आम तौर पर, पायस का एक चरण पानी या जलीय घोल होता है, जिसे जलीय चरण कहा जाता है; दूसरा चरण एक कार्बनिक चरण होता है जो पानी के साथ अमिश्रणीय होता है, जिसे तेल चरण के रूप में जाना जाता है।

1、 वर्गीकरण

तीन वर्गीकरण विधियाँ:

1. स्रोत के आधार पर वर्गीकृत: प्राकृतिक उत्पाद और सिंथेटिक उत्पाद;

2. आणविक भार द्वारा वर्गीकृत: कम आणविक भार पायसीकारी (सी10-सी20) और उच्च आणविक भार पायसीकारी (सी हजारों);

3. जलीय घोल में आयनीकरण कर सकता है या नहीं, इसके अनुसार इसे आयनिक प्रकार (ऋणायन, धनायन, तथा ऋणायन और धनायन) और गैर-आयनिक प्रकार में विभाजित किया जा सकता है।

यह सबसे अधिक प्रयुक्त वर्गीकरण विधि है।

 

2、 पायसीकारी का कार्य और सिद्धांत

पायसीकारकों का मुख्य कार्य पायसीकृत किए जा रहे दो द्रवों के पृष्ठ तनाव को कम करना है। इसलिए, जब पृष्ठसक्रियकों का उपयोग पायसीकारकों के रूप में किया जाता है, तो उनके जलभीत समूह का एक सिरा अघुलनशील द्रव कणों (जैसे तेल) की सतह पर अधिशोषित हो जाता है, जबकि जलस्नेही समूह जल की ओर बढ़ता है। पृष्ठसक्रियकों को द्रव कणों की सतह पर दिशात्मक रूप से व्यवस्थित करके एक जलस्नेही अधिशोषण फिल्म (इंटरफेसियल फिल्म) बनाई जाती है, जिससे बूंदों के बीच पारस्परिक आकर्षण कम होता है, दो प्रावस्थाओं के बीच पृष्ठ तनाव कम होता है, और इमल्शन बनाने के लिए पारस्परिक फैलाव को बढ़ावा मिलता है।

सर्फेक्टेंट की सांद्रता का इंटरफेसियल फेशियल मास्क की मजबूती पर सीधा प्रभाव पड़ता है। उच्च सांद्रता पर, इंटरफेस पर कई सर्फेक्टेंट अणु अवशोषित हो जाते हैं, जिससे एक सघन और मजबूत इंटरफेस फेशियल मास्क बनता है।

विभिन्न पायसीकारकों के पायसीकरण प्रभाव अलग-अलग होते हैं, और इष्टतम पायसीकरण प्रभाव प्राप्त करने के लिए आवश्यक मात्रा भी भिन्न होती है। सामान्यतया, सीमांत फेशियल मास्क बनाने वाले पायसीकारकों का आणविक बल जितना अधिक होगा, फिल्म की शक्ति उतनी ही अधिक होगी, और लोशन उतना ही अधिक स्थिर होगा; इसके विपरीत, बल जितना कम होगा, फिल्म की शक्ति उतनी ही कम होगी, और पायस उतना ही अधिक अस्थिर होगा।

जब फेशियल मास्क में फैटी अल्कोहल, फैटी एसिड और फैटी अमीन जैसे ध्रुवीय कार्बनिक अणु होते हैं, तो झिल्ली की मजबूती में उल्लेखनीय सुधार होता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि इमल्सीफायर अणु इंटरफ़ेस सोखना परत में अल्कोहल, एसिड और अमीन जैसे ध्रुवीय अणुओं के साथ परस्पर क्रिया करके एक जटिल संरचना बनाते हैं, जिससे इंटरफ़ेस फेशियल मास्क की मजबूती बढ़ जाती है।

दो से अधिक पृष्ठसक्रियकों से बना पायसीकारक एक मिश्रित पायसीकारक होता है। अणुओं के बीच प्रबल अंतःक्रिया के कारण, अंतरापृष्ठीय तनाव काफी कम हो जाता है, अंतरापृष्ठ पर अवशोषित पायसीकारक की मात्रा काफी बढ़ जाती है, और निर्मित अंतरापृष्ठीय मुखाकृति का घनत्व और शक्ति बढ़ जाती है।

इमल्शन के निर्माण के दौरान, सर्फेक्टेंट की भागीदारी के कारण तेल और पानी के बीच का अंतरापृष्ठीय तनाव बहुत कम हो जाता है, और यह एक स्थिर इमल्शन बन जाता है। हालाँकि, इमल्शन में अभी भी तेल-पानी का अंतरापृष्ठीय तनाव होता है जो CMC या घुलनशीलता प्रतिबंधों के कारण शून्य तक नहीं पहुँच सकता। इसलिए, लोशन एक ऊष्मागतिकीय अस्थिर तंत्र है।

