Secara umum, satu fase emulsi adalah air atau larutan berair, yang disebut fase berair; Fase lainnya adalah fase organik yang tidak dapat bercampur dengan air, yang dikenal sebagai fase minyak.

1、 Klasifikasi

Tiga metode klasifikasi:

1. Diklasifikasikan berdasarkan sumber: produk alami dan produk sintetis;

2. Diklasifikasikan berdasarkan berat molekul: pengemulsi berat molekul rendah (c10-c20) dan pengemulsi berat molekul tinggi (c ribuan);

3. Berdasarkan dapat tidaknya terionisasi dalam larutan air, dapat dibagi menjadi jenis ionik (anion, kation, dan anion serta kation) dan jenis non-ionik.

Ini adalah metode klasifikasi yang paling umum digunakan.

 

2、 Fungsi dan prinsip pengemulsi

Fungsi utama pengemulsi adalah untuk mengurangi tegangan permukaan kedua cairan yang diemulsi. Oleh karena itu, ketika surfaktan digunakan sebagai pengemulsi, salah satu ujung gugus hidrofobiknya teradsorpsi pada permukaan partikel cairan yang tidak larut (seperti minyak), sementara gugus hidrofiliknya meluas ke arah air. Surfaktan tersusun secara terarah pada permukaan partikel cairan untuk membentuk lapisan adsorpsi hidrofilik (lapisan antarmuka), sehingga mengurangi gaya tarik-menarik antar tetesan, mengurangi tegangan permukaan antara dua fase, dan mendorong dispersi bersama untuk membentuk emulsi.

Konsentrasi surfaktan memiliki dampak langsung terhadap kekuatan masker wajah antarmuka. Dengan konsentrasi tinggi, terdapat banyak molekul surfaktan yang teradsorpsi pada antarmuka, membentuk masker wajah antarmuka yang padat dan kuat.

Pengemulsi yang berbeda memiliki efek emulsifikasi yang berbeda pula, dan jumlah yang dibutuhkan untuk mencapai efek emulsifikasi yang optimal juga bervariasi. Secara umum, semakin besar gaya molekul pengemulsi yang membentuk batas masker wajah, semakin tinggi kekuatan lapisannya, dan semakin stabil losionnya; sebaliknya, semakin kecil gaya molekulnya, semakin rendah kekuatan lapisannya, dan semakin tidak stabil emulsinya.

Ketika terdapat molekul organik polar seperti alkohol lemak, asam lemak, dan amina lemak dalam masker wajah, kekuatan membran meningkat secara signifikan. Hal ini disebabkan oleh interaksi molekul pengemulsi dengan molekul polar seperti alkohol, asam, dan amina pada lapisan adsorpsi antarmuka untuk membentuk kompleks, yang meningkatkan kekuatan masker wajah antarmuka.

Pengemulsi yang terdiri dari lebih dari dua surfaktan disebut pengemulsi campuran. Berkat interaksi yang kuat antar molekul, tegangan antarmuka berkurang secara signifikan, jumlah pengemulsi yang teradsorpsi pada antarmuka meningkat secara signifikan, dan densitas serta kekuatan masker wajah antarmuka yang terbentuk meningkat.

Selama pembentukan emulsi, tegangan antarmuka antara minyak dan air sangat berkurang karena adanya surfaktan, sehingga emulsi menjadi stabil. Namun, masih terdapat tegangan antarmuka antara minyak dan air dalam emulsi yang tidak dapat mencapai nol karena adanya CMC atau keterbatasan kelarutan. Oleh karena itu, losion merupakan sistem termodinamika yang tidak stabil.

Tegangan antarmuka antara minyak dan air dalam mikroemulsi sangat rendah sehingga tidak dapat diukur. Sistem ini stabil secara termodinamika. Hal ini terutama dicapai dengan menambahkan jenis surfaktan kedua dengan sifat yang sangat berbeda (seperti alkohol berukuran sedang seperti pentanol, heksanol, dan heptanol, yang dikenal sebagai ko-surfaktan), yang selanjutnya dapat mengurangi tegangan antarmuka ke tingkat yang sangat kecil, bahkan menghasilkan nilai negatif sesaat. Hal ini dapat dijelaskan oleh persamaan adsorpsi Gibbs untuk sistem multikomponen.

