Эмульсии

Эмульсия — это жидкая смесь

Эмульсия — это смесь веществ. В ней один компонент состоит из мельчайших частиц, нерастворимых в другом. Этот ингредиент называется «дисперсной фазой». Другое вещество – дисперсная среда. В ней распределяется первая составляющая. «Эмульсия» – это термин, имеющий латинское происхождение. В переводе оно обозначает «выдаиваю, дою». Рассмотрим это понятие подробнее.

Общие сведения

Из любых двух жидкостей, которые не смешиваются и не реагируют химически, можно делать эмульсию. Одним из компонентов почти всегда является вода. Другое вещество состоит из слабополярных или нейтральных молекул (например жиры). Первая известная всем эмульсия – это молоко. Здесь частицы жира дисперсируются в воде.

Размер мельчайших частиц дисперсной фазы составляет 1-50 мкм, поэтому эмульсии относятся к грубодисперсным системам. Низкоконцентрированные жидкости – неструктурированные. Смеси с высокой концентрацией – структурированные. По термодинамическим признакам нефтяная эмульсия – это нестабильная система.

Размеры у капель фазы большие, и смесь будет неструктурированной.

Классификация

Тип получаемой эмульсии зависит от соотношения объемов фаз и их состава, от количества и природы эмульгатора, его химической активности, от способа и метода смешивания.

1. Прямые смеси с мельчайшими частицами неполярной и нерастворимой жидкости в полярной фазе (м/в – от выражения «масло в воде»). Для таких смесей можно применять эмульгаторы, которые растворяются в воде, например частицы битума. Их молекулы адсорбируются на поверхностных пленках м-фазы, снижая не только натяжение, но и создавая прочную пленку.
2. Обратные (в/м) смеси, для которых применяют нерастворимые в воде эмульгаторы.

Химическое воздействие на эмульсию, давление, изменение состава может привести к инвертированию.

1. Лиофильная эмульсия — это смесь, формирующаяся спонтанно, самопроизвольно. Она термодинамически считается устойчивой. Примером могут служить критически стабильные эмульсии при достижении предельной для смешивания фаз температуре. К этой же категории относят смазочные масла и жидкости для охлаждения.
2. Лиофобная эмульсия — это смесь, образованная при механическом, акустическом или электрическом смешивании. Термодинамически они крайне неустойчивы. Такие смеси без эмульгаторов долго не существуют. Хорошие компоненты для них: ПАВ, высокомолекулярные, растворимые в воде вещества, твердые тела с высокой дисперсностью.

Получение

Есть две технологии производства эмульсии. Первый — путь мелкого дробления фракций. Второй – процесс пленкообразования с последующим разрывом на мелкие части. В первом варианте вещество медленно добавляется в дисперсную систему.

При этом необходимо, осуществляя присоединение, постоянно на большой скорости перемешивать. В этом случае качество смеси будет зависеть от разных факторов.

В частности, от скорости перемешивания, введения и объема диспергируемого вещества, его концентрации, температуры и кислотности среды. Второй метод — это процесс, при котором образуется пленка на поверхности другой фазы. Снизу нагнетается воздух.

[attention type=yellow]

Пузырьки разрывают пленку на мелкие капли и перемешивают весь объем жидкости. В наше время начали вместо воздуха использовать ультразвук. Это вызывает дробление пленки на еще более мелкие части.

[/attention]

С течением времени происходит самопроизвольный распад эмульсии. Бывают случаи, когда необходимо ускорить этот процесс и уменьшить концентрацию соединения. Данная необходимость актуальна, когда наличие высококонцентрированной эмульсии мешает процессу обработки материала или его правильному применению. Ускорить сам процесс уменьшения концентрации раствора можно несколькими способами:

1. Химический метод. Применяются реагенты, разрушающие поверхностные пленки самого эмульгатора. При этом отрицательный заряд, концентрирующийся на поверхностной пленке, нейтрализуется. На таком же принципе основывается применение органических добавок БАДов (биологически активных веществ – деэмульгаторов).
2. Добавление эмульгатора, вызывающего образование катионов, которые притягивают отрицательный поверхностный заряд и вызывают дестабилизацию поверхностных пленок эмульгатора. Стабильность состояния раствора уменьшается.
3. Замещение эмульгатора другим поверхностно-активным компонентом (ПАВом). Он разбавляет концентрацию первого, но сам не образует достаточно прочной пленки.
4. Термический метод. При этом методе эмульсию подвергают температурному воздействию, что вызывает ее расслоение.
5. Механический метод. Этот вариант называют еще способом сепаратора. Эмульсию медленно закачивают во вращающуюся с большой угловой скоростью емкость. Раствор разрушается на составляющие по весу фракций.
6. Метод воздействия электрическим током или добавления в эмульсию электролита. Этим способом разрушают стабилизированные отрицательным зарядом поверхностные пленки смесей.