सूक्ष्म इमल्शन के तेल और पानी के बीच अंतरापृष्ठीय तनाव इतना कम होता है कि उसे मापा नहीं जा सकता। यह एक ऊष्मागतिकीय स्थिर तंत्र है। यह मुख्य रूप से एक दूसरे प्रकार के पृष्ठसक्रियक (जैसे मध्यम आकार के अल्कोहल जैसे पेंटेनॉल, हेक्सेनॉल और हेप्टेनॉल, जिन्हें सह-सर्फेक्टेंट कहा जाता है) को मिलाकर प्राप्त किया जाता है, जो अंतरापृष्ठीय तनाव को और भी कम कर सकता है, यहाँ तक कि तात्कालिक ऋणात्मक मान भी उत्पन्न कर सकता है। इसे बहु-घटक तंत्रों के लिए गिब्स अधिशोषण समीकरण द्वारा समझाया जा सकता है।

 

3、इमल्शन का प्रकार

प्रकार

सामान्य पायस, एक चरण पानी या जलीय घोल है, और दूसरा कार्बनिक पदार्थ है जो पानी के साथ अघुलनशील है, जैसे कि तेल, मोम, आदि। पानी और तेल द्वारा गठित पायस को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

(a) पानी में तेल प्रकार (O'W)
(ई) मिश्रित दूध (डब्ल्यू/ओ/डब्ल्यू)
(बी) पानी में तेल प्रकार (डब्ल्यू/ओ)

(1) तेल/जल (0/W) इमल्शन, जल में परिक्षिप्त तेल। तेल एक परिक्षिप्त प्रावस्था (आंतरिक प्रावस्था) है, और जल एक सतत प्रावस्था (बाह्य प्रावस्था) है। जल में तेल इमल्शन, जिसे जल से तनु किया जा सकता है। जैसे दूध, सोयाबीन का दूध, आदि।

(2) जल/तेल (W/0) इमल्शन, तेल में परिक्षिप्त जल। तेल इमल्शन में जल एक परिक्षिप्त प्रावस्था (आंतरिक प्रावस्था) है और तेल जल की एक सतत प्रावस्था (बाह्य प्रावस्था) है। इस प्रकार के इमल्शन को तेल के साथ तनु किया जा सकता है। जैसे कृत्रिम मक्खन, कच्चा तेल, आदि।

(3) जल और तेल चरणों के परत दर परत वैकल्पिक फैलाव द्वारा निर्मित रिंग आकार के इमल्शन मुख्य रूप से दो रूपों में आते हैं: जल में तेल और तेल में तेल 0/W/0 (अर्थात जल चरण जिसमें तेल चरण में निलंबित तेल की बूंदें फैली हुई हैं और तेल में जल और जल में जल W/0/W (अर्थात जल चरण में निलंबित जल की बूंदें फैली हुई हैं)। इस प्रकार का इमल्शन दुर्लभ है और आम तौर पर कच्चे तेल में मौजूद होता है।

 

इमल्शन के प्रकार की जाँच की विधि

(1) तनुकरण विधि

इमल्शन को उसी द्रव से तनु करें जिससे सतत प्रावस्था बनी है। जल में घुलनशील इमल्शन तेल/जल प्रकार का होता है, और तेल में घुलनशील इमल्शन जल/तेल प्रकार का होता है।
उदाहरण के लिए, दूध को पानी से पतला किया जा सकता है, लेकिन वनस्पति तेल के साथ नहीं। यह देखा जा सकता है कि दूध O/W इमल्शन है।

(2) प्रवाहकीय विधि

पानी और तेल की चालकता में बहुत अंतर होता है, और तेल/पानी के इमल्शन की चालकता पानी/तेल की चालकता से सैकड़ों गुना ज़्यादा होती है। इसलिए, इमल्शन में दो इलेक्ट्रोड डाले जाते हैं और लूप में निऑन को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है, और तेल/पानी की लाइट जलती है।

(3) धुंधला विधि

टेस्ट ट्यूब में तेल आधारित या पानी आधारित रंगों की 2-3 बूंदें डालें, और पायस के प्रकार का आकलन करें कि किस प्रकार का रंग निरंतर चरण को समान रूप से रंगीन बना सकता है।

(4) फिल्टर पेपर गीला करने की विधि

लोशन को फिल्टर पेपर पर डालें। अगर तरल तेज़ी से फैल सकता है और बीच में एक छोटी बूंद रह जाती है, तो लोशन पानी में तेल है; अगर लोशन की बूंदें नहीं फैलती हैं, तो लोशन पानी में तेल है।

(5) प्रकाशीय अपवर्तन विधि

प्रकाश के प्रति जल और तेल के अलग-अलग अपवर्तनांक का उपयोग पायस के प्रकार की पहचान करने के लिए किया जाता है। यदि पायस जल में तेल है, तो कण प्रकाश संग्राहक की भूमिका निभाते हैं, और सूक्ष्मदर्शी से कणों की केवल बाईं रूपरेखा ही देखी जा सकती है; यदि पायस जल में तेल है, तो कण दृष्टिवैषम्य की भूमिका निभाते हैं, और सूक्ष्मदर्शी से कणों की केवल दाईं रूपरेखा ही देखी जा सकती है;

इमल्शन के प्रकार को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक

(1)चरण मात्रा:

