Էմուլսիան նյութերի խառնուրդ է։ Դրանում մի բաղադրիչը բաղկացած է մանր մասնիկներից, որոնք մյուսի մեջ անլուծելի են։ Այս բաղադրիչը կոչվում է «ցրված փուլ»: Մեկ այլ նյութ ցրված միջավայր է: Այն պարունակում է առաջին բաղադրիչը. «Էմուլսիան» լատինական ծագման տերմին է։ Թարգմանության մեջ նշանակում է «կթում եմ, կթում եմ»։ Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք այս հայեցակարգը:
Ընդհանուր տեղեկություններ
Ցանկացած երկու հեղուկ, որոնք չեն խառնվում և քիմիապես չեն արձագանքում, կարող են էմուլգացվել: Բաղադրիչներից մեկը գրեթե միշտ ջուրն է։ Մեկ այլ նյութ բաղկացած է թույլ բևեռային կամ չեզոք մոլեկուլներից (օրինակ՝ ճարպերից)։ Առաջին հայտնի էմուլսիան կաթն է: Այստեղ ճարպի մասնիկները ցրվում են ջրի մեջ։ Ցրված փուլի ամենափոքր մասնիկների չափը 1-50 միկրոն է, ուստի էմուլսիաները դասակարգվում են որպես կոպիտ համակարգեր։ Ցածր կոնցենտրացիայի հեղուկներ՝ չկառուցված: Բարձր կոնցենտրացիայով խառնուրդներ՝ կառուցվածքային: Ըստ թերմոդինամիկական հատկանիշների՝ նավթային էմուլսիան անկայուն համակարգ է։ Ֆազային կաթիլների չափը մեծ է, և խառնուրդը կառուցվածք չունի:
Դասակարգում
Ստացված էմուլսիայի տեսակը կախված է փուլային ծավալների հարաբերակցությունից և դրանց բաղադրությունից.էմուլգատորի քանակն ու բնույթը, նրա քիմիական ակտիվությունը, խառնման եղանակն ու եղանակը։
- Ուղիղ խառնուրդներ բևեռային փուլում ոչ բևեռային և չլուծվող հեղուկի ամենափոքր մասնիկներով (o/w - «յուղ ջրի մեջ» արտահայտությունից): Նման խառնուրդների համար կարող են օգտագործվել էմուլգատորներ, որոնք լուծվում են ջրի մեջ, օրինակ՝ բիտումի մասնիկները։ Նրանց մոլեկուլները ներծծվում են m-փազի մակերեսային թաղանթների վրա՝ նվազեցնելով ոչ միայն լարվածությունը, այլև ստեղծելով ամուր թաղանթ։
- Հակադարձ (վ/մ) խառնուրդներ, որոնց համար օգտագործվում են ջրում չլուծվող էմուլգատորներ։
Էմուլսիայի վրա քիմիական ազդեցությունը, ճնշումը, բաղադրության փոփոխությունը կարող են հանգեցնել ինվերսիայի:
- Լիոֆիլային էմուլսիան խառնուրդ է, որը ձևավորվում է ինքնաբերաբար, ինքնաբերաբար: Համարվում է, որ այն թերմոդինամիկորեն կայուն է։ Օրինակ՝ կրիտիկական կայուն էմուլսիաները, երբ հասնում է փուլային խառնուրդի ջերմաստիճանի սահմանը: Այս կատեգորիային են պատկանում նաև քսայուղերը և հովացման հեղուկները:
- Լիոֆոբ էմուլսիան խառնուրդ է, որը առաջանում է մեխանիկական, ակուստիկ կամ էլեկտրական խառնման արդյունքում: Թերմոդինամիկորեն դրանք չափազանց անկայուն են։ Նման խառնուրդներ առանց էմուլգատորների երկար ժամանակ գոյություն չունեն: Լավ բաղադրիչներ նրանց համար. Մակերեւութային ակտիվ նյութեր, մակրոմոլեկուլային, ջրում լուծվող նյութեր, բարձր դիսպերսիայով պինդ նյութեր:
Ստանալ
