Emulsioon on ainete segu. Selles koosneb üks komponent väikestest osakestest, mis on teises lahustumatud. Seda koostisosa nimetatakse "dispergeeritud faasiks". Teine aine on dispergeeritud keskkond. See sisaldab esimest komponenti. "Emulsioon" on ladina päritolu termin. Tõlkes tähendab see "lüpsan, lüpsan". Vaatleme seda kontseptsiooni üksikasjalikum alt.
Üldine teave
Emulgeerida saab kõiki kahte vedelikku, mis ei segune ega reageeri keemiliselt. Üks komponente on peaaegu alati vesi. Teine aine koosneb nõrg alt polaarsetest või neutraalsetest molekulidest (näiteks rasvad). Esimene teadaolev emulsioon on piim. Siin dispergeeritakse rasvaosakesed vees. Dispergeeritud faasi väikseimate osakeste suurus on 1-50 mikronit, seega liigitatakse emulsioonid jämedate süsteemide hulka. Madala kontsentratsiooniga vedelikud – struktureerimata. Kõrge kontsentratsiooniga segud – struktureeritud. Termodünaamiliste omaduste järgi on õliemulsioon ebastabiilne süsteem. Faasitilkade suurus on suur ja segu on struktureerimata.
Klassifikatsioon
Saadud emulsiooni tüüp sõltub faaside mahtude ja nende koostise suhtest,emulgaatori kogus ja olemus, selle keemiline aktiivsus, segamisviis ja -meetod.
- Otsesegud mittepolaarse ja mittelahustuva vedeliku väikseimate osakestega polaarses faasis (o/w – väljendist "õli vees"). Selliste segude jaoks võib kasutada vees lahustuvaid emulgaatoreid, näiteks bituumeniosakesi. Nende molekulid adsorbeeritakse m-faasi pinnakiledele, vähendades mitte ainult pinget, vaid luues ka tugeva kile.
- Tagurpidi (w / m) segud, mille jaoks kasutatakse vees lahustumatuid emulgaatoreid.
Keemiline toime emulsioonile, rõhule ja koostise muutumisele võib põhjustada inversiooni.
- Lüofiilne emulsioon on segu, mis tekib spontaanselt, spontaanselt. Seda peetakse termodünaamiliselt stabiilseks. Näiteks on kriitiliselt stabiilsed emulsioonid, kui faaside segamise temperatuuripiir on saavutatud. Sellesse kategooriasse kuuluvad ka määrdeõlid ja jahutusvedelikud.
- Lüofoobne emulsioon on mehaanilise, akustilise või elektrilise segamise teel moodustunud segu. Termodünaamiliselt on need äärmiselt ebastabiilsed. Selliseid emulgaatoriteta segusid ei eksisteeri pikka aega. Nende jaoks head koostisosad: pindaktiivsed ained, makromolekulaarsed, vees lahustuvad ained, suure dispersiooniga tahked ained.
Võta vastu
Emulsioonitootmise tehnoloogiaid on kaks. Esimene on fraktsioonide peeneks purustamise viis. Teine on kile moodustumise protsess, millele järgneb väikesteks tükkideks rebenemine. Esimeses variandis lisatakse ainet aeglaselthajutatud süsteem. Sel juhul tuleb lisamise ajal pidev alt suurel kiirusel segada. Sel juhul sõltub segu kvaliteet erinevatest teguritest. Eelkõige segamiskiiruse, dispergeeritud aine sisestamise ja mahu, selle kontsentratsiooni, temperatuuri ja keskkonna happesuse kohta. Teine meetod on protsess, mille käigus teise faasi pinnale moodustatakse kile. Altpoolt puhutakse õhku sisse. Mullid purustavad kile väikesteks tilkadeks ja segavad kogu vedeliku mahu. Meie ajal hakkasid nad õhu asemel kasutama ultraheli. See põhjustab filmi purunemise veelgi väiksemateks tükkideks.
Segude hävitamine
Aja jooksul toimub emulsiooni spontaanne lagunemine. On juhtumeid, kui on vaja seda protsessi kiirendada ja ühendi kontsentratsiooni vähendada. See vajadus on asjakohane, kui väga kontsentreeritud emulsioon segab materjali töötlemist või selle õiget kasutamist. Lahuse kontsentratsiooni vähendamise protsessi kiirendamiseks on mitu võimalust:
- Keemiline meetod. Kasutatakse reaktiive, mis hävitavad emulgaatori enda pinnakiled. Sel juhul neutraliseeritakse pinnakilele koondunud negatiivne laeng. Samal põhimõttel on ka toidulisandite orgaaniliste lisandite (bioloogiliselt aktiivsed ained – demulgaatorid) kasutamine.
- Emulgaatori lisamine, mis põhjustab katioonide moodustumist, mis tõmbavad ligi negatiivse pinnalaengu ja põhjustavad emulgaatori pinnakilede destabiliseerumist. Lahuse oleku stabiilsus väheneb.
- Emulgaatori asendamine teise pindaktiivse komponendiga (pindaktiivse ainega). See lahjendab esimese kontsentratsiooni, kuid ei moodusta ise piisav alt tugevat kilet.
- Soojusmeetod. Selle meetodi korral puutub emulsioon kokku temperatuuriga, mis põhjustab selle eraldumise.
- Mehaaniline meetod. Seda valikut nimetatakse ka eraldamismeetodiks. Emulsioon pumbatakse aeglaselt suure nurkkiirusega pöörlevasse anumasse. Lahus jagatakse massifraktsioonide järgi komponentideks.
- Meetod elektrivoolu rakendamiseks või emulsioonile elektrolüüdi lisamiseks. See meetod hävitab negatiivse laenguga stabiliseeritud segude pinnakiled.
Rakendus
Emulsioonide kasutusala tööstuses on väga lai. Täpsem alt, ühendused kasutavad:
- Margariini ja või tootmisel.
- Seebi valmistamisel.
- Loodusliku kautšuki materjalide valmistamisel.
- Ehitusel. Näiteks bituumenemulsioon on mittesüttiv ühend.
- Põllumajanduses: pestitsiidid – erinevad ravimid, mis hävitavad taimekahjureid.
- Meditsiinilistel eesmärkidel: erinevate ravimite, salvide, kosmeetikatoodete valmistamine.
- Maalimisel kasutatakse erinevaid emulsioonvärve.
- Kosmeetika juustele, emulsioonid, mis kaitsevad juuste pinda värvimise ajal. Näiteks ilmutusemulsioon (see on värvi oksüdeeriv aine).
- Naftatööstuses kasutatakse vee ja õli segu,milles ühe vedela faasi dispersioon teiseks toimub pisikeste tilkade – gloobulitena.
