До них належать емульсії, суспензії, піни і порошки. Емульсіями називають дисперсні системи, які складаються з двох несумісних рідин , одна з яких міститься в іншій у вигляді краплин розміром 10-2-10-5 см.
Природні емульсії – молоко, нафта та ін., синтетичні емульсії – маргарин, медичні препарати – синтоміцинова емульсія, емульсія тетрацикліну, деякі мастила.
Однією з фаз емульсії звичайно є вода, а іншу – називають маслом. В емульсіях маслом називають не тільки природні масла, але й будь-яку іншу неполярну рідину, що не розчинюється в рідині (бензол, керосин, гексан і т.д.). Агрегативно-стійкими емульсії є за наявності третього компонента – емульгатора, адсорбція якого приводить не тільки до зниження міжфазної поверхневої енергії, але і до утворення на поверхні краплин механічно стійкого захисного гелеподібного шару адсорбованих молекул. Тип емульсії визначається емульгатором: середовище, в якому розчиняється емульгатор, дисперсійне. Наприклад, у воді розчиняються білки (казеїн, желатина, лецитин, жовчні кислоти і т.д.), крохмаль, мила лужних металів (олеат натрію і т.д.), утворюючи емульсії типу “масло у воді” (м/в), де дисперсійним середовищем є вода (див. рис. 12а).
Рисунок 12 – Типи емульсій і емульгаторів
Для емульсії типу “вода в маслі” (в/м) емульгаторами служать мила лужноземельних металів, холестерин, тобто речовини, які краще розчиняються в маслі, ніж у воді (див. рис. 12б).
Структури, які утворюються в біологічних системах амфіфільними ліпідами у водних середовищах, наведені на рис. 13.
Заміна емульгатора може привести до зміни фаз емульсії, тобто емульсія типу м/в перетвориться в емульсію в/м. Наприклад, якщо до емульсії типу м/в, яка
Рисунок 13 – Структури, які утворюються дифільними молекулами у водному середовищі: а) біомолекулярний шар, який оточує краплю води (ліпосома); б) моношар амфіфільних ліпідів на поверхні краплі неполярного ліпіду; в) міцела стабілізована натрієвим милом, додати розчин хлористого кальцію, то відбувається зсідання емульсії і виникає емульсія типу в/м, стабілізована олеатом кальцію, який краще розчиняється в маслі, ніж у воді.
Емульсії можуть бути стабілізовані твердими порошками. Вибір порошку – стабілізатора визначається змочуванням – він повинен змочуватися дисперсійним середовищем, і розмірами частинок - вони повинні бути значно меншими від розмірів крапель емульсії.
Порошки – стабілізатори називаються “броньованими емульгаторами” , тому що часточки твердої фази утворюють ніби броню на поверхні крапельки, захищаючи її від злиття з іншими подібними краплинками.
Гідрофільні порошки (глина, вугілля) краще змочуються водою, тому при емульгуванні вода стає середовищем, а масло збирається в краплю ( рис.12 в).
Гідрофобні порошки (сажа, вугілля) в аналогічних умовах утворюють зворотну емульсію (рис.12 г). В обох випадках часточки порошку обумовлюють утворення механічного захисту краплин емульсії, утворюючи міцну коагуляційну структуру, яка переважає над коалесценцією.
Вибір емульгатора для отримання емульсії заданого типу ґрунтується на значенні гідрофільно-ліпофільного балансу (ГЛБ). Якщо ГЛБ зсунутий у бік гідрофільності, то утворюється емульсія типу м/в, і , навпаки, якщо ГЛБ зсунутий у бік ліпофільності, то утворюється емульсія типу в/м без залежності від класу емульгатора (ПАР, ВМС або порошок).