Температура инверсии фаз

Температу́ра инве́рсии фаз (температура гидрофильно-липофильного баланса), характеристика специфических неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ), относящихся к классу этоксилированных, для которых меняется сродство к водной и масляной фазе в зависимости от температуры. Лежит в основе метода получения наноэмульсий, базирующегося на температурной инверсии фаз. При температуре инверсии фаз такие ПАВ одинаково растворимы в водной и масляной фазах. Функциональные группы частично гидратированы, в результате чего образуются межфазные поверхности с нулевой кривизной межфазного слоя – плоские монослои (жидкие кристаллы) – или почти нулевой – бинепрерывные микроэмульсии. Сверхнизкое поверхностное натяжение (10^-2 –10^-5 мН/м) при температуре гидрофильно-липофильного баланса способствует образованию мелких капель эмульсии. При этом коалесценция протекает крайне быстро, что приводит к разрушению систем в таких условиях. При температуре ниже температуры инверсии фаз полиэтоксилированные группы таких ПАВ подвергаются гидратации, приобретают большее сродство к воде и стабилизируют эмульсии типа «масло-в-воде». При повышении температуры происходит дегидратация полиэтоксилированных групп, приобретение липофильных свойств и стабилизация эмульсий «вода-в-масле».

При температуре гидрофильно-липофильного баланса система состоит из трёх жидких фаз: практически чистой водной, масляной, содержащей незначительные количества солюбилизированной воды, и бинепрерывной микроэмульсии, содержащей растворённое ПАВ или их смесь. При температуре выше температуры гидрофильно-липофильного баланса образуется преимущественно обратная эмульсия типа «вода-в-масле». В процессе её охлаждения происходит разделение масляной фазы, являвшейся дисперсионной средой, с образованием бинепрерывной микроэмульсии и отделившейся масляной фазы с незначительными количествами солюбилизированной воды и растворённых ПАВ. При дальнейшем охлаждении бинепрерывная микроэмульсия постепенно вбирает в себя водную фазу и ниже температуры инверсии фаз распадается. Это приводит к самопроизвольному диспергированию капель масла за счёт сверхнизкого межфазного натяжения и образованию прямой эмульсии. Температурой инверсии фаз называют температуру, при которой содержание бинепрерывной микроэмульсии в системе максимально.

Для повышения температуры гидрофильно-липофильного баланса и, как следствие, получения более ультрадисперсных эмульсий в систему добавляют ионогенные и неионогенные ПАВ сразу после получения наноэмульсий методом температурной инверсии фаз. Вновь добавленные ПАВ частично вытесняют и замещают стабилизаторы на межфазной поверхности капель, что приводит к образованию наноэмульсий, более устойчивых к коалесценции.