Emulzia je zmes látok. V ňom jedna zložka pozostáva z drobných čiastočiek, ktoré sú v druhej nerozpustné. Táto zložka sa nazýva "dispergovaná fáza". Ďalšou látkou je rozptýlené médium. Obsahuje prvú zložku. "Emulzia" je termín latinského pôvodu. V preklade to znamená „dojím, dojím“. Pozrime sa na tento koncept podrobnejšie.
Všeobecné informácie
Akékoľvek dve kvapaliny, ktoré sa nemiešajú a chemicky nereagujú, možno emulgovať. Jednou zo zložiek je takmer vždy voda. Ďalšia látka pozostáva zo slabo polárnych alebo neutrálnych molekúl (napríklad tukov). Prvou známou emulziou je mlieko. Tu sú častice tuku rozptýlené vo vode. Veľkosť najmenších častíc dispergovanej fázy je 1-50 mikrónov, preto sú emulzie klasifikované ako hrubé systémy. Kvapaliny s nízkou koncentráciou - neštruktúrované. Zmesi s vysokou koncentráciou - štruktúrované. Podľa termodynamických vlastností je olejová emulzia nestabilný systém. Veľkosť kvapôčok fázy je veľká a zmes bude neštruktúrovaná.
Klasifikácia
Typ získanej emulzie závisí od pomeru fázových objemov a ich zloženia, namnožstvo a povaha emulgátora, jeho chemická aktivita, spôsob a spôsob miešania.
- Priame zmesi s najmenšími časticami nepolárnej a nerozpustnej kvapaliny v polárnej fáze (o/w - z výrazu "olej vo vode"). Pre takéto zmesi sa môžu použiť emulgátory, ktoré sa rozpúšťajú vo vode, ako sú bitúmenové častice. Ich molekuly sú adsorbované na povrchových filmoch m-fázy, čím sa znižuje nielen napätie, ale vytvára sa aj silný film.
- Reverzné (h/m) zmesi, pre ktoré sa používajú vo vode nerozpustné emulgátory.
Chemické pôsobenie na emulziu, tlak, zmena zloženia môže viesť k inverzii.
- Lyofilná emulzia je zmes, ktorá vzniká spontánne, spontánne. Považuje sa za termodynamicky stabilný. Príkladom sú kriticky stabilné emulzie, keď sa dosiahne teplotný limit pre miešanie fáz. Do tejto kategórie patria aj mazacie oleje a chladiace kvapaliny.
- Lyofóbna emulzia je zmes vytvorená mechanickým, akustickým alebo elektrickým miešaním. Termodynamicky sú extrémne nestabilné. Takéto zmesi bez emulgátorov už dávno neexistujú. Dobré zložky pre nich: Povrchovo aktívne látky, makromolekulárne, vo vode rozpustné látky, pevné látky s vysokou disperziou.
Prijať
Existujú dve technológie výroby emulzie. Prvým je spôsob jemného drvenia frakcií. Druhým je proces tvorby filmu, po ktorom nasleduje roztrhnutie na malé kúsky. V prvom variante sa látka pomaly pridávarozptýlený systém. V tomto prípade je potrebné pri pridávaní neustále miešať pri vysokej rýchlosti. V tomto prípade bude kvalita zmesi závisieť od rôznych faktorov. Najmä na rýchlosti miešania, zavádzania a objemu dispergovanej látky, jej koncentrácie, teploty a kyslosti média. Druhý spôsob je proces, pri ktorom sa na povrchu inej fázy vytvorí film. Vzduch je vháňaný zospodu. Bublinky rozbijú film na malé kvapky a premiešajú celý objem kvapaliny. V našej dobe začali používať ultrazvuk namiesto vzduchu. To spôsobí, že sa fólia rozpadne na ešte menšie kúsky.
Zničenie zmesí
V priebehu času dochádza k samovoľnému rozpadu emulzie. Existujú prípady, kedy je potrebné tento proces urýchliť a znížiť koncentráciu zlúčeniny. Táto potreba je dôležitá vtedy, keď prítomnosť vysoko koncentrovanej emulzie narúša spracovanie materiálu alebo jeho správnu aplikáciu. Existuje niekoľko spôsobov, ako urýchliť proces znižovania koncentrácie roztoku:
- Chemická metóda. Používajú sa činidlá, ktoré ničia povrchové filmy samotného emulgátora. V tomto prípade je negatívny náboj koncentrovaný na povrchovom filme neutralizovaný. Na rovnakom princípe je založené aj použitie organických prísad do doplnkov stravy (biologicky aktívne látky - deemulgátory).
- Pridanie emulgátora, ktorý spôsobuje tvorbu katiónov, ktoré priťahujú negatívny povrchový náboj a spôsobujú destabilizáciu povrchových filmov emulgátora. Stabilita stavu roztoku klesá.
- Náhrada emulgátora za inú povrchovo aktívnu zložku (tenzidu). Zriedi koncentráciu prvého, ale sám o sebe nevytvorí dostatočne silný film.
- Tepelná metóda. Pri tejto metóde je emulzia vystavená teplote, ktorá spôsobí jej oddelenie.
- Mechanická metóda. Táto možnosť sa nazýva aj metóda separátora. Emulzia sa pomaly čerpá do nádoby rotujúcej vysokou uhlovou rýchlosťou. Roztok je rozdelený na zložky podľa hmotnostných zlomkov.
- Metóda aplikácie elektrického prúdu alebo pridania elektrolytu do emulzie. Táto metóda ničí povrchové filmy zmesí stabilizovaných záporným nábojom.
Aplikácia
Spektrum použitia emulzií v priemysle je veľmi široké. Konkrétne pripojenia používajú:
- Pri výrobe margarínu a masla.
- Pri výrobe mydla.
- Pri výrobe materiálov z prírodného kaučuku.
- V stavebníctve. Napríklad bitúmenová emulzia je nehorľavá zlúčenina.
- V poľnohospodárstve: pesticídy – rôzne lieky, ktoré ničia škodcov rastlín.
- Na lekárske účely: výroba rôznych liekov, mastí, kozmetiky.
- Pri maľovaní sa používajú rôzne emulzné farby.
- Kozmetika na vlasy, emulzie, ktoré chránia povrch vlasov pri farbení. Napríklad vyvíjacia emulzia (ide o oxidačné činidlo pre farby).
- Ropný priemysel používa zmes vody a ropy,v ktorých dochádza k dispergácii jednej kvapalnej fázy do druhej v malých kvapôčkach - globulkách.
