes;

a destruição de agregados, acompanhada por uma diminuição do seu tamanho e um aumento do seu número, libertação de agregados e um aumento do número de partículas individuais, a formação de novos agregados;

limitando a destruição da estrutura na ausência completa de agregados de partículas.

A fronteira clara entre esses estágios é borrada; a transição de um estado da estrutura para outro com um aumento gradual da intensidade das influências externas que destroem a estrutura ocorre gradualmente.

No entanto, cada uma dessas etapas é específica, as condições para a destruição de uma rede estrutural contínua são fundamentalmente diferentes das condições para a destruição de agregados “flutuantes” em um meio de dispersão, o que significa que os parâmetros de influências externas necessários para a destruição de uma rede estrutural contínua e agregados individuais de suas partículas não podem deixar de ser significativamente diferentes.

Quantitativamente, as mudanças no estado da estrutura da pasta são estimadas por uma combinação de características reológicas, principalmente pela viscosidade h, tensão de cisalhamento P, elasticidade E e período de relaxação q. As mudanças mais acentuadas, por muitas ordens decimais, com a destruição da estrutura sofrem viscosidade e um período de relaxamento.

As seguintes ações são usadas para destruir a estrutura:

agitação mecânica;

vibração com frequência de 10 Hz a 10 kHz;

Ultrassom

· aquecimento;

campos elétricos e magnéticos;

alterando a natureza da superfície das partículas sólidas (principalmente pela adição de tensoativos coloidais).

Muitas vezes combinam efeitos de vibração mecânica com ultra-som, efeitos térmicos.

Essa combinação não apenas altera significativamente a energia de ativação do processo de destruição da estrutura, mas afeta em grande parte as propriedades do produto final.

O efeito combinado da vibração e, por exemplo, do ultra-som sobre a pasta leva a uma destruição muito maior da estrutura e, ao mesmo tempo, à obtenção de uma homogeneidade significativamente maior do que sob a influência de cada um desses tipos de exposição com a mesma intensidade separadamente.

É importante combinar as influências mecânicas com o controle físico e químico da força de adesão nos contatos entre as partículas, alterando a natureza da superfície das partículas.

A modificação de fases sólidas com aditivos de tensoativos de diversas estruturas é um método universal para controlar a força e a energia de interação nos contatos entre partículas. Este efeito é o resultado de uma combinação de dois fatores:

separação de partículas pelo dobro da espessura da camada de adsorção;

redução da tensão superficial na superfície das partículas.

Nos últimos anos, os métodos de modificação da superfície das partículas não com tensoativos individuais, mas com misturas de tensoativos de vários tipos, por exemplo, iônicos e não iônicos, têm sido cada vez mais utilizados.

Com a seleção correta de vários tipos de tensoativos, o sinergismo é encontrado, ou seja, reforço mútuo da sua acção.

A excepcional eficácia da ação conjunta de vibração e tensoativos é explicada pela natureza da destruição da estrutura durante a vibração e pelas características da ação dos tensoativos. Os surfactantes são adsorvidos principalmente nas áreas mais energeticamente ativas da superfície do micromosaico das partículas, enfraquecendo principalmente os contatos de coagulação mais fortes. A introdução de tensoativos no sistema com base na formação de uma monocamada na superfície da partícula permite reduzir a intensidade da vibração em quase 500 vezes, o que é necessário para atingir a destruição final da estrutura.

Não menos eficaz para vários sistemas é uma combinação de vibração, aditivos surfactantes e efeitos de temperatura. Nos casos em que a viscosidade de sistemas estruturados é muito sensível a mudanças de temperatura, uma interação tão complexa é mais apropriada. Muitas massas alimentares, especialmente massas de confeitaria (chocolate, praliné, etc.), pertencem a este tipo de sistemas.

emulsões

Emulsão - sistema "líquido-líquido" (l/l). Para formar uma emulsão, ambos os líquidos devem ser insolúveis ou ligeiramente solúveis um no outro, e um estabilizador chamado emulsificante deve estar presente no sistema. A emulsão é quanto mais estável à sedimentação, quanto mais próxima for a densidade de ambas as fases. Uma característica distintiva das emulsões é a forma esférica das partículas (gotas).

As emulsões são classificadas:

1. De acordo com o estado do meio disperso e da fase dispersa.

Distinguir:

Óleo na água

água em óleo

Para emulsões, a propriedade de inversão de fase é característica. Quando introduzido na emulsão sob condições de mistura intensiva de uma grande quantidade de substâncias tensoativas (surfactantes), que é um estabilizador de emulsão do tipo oposto, a emulsão original pode ser revertida, ou seja, a fase dispersa torna-se o meio de dispersão e vice-versa (óleo + água = água + óleo)

2. Por concentração:

a) Diluído 0,01 - 0,1%;

b) Concentrado até 74%;

c) Altamente concentrado até 90%.

Todas as emulsões são estruturas termodinamicamente instáveis, com exceção das emulsões críticas. Estas são as estruturas de dois líquidos pouco solúveis a uma temperatura próxima da crítica.

A estabilidade de sedimentação das emulsões é semelhante à das suspensões. A instabilidade agregativa se manifesta na formação espontânea de um agregado de gotículas com sua posterior fusão (coalescência). Quantitativamente, isso é caracterizado pela taxa de separação ou tempo de vida de gotículas individuais em contato com outras. A estabilidade agregativa é determinada pelos seguintes fatores:

· A relação de tensão superficial na interface de fase;

A presença de uma solução eletrolítica. Portanto, as emulsões diretas estabilizadas com sabões são caracterizadas por todas as propriedades inerentes aos hidrossóis típicos, ou seja, a regra de Schulze-Hardy é observada, a recarga de partículas por íons policovalentes, etc.

A presença de um emulsificante.

A estabilização da emulsão com surfactantes é assegurada pela adsorção e uma certa orientação da molécula do surfactante (surfactante), o que causa uma diminuição da tensão superficial. Além disso, surfactantes com radicais longos na superfície das gotículas podem formar filmes de viscosidade significativa (fator estrutural-mecânico). Para emulsificantes, a regra de Van Croft é válida: emulsificantes que são solúveis em hidrocarbonetos formam emulsões de água em óleo; emulsionantes solúveis em água formam emulsões de óleo em água.

Objetivo da palestra: Familiarizar os alunos com suspensões e emulsões, suas características, classificação. Forme aos alunos as seguintes competências profissionais:

componente cognitivo ( conhecimento teórico);

Habilidades de comunicação;

Base regulatória(GF RK, regulamento sobre regulamentos, etc.);

Autoeducação.

Resumos das palestras:

Suspensão- líquido forma de dosagem contendo como fase dispersa uma ou mais substâncias pulverulentas trituradas distribuídas em um meio de dispersão líquido. As suspensões estão disponíveis prontas para uso ou na forma de pós e grânulos destinados à preparação de suspensões, às quais é adicionada água ou outro líquido antes do uso. O tamanho de partícula da fase dispersa em suspensões pode estar na faixa de 0,1 a 1 µm (em suspensões finas) ou mais de 1 µm (em suspensões grossas).

De acordo com o método de aplicação, a suspensão é classificada: por interior exterior e parenteral. As suspensões para uso parenteral são administradas no corpo apenas por via intramuscular. Não é permitido fabricar suspensões contendo substâncias potentes e Substâncias toxicas, cujo uso com dosagem imprecisa pode levar a consequências indesejáveis.

Um dos mais requisitos importantes aplicado a suspensões - sua estabilidade de agregação e sedimentação, para que, ao tomar a forma farmacêutica, possa ser dosada com precisão. Os fenômenos que ocorrem no limite de fase também dependem da molhabilidade das partículas hidrofílicas ou hidrofóbicas presentes em um sistema disperso heterogêneo.

Partículas hidrofóbicas aderem facilmente, formando agregados em flocos, que rapidamente

assentam ou flutuam se estiverem pouco molhadas pela água - este fenômeno é chamado floculação. Suspensões de substâncias hidrofílicas são mais estáveis ​​do que suspensões de substâncias hidrofóbicas, devido ao fato de que as partículas de substâncias hidrofílicas são umedecidas pelo meio de dispersão e uma casca líquida (hidratação) é formada em torno de cada partícula, o que não permite pequenas partículas fundir em maior grande velocidade subsidência. Substâncias hidrofóbicas não são protegidas por tal concha e, em contato mútuo, elas se unem.

Um aumento no grau de dispersão em suspensões com um método de dispersão mecânica é alcançado moendo a substância em uma argamassa em um meio líquido umectante. Com este método de moagem, observa-se o chamado "efeito Rebinder". A essência do efeito Rehbinder é que a dureza da substância fundamental diminui devido à ação de cunha de líquidos que penetram nas microfissuras da fase sólida. Nesse caso, uma cunha líquida é formada, o que causa uma diminuição da força de adsorção e cria uma pressão de desconexão. B.V. Deryagin descobriu que o efeito máximo de dispersão em meio líquido ao moer a fase sólida será observado se 1,0 g de sólido for moído na presença de 0,4-0,6 ml de líquido.



