साधारणपणे, इमल्शनचा एक टप्पा पाणी किंवा जलीय द्रावण असतो, ज्याला जलीय अवस्था म्हणतात; दुसरा टप्पा हा एक सेंद्रिय टप्पा असतो जो पाण्यासोबत मिसळत नाही, ज्याला तेल अवस्था म्हणतात.

१, वर्गीकरण

तीन वर्गीकरण पद्धती:

१. स्त्रोतानुसार वर्गीकृत: नैसर्गिक उत्पादने आणि कृत्रिम उत्पादने;

२. आण्विक वजनानुसार वर्गीकृत: कमी आण्विक वजनाचे इमल्सीफायर (c10-c20) आणि उच्च आण्विक वजनाचे इमल्सीफायर (c हजार);

३. जलीय द्रावणात ते आयनीकरण करू शकते की नाही यानुसार, ते आयनिक प्रकारात (आयन, कॅटेशन आणि आयन आणि कॅटेशन) आणि अ-आयनिक प्रकारात विभागले जाऊ शकते.

ही सर्वात जास्त वापरली जाणारी वर्गीकरण पद्धत आहे.

 

२, इमल्सीफायर्सचे कार्य आणि तत्व

इमल्सीफायर्सचे मुख्य कार्य म्हणजे इमल्सीफाय केलेल्या दोन द्रवांचा पृष्ठभाग ताण कमी करणे. म्हणून, जेव्हा सर्फॅक्टंट्सचा वापर इमल्सीफायर म्हणून केला जातो तेव्हा त्यांच्या हायड्रोफोबिक गटाचा एक टोक अघुलनशील द्रव कणांच्या (जसे की तेल) पृष्ठभागावर शोषला जातो, तर हायड्रोफिलिक गट पाण्याकडे पसरतो. सर्फॅक्टंट्स द्रव कणांच्या पृष्ठभागावर दिशात्मकपणे मांडले जातात जेणेकरून एक हायड्रोफिलिक शोषण फिल्म (इंटरफेशियल फिल्म) तयार होईल, जेणेकरून थेंबांमधील परस्पर आकर्षण कमी होईल, दोन टप्प्यांमधील पृष्ठभागावरील ताण कमी होईल आणि इमल्सन तयार करण्यासाठी परस्पर फैलाव वाढेल.

सर्फॅक्टंटच्या एकाग्रतेचा इंटरफेशियल फेशियल मास्कच्या ताकदीवर थेट परिणाम होतो. उच्च एकाग्रतेसह, इंटरफेसवर अनेक सर्फॅक्टंट रेणू शोषले जातात, ज्यामुळे एक दाट आणि मजबूत इंटरफेस फेशियल मास्क तयार होतो.

वेगवेगळ्या इमल्सीफायर्सचे वेगवेगळे इमल्सीफिकेशन प्रभाव असतात आणि इष्टतम इमल्सीफिकेशन प्रभाव साध्य करण्यासाठी आवश्यक असलेली रक्कम देखील बदलते. सर्वसाधारणपणे, बाउंड्री फेशियल मास्क बनवणाऱ्या इमल्सीफायरची आण्विक शक्ती जितकी जास्त असेल तितकी फिल्मची ताकद जास्त असेल आणि लोशन अधिक स्थिर असेल; उलटपक्षी, बल जितका लहान असेल तितकी फिल्मची ताकद कमी असेल आणि इमल्शन अधिक अस्थिर असेल.

जेव्हा फेशियल मास्कमध्ये फॅटी अल्कोहोल, फॅटी अॅसिड आणि फॅटी अमाइनसारखे ध्रुवीय सेंद्रिय रेणू असतात तेव्हा पडद्याची ताकद लक्षणीयरीत्या सुधारते. कारण इमल्सीफायर रेणू इंटरफेस अ‍ॅशॉर्प्शन लेयरमधील अल्कोहोल, अॅसिड आणि अमाइन सारख्या ध्रुवीय रेणूंशी संवाद साधून एक कॉम्प्लेक्स तयार करतात, ज्यामुळे इंटरफेस फेशियल मास्कची ताकद वाढते.

दोनपेक्षा जास्त सर्फॅक्टंट्सने बनलेले इमल्सीफायर हे मिश्रित इमल्सीफायर असते. रेणूंमधील मजबूत परस्परसंवादामुळे, इंटरफेशियल ताण लक्षणीयरीत्या कमी होतो, इंटरफेसवर शोषलेल्या इमल्सीफायरचे प्रमाण लक्षणीयरीत्या वाढते आणि तयार झालेल्या इंटरफेशियल फेशियल मास्कची घनता आणि ताकद वाढते.

इमल्शन तयार करताना, सर्फॅक्टंट्सच्या सहभागामुळे तेल आणि पाण्यामधील इंटरफेशियल टेन्शन मोठ्या प्रमाणात कमी होते आणि ते एक स्थिर इमल्शन बनते. तथापि, इमल्शनमध्ये अजूनही तेल-पाणी इंटरफेशियल टेन्शन असते जे CMC किंवा विद्राव्यतेच्या निर्बंधांमुळे शून्यापर्यंत पोहोचू शकत नाही. म्हणून, लोशन ही एक थर्मोडायनामिक अस्थिर प्रणाली आहे.

सूक्ष्म इमल्शनच्या तेल आणि पाण्यामधील इंटरफेशियल टेन्शन इतके कमी असते की ते मोजता येत नाही. ही एक थर्मोडायनामिक स्थिर प्रणाली आहे. हे प्रामुख्याने पूर्णपणे भिन्न गुणधर्मांसह दुसऱ्या प्रकारच्या सर्फॅक्टंट (जसे की पेंटानॉल, हेक्सानॉल आणि हेप्टानॉल सारखे मध्यम आकाराचे अल्कोहोल, ज्याला को-सर्फॅक्टंट्स म्हणून ओळखले जाते) जोडून साध्य केले जाते, जे इंटरफेशियल टेन्शनला खूप लहान पातळीवर कमी करू शकते, ज्यामुळे तात्काळ नकारात्मक मूल्ये देखील निर्माण होतात. हे गिब्सच्या बहु-घटक प्रणालींसाठीच्या शोषण समीकरणाद्वारे स्पष्ट केले जाऊ शकते.

 

३, इमल्शनचा प्रकार

प्रकार

सामान्य इमल्शन, एक टप्पा म्हणजे पाणी किंवा जलीय द्रावण, आणि दुसरा सेंद्रिय पदार्थ जो पाण्यात अघुलनशील असतो, जसे की ग्रीस, मेण इ. पाणी आणि तेलाने तयार होणारे इमल्शन तीन प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते:

(अ) पाण्याच्या प्रकारातील तेल (O'W)
(इ) मिश्रित दूध (W/O/W)
(ब) पाण्याच्या प्रकारातील तेल (W/O)

(१) तेल/पाणी (०/वॅट) इमल्शन, पाण्यात विरघळलेले तेल. तेल हे विरघळलेले टप्पा (अंतर्गत टप्पा) आहे आणि पाणी हे पाण्यातील इमल्शनमध्ये सतत टप्पा (बाह्य टप्पा) तेल आहे, जे पाण्याने पातळ केले जाऊ शकते. जसे की दूध, सोयाबीन दूध इ.

(२) पाणी/तेल (W/0) इमल्शन, तेलात विखुरलेले पाणी. पाणी हे विखुरलेले टप्पा (अंतर्गत टप्पा) आहे आणि तेल हे तेल इमल्शनमध्ये पाण्याचा सतत टप्पा (बाह्य टप्पा) आहे. या प्रकारचे इमल्शन तेलाने पातळ केले जाऊ शकते. जसे की कृत्रिम लोणी, कच्चे तेल इ.

(३) पाणी आणि तेलाच्या टप्प्यांचे थर-दर-थर आलटून पालटून तयार होणारे रिंग-आकाराचे इमल्शन प्रामुख्याने दोन स्वरूपात येतात: पाण्यात तेल आणि तेलात तेल ०/डब्ल्यू/० (म्हणजे तेलाच्या टप्प्यात विखुरलेल्या तेलाच्या थेंबांसह पाण्याचा टप्पा आणि तेलात पाणी आणि पाण्यात पाणी W/०/डब्ल्यू (म्हणजे पाण्याच्या टप्प्यात विखुरलेल्या पाण्याच्या थेंबांसह तेलाचा टप्पा). या प्रकारचे इमल्शन दुर्मिळ आहे आणि सामान्यतः कच्च्या तेलात आढळते.

