پایداری سیلیکون امولشن ها

در سیلیکون امولشن ها، قطرات آب در روغن، یا قطرات روغن در آب، بزرگ هستند (در حد میکرون).

به دلیل سطح بزرگ در هر قطره، انرژی اضافی گیبس در هر قطره زیاد است و نمی تواند با کمک آنتروپی مانند میکروامولسیون ها تشریح شود.

پایداری یک سیستم پراکنده با رفتار ثابت در زمان پارامترهای پایه آن، یعنی پراکندگی و توزیع یکنواخت فاز پراکنده در محیط مشخص می شود. مشکل پایداری یکی از مهمترین و پیچیده ترین مسائل در شیمی کلوئید است.

با وجود ناپایداری ترمودینامیکی، بسیاری از سیلیکون امولشن ها از نظر جنبشی پایدار هستند و برای مدت طولانی (گاهی برای چندین دهه) تغییر محسوسی ندارند. این سیستم ها در حالت فراپایدار وجود دارند، یعنی مانع بالقوه ای که مانع از تجمع ذرات می شود.

برای درک دلایل پایداری نسبی چنین سیستم هایی، لازم است ابتدا پایداری و مکانیسم های بی ثبات سازی مشخص شود. پایداری ته نشینی پایداری فاز پراکنده را با توجه به نیروی گرانش متمایز می کند. جداسازی فاز به دلیل رسوب گذاری یک پدیده معمولی برای قطرات در سیلیکون امولشن ها درشت پراکنده است که منجر به ته نشین شدن (یا شناور شدن) قطرات می شود. سیلیکون امولشن های بسیار پراکنده از نظر جنبشی پایدار هستند. آنها با تعادل بعدی انتشار – رسوب مشخص می شوند. تقطیر همدما قطره های ریز در قطره های درشت تر باعث رسوب گذاری بعدی می شود. از دست دادن پایداری دانه ها به دلیل ترکیبی از قطره ها است.

نیروهای جاذبه مولکولی ممکن است منجر به تشکیل یک سیستم ساختار پیوسته با پایداری فاز شوند. انعقاد یا لخته سازی فرآیندی از پیوستگی ذرات، تشکیل سنگدانه های بزرگتر با از دست دادن ته نشینی و پایداری فاز و جداسازی فاز بعدی، یعنی تخریب سیلیکون امولشن است. از این رو، پایداری تجمعی را می توان به عنوان توانایی سیلیکون امولشن برای حفظ پراکندگی و فردیت قطره ها تعریف کرد. در سنگدانه ها، علیرغم تغییر تحرک آنها، قطره ها هنوز برای مدت معینی باقی می مانند (“طول عمر”) که پس از آن می توانند به طور خود به خود با رابط فاز کاهشی ادغام شوند. به هم پیوستن  قطرات را انعقاد می گویند.

پایداری یا ناپایداری تجمعی برای سیستم های کلوئیدی یک شاخصه است.

دو نوع از پایداری تجمعی را می توان متمایز کرد: نرخ انعقاد بسیار پایین یا تعادل در فرآیندهای تجمع و تجزیه (انعقاد برگشت پذیر).

بررسی‌های نظری و تجربی لخته‌سازی بر روی سیستم‌های تک پراکنده متمرکز است، زیرا کمی کردن سینتیک لخته‌سازی را ساده می‌کند. سیلیکون امولشن های پلی دیسپرس معمولاً به عنوان یک سیستم مدل برای سینتیک لخته سازی انتخاب نمی شوند. یکی دیگر از دلایل عدم انتخاب امولسیون، تغییر شکل سطوح قطرات در اثر برهمکنش است که درمان کمی را پیچیده تر می کند. علاوه بر این، جفت شدن لخته سازی و ادغام مذکور مشکلاتی را در مدل سازی سینتیک لخته سازی ایجاد می کند.