Կա էմուլսիայի արտադրության երկու տեխնոլոգիա. Առաջինը ֆրակցիաների նուրբ մանրացման եղանակն է։ Երկրորդը ֆիլմի ձևավորման գործընթացն է, որին հաջորդում է մանր կտորների պատռումը: Առաջին տարբերակում նյութը դանդաղորեն ավելացվում էցրված համակարգ. Այս դեպքում անհրաժեշտ է հավելումն իրականացնելիս անընդհատ խառնել բարձր արագությամբ։ Այս դեպքում խառնուրդի որակը կախված կլինի տարբեր գործոններից: Մասնավորապես, ցրված նյութի խառնման արագության, ներմուծման և ծավալի, դրա կոնցենտրացիայի, ջերմաստիճանի և միջավայրի թթվայնության վրա: Երկրորդ մեթոդը գործընթաց է, որի ընթացքում մեկ այլ փուլի մակերեսի վրա թաղանթ է ձևավորվում: Ներքևից օդ է փչում: Փուչիկները թաղանթը կոտրում են փոքր կաթիլների մեջ և խառնում են հեղուկի ամբողջ ծավալը: Մեր ժամանակներում օդի փոխարեն սկսեցին օգտագործել ուլտրաձայնային հետազոտություն: Սա հանգեցնում է նրան, որ թաղանթն ավելի փոքր կտորների է բաժանվում:
Խառնուրդների ոչնչացում
Ժամանակի ընթացքում տեղի է ունենում էմուլսիայի ինքնաբուխ քայքայումը: Լինում են դեպքեր, երբ անհրաժեշտ է արագացնել այս գործընթացը և նվազեցնել միացության կոնցենտրացիան։ Այս անհրաժեշտությունը տեղին է, երբ բարձր խտացված էմուլսիայի առկայությունը խանգարում է նյութի մշակմանը կամ դրա ճիշտ կիրառմանը: Լուծույթի կոնցենտրացիայի նվազեցման գործընթացը արագացնելու մի քանի եղանակ կա՝
- Քիմիական մեթոդ. Օգտագործվում են ռեակտիվներ, որոնք ոչնչացնում են հենց էմուլգատորի մակերեսային թաղանթները: Այս դեպքում մակերեսային թաղանթի վրա կենտրոնացած բացասական լիցքը չեզոքացվում է։ Նույն սկզբունքի վրա է հիմնված սննդային հավելումների օրգանական հավելումների (կենսաբանական ակտիվ նյութեր-դեմուլգատորներ) օգտագործումը։
- Էմուլգատորի ավելացում, որն առաջացնում է կատիոնների ձևավորում, որոնք գրավում են բացասական մակերևութային լիցք և առաջացնում էմուլգատորի մակերեսային թաղանթների ապակայունացում:Լուծույթի վիճակի կայունությունը նվազում է։
- Էմուլգատորի փոխարինում մեկ այլ մակերեսային ակտիվ բաղադրիչով (մակերեսակտիվ): Այն նոսրացնում է առաջինի կոնցենտրացիան, բայց ինքնին բավականաչափ ամուր թաղանթ չի ստեղծում:
- Ջերմային մեթոդ. Այս մեթոդով էմուլսիան ենթարկվում է ջերմաստիճանի, ինչը հանգեցնում է նրա առանձնացման:
- Մեխանիկական մեթոդ. Այս տարբերակը կոչվում է նաև բաժանարար մեթոդ: Էմուլսիան դանդաղորեն մղվում է բարձր անկյունային արագությամբ պտտվող տարայի մեջ: Լուծույթը բաժանվում է բաղադրամասերի՝ ըստ քաշի կոտորակների։
- Էմուլսիայի մեջ էլեկտրական հոսանքի կիրառման կամ էլեկտրոլիտ ավելացնելու մեթոդ. Այս մեթոդը ոչնչացնում է բացասական լիցքով կայունացված խառնուրդների մակերեսային թաղանթները։
Դիմում
Արդյունաբերության մեջ էմուլսիաների կիրառման շրջանակը շատ լայն է։ Մասնավորապես, կապերն օգտագործում են՝
- Մարգարինի և կարագի արտադրության մեջ.
- Օճառի պատրաստման մեջ.
- Բնական ռետինե նյութեր պատրաստելիս.
- Շինարարության մեջ. Օրինակ, բիտումային էմուլսիան ոչ այրվող միացություն է։
- Գյուղատնտեսությունում՝ թունաքիմիկատներ՝ բույսերի վնասատուներին ոչնչացնող տարբեր դեղամիջոցներ:
- Բժշկական նպատակներով՝ տարբեր դեղամիջոցների, քսուքների, կոսմետիկայի պատրաստում։
- Գեղանկարչության մեջ օգտագործվում են տարբեր էմուլսիա ներկեր։
- Կոսմետիկա մազերի համար, էմուլսիաներ, որոնք պաշտպանում են մազերի մակերեսը ներկման ժամանակ։ Օրինակ՝ զարգացող էմուլսիա (սա ներկերի համար օքսիդացնող միջոց է):
- Նավթային արդյունաբերությունը օգտագործում է ջրի և նավթի խառնուրդ,որտեղ մի հեղուկ փուլի ցրումը մյուսի մեջ տեղի է ունենում փոքրիկ կաթիլներով՝ գնդիկներով:
