Emulsion ist ein Stoffgemisch. Darin besteht eine Komponente aus winzigen Partikeln, die in der anderen unlöslich sind. Dieser Inh altsstoff wird "disperse Phase" genannt. Eine andere Substanz ist ein dispergiertes Medium. Es enthält die erste Komponente. „Emulsion“ist ein Begriff lateinischen Ursprungs. Übersetzt bedeutet es „Ich melke, ich melke“. Betrachten wir dieses Konzept genauer.
Allgemeine Informationen
Zwei Flüssigkeiten, die sich nicht mischen und nicht chemisch reagieren, können emulgiert werden. Eine der Komponenten ist fast immer Wasser. Eine andere Substanz besteht aus schwach polaren oder neutralen Molekülen (z. B. Fette). Die erste bekannte Emulsion ist Milch. Hier werden die Fettpartikel in Wasser dispergiert. Die Größe der kleinsten Teilchen der dispergierten Phase beträgt 1–50 Mikron, daher werden Emulsionen als grobe Systeme klassifiziert. Flüssigkeiten mit niedriger Konzentration - unstrukturiert. Mischungen mit hoher Konzentration - strukturiert. Eine Ölemulsion ist nach thermodynamischen Gesichtspunkten ein instabiles System. Die Größe der Phasentröpfchen ist groß und die Mischung ist unstrukturiert.
Klassifizierung
Die Art der erh altenen Emulsion hängt vom Verhältnis der Phasenvolumina und ihrer Zusammensetzung abdie Menge und Art des Emulgators, seine chemische Aktivität, die Art und Weise des Mischens.
- Direkte Mischungen mit kleinsten Partikeln unpolarer und unlöslicher Flüssigkeit in der polaren Phase (o/w - aus dem Ausdruck „Öl in Wasser“). Für solche Mischungen können wasserlösliche Emulgatoren wie Bitumenpartikel verwendet werden. Ihre Moleküle werden an den Oberflächenfilmen der m-Phase adsorbiert, wodurch nicht nur die Spannung reduziert wird, sondern auch ein starker Film entsteht.
- Umgekehrte (w/m) Mischungen, für die wasserunlösliche Emulgatoren verwendet werden.
Chemische Einwirkung auf die Emulsion, Druck, Zusammensetzungsänderung kann zur Inversion führen.
- Lyophile Emulsion ist eine Mischung, die sich spontan, spontan bildet. Es gilt als thermodynamisch stabil. Ein Beispiel sind kritisch stabile Emulsionen, wenn die Temperaturgrenze für die Phasenmischung erreicht ist. Schmieröle und Kühlflüssigkeiten fallen ebenfalls in diese Kategorie.
- Lyophobe Emulsion ist eine Mischung, die durch mechanisches, akustisches oder elektrisches Mischen entsteht. Thermodynamisch sind sie extrem instabil. Solche Mischungen ohne Emulgatoren gibt es schon lange nicht mehr. Gute Inh altsstoffe für sie: Tenside, makromolekulare, wasserlösliche Substanzen, Feststoffe mit hoher Dispersion.
Empfangen
Es gibt zwei Technologien zur Herstellung von Emulsionen. Die erste ist die Art der Feinzerkleinerung von Fraktionen. Der zweite ist der Prozess der Filmbildung, gefolgt vom Aufbrechen in kleine Stücke. Bei der ersten Variante wird die Substanz langsam zugegebendispergiertes System. In diesem Fall ist es erforderlich, während der Zugabe ständig mit hoher Geschwindigkeit zu mischen. In diesem Fall hängt die Qualität der Mischung von verschiedenen Faktoren ab. Insbesondere von der Mischgeschwindigkeit, Einbringung und Menge des dispergierten Stoffes, dessen Konzentration, Temperatur und Acidität des Mediums. Das zweite Verfahren ist ein Prozess, bei dem ein Film auf der Oberfläche einer anderen Phase gebildet wird. Luft wird von unten eingeblasen. Die Blasen brechen den Film in kleine Tropfen und mischen das gesamte Volumen der Flüssigkeit. In unserer Zeit begannen sie, Ultraschall anstelle von Luft zu verwenden. Dadurch zerbricht der Film in noch kleinere Stücke.
Vernichtung von Gemischen
Im Laufe der Zeit kommt es zu einem spontanen Zerfall der Emulsion. Es gibt Fälle, in denen es notwendig ist, diesen Prozess zu beschleunigen und die Konzentration der Verbindung zu verringern. Diese Notwendigkeit ist relevant, wenn das Vorhandensein einer hochkonzentrierten Emulsion die Verarbeitung des Materials oder seine korrekte Anwendung beeinträchtigt. Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Prozess der Verringerung der Konzentration der Lösung zu beschleunigen:
- Chemische Methode. Es werden Reagenzien verwendet, die die Oberflächenfilme des Emulgators selbst zerstören. In diesem Fall wird die auf dem Oberflächenfilm konzentrierte negative Ladung neutralisiert. Die Verwendung von organischen Zusätzen von Nahrungsergänzungsmitteln (biologisch aktive Substanzen - Demulgatoren) basiert auf dem gleichen Prinzip.
- Zugabe eines Emulgators, der die Bildung von Kationen bewirkt, die eine negative Oberflächenladung anziehen und eine Destabilisierung der Oberflächenfilme des Emulgators bewirken. Die Stabilität des Lösungszustandes nimmt ab.
- Ersatz des Emulgators durch eine andere oberflächenaktive Komponente (Tensid). Es verdünnt die Konzentration des ersteren, bildet aber selbst keinen ausreichend starken Film.
- Thermisches Verfahren. Bei dieser Methode wird die Emulsion einer Temperatur ausgesetzt, wodurch sie sich entmischt.
- Mechanische Methode. Diese Option wird auch Trennmethode genannt. Die Emulsion wird langsam in einen mit hoher Winkelgeschwindigkeit rotierenden Behälter gepumpt. Die Lösung wird nach Gewichtsanteilen in Komponenten zerlegt.
- Verfahren zum Anlegen von elektrischem Strom oder Hinzufügen eines Elektrolyten zur Emulsion. Dieses Verfahren zerstört die Oberflächenfilme von Mischungen, die durch eine negative Ladung stabilisiert wurden.
Bewerbung
Das Anwendungsspektrum von Emulsionen in der Industrie ist sehr breit. Konkret verwenden Verbindungen:
- Bei der Herstellung von Margarine und Butter.
- In der Seifenherstellung.
- Bei der Herstellung von Naturkautschukmaterialien.
- Im Bau. Beispielsweise ist Bitumenemulsion eine nicht brennbare Verbindung.
- In der Landwirtschaft: Pestizide - verschiedene Medikamente, die Pflanzenschädlinge zerstören.
- Für medizinische Zwecke: Herstellung verschiedener Medikamente, Salben, Kosmetika.
- In der Malerei werden verschiedene Dispersionsfarben verwendet.
- Haarkosmetik, Emulsionen, die die Haaroberfläche beim Färben schützen. Zum Beispiel eine Entwicklungsemulsion (dies ist ein Oxidationsmittel für Farbe).
- Die Ölindustrie verwendet eine Mischung aus Wasser und Öl,bei dem die Dispersion einer flüssigen Phase in eine andere in winzigen Tröpfchen - Kügelchen - erfolgt.
