СУСПЕНЗИЯ БУДЕТ БОЛЕЕ УСТОЙЧИВОЙ, ЕСЛИ ПЛОТНОСТЬ
1) дисперсной фазы больше плотности дисперсионной среды
2) дисперсионной среды равна единице
3) дисперсной фазы меньше плотности дисперсионной среды
4) дисперсной фазы равна плотности дисперсионной среды (+)
Устойчивость суспензии максимальна тогда, когда скорость седиментации частиц стремится к нулю. По закону Стокса скорость v прямо пропорциональна разности плотностей между частицами и средой (Δρ = ρф−ρср) и квадрату радиуса частиц, и обратно пропорциональна вязкости среды: v ∝ (ρф−ρср)·r²/η. Если плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды совпадают, Δρ→0, оседание практически прекращается — система становится наиболее стабильной по отношению к расслоению.
На практике стабильность усиливают комбинированно: подбирают среду с подходящей плотностью/вязкостью, уменьшают размер частиц, используют смачивающие и суспендирующие агенты (например, производные целлюлозы, ПВС, карбомеры), контролируют pH и ионную силу для поддержания зета-потенциала, а также управляют флоккуляцией, чтобы получить рыхлый осадок с быстрым ресуспендированием.
| Фактор | Влияние на устойчивость | Практические приёмы |
|---|---|---|
| Разность плотностей (Δρ) | Чем меньше Δρ, тем ниже скорость седиментации | Подбор/модификация среды, сорастворители с большей плотностью |
| Размер частиц (r) | Скорость оседания растёт пропорционально r² | Тонкое измельчение, микромиллинг, контролируемая кристаллизация |
| Вязкость среды (η) | Более высокая η снижает седиментацию | Суспендирующие агенты: ГПМЦ, КМЦ, ксантан, карбомеры |
| Смачивание частиц | Хорошее смачивание предотвращает флотацию/агрегацию | ПАВ: полисорбаты, сорбитаны, лецитин |
| Зета-потенциал/заряд | Выше |ζ| → сильнее отталкивание → меньше агрегации | Регулировка pH, добавление электролитов/полимерных стабилизаторов |
| Флоккуляция vs дефлоккуляция | Флоккулы дают рыхлый, легко ресуспендируемый осадок | Контролируемая флоккуляция электролитами/ПАВ/полимерами |
| Форма частиц | Неправильная форма ↑ межчастичные связи, риск кека | Оптимизация кристаллизации, использование сферонизации |
| Температура | Рост T ↓ вязкость, может ускорить седиментацию | Хранить при рекомендованной T; избегать перегрева/охлаждения |
| Ионная сила среды | Высокая I может экранировать заряд и повышать агрегацию | Контроль электролитов, буферов, совместимости компонентов |
| Совместимость ингредиентов | Несовместимости вызывают рост частиц/кекование | Предварительные тесты, поэтапное введение, корректный порядок смешения |