ओस्टवाल्ड ने ज्यामितीय दृष्टिकोण से प्रावस्था आयतन सिद्धांत का प्रस्ताव रखा था। इस दृष्टिकोण के अनुसार, यह मानते हुए कि लोशन के द्रव कण समान आकार और दृढ़ गोले हैं, द्रव कणों का प्रावस्था आयतन अंश कुल आयतन का केवल 74.02% ही हो सकता है, जब वे सबसे सघन रूप से भरे हों। यदि द्रव कणों का प्रावस्था आयतन पूर्णांक 74.02% से अधिक है, तो लोशन विकृत या क्षतिग्रस्त हो जाएगा।

(ए) एकसमान बूंद समृद्ध ढेर बुना पायस
(बी) असमान बूंद घने स्टैकिंग इमल्शन
(सी) गैर गोलाकार तरल बूंदों को ढेर लगाने और पायस बनाने की आवश्यकता होती है (अस्थिर)

उदाहरण के तौर पर O/W प्रकार के इमल्शन को लें, यदि तेल की चरण अभिन्न संख्या 74.02% से अधिक है, तो इमल्शन केवल W/0 प्रकार का ही निर्माण कर सकता है, जब O/i प्रकार 25.98% से कम है, और जब अंश 25.98% -74.02% है, तो यह 0/W या W0 प्रकार का निर्माण कर सकता है।

 

पायसीकारकों की आणविक संरचना और गुण - वेज सिद्धांत

वेज सिद्धांत, पायस के प्रकार का निर्धारण करने के लिए पायसीकारकों की स्थानिक संरचना पर आधारित है। वेज सिद्धांत बताता है कि पायसीकारकों में जलस्नेही और जलभीत समूहों के अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल समान नहीं होते। पायसीकारकों के अणुओं को वेज के रूप में देखा जाता है, जिसका एक सिरा बड़ा और दूसरा छोटा होता है। पायसीकारकों के छोटे सिरे को वेज की तरह बूँद की सतह में डाला जा सकता है और तेल-जल अंतरापृष्ठ पर दिशात्मक रूप से व्यवस्थित किया जा सकता है। जलस्नेही ध्रुवीय सिरा जलीय प्रावस्था में विस्तारित होता है, जबकि लिपोफिलिक हाइड्रोकार्बन श्रृंखला तेल प्रावस्था में विस्तारित होती है, जिसके परिणामस्वरूप अंतरापृष्ठीय शक्ति बढ़ जाती है।

 

इमल्शन के प्रकार पर इमल्सीफायर सामग्री का प्रभाव

पायस की संरचना सामग्री और पायस निर्माण की स्थितियों जैसे कारकों के प्रभाव के अलावा, बाह्य परिस्थितियाँ भी पायस के प्रकार को प्रभावित करती हैं। उदाहरण के लिए, पायस की दीवार की जलस्नेही और लिपोफिलिक प्रकृति प्रबल होती है, और जब पायस की दीवार की जलस्नेही प्रकृति प्रबल होती है, तो O/W पायस का निर्माण आसान होता है, जबकि जब पायस की दीवार की लिपोफिलिक प्रकृति प्रबल होती है, तो W/0 पायस का निर्माण आसान होता है। इसका कारण यह है कि द्रव को दीवार पर निरंतर प्रावस्था की एक परत बनाए रखने की आवश्यकता होती है, ताकि हिलाने पर यह आसानी से द्रव मोतियों में न बदल जाए। काँच जलस्नेही होता है जबकि प्लास्टिक जलभीति है, इसलिए पूर्व में O/W पायस बनने की संभावना होती है जबकि बाद में W/0 पायस बनने की संभावना होती है।

 

दो चरणों के एकत्रीकरण वेग का सिद्धांत

संलयन गति सिद्धांत पायस पर पायस बनाने वाली दो प्रकार की बूंदों की संलयन गति के प्रभाव से शुरू होता है, और यह निर्णय करता है कि दो प्रकार की बूंदों की संलयन गति दो प्रकार की बूंदों की संलयन गति पर निर्भर करती है जब पायस, शार्क और किल एक साथ मांग को कवर करते हैं।

 

तापमान

तापमान में वृद्धि से हाइड्रोफिलिक समूहों की जलयोजन मात्रा कम हो जाएगी, जिससे अणुओं की हाइड्रोफिलिसिटी कम हो जाएगी। इसलिए, कम तापमान पर बना 0/w इमल्शन गर्म होने पर W/0 इमल्शन में बदल सकता है। यह संक्रमण तापमान वह तापमान है जिस पर सर्फेक्टेंट के हाइड्रोफिलिक और लिपोफिलिक गुण एक उचित संतुलन पर पहुँच जाते हैं, जिसे चरण संक्रमण तापमान PIT कहा जाता है।

हालांकि, जब पायसीकारक की सांद्रता इतनी अधिक होती है कि वह पायसीकारक पदार्थ के गीला करने वाले गुण के प्रभाव को दूर कर सके, तो बनने वाले पायस का प्रकार केवल पायसीकारक की प्रकृति पर ही निर्भर करता है और इसका वाहिका भित्ति की हाइड्रोफिलिसिटी और लिपोफिलिसिटी से कोई संबंध नहीं होता है।