Estabilidad de dispersión

Las dispersiones son inestables desde el punto de vista termodinámico; sin embargo, pueden ser cinéticamente estables durante un largo período de tiempo, lo que determina su vida útil. Este lapso de tiempo debe medirse para garantizar la mejor calidad del producto para el consumidor final. «La estabilidad de la dispersión se refiere a la capacidad de una dispersión para resistir cambios en sus propiedades a lo largo del tiempo». DJ McClements. ^{[ 1 ]}

Estas desestabilizaciones pueden clasificarse en dos procesos principales:

1. Fenómenos de migración  : por los cuales la diferencia de densidad entre la fase continua y la fase dispersa conduce a la separación de fases gravitacional:
   • Cremado , que ocurre cuando la fase dispersa es menos densa que la fase continua (por ejemplo, leche, crema cosmética, refrescos, etc.).
   • Sedimentación , cuando la fase dispersa es más densa que la fase continua (por ejemplo, tinta, suspensiones CMP, pintura, etc.).
2. Fenómenos de aumento del tamaño de las partículas: por los cuales aumenta el tamaño de la fase dispersa (gotas, partículas, burbujas).
   • reversiblemente ( floculación )
   • irreversiblemente ( agregación , coalescencia , maduración de Ostwald )

La dispersión múltiple de luz acoplada al escaneo vertical es una de las muchas técnicas que permiten monitorear el estado de dispersión de un producto, identificando y cuantificando los fenómenos de desestabilización. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Funciona con dispersiones concentradas sin dilución. Cuando la luz atraviesa la muestra, es retrodispersada por las partículas/gotas. La intensidad de la retrodispersión es directamente proporcional al tamaño y la fracción de volumen de la fase dispersa. Por lo tanto, se detectan y monitorean los cambios locales en la concentración (cremado y sedimentación) y los cambios globales en el tamaño (floculación, coalescencia).

El proceso cinético de desestabilización puede ser bastante prolongado (hasta varios meses o incluso años para algunos productos), y a menudo el formulador debe emplear métodos de aceleración adicionales para lograr un tiempo de desarrollo razonable para el diseño de nuevos productos. Los métodos térmicos son los más utilizados y consisten en aumentar la temperatura para acelerar la desestabilización (por debajo de las temperaturas críticas de inversión de fase o degradación química). La temperatura afecta no solo la viscosidad , sino también la tensión interfacial en el caso de tensioactivos no iónicos o, en general, las fuerzas de interacción dentro del sistema. Almacenar una dispersión a altas temperaturas puede acelerar algunos procesos de inestabilidad.

También se puede utilizar la aceleración mecánica, que incluye vibración, centrifugación y agitación.