Emulsja jest mieszaniną substancji. W nim jeden składnik składa się z maleńkich cząstek, które są nierozpuszczalne w drugim. Ten składnik nazywany jest „fazą rozproszoną”. Inną substancją jest medium rozproszone. Zawiera pierwszy składnik. „Emulsja” to termin pochodzenia łacińskiego. W tłumaczeniu oznacza to „doję, doję”. Rozważmy tę koncepcję bardziej szczegółowo.
Informacje ogólne
Dowolne dwie ciecze, które nie mieszają się i nie reagują chemicznie, mogą być zemulgowane. Jednym ze składników jest prawie zawsze woda. Inna substancja składa się ze słabo polarnych lub obojętnych cząsteczek (na przykład tłuszczów). Pierwszą znaną emulsją jest mleko. Tutaj cząsteczki tłuszczu są zdyspergowane w wodzie. Wielkość najmniejszych cząstek fazy rozproszonej wynosi 1-50 mikronów, dlatego emulsje są klasyfikowane jako układy gruboziarniste. Ciecze o niskim stężeniu - niestrukturalne. Mieszanki o wysokim stężeniu - strukturyzowane. Według właściwości termodynamicznych emulsja olejowa jest układem niestabilnym. Rozmiar kropelek fazy jest duży, a mieszanina będzie pozbawiona struktury.
Klasyfikacja
Rodzaj otrzymanej emulsji zależy od stosunku objętości faz i ich składu, odilość i rodzaj emulgatora, jego aktywność chemiczną, metodę i metodę mieszania.
- Bezpośrednie mieszaniny z najmniejszymi cząsteczkami niepolarnej i nierozpuszczalnej cieczy w fazie polarnej (o/w - od wyrażenia "olej w wodzie"). Do takich mieszanin można stosować emulgatory rozpuszczające się w wodzie, takie jak cząstki bitumu. Ich cząsteczki są adsorbowane na błonach powierzchniowych fazy m, zmniejszając nie tylko napięcie, ale także tworząc mocny film.
- Odwrócone (w/m) mieszaniny, w których stosuje się emulgatory nierozpuszczalne w wodzie.
Działanie chemiczne na emulsję, ciśnienie, zmiana składu mogą prowadzić do inwersji.
- Emulsja liofilowa to mieszanina, która tworzy się spontanicznie, spontanicznie. Uważa się, że jest stabilny termodynamicznie. Przykładem są krytycznie stabilne emulsje, gdy zostanie osiągnięta granica temperatury mieszania faz. Do tej kategorii należą również oleje smarujące i płyny chłodzące.
- Emulsja liofobowa to mieszanina utworzona przez mieszanie mechaniczne, akustyczne lub elektryczne. Termodynamicznie są niezwykle niestabilne. Takie mieszanki bez emulgatorów nie istnieją od dawna. Dobre dla nich składniki: Surfaktanty, substancje wielkocząsteczkowe, rozpuszczalne w wodzie, ciała stałe o wysokiej dyspersji.
Odbierz
Istnieją dwie technologie produkcji emulsji. Pierwszy to sposób drobnego rozdrabniania frakcji. Drugi to proces tworzenia filmu, po którym następuje pękanie na małe kawałki. W pierwszym wariancie substancja jest powoli dodawana dosystem rozproszony. W takim przypadku podczas dodawania konieczne jest ciągłe mieszanie z dużą prędkością. W takim przypadku jakość mieszanki będzie zależeć od różnych czynników. W szczególności dotyczy to szybkości mieszania, wprowadzania i objętości zdyspergowanej substancji, jej stężenia, temperatury i kwasowości medium. Druga metoda to proces, w którym na powierzchni innej fazy powstaje film. Powietrze jest wdmuchiwane od dołu. Bąbelki rozbijają film na małe krople i mieszają całą objętość płynu. W naszych czasach zaczęli używać ultradźwięków zamiast powietrza. Powoduje to rozpadanie się folii na jeszcze mniejsze kawałki.
Zniszczenie mieszanin
Z czasem następuje spontaniczny rozpad emulsji. Zdarzają się przypadki, kiedy konieczne jest przyspieszenie tego procesu i zmniejszenie stężenia związku. Potrzeba ta jest istotna, gdy obecność wysoce stężonej emulsji przeszkadza w przetwarzaniu materiału lub jego prawidłowej aplikacji. Istnieje kilka sposobów na przyspieszenie procesu zmniejszania stężenia roztworu:
- Metoda chemiczna. Stosowane są odczynniki, które niszczą błony powierzchniowe samego emulgatora. W tym przypadku ładunek ujemny skoncentrowany na błonie powierzchniowej jest neutralizowany. Stosowanie organicznych dodatków suplementów diety (substancji biologicznie czynnych – demulgatorów) opiera się na tej samej zasadzie.
- Dodanie emulgatora, który powoduje powstawanie kationów, które przyciągają ujemny ładunek powierzchniowy i powodują destabilizację filmu powierzchniowego emulgatora. Zmniejsza się stabilność stanu roztworu.
- Zastąpienie emulgatora innym składnikiem powierzchniowo czynnym (surfaktantem). Rozcieńcza stężenie tego pierwszego, ale sam nie tworzy wystarczająco mocnego filmu.
- Metoda termiczna. Dzięki tej metodzie emulsja jest wystawiona na działanie temperatury, która powoduje jej rozdzielenie.
- Metoda mechaniczna. Ta opcja jest również nazywana metodą separatora. Emulsja jest powoli pompowana do pojemnika obracającego się z dużą prędkością kątową. Roztwór jest podzielony na składniki według ułamków wagowych.
- Sposób podawania prądu elektrycznego lub dodawania elektrolitu do emulsji. Metoda ta niszczy błony powierzchniowe mieszanin stabilizowanych ładunkiem ujemnym.
Aplikacja
Zakres zastosowań emulsji w przemyśle jest bardzo szeroki. W szczególności połączenia używają:
- W produkcji margaryny i masła.
- W produkcji mydła.
- Przy wykonywaniu materiałów z kauczuku naturalnego.
- W budowie. Na przykład emulsja bitumiczna jest związkiem niepalnym.
- W rolnictwie: pestycydy - różne leki niszczące szkodniki roślin.
- Do celów medycznych: wytwarzanie różnych leków, maści, kosmetyków.
- Do malowania używane są różne farby emulsyjne.
- Kosmetyki do włosów, emulsje chroniące powierzchnię włosów podczas farbowania. Na przykład rozwijająca się emulsja (jest to utleniacz do farby).
- Przemysł naftowy wykorzystuje mieszankę wody i oleju,w którym dyspersja jednej fazy ciekłej w drugą następuje w postaci maleńkich kropelek - kuleczek.