Применение

Спектр применения эмульсий в промышленности очень широк. В частности, соединения используют:

1. При производстве маргарина и масла.
2. В мыловарении.
3. При изготовлении материалов из натурального каучука.
4. В строительстве. Например, битумная эмульсия — это негорючее соединение.
5. В сельском хозяйстве: пестициды – различные препараты, уничтожающие вредителей растений.
6. Для медицинских целей: изготолвение различных лекарств, мазей, косметики.
7. В живописи используют различные эмульсионные краски.
8. Косметика для волос, эмульсии, защищающие поверхность волоса при окрашивании. Например, проявляющая эмульсия (это окислитель для краски).
9. В нефтяной промышленности используется смесь воды с нефтью, в которой диспергирование одной фазы жидкости в другую происходит мельчайшими капельками – глобулами.

Х и м и я

Эмульсии это один из видов грубодисперсных систем. Помимо эмульсий к грубодисперсным системам относятся суспензии, пены, порошки и пр.

Грубодисперсные системы отличаются от коллоидных систем более крупным размером частиц дисперсной фазы. Верхний предел размеров коллоидных частиц составляет ~10-7 м, грубодисперсные системы имеют размер частиц от 10-7 м и выше.

Эмульсии

Эмульсиями называют дисперсные системы из несмешивающихся жидкостей. В таких системах, состоящих, например, из двух жидкостей, одна из них (дисперсная фаза) взвешена в другой (дисперсной среде) в виде капелек.

Размеры капелек различны и могут достигать 5 · 10-6 м и выше.

Ряд свойств эмульсий сходен со свойствами коллоидов: они также имеют выраженную поверхность раздела, неустойчивы и нуждаются в стабилизаторах (эмульгаторах).

Эмульсии могут образовывать только взаимно нерастворимые жидкости. Чаще всего эмульсии состоят из воды и жидкости, которые принято называть «маслом». Молекулы масла менее полярны, чем молекулы воды и в этом кроется секрет взаимной нерастворимости этих веществ.

Возможны два типа эмульсий: масло в воде (м/в) и вода в масле (в/м).

При энергичном взбалтывании смесей, состоящих из воды и масла, компонент, содержащийся в меньшем количестве, дробиться на мельчайшие капельки, распределяющиеся по всему объёму.

Если дисперсной фазой является масло, то образуется эмульсия, в которой капельки жидкости по свойствам очень схожи с частицами гидрофобного коллоида.

Главным фактором их устойчивости также является заряд, возникающий за счёт адсорбции некоторых ионов, обладающих этим зарядом. Таким образом капельки эмульсии имеют некоторый ζ-потенциал.

Обычно концентрация дисперсной фазы в эмульсиях чистых жидкостей (без стабилизаторов) не превышает 2%.

Устойчивость таких эмульсий невысока, легко происходит самопроизвольное слияние капелек дисперсной фазы (так называемая коалесценция) и последующее расслоение жидкости. Чем меньше размер капелек, тем устойчевее эмульсия.

Коалесценция и коагуляция – два родственных процесса. Оба связаны с потребностью дисперсных систем уменьшить свою свободную энергию.

Термин коалесценция используют по отношению к слиянию капель жидкости или газовых пузырьков.

Коагуляция – это процесс слипания твердых частиц в дисперсных системах с образованием более крупных частиц. Коагуляция ведёт к выпадению из коллоидного раствора осадка или к застудневанию.

Эмульгаторы

Достаточно устойчивую и концентрированную эмульсию можно приготовить лишь при добавлении стабилизатора (эмульгатора).

Эмульгаторы не только сообщают капелькам эмульгируемой жидкости заряд, но, главным образом, создают вокруг них своеобразную оболочку, препятствующую коалесценции.

Гидрофильные и гидрофобные эмульгаторы

В наиболее важном с практической точки зрения случае эмульгаторы представляют собой дифильные вещества, молекулы которых имеют в своём составе, как полярную (гидрофильную) группу, так и неполярную (гидрофобную) часть.

