emulgátor
emulsifier
Látka, která umožňuje vznik
emulze a emulzi stabilizuje tím, že
-
zmenšuje energii potřebnou na tvorbu kapek, tj. snižuje mezifázové napětí,
-
zabraňuje nebo zpomaluje zánik kapek, tj. separaci na makrofáze tím, že na fázovém rozhraní vytváří film nebo bariéru, která brání kapkám ve flokulaci a koalescenci.
Vhodnými emulgátory jsou tedy látky schopné
gelace nebo asociace ve velké
micely. Ve vznikajících filmech jsou vázány dostatečně velkými mezimolekulárními silami, které jim dodají potřebnou soudržnost a pevnost. Patří sem i práškovité, nerozpustné látky, jejichž částice jsou schopny vytvořit kolem kapének dostatečně pevný obal. Částice prášku musí mít správný
stupeň disperzity: příliš těžké klesají z rozhraní vlivem gravitačního pole, příliš malé částice opouštějí rozhraní působením tepelného pohybu. Většinu používaných emulgátorů lze tedy zařadit do jedné ze tří skupin:
-
Asociativní (micelární) koloidy, tj. mýdla a smáčedla (soli vyšších mastných kyselin - alkalické, rozpustné ve vodě, soli vícemocných kovů a stříbra, ve vodě nerozpustné, ale rozpustné v nepolárních kapalinách, alifatické sulfonové kyseliny).
-
Makromolekulární koloidy - hydrofilní (proteiny, polysacharidy) i rozpustné v nepolárních rozpouštědlech (kaučuk, asfalt).
-
Jemné nerozpustné prášky, částečně smáčené oběma fázemi; hydrofilní, více smáčené vodou (alkalické sírany železa, mědi, niklu, síran olovnatý, oxid železitý, hlinitokřemičitany) a hydrofobní (saze, uhelný prach, PbS, HgS, AgI, HgI2).
Povaha emulgátoru určuje nejen stabilitu, ale i
typ emulze. Pro všechny kategorie emulgátorů platí obecné (Bancrofftovo) pravidlo: Ve stabilizované emulzi je spojité disperzní prostředí tvořeno tou fází, k níž má použitý emulgátor za daných podmínek větší afinitu, tj. u emulgátorů prvé a druhé skupiny rozpustnost v dané fázi, u práškovitých emulgátorů ochotu ke smáčení. Rozhraní kapénky s disperzním prostředím si představujeme jako dvě soustředná rozhraní, mezi nimiž je film emulgátoru. Protože vnitřní rozhraní má o něco menší povrch, je požadavek minimální energie soustavy splněn, je-li
mezifázová energie rozhraní
vnitřní fáze (A)/emulgátor větší než energie rozhraní
emulgátor/vnější fáze (B) (obr. 1;
γAf > γBf)
 |
|
|
Obr. 1 Schéma fázového rozhraní vnitřní fáze A / film emulgátoru / vnější fáze B
|
U práškovitých emulgátorů je uvnitř kapénky ta fáze, která méně smáčí práškovitý emulgátor (obr. 2).
Hydrofilní prášky tedy stabilizují emulze O/V,
hydrofobní emulgátory podporují typ V/O.
 |
|
Obr. 2 Stabilizace emulze práškovitým emulgátorem
(a) Emulgátor stabilizuje emulzi A v B (θA > 90o), (b) prostřední uspořádání není stabilizující, (θA < 90o), (c) tentýž emulgátor stabilizuje emulzi B v A (θB > 90o)
|
Grafy souvislostí do úrovně:
I 
II 