 

3、Jenis emulsi

Jenis

Emulsi umum, satu fase adalah air atau larutan berair, dan yang lainnya adalah bahan organik yang tidak larut dalam air, seperti minyak, lilin, dll. Emulsi yang terbentuk dari air dan minyak dapat dibagi menjadi tiga jenis:

(a) Tipe minyak dalam air (O'W)
(e) Susu majemuk (W/O/W)
(b) Jenis minyak dalam air (A/M)

(1) Emulsi minyak/air (0/W), minyak terdispersi dalam air. Minyak merupakan fase terdispersi (fase internal), dan air merupakan fase kontinyu (fase eksternal). Emulsi minyak dalam air dapat diencerkan dengan air. Contohnya susu, susu kedelai, dll.

(2) Emulsi air/minyak (A/O), air terdispersi dalam minyak. Air merupakan fase terdispersi (fase internal) dan minyak merupakan fase kontinyu (fase eksternal) dari emulsi air dalam minyak. Emulsi jenis ini dapat diencerkan dengan minyak. Misalnya, mentega buatan, minyak mentah, dll.

(3) Emulsi berbentuk cincin, terbentuk dengan cara mendispersikan lapisan demi lapisan fase air dan minyak secara bergantian. Umumnya terdapat dalam dua bentuk: minyak dalam air dan minyak dalam minyak 0/W/0 (yaitu fase air dengan tetesan minyak terdispersi yang tersuspensi dalam fase minyak) dan air dalam minyak dan air dalam air W/0/W (yaitu fase minyak dengan tetesan air terdispersi yang tersuspensi dalam fase air). Jenis emulsi ini jarang ditemukan dan umumnya terdapat dalam minyak mentah.

 

Metode pemeriksaan jenis emulsi

(1) Metode pengenceran

Encerkan emulsi dengan cairan yang sama dengan fase kontinu. Emulsi yang larut dalam air adalah tipe minyak/air, dan emulsi yang larut dalam minyak adalah tipe air/minyak.
Misalnya, susu dapat diencerkan dengan air, tetapi tidak dapat dicampur dengan minyak sayur. Dapat dilihat bahwa susu merupakan emulsi O/W.

(2) Metode konduktif

Konduktivitas air dan minyak sangat berbeda, dan konduktivitas emulsi minyak/air ratusan kali lebih besar daripada konduktivitas air/minyak. Oleh karena itu, dua elektroda dimasukkan ke dalam emulsi dan neon dihubungkan secara seri pada loop, sehingga lampu minyak/air menyala.

(3) Metode pewarnaan

Tambahkan 2-3 tetes pewarna berbahan dasar minyak atau air ke dalam tabung reaksi, dan nilai jenis emulsi berdasarkan jenis pewarna yang dapat membuat fase kontinyu berwarna merata.

(4) Metode pembasahan kertas saring

Teteskan losion pada kertas saring. Jika cairan dapat mengembang dengan cepat dan terdapat setetes kecil di tengahnya, losion tersebut merupakan tipe minyak dalam air; jika tetesan losion tidak mengembang, maka losion tersebut merupakan tipe minyak dalam air.

(5) Metode refraksi optik

Perbedaan indeks bias air dan minyak terhadap cahaya digunakan untuk mengidentifikasi jenis emulsi. Jika emulsi tersebut adalah minyak dalam air, partikel-partikelnya berperan sebagai pengumpul cahaya, dan hanya garis luar partikel sebelah kiri yang dapat dilihat dengan mikroskop; Jika emulsi tersebut adalah air dalam minyak, partikel-partikelnya berperan sebagai astigmatisme, dan hanya garis luar partikel sebelah kanan yang dapat dilihat dengan mikroskop;

Faktor utama yang mempengaruhi jenis emulsi

(1)Volume fase:

Teori volume fase diajukan oleh St. Wald dari perspektif geometris. Sudut pandangnya adalah dengan asumsi butiran-butiran cairan losion berukuran sama dan berbentuk bola kaku, fraksi volume fase butiran-butiran cairan tersebut hanya dapat mencapai 74,02% dari total volume ketika butiran-butiran tersebut berada dalam kondisi paling padat. Jika bilangan integral volume fase butiran-butiran cairan lebih besar dari 74,02%, losion akan mengalami deformasi atau kerusakan.

