2) гидратная оболочка вокруг частиц дисперсной фазы (+)
3) большой запас свободной поверхностной энергии
4) электростатический барьер
Гидрофильные частицы хорошо смачиваются дисперсионной средой, поэтому на их поверхности формируется гидратная оболочка — слой ориентированных и частично связанных молекул воды. При сближении частиц эти оболочки препятствуют непосредственному контакту твёрдых поверхностей, создавая гидратационное отталкивание и пространственный энергетический барьер. В результате снижается вероятность коагуляции и сохраняется агрегативная устойчивость суспензии.
Гидратационная стабилизация относится преимущественно к лиофильным, то есть хорошо взаимодействующим с дисперсионной средой, системам. Адсорбционно-сольватный слой эмульгатора характерен для частиц, поверхность которых покрыта поверхностно-активным веществом; электростатический барьер имеет основное значение для заряженных лиофобных частиц. Большой запас свободной поверхностной энергии, напротив, является термодинамической причиной укрупнения частиц и уменьшения поверхности раздела фаз, поэтому сам по себе устойчивость не обеспечивает.
| Фактор или тип стабилизации | Основной механизм | Роль в агрегативной устойчивости |
|---|---|---|
| Гидратная оболочка гидрофильных частиц | Связывание и ориентация молекул воды на поверхности, формирование гидратационного отталкивания | Предотвращает тесное сближение и слипание частиц; является ведущим механизмом для гидрофильных суспензий |
| Электростатическая стабилизация | Отталкивание частиц с одноимённым зарядом двойного электрического слоя | Характерна для заряженных дисперсных систем; ослабевает при повышении ионной силы и добавлении электролитов |
| Адсорбционно-сольватный слой эмульгатора | Адсорбция поверхностно-активного вещества и сольватация его полярных групп | Стабилизирует межфазную поверхность, особенно в эмульсиях и при искусственном покрытии частиц |
| Стерическая стабилизация полимерами | Объёмные цепи полимера препятствуют сближению и взаимному проникновению поверхностных слоёв | Снижает вероятность агрегации независимо от величины электрокинетического потенциала |
| Свободная поверхностная энергия | Стремление системы уменьшить суммарную поверхность раздела фаз | Дестабилизирующий фактор: способствует флокуляции, коагуляции и укрупнению частиц |
| Избыточное добавление электролита | Сжатие диффузной части двойного электрического слоя и экранирование зарядов | Ослабляет электростатический барьер и может ускорять агрегацию, но не устраняет гидратацию полностью |
Практическим признаком нарушения устойчивости служит появление хлопьев, осадка и трудное восстановление исходного состояния после встряхивания. Для оценки суспензии учитывают скорость седиментации, объём и плотность осадка, а также ресуспендируемость. В фармацевтической технологии гидратация поверхности поддерживается выбором совместимой дисперсионной среды и вспомогательных веществ, препятствующих обезвоживанию частиц.