Емулсията е смес от вещества. В него единият компонент се състои от малки частици, които са неразтворими в другия. Тази съставка се нарича "дисперсна фаза". Друго вещество е дисперсна среда. Съдържа първия компонент. "Емулсия" е термин от латински произход. В превод това означава „Доя, доя“. Нека разгледаме тази концепция по-подробно.
Обща информация
Всеки две течности, които не се смесват и не реагират химически, могат да бъдат емулгирани. Един от компонентите почти винаги е вода. Друго вещество се състои от слабо полярни или неутрални молекули (например мазнини). Първата известна емулсия е млякото. Тук мастните частици се диспергират във вода. Размерът на най-малките частици на дисперсната фаза е 1-50 микрона, така че емулсиите се класифицират като груби системи. Течности с ниска концентрация - неструктурирани. Смеси с висока концентрация - структурирани. Според термодинамичните характеристики маслената емулсия е нестабилна система. Размерът на фазовите капчици е голям и сместа ще бъде неструктурирана.
Класификация
Видът на получената емулсия зависи от съотношението на фазовите обеми и техния състав, наколичеството и естеството на емулгатора, неговата химическа активност, метода и метода на смесване.
- Директни смеси с най-малките частици неполярна и неразтворима течност в полярната фаза (o/w - от израза "масло във вода"). За такива смеси могат да се използват емулгатори, които се разтварят във вода, като битумни частици. Техните молекули се адсорбират върху повърхностните филми на m-фазата, намалявайки не само напрежението, но и създавайки силен филм.
- Обратни (w/m) смеси, за които се използват водонеразтворими емулгатори.
Химичното действие върху емулсията, налягането, промяната в състава може да доведе до инверсия.
- Лиофилната емулсия е смес, която се образува спонтанно, спонтанно. Счита се за термодинамично стабилен. Пример са критично стабилни емулсии, когато се достигне температурната граница за фазово смесване. Смазочните масла и охлаждащите течности също попадат в тази категория.
- Лиофобната емулсия е смес, образувана чрез механично, акустично или електрическо смесване. Термодинамично те са изключително нестабилни. Такива смеси без емулгатори не съществуват дълго време. Добри съставки за тях: повърхностно активни вещества, макромолекулни, водоразтворими вещества, твърди вещества с висока дисперсия.
Получаване
Има две технологии за производство на емулсии. Първият е начинът на фино раздробяване на фракции. Вторият е процесът на образуване на филм, последван от разкъсване на малки парченца. В първия вариант веществото се добавя бавно къмдисперсна система. В този случай е необходимо, докато извършвате добавянето, непрекъснато да се разбърква на висока скорост. В този случай качеството на сместа ще зависи от различни фактори. По-специално, скоростта на смесване, въвеждането и обема на дисперсното вещество, неговата концентрация, температура и киселинност на средата. Вторият метод е процес, при който върху повърхността на друга фаза се образува филм. Въздухът се вдухва отдолу. Мехурчетата разбиват филма на малки капки и смесват целия обем на течността. В наше време започнаха да използват ултразвук вместо въздух. Това кара филма да се разпадне на още по-малки парчета.
Унищожаване на смеси
С течение на времето настъпва спонтанно разпадане на емулсията. Има случаи, когато е необходимо да се ускори този процес и да се намали концентрацията на съединението. Тази необходимост е от значение, когато наличието на високо концентрирана емулсия пречи на обработката на материала или правилното му приложение. Има няколко начина за ускоряване на процеса на намаляване на концентрацията на разтвора:
- Химичен метод. Използват се реагенти, които разрушават повърхностните филми на самия емулгатор. В този случай отрицателният заряд, концентриран върху повърхностния филм, се неутрализира. На същия принцип се основава и използването на органични добавки на хранителни добавки (биологично активни вещества - деемулгатори)
- Добавяне на емулгатор, който предизвиква образуването на катиони, които привличат отрицателен повърхностен заряд и причиняват дестабилизиране на повърхностните филми на емулгатора. Стабилността на състоянието на разтвора намалява.
- Замяна на емулгатора с друг повърхностно активен компонент (повърхностно активно вещество). Той разрежда концентрацията на първия, но сам по себе си не образува достатъчно силен филм.
- Термичен метод. При този метод емулсията се излага на температура, което я кара да се отдели.
- Механичен метод. Тази опция се нарича още метод на разделител. Емулсията бавно се изпомпва в контейнер, въртящ се с висока ъглова скорост. Разтворът се разбива на компоненти по тегловни фракции.
- Метод за прилагане на електрически ток или добавяне на електролит към емулсията. Този метод разрушава повърхностните филми на смеси, стабилизирани от отрицателен заряд.
Заявление
Обхватът на приложение на емулсиите в индустрията е много широк. По-конкретно, връзките използват:
- В производството на маргарин и масло.
- В производството на сапун.
- При изработване на материали от естествен каучук.
- В строеж. Например, битумната емулсия е незапалимо съединение.
- В селското стопанство: пестициди - различни лекарства, които унищожават вредителите по растенията.
- За медицински цели: производство на различни лекарства, мехлеми, козметика.
- В боядисването се използват различни емулсионни бои.
- Козметика за коса, емулсии, които защитават повърхността на косата по време на боядисване. Например развиваща се емулсия (това е окислител за боята).
- Нефтената индустрия използва смес от вода и масло,при който дисперсията на една течна фаза в друга става в малки капчици - глобули.