(a) Emulsi tenun tumpukan kaya tetesan seragam
(b) Emulsi penumpukan tetesan padat yang tidak merata
(c) Tetesan cairan non-bulat memerlukan penumpukan dan emulsi (tidak stabil)

Ambil emulsi tipe O/W sebagai contoh, jika bilangan integral fasa minyak lebih besar dari 74,02%, emulsi hanya dapat membentuk tipe W/0, ketika tipe O/i kurang dari 25,98%, dan ketika fraksinya 25,98% - 74,02%, dapat membentuk tipe 0/W atau W0.

 

Struktur Molekul dan Sifat Pengemulsi - Teori Baji

Teori baji didasarkan pada struktur spasial pengemulsi untuk menentukan jenis emulsi. Teori baji menyatakan bahwa luas penampang gugus hidrofilik dan hidrofobik dalam pengemulsi tidak sama. Molekul-molekul pengemulsi diibaratkan sebagai baji, dengan satu ujung lebih besar dan ujung lainnya lebih kecil. Ujung pengemulsi yang lebih kecil dapat disisipkan ke permukaan tetesan seperti baji dan disusun secara terarah pada antarmuka minyak-air. Ujung polar hidrofilik meluas ke fase air, sementara rantai hidrokarbon lipofilik meluas ke fase minyak, sehingga menghasilkan peningkatan kekuatan antarmuka.

 

Pengaruh Bahan Pengemulsi terhadap Jenis Emulsi

Selain faktor-faktor seperti komposisi emulsi dan kondisi pembentukan emulsi, kondisi eksternal juga memengaruhi jenis emulsi. Misalnya, sifat hidrofilik dan lipofilik dinding emulsi kuat, dan emulsi O/W mudah terbentuk ketika sifat hidrofilik dinding emulsi kuat, sementara emulsi W/O mudah terbentuk ketika sifat lipofilik dinding emulsi kuat. Alasannya adalah cairan perlu mempertahankan lapisan fase kontinu pada dinding, sehingga tidak mudah terdispersi menjadi butiran cairan saat pengadukan. Kaca bersifat hidrofilik sementara plastik bersifat hidrofobik, sehingga kaca cenderung membentuk emulsi O/W sementara plastik cenderung membentuk emulsi W/O.

 

Teori Kecepatan Agregasi Dua Fase

Teori kecepatan koalesensi dimulai dari pengaruh kecepatan koalesensi dua jenis tetesan yang membentuk emulsi pada emulsi, dan menilai bahwa kecepatan koalesensi dua jenis tetesan bergantung pada kecepatan koalesensi dua jenis tetesan ketika emulsi, shark, dan kill bersama-sama memenuhi permintaan.

 

Suhu

Peningkatan suhu akan menurunkan derajat hidrasi gugus hidrofilik, sehingga mengurangi hidrofilisitas molekul. Oleh karena itu, emulsi 0/w yang terbentuk pada suhu rendah dapat berubah menjadi emulsi W/0 setelah pemanasan. Suhu transisi ini adalah suhu di mana sifat hidrofilik dan lipofilik surfaktan mencapai kesetimbangan yang tepat, yang dikenal sebagai suhu transisi fase (PIT).

Namun, bila konsentrasi pengemulsi cukup besar untuk mengatasi pengaruh sifat pembasahan bahan pengemulsi, maka jenis emulsi yang terbentuk hanya bergantung pada sifat pengemulsi itu sendiri dan tidak ada kaitannya dengan sifat hidrofilisitas dan lipofilisitas dinding pembuluh.