Emulze je směs látek. V něm se jedna složka skládá z drobných částeček, které jsou ve druhé nerozpustné. Tato složka se nazývá "dispergovaná fáze". Další látkou je dispergované médium. Obsahuje první složku. "Emulze" je termín latinského původu. V překladu to znamená „dojím, dojím“. Podívejme se na tento koncept podrobněji.
Obecné informace
Jakékoli dvě kapaliny, které se nemísí a chemicky nereagují, lze emulgovat. Jednou ze složek je téměř vždy voda. Další látku tvoří slabě polární nebo neutrální molekuly (například tuky). První známou emulzí je mléko. Zde jsou částice tuku rozptýleny ve vodě. Velikost nejmenších částic dispergované fáze je 1-50 mikronů, takže emulze jsou klasifikovány jako hrubé systémy. Nízkokoncentrované kapaliny - nestrukturované. Směsi s vysokou koncentrací - strukturované. Podle termodynamických vlastností je olejová emulze nestabilní systém. Velikost kapiček fáze je velká a směs bude nestrukturovaná.
Klasifikace
Typ získané emulze závisí na poměru fázových objemů a jejich složení, namnožství a povaha emulgátoru, jeho chemická aktivita, způsob a způsob míchání.
- Přímé směsi s nejmenšími částicemi nepolární a nerozpustné kapaliny v polární fázi (o/w - z výrazu "olej ve vodě"). Pro takové směsi lze použít emulgátory, které se rozpouštějí ve vodě, jako jsou bitumenové částice. Jejich molekuly jsou adsorbovány na povrchových filmech m-fáze, čímž snižují nejen napětí, ale také vytvářejí silný film.
- Reverzní (w/m) směsi, pro které se používají emulgátory nerozpustné ve vodě.
Chemické působení na emulzi, tlak, změna složení může vést k inverzi.
- Lyofilní emulze je směs, která se tvoří spontánně, samovolně. Je považován za termodynamicky stabilní. Příkladem jsou kriticky stabilní emulze, když je dosaženo teplotního limitu pro míchání fází. Do této kategorie spadají také mazací oleje a chladicí kapaliny.
- Lyofobní emulze je směs vytvořená mechanickým, akustickým nebo elektrickým mícháním. Termodynamicky jsou extrémně nestabilní. Takové směsi bez emulgátorů už dávno neexistují. Dobré přísady pro ně: Povrchově aktivní látky, makromolekulární, ve vodě rozpustné látky, pevné látky s vysokou disperzí.
Přijmout
Existují dvě technologie výroby emulzí. První je způsob jemného drcení frakcí. Druhým je proces tvorby filmu s následným roztržením na malé kousky. V první variantě se látka pomalu přidávározptýlený systém. V tomto případě je nutné při provádění přidávání neustále míchat vysokou rychlostí. V tomto případě bude kvalita směsi záviset na různých faktorech. Zejména na rychlosti míchání, zavádění a objemu dispergované látky, její koncentraci, teplotě a kyselosti média. Druhý způsob je proces, při kterém se na povrchu jiné fáze vytvoří film. Vzduch je vháněn zespodu. Bublinky rozbijí film na malé kapky a promíchají celý objem kapaliny. V naší době začali místo vzduchu používat ultrazvuk. To způsobí, že se film rozpadne na ještě menší kousky.
Zničení směsí
V průběhu času dochází k samovolnému rozpadu emulze. Existují případy, kdy je nutné tento proces urychlit a snížit koncentraci sloučeniny. Tato potřeba je relevantní, když přítomnost vysoce koncentrované emulze narušuje zpracování materiálu nebo jeho správnou aplikaci. Existuje několik způsobů, jak urychlit proces snižování koncentrace roztoku:
- Chemická metoda. Používají se činidla, která ničí povrchové filmy samotného emulgátoru. V tomto případě je negativní náboj koncentrovaný na povrchovém filmu neutralizován. Na stejném principu je založeno použití organických aditiv doplňků stravy (biologicky aktivních látek - deemulgátorů).
- Přidání emulgátoru, který způsobí tvorbu kationtů, které přitahují negativní povrchový náboj a způsobují destabilizaci povrchových filmů emulgátoru. Stabilita stavu roztoku klesá.
- Náhrada emulgátoru jinou povrchově aktivní složkou (povrchově aktivní látkou). Zředí koncentraci prvního, ale sám o sobě nevytvoří dostatečně silný film.
- Tepelná metoda. Při této metodě je emulze vystavena teplotě, která způsobí její oddělení.
- Mechanická metoda. Tato možnost se také nazývá metoda separátoru. Emulze se pomalu čerpá do nádoby rotující vysokou úhlovou rychlostí. Roztok je rozdělen na složky podle hmotnostních zlomků.
- Metoda aplikace elektrického proudu nebo přidání elektrolytu do emulze. Tato metoda ničí povrchové filmy směsí stabilizovaných negativním nábojem.
Aplikace
Spektrum použití emulzí v průmyslu je velmi široké. Konkrétně připojení používají:
- Při výrobě margarínu a másla.
- Při výrobě mýdla.
- Při výrobě materiálů z přírodního kaučuku.
- Ve stavebnictví. Například bitumenová emulze je nehořlavá sloučenina.
- V zemědělství: pesticidy – různé léky, které ničí rostlinné škůdce.
- Pro lékařské účely: výroba různých léků, mastí, kosmetiky.
- Při malování se používají různé emulzní barvy.
- Kosmetika na vlasy, emulze, které chrání povrch vlasů při barvení. Například vyvíjecí emulze (jedná se o oxidační činidlo pro barvy).
- Naftový průmysl používá směs vody a ropy,ve kterém dochází k disperzi jedné kapalné fáze do druhé v drobných kapičkách - globulích.
