امولسیون مخلوطی از مواد است. در آن، یک جزء از ذرات ریز تشکیل شده است که در دیگری نامحلول هستند. این ماده را "فاز پراکنده" می نامند. ماده دیگر یک محیط پراکنده است. شامل اولین جزء است. "امولسیون" اصطلاحی است که ریشه لاتین دارد. در ترجمه به معنای "من شیر می دهم، شیر می دهم". بیایید این مفهوم را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.
اطلاعات عمومی
هر دو مایعی که با هم مخلوط نمی شوند و واکنش شیمیایی نمی دهند، می توانند امولسیون شوند. یکی از اجزای آن تقریبا همیشه آب است. ماده دیگر از مولکول های ضعیف قطبی یا خنثی (مثلاً چربی ها) تشکیل شده است. اولین امولسیون شناخته شده شیر است. در اینجا ذرات چربی در آب پراکنده می شوند. اندازه کوچکترین ذرات فاز پراکنده 1-50 میکرون است، بنابراین امولسیون ها به عنوان سیستم های درشت طبقه بندی می شوند. مایعات با غلظت پایین - بدون ساختار. مخلوط با غلظت بالا - ساختار یافته. با توجه به ویژگی های ترمودینامیکی، امولسیون روغن یک سیستم ناپایدار است. اندازه قطرات فاز بزرگ است و مخلوط بدون ساختار خواهد بود.
طبقه بندی
نوع امولسیون به دست آمده به نسبت حجم فاز و ترکیب آنها بستگی دارد.مقدار و ماهیت امولسیفایر، فعالیت شیمیایی آن، روش و روش اختلاط.
- مخلوط مستقیم با کوچکترین ذرات مایع غیر قطبی و نامحلول در فاز قطبی (o/w - از عبارت "روغن در آب"). برای چنین مخلوط هایی می توان از امولسیفایرهایی که در آب حل می شوند مانند ذرات قیر استفاده کرد. مولکول‌های آنها روی لایه‌های سطح فاز m جذب می‌شوند و نه تنها کشش را کاهش می‌دهند، بلکه یک لایه قوی ایجاد می‌کنند.
- مخلوط‌های معکوس (w/m) که برای آنها امولسیفایرهای نامحلول در آب استفاده می‌شود.
عمل شیمیایی روی امولسیون، فشار، تغییر ترکیب می تواند منجر به وارونگی شود.
- امولسیون لیوفیلیک مخلوطی است که خود به خود و خود به خود تشکیل می شود. از نظر ترمودینامیکی پایدار در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال امولسیون های بسیار پایدار زمانی که حد دمایی برای اختلاط فاز به دست می آید. روغن های روان کننده و مایعات خنک کننده نیز در این دسته قرار می گیرند.
- امولسیون لیوفوبیک مخلوطی است که از اختلاط مکانیکی، صوتی یا الکتریکی تشکیل می شود. از نظر ترمودینامیکی، آنها بسیار ناپایدار هستند. چنین مخلوط هایی بدون امولسیفایر برای مدت طولانی وجود ندارند. مواد خوب برای آنها: سورفکتانت ها، ماکرومولکولی، مواد محلول در آب، جامدات با پراکندگی بالا.
دریافت
دو فناوری تولید امولسیون وجود دارد. اولی روش خرد کردن ریز کسری است. دومی فرآیند تشکیل فیلم و به دنبال آن پارگی به قطعات کوچک است. در نوع اول، ماده به آرامی به آن اضافه می شودسیستم پراکنده در این مورد، لازم است در حین انجام افزودن، دائماً با سرعت بالا مخلوط شود. در این مورد، کیفیت مخلوط به عوامل مختلفی بستگی دارد. به ویژه سرعت اختلاط، ورود و حجم ماده پراکنده، غلظت آن، دما و اسیدیته محیط. روش دوم فرآیندی است که در آن یک فیلم روی سطح یک فاز دیگر تشکیل می شود. هوا از پایین به داخل دمیده می شود. حباب ها فیلم را به قطرات کوچک می شکنند و کل حجم مایع را مخلوط می کنند. در زمان ما، آنها شروع به استفاده از اولتراسوند به جای هوا کردند. این باعث می‌شود که فیلم به قطعات کوچک‌تر تبدیل شود.
تخریب مخلوط ها
با گذشت زمان، تجزیه خود به خودی امولسیون رخ می دهد. مواردی وجود دارد که لازم است این فرآیند تسریع شود و غلظت ترکیب کاهش یابد. این نیاز زمانی مرتبط است که وجود امولسیون بسیار غلیظ در پردازش مواد یا کاربرد صحیح آن اختلال ایجاد کند. چندین راه برای تسریع روند کاهش غلظت محلول وجود دارد:
- روش شیمیایی. از معرف هایی استفاده می شود که لایه های سطحی خود امولسیفایر را از بین می برند. در این حالت، بار منفی متمرکز بر لایه سطحی خنثی می شود. استفاده از افزودنی های آلی مکمل های غذایی (مواد فعال بیولوژیکی - دمولسیفایرها) نیز بر همین اصل استوار است.
- افزودن یک امولسیفایر که باعث تشکیل کاتیون هایی می شود که بار سطحی منفی را جذب کرده و باعث بی ثباتی لایه های سطحی امولسیفایر می شود.پایداری حالت محلول کاهش می یابد.
- جایگزینی امولسیفایر با یک جزء فعال سطحی دیگر (سورفکتانت). غلظت اولی را رقیق می کند، اما به خودی خود یک لایه به اندازه کافی قوی تشکیل نمی دهد.
- روش حرارتی. با این روش امولسیون در معرض دما قرار می گیرد که باعث جدا شدن آن می شود.
- روش مکانیکی. این گزینه روش جداکننده نیز نامیده می شود. امولسیون به آرامی به داخل ظرفی که با سرعت زاویه ای بالا می چرخد پمپ می شود. محلول با کسر وزنی به اجزاء تقسیم می شود.
- روش اعمال جریان الکتریکی یا افزودن الکترولیت به امولسیون. این روش لایه های سطحی مخلوط های تثبیت شده توسط بار منفی را از بین می برد.
برنامه
دامنه کاربرد امولسیون ها در صنعت بسیار گسترده است. به طور خاص، اتصالات از:
استفاده می کنند
- در تولید مارگارین و کره.
- در صابون سازی.
- هنگام ساخت مواد لاستیکی طبیعی.
- در ساخت و ساز. به عنوان مثال، امولسیون قیر یک ترکیب غیر قابل احتراق است.
- در کشاورزی: آفت کش ها - داروهای مختلفی که آفات گیاهی را از بین می برند.
- برای اهداف پزشکی: ساخت انواع داروها، پمادها، لوازم آرایشی.
- رنگ های امولسیونی مختلفی در نقاشی استفاده می شود.
- مواد آرایشی مو، امولسیون هایی که از سطح مو در هنگام رنگ کردن محافظت می کنند. به عنوان مثال، یک امولسیون در حال توسعه (این یک عامل اکسید کننده برای رنگ است).
- صنعت نفت از مخلوط آب و روغن استفاده می کند.که در آن پراکندگی یک فاز مایع به فاز دیگر در قطرات کوچک - گلبول‌ها اتفاق می‌افتد.
