Kolloidstabilisering

Kolloidstabilisering avser metoder som hindrar att kolloidala partiklar i en dispersion aggregerar, fäller ut eller sedimenterar över tid. Målet är att upprätthålla en homogen och varaktig fördelning av partiklar i vätskan, vilket är centralt för egenskaper som färg, konsistens och biotillgänglighet.

De viktigaste mekanismerna för stabilisering är elektrostatisk stabilisering, sterisk stabilisering och elektrosterisk stabilisering. Vid elektrostatisk stabilisering har partiklarna en ytladdning som orsakar repulsion genom det elektriska dubbellagret; zeta-potentialen används som indirekt mått på stabiliteten. Ju större absolutvärde av zeta-potentialen, desto stabilare är dispersionen. Denna stabilisering påverkas av pH, jonstyrka och valenselektroner i lösningen. Sterisk stabilisering bygger på adsorberade polymerer eller ytskyddande ytor som ger en entropisk repulsion när kedjorna komprimeras när partiklarna närmar sig varandra. Elektrosterisk stabilisering kombinerar båda mekanismerna och är vanligt i många livsmedels‑ och läkemedelsprodukter. En särskild form är Pickering-stabilisering, där små fasta partiklar själva bildar en barriär vid gränssnittet mellan faser och hindrar coalescens eller demulsifiering.

Faktorer som påverkar stabilitet inkluderar partikelstorlek, ytsbeläggningar, lösningens pH och jonstyrka, temperatur och lösningsmedlets dielektriska egenskaper. Mätningar som zeta-potential och dynamisk ljusspridning används för att bedöma stabilitet och partikelstorlek. Viktiga tillämpningar finns inom färg och beläggningar, livsmedel, läkemedel, kosmetika, keramiska material och nanomaterial. Begränsningar innefattar miljöberoende stabilitet och risk för desorbering av ytskydd vid förändrade förhållanden.