В качестве примера дифильных веществ можно привести лецитин:

Именно благодаря наличию такой двойственной структуры становится возможной стабилизация, поскольку дифильные вещества имеют возможность одновременно взаимодействовать, как с водой и водорастворимыми веществами, так и с маслами или веществами жирной природы.

Эмульгаторы, молекулы которых имеют относительно длинную гидрофобную часть, обладают преимущественно гидрофобными свойствами. Такие эмульгаторы называют гидрофобными.

[attention type=red]

И, наоборот, эмульгаторы с относительно короткой гидрофобной частью, имеют большее сродство с водой и их, поэтому называют гидрофильными.

[/attention]

Стабилизация эмульсий типа «масло в воде».
Гидрофильные эмульгаторы.

Гидрофильные эмульгаторы необходимы для стабилизации эмульсий типа «масло в воде». При добавлении гидрофильного эмульгатора в такую эмульсию вокруг капельки масла образуется сплошной слой эмульгатора, сообщающий ей некоторую гидрофильность и повышающий её устойчивость (Рис. а).

Добавление в такую же смесь гидрофобного эмульгатора, большая часть молекулы которого погружается в капельку масла, не обеспечивает устойчивости эмульсии, поскольку часть поверхности капельки остаётся «открытой» и легко может происходить слияние с другими капельками (рис. б).

Стабилизация эмульсий типа «вода в масле».
Гидрофобные эмульгаторы.

Гидрофобные эмульгаторы стабилизируют эмульсии типа «вода в масле». Их молекула, находящаяся большей своей частью в дисперсионной среде (масле), удерживается на поверхности капелек воды своей гидрофильной группировкой (Рис. а).

В результате вокруг каждой капельки воды образуется плотная оболочка из молекул эмульгатора, препятствующая слиянию дисперсной фазы (воды).

Попытка получить эмульсию такого же типа с гидрофильным эмульгатором оказалась бы безуспешной, так как молекулы эмульгатора разместились бы в основном внутри капелек воды (Рис. б).

Вместо сплошной оболочки вокруг капелек имелись бы лишь выступающие над их поверхностью отдельные гидрофобные группы эмульгатора, не препятствующие коалесценции капелек.

Таким образом, эмульгатор должен обладать сродством к дисперсионной среде.

В зависимости от типа желаемой эмульсии следует брать гидрофильные или гидрофобные эмульгаторы той или иной степени диссоциации.

Классификация эмульгаторов
Грубая	CaCO3, CaSO4, Fe2O3, Fe(OH)3, SiO2, глина и др.	HgI2, PbO, сажа и др.
Коллоидная	Желатин, казеин, альбумин, крахмал, декстрин, гуммиарабик, лецитин, желчные кислоты и др.	Смолы, каучук, холестерин и др.
Молекулярная	Мыла щелочных металлов, красители	Мыла многовалентных металов

Эмульгатором можно задать тип эмульсии

Добавляя в дисперсную систему тот или иной тип стабилизатора (эмульгатора), можно задать тип эмульсии.

Если к смеси равных объёмов воды и бензола добавить гидрофильный эмульгатор, то образуется эмульсия типа «масло в воде».

Добавление гидрофобного эмульгатора приводит к возникновению эмульсии типа «вода в масле».

[attention type=green]

Применение соответствующих эмульгаторов позволяет получать эмульсии, в которых объём дисперсной фазы гораздо больше объёма дисперсионной среды.

[/attention]

Так, Кремнев получил эмульсию из 150 частей бензола в 1 части воды.

Моющее действие эмульгаторов

Образование эмульсии происходит при отмывании жирных пятен мылом. Пептизированные, а затем стабилизированные солями жирных кислот частички жира легко уносятся водой.

Пептизация — расщепление агрегатов, возникших при коагуляции дисперсных систем, на первичные частицы под действием жидкой среды (например, воды) или специальных веществ — пептизаторов. Пептизированные частицы – частицы, отщеплённые от основной массы коагулята, а в данном случае — от жирового загрязнения.

Моющие средства должны быть сильными поверхностно-активными гидрофильными эмульгаторами. Поверхностное натяжение моющего раствора должны быть почти вдвое ниже, чем у воды.

Моющее действие этих растворов возрастает с повышением их концентрации и увеличением гидрофобной части молекулы применяемого эмульгатора.

