2) осаждение частиц дисперсной фазы
3) агрегацию капель дисперсной фазы в слой
4) изменение типа эмульсии (+)
Инверсией фаз эмульсии называют изменение её типа, при котором дисперсная и дисперсионная фазы меняются ролями. Например, эмульсия масло в воде (М/В) превращается в эмульсию вода в масле (В/М), либо происходит обратный переход. При этом меняется непрерывная, или внешняя, фаза, определяющая основные физико-химические и технологические свойства системы.
Механизм инверсии связан с нарушением условий стабилизации межфазной поверхности. Она может происходить при изменении объёмного соотношения фаз, концентрации или типа эмульгатора, введении электролитов, изменении температуры и интенсивном перемешивании. Важное значение имеет гидрофильно-липофильный баланс эмульгатора: преобладание гидрофильных свойств способствует формированию системы М/В, а липофильных — системы В/М. При приближении содержания дисперсной фазы к предельной упаковке капель возможно сначала локальное, а затем полное изменение типа эмульсии.
Инверсию следует отличать от нестабильности, не сопровождающей смену внешней фазы. Всплывание капель является кремированием, осаждение — седиментацией, а укрупнение и слияние капель относятся к коалесценции; эти процессы сами по себе не означают изменения типа эмульсии. Диагностически об инверсии свидетельствует изменение электропроводности, характера смачивания, распределения фаз при разбавлении и совместимости эмульсии с водой или маслом.
| Явление | Изменение структуры системы | Основной механизм | Типичный признак |
|---|---|---|---|
| Инверсия фаз | Смена дисперсной и дисперсионной фаз | Изменение соотношения фаз, свойств эмульгатора, температуры или условий перемешивания | Переход М/В в В/М или наоборот; изменение электропроводности и смачивания |
| Кремирование | Концентрирование капель в верхней части эмульсии | Разность плотностей фаз и гравитационное разделение | Обратимое образование верхнего слоя без смены типа эмульсии |
| Седиментация | Скопление частиц или капель в нижней части | Оседание более плотной дисперсной фазы | Нижний осадок, обычно устраняемый встряхиванием при обратимости процесса |
| Флокуляция | Образование рыхлых агрегатов капель | Ослабление электростатического или стерического отталкивания | Флокулы сохраняют индивидуальность капель и могут диспергироваться повторно |
| Коалесценция | Слияние нескольких капель в более крупные | Разрушение межфазной плёнки стабилизатора | Необратимое укрупнение капель, предшествующее разрушению эмульсии |
| Расслоение (разрушение эмульсии) | Практически полное разделение фаз | Потеря стабилизирующего действия эмульгатора и массовая коалесценция | Формирование отдельных слоёв масла и воды без устойчивого дисперсного состояния |
Инверсия фаз имеет принципиальное значение при выборе эмульгатора, технологии приготовления и режима гомогенизации. Для контроля типа эмульсии используют пробу на разбавление, окрашивание водо- или жирорастворимым красителем, а также измерение электропроводности. Предотвращение нежелательной инверсии требует поддержания оптимального соотношения компонентов, температуры и порядка введения фаз. В лекарственных эмульсиях это необходимо для сохранения однородности, дозовой точности и стабильности при хранении.