Emulsão- uniforme em aparência uma forma de dosagem que consiste em líquidos finamente dispersos mutuamente insolúveis destinados a uso interno, externo ou parenteral. As emulsões são sistemas microheterogêneos constituídos por uma fase dispersa e um meio de dispersão. Existem dois tipos principais de emulsões - dispersões óleo-em-água (o/a) e água-em-óleo (a/o). Para a sua preparação, são utilizados como fase oleosa os óleos de pêssego, azeitona, girassol, mamona, vaselina e essenciais, bem como óleo de peixe, bálsamos e outros líquidos imiscíveis com água.

Além disso, existem emulsões "múltiplas", nas gotas da fase dispersa da qual um líquido é disperso, que é um meio de dispersão.

Ao desenvolver as composições e a tecnologia de emulsões, é necessário levar em consideração propriedades gerais ingredientes, método de preparação, propriedades reológicas, elétricas e dielétricas e estabilidade de armazenamento.

O problema da estabilidade física é central para a tecnologia de emulsão. Existem vários tipos de instabilidade da emulsão.

Instabilidade termodinâmica- característica das emulsões sistemas dispersos com uma superfície interfacial significativa, que tem um excesso energia livre. Neste caso, as fases individuais da emulsão são separadas. Quando gotas individuais da fase dispersa coalescem em agregados, floculação, a combinação de todas as gotas ampliadas em uma grande é coalescência.



Instabilidade cinética pode se manifestar na forma de sedimentação de partículas da fase dispersa (sedimentação) ou sua flutuação (cremagem) sob a influência da gravidade.

O terceiro tipo de instabilidade é reversão (inversão) de fases, ou seja, uma mudança no estado da emulsão de m/w para w/m, ou vice-versa. Na produção industrial, são preparadas principalmente emulsões com composição complexa.

Para aumentar agregador estabilidade em suspensão e emulsão injetada estabilizantes emulsificantes e espessantes , que abaixam a interface tensão superficial na interface entre duas fases, formam fortes conchas protetoras na superfície das partículas, aumentam a viscosidade do meio de dispersão. Estabilização significativa, que evita floculação, coalescência e instabilidade cinética, pode ser alcançada se ocorrer uma barreira estrutural-mecânica no volume do meio de dispersão e no limite da fase , caracterizado por altos valores de viscosidade estrutural.

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    O fantasma é um menino e o fantasma é uma menina :)

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O meio em suspensão é líquido e a fase é sólidos. Nas emulsões, o meio é líquido e a fase também é líquida.

O que é suspensão e emulsão

Emulsões e suspensões são sistemas opacos não homogêneos. Entre gotículas de uma substância ou partículas e moléculas de um solvente, nem físico nem interações químicas. Emulsões e suspensões sistemas sustentáveis, eles se acomodam com o tempo e se estratificam em um meio de dispersão e uma fase de dispersão (em duas substâncias imiscíveis: água e argila, óleo e água). Por exemplo, partículas de argila na água se depositam no fundo.
Suspensãoé uma suspensão de sólidos microscópicos em um líquido, geralmente água ou óleo. Em outras palavras, uma suspensão é um pó insolúvel em água (óleo). As suspensões encontraram aplicação na farmacologia, tecnologia de construção, produção de papel, tintas e vernizes e outros materiais de construção.
Emulsão- uma suspensão de partículas microscópicas de um líquido que é incapaz de se dissolver em outro líquido. A emulsão clássica é óleo em água. São utilizados na preparação de medicamentos, materiais de construção, cosméticos, Indústria alimentícia, fabricação de sabão, pintura, indústria automotiva e agricultura.

Comparação de suspensão e emulsão

Qual é a diferença entre emulsão e suspensão? Se um líquido atua como um meio em emulsões e suspensões, então líquidos e sólidos estão envolvidos no papel da fase dispersa, respectivamente.
As partículas em suspensão, apesar de pequenas, são grandes o suficiente para resistir movimento browniano. Eles flutuam ou se acomodam com relativa rapidez.
As emulsões são diretas (óleo em água), quando gotas de um líquido não polar (por exemplo, tintas à base de água) são distribuídas em um meio polar. Além disso, existem emulsões reversas (água em óleo). Estes incluem emulsões de óleo.

TheDifference.ru determinou que a diferença entre uma suspensão e uma emulsão é a seguinte:

A suspensão é um sistema líquido sólido, e uma emulsão é um líquido-líquido.
Uma emulsão requer líquidos ligeiramente solúveis ou completamente insolúveis uns nos outros.
A suspensão requer sólidos que são insolúveis ou praticamente insolúveis no presente meio líquido.