Биологическое значение эмульсий

Пищевые продукты

Примером эмульсий является молоко, которое представляет собой взвешенные в воде частички жира, эмульгированные белком (казеиногеном).

При стоянии молока образуется слой концентрированной эмульсии (сливки).

Сбивание сливок приводит к разрушению белковой оболочки, жир коалесцирует в крупные комочки сливочного масла, которое тоже представляет собой эмульсию, но уже типа «вода в масле».

Аналогичными этому типу эмульсиями являются:

• Маргарин,
• Майонез,
• Мороженное и пр.

Маргарин – эмульсия из мелкораздробленных гидрогенезированных растительных жиров.

Эмульсии в физиолгии человека

Эмульсии нередко встречаются в организме человека:

1. Жиры в крови и лимфе находятся в эмульгированном состоянии (эмульгатор – белки крови).

2. При пищеварении в кишечнике также образуется жировая эмульсия, но здесь стабилизатором служат соли желчных и жирных кислот.

Опыты показали, что растворы солей желчных кислот могут обладать поверхностным натяжением менее 1 эрг/см2, т.е. настолько низким, что может идти самопроизвольное раздробление жира (без его механического измельчения).

Таким образом, желчь имеет важное значение для переваривания и всасывания жиров в жилудочно-кишечном тракте.

3. Эритроциты в крови можно по ряду свойств рассматривать так же, как частички гидрофобной эмульсии.

На их поверхности отсорбированы молекулы белков, аминокислот и ионы электролитов. Все они сообщают эритроцитам определённый отрицательный заряд, а противоионы создают некоторый диффузный слой.

При паталогических процессах в организме, когда в крови увеличивается содержание некоторых видов белков (либо особого глюкопротеида, относящегося к альфа-глобулинам, либо при инфекционных заболеваниях гамма-глобулинов) происходит процесс, очень напоминающий ионообменную адсорбцию: место ионов электролитов на поверхности эритроцитов занимают белки, заряд которых ниже, чем у суммы замещённых ими ионов.

В результате заряд эритроцитов понижается, они быстрее объединяются и оседают (ускоряется реакция оседания эритроцитов – РОЭ).

[attention type=yellow]

Этот процесс зависит ещё от ряда факторов: содержания других белковых фракция и мукополисахаридов, концентрации эритроцитов в кровии, от наличия в крови микробов, наконец, расположения сосуда, в котором наблюдается РОЭ (в частности, скорость её ниже в наклонно расположенном капиляре).

[/attention]

Оседание эритроцитов происходит сходно с процессом седиментации гидрофобного коллоида.

Эмульсия для лица — эффективное корейское средство для увлажнения кожи

Всем привет!

Сегодня я продолжаю тему корейского ухода за кожей лица и в этой статье речь пойдет о легких увлажняющих средствах — эмульсиях. Корейская эмульсия для лица традиционно наносится после эссенции (сыворотки) или тонера как самостоятельное средство или промежуточное, после которого следует крем.

Этап увлажнения в корейской системе ухода за лицом является одним из самых важных, ведь азиаты считают, что кожа постоянно должна быть напитана влагой. В противном случае запустятся процессы старения, бороться с которыми намного сложнее, чем предотвратить.

Что такое эмульсия?

Эмульсия — это косметическое средство невесомой текстуры молочного цвета, которое предназначено для увлажнения всех типов кожи. Многие девушки, имеющие жирный и комбинированный тип кожи, ограничиваются только ей. Сухому и возрастному эпидермису требуется средство потяжелее — крем.

цель эмульсии — создать барьер на коже, который позволит тщательно запечатать в ней влагу. Как правило, в очень малых количествах эмульсия содержит масло, которое не до конца растворяется в воде.

Обладательницы любого типа кожи могут выбрать подходящее средство и решить любые несовершенства, среди которых могут быть:

• акне;
• жирный блеск;
• шелушения;
• тусклый цвет лица;
• пигментные пятна;
• обезвоженность;
• воспаления;
• морщины.

Обладательницам жирной кожи приходится по нраву быстрая впитываемость эмульсии, ведь при нанесении она практически не оставляет жирной пленки на лице. Но вот в зимнее время, к сожалению, ее будет не достаточно и придется заменить ее кремом или использовать с ним вместе.

В некоторых южнокорейских косметических линейках эмульсию называют лосьоном, поэтому при покупке того или иного продукта желательно посмотреть последовательность нанесения средств, обычно такая схема всегда приводится в интернет-магазинах.

Подобрать эффективную корейскую эмульсию не составит труда, если вы знаете свой тип кожи. Ее применение направлено на достижение следующего эффекта:

• питание;
• увлажнение;
• отбеливание;
• сияние;
• ровный цвет;
• свежесть;
• упругость;
• омоложение.

Эмульсия также не позволит коже иссушиться под воздействием различных приборов, способных нанести ей вред: батарей, грелок, кондиционеров и т.п. В каждом таком продукте также содержится фактор защиты от УФ-лучей, но не настолько высокий, чтобы забыть о нанесении солнцезащитного крема.

Как правильно пользоваться эмульсией для лица?

Чтобы извлечь максимум пользы от применения эмульсии стоит немного подготовить кожу:

А вот теперь пришло время эмульсии, ее использование сводится к следующему:

1. выдавить необходимое количество средства на ладонь;
2. нанести легкими похлопывающими движениями на лицо, как бы вбивая продукт в кожу;
3. разогреть руки, путем растирания ладоней между собой, и приложить их к лицу.

Теплые руки позволят эмульсии глубже проникнуть в кожу и тем самым только усилят ее действие. Сначала можно наблюдать легкое покраснение кожи, но в скорости это проходит и лицо приобретает здоровый и однотонный цвет.

Эмульсии обычно довольно экономичны, по своему опыту знаю, что этих средств хватает на гораздо больший срок, чем кремов. Регулярное их использование поможет наполнить кожу живительной влагой, тем самым значительно смягчив ее и снизив выраженность морщин.

Также применение эмульсий необходимо при таком очищении кожи, которое активно пропагандируется в Стране утренней свежести, ведь при использовании гидрофильных масел, пенок или гелей для умывания наша кожа теряет защитный слой и лишается естественной смазки. А эмульсии подвластно восстановить этот баланс с лихвой и кожа вновь засияет здоровьем и красотой.

Какие компоненты содержит вышеназванное средство?

В состав корейских эмульсий может входить множество различных полезных ингредиентов, но очень часто можно встретить следующие:

• Алоэ — ингредиент, который довольно часто встречается в корейских эмульсиях как для сухой, так и для жирной кожи, ведь он обладает как увлажняющими свойствами, так и успокаивающими. Алоэ поможет снять воспаления, снизить обезвоженность, насытить кожу минералами и элементами, которые содержит это целебное растение.
• Черная икра — очень редкий и уникальный компонент, который обычно содержится в эмульсиях, направленных на омоложение кожи. Черная икра стимулирует восстановительные процессы, блокирует свободные радикалы, эффективно борется со всеми признаками старения кожи.
• Чайное дерево — вещество раскрывает свои ценные свойства обычно в эмульсиях для жирной и комбинированной кожи, позволяет снизить воспаления и жирный блеск, снижает появление акне, успокаивает раздражения.
• Жемчуг — уникальный компонент направлен на матирование кожи и снижение выработки сальных желез, прекрасно выравнивая цвет лица и придавая ему естественное свечение. В основном содержится в эмульсиях для жирного типа кожи.
• Улиточная слизь — вещество, обладающее восстанавливающими и заживляющими функциями, подходит всем типам кожи, борется со старением, устраняет видимые следы от шрамов и прыщей, прекрасно смягчает, питает, увлажняет и разглаживает эпидермис.
• Лошадиный жир — выступает главным увлажняющим ингредиентом для сухой кожи, который способен проникать в глубокие слои эпидермиса и работать на клеточном уровне. Придает коже естественный блеск и ровный цвет, активно борется с морщинами.
• Коллаген — вещество, которое славится своим антивозрастным эффектом, способно проникать в глубинные слои кожи, восполнять влагу и разглаживать все виды морщин, а также выводить токсины, защищать кожу от негативных проявлений окружающей среды.

На этом буду завершать статью. Лично для меня эмульсия оказалась очень нужным косметическим продуктом, особенно в теплое время года, когда кожу не хочется перегружать кремами, а наоборот сделать свежей и в то же время достаточно увлажненной.

А эмульсии корейских производителей мне в этом очень помогли, ведь индустрия красоты в Стране утренней свежести развивается бешеными темпами, пытаясь угодить самым притязательным барышням.

Здоровой вам кожи лица! До встречи!