 

इमल्शन प्रकार तपासण्याची पद्धत

(१) सौम्यीकरण पद्धत

सतत टप्प्यातील द्रवाने इमल्शन पातळ करा. पाण्यात विरघळणारे इमल्शन तेल/पाण्याचे प्रकार असते आणि तेलात विरघळणारे इमल्शन पाणी/तेल प्रकारचे असते.
उदाहरणार्थ, दूध पाण्याने पातळ केले जाऊ शकते, परंतु वनस्पती तेलात मिसळता येत नाही. हे दिसून येते की दूध हे O/W इमल्शन आहे.

(२) वाहक पद्धत

पाणी आणि तेलाची चालकता खूप वेगळी असते आणि तेल/पाणी इमल्शनची चालकता पाणी/तेलापेक्षा शेकडो पट जास्त असते. म्हणून, इमल्शनमध्ये दोन इलेक्ट्रोड घातले जातात आणि निऑन लूपमध्ये मालिकेत जोडले जातात आणि तेल/पाणी दिवा चालू असतो.

(३) डाग लावण्याची पद्धत

टेस्ट ट्यूबमध्ये तेल-आधारित किंवा पाण्या-आधारित रंगांचे २-३ थेंब घाला आणि कोणत्या प्रकारच्या रंगामुळे सतत टप्प्याला समान रंग मिळू शकतो त्यानुसार इमल्शनचा प्रकार ठरवा.

(४) फिल्टर पेपर ओला करण्याची पद्धत

फिल्टर पेपरवर लोशन टाका. जर द्रव वेगाने पसरत असेल आणि मध्यभागी एक छोटासा थेंब शिल्लक असेल तर ते लोशन पाण्यात तेल असते; जर लोशनचे थेंब पसरत नसतील तर ते पाण्यातील तेल असते.

(५) प्रकाशीय अपवर्तन पद्धत

पाणी आणि तेलाचा प्रकाशाशी संबंधित वेगवेगळा अपवर्तनांक वापरून इमल्शनचा प्रकार ओळखता येतो. जर इमल्शन पाण्यात तेल असेल, तर कण प्रकाश गोळा करण्याची भूमिका बजावतात आणि कणांची फक्त डावी बाह्यरेखा सूक्ष्मदर्शकाने पाहता येते; जर इमल्शन तेलात पाणी असेल, तर कण दृष्टिवैषम्यतेची भूमिका बजावतात आणि कणांची फक्त उजवी बाह्यरेखा सूक्ष्मदर्शकाने पाहता येते;

इमल्शनच्या प्रकारावर परिणाम करणारे मुख्य घटक

(१) फेज व्हॉल्यूम:

0stwald ने भौमितिक दृष्टिकोनातून फेज व्हॉल्यूम सिद्धांत मांडला होता. दृष्टिकोन असा आहे की लोशनचे द्रव मणी समान आकाराचे आणि कडक गोल आहेत असे गृहीत धरल्यास, द्रव मण्यांचा फेज व्हॉल्यूम अंश एकूण आकारमानाच्या फक्त 74.02% असू शकतो जेव्हा ते सर्वात जास्त दाटपणे पॅक केलेले असतात. जर द्रव मण्यांचा फेज व्हॉल्यूम अविभाज्य क्रमांक 74.02% पेक्षा जास्त असेल, तर लोशन विकृत किंवा खराब होईल.

(अ) एकसमान थेंब समृद्ध ढीग विणलेले इमल्शन
(b) असमान थेंबाचे दाट स्टॅकिंग इमल्शन
(c) गोलाकार नसलेल्या द्रव थेंबांना स्टॅकिंग आणि इमल्शनची आवश्यकता असते (अस्थिर)

उदाहरणार्थ O/W प्रकार इमल्शन घ्या, जर तेलाचा फेज इंटिग्रल नंबर 74.02% पेक्षा जास्त असेल, तर इमल्शन फक्त W/0 प्रकार बनवू शकते, जेव्हा O/i प्रकार 25.98% पेक्षा कमी असेल आणि जेव्हा अपूर्णांक 25.98% -74.02% असेल, तेव्हा ते 0/W किंवा W0 प्रकार बनवू शकते.

 

इमल्सीफायर्सची आण्विक रचना आणि गुणधर्म - वेज सिद्धांत

इमल्शनचा प्रकार निश्चित करण्यासाठी वेज थिअरी इमल्सीफायर्सच्या अवकाशीय रचनेवर आधारित आहे. वेज थिअरी असे सुचवते की इमल्सीफायर्समधील हायड्रोफिलिक आणि हायड्रोफोबिक गटांचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र समान नसतात. इमल्सीफायर्सचे रेणू वेज म्हणून पाहिले जातात, ज्यांचे एक टोक मोठे आणि दुसरे लहान असते. इमल्सीफायरचे लहान टोक थेंबाच्या पृष्ठभागावर वेजसारखे घातले जाऊ शकते आणि तेल-पाणी इंटरफेसवर दिशात्मक पद्धतीने व्यवस्थित केले जाऊ शकते. हायड्रोफिलिक ध्रुवीय टोक जलीय टप्प्यात विस्तारते, तर लिपोफिलिक हायड्रोकार्बन साखळी तेल टप्प्यात विस्तारते, परिणामी इंटरफेशियल ताकद वाढते.

 

इमल्सीफायर मटेरियलचा इमल्शन प्रकारावर होणारा परिणाम

इमल्शन रचना साहित्य आणि इमल्शन तयार करण्याच्या स्थिती यासारख्या घटकांच्या प्रभावाव्यतिरिक्त, बाह्य परिस्थिती देखील इमल्शनच्या प्रकारावर परिणाम करतात. उदाहरणार्थ, इमल्शन भिंतीचे हायड्रोफिलिक आणि लिपोफिलिक स्वरूप मजबूत असते आणि इमल्शन भिंतीचे हायड्रोफिलिक स्वरूप मजबूत असताना O/W इमल्शन तयार करणे सोपे असते, तर इमल्शन भिंतीचे लिपोफिलिक स्वरूप मजबूत असताना W/0 इमल्शन तयार करणे सोपे असते. कारण असे आहे की द्रवाला भिंतीवर सतत टप्प्याचा थर राखणे आवश्यक आहे, जेणेकरून ढवळताना ते द्रव मण्यांमध्ये विखुरणे सोपे होणार नाही. काच हायड्रोफिलिक आहे तर प्लास्टिक हायड्रोफोबिक आहे, म्हणून पहिले O/W इमल्शन तयार करण्यास प्रवण आहे तर नंतरचे W/0 इमल्शन तयार करण्यास प्रवण आहे.

 

दोन टप्प्यांच्या एकत्रीकरण वेगाचा सिद्धांत

एकत्रित गती सिद्धांत इमल्शन बनवणाऱ्या दोन प्रकारच्या थेंबांच्या एकत्रित गतीच्या इमल्शनवरील प्रभावापासून सुरू होतो आणि असे ठरवतो की दोन प्रकारच्या थेंबांचा एकत्रित गती इमल्शन, शार्क आणि किल एकत्रितपणे मागणी पूर्ण करतात तेव्हा दोन प्रकारच्या थेंबांच्या एकत्रित गतीवर अवलंबून असते.

 

तापमान

तापमानात वाढ झाल्याने जलरासायनिक गटांचे हायड्रेशन प्रमाण कमी होईल, ज्यामुळे रेणूंची जलरासायनिकता कमी होईल. म्हणून, कमी तापमानात तयार होणारे 0/w इमल्शन गरम झाल्यावर W/0 इमल्शनमध्ये रूपांतरित होऊ शकते. हे संक्रमण तापमान म्हणजे ते तापमान ज्यावर सर्फॅक्टंटचे जलरासायनिक आणि लिपोफिलिक गुणधर्म योग्य समतोल गाठतात, ज्याला फेज संक्रमण तापमान PIT म्हणतात.

तथापि, जेव्हा इमल्सीफायरची सांद्रता इमल्सीफायर मटेरियलच्या ओल्या गुणधर्माच्या प्रभावावर मात करण्यासाठी पुरेशी असते, तेव्हा तयार होणारे इमल्शनचे प्रकार केवळ इमल्सीफायरच्या स्वरूपावर अवलंबून असते आणि त्याचा रक्तवाहिन्यांच्या भिंतीच्या हायड्रोफिलिसिटी आणि लिपोफिलिसिटीशी काहीही संबंध नाही.