Emulzija je mješavina tvari. U njemu se jedna komponenta sastoji od sitnih čestica koje su u drugoj netopive. Taj se sastojak naziva "disperzna faza". Druga tvar je dispergirani medij. Sadrži prvu komponentu. "Emulzija" je izraz latinskog porijekla. U prijevodu to znači "muzem, mlijeko". Razmotrimo ovaj koncept detaljnije.
Opće informacije
Bilo koje dvije tekućine koje se ne miješaju i ne reagiraju kemijski mogu se emulgirati. Jedna od komponenti je gotovo uvijek voda. Druga tvar se sastoji od slabo polarnih ili neutralnih molekula (na primjer, masti). Prva poznata emulzija je mlijeko. Ovdje se čestice masti raspršuju u vodi. Veličina najmanjih čestica dispergirane faze je 1-50 mikrona, pa se emulzije svrstavaju u grube sustave. Tekućine niske koncentracije – nestrukturirane. Mješavine visoke koncentracije - strukturirane. Prema termodinamičkim značajkama, uljna emulzija je nestabilan sustav. Veličina faznih kapljica je velika i smjesa će biti nestrukturirana.
Klasifikacija
Vrsta dobivene emulzije ovisi o omjeru volumena faza i njihovom sastavu, nakoličinu i prirodu emulgatora, njegovu kemijsku aktivnost, način i način miješanja.
- Izravne smjese s najmanjim česticama nepolarne i netopive tekućine u polarnoj fazi (o/w - od izraza "ulje u vodi"). Za takve smjese mogu se koristiti emulgatori koji se otapaju u vodi, kao što su čestice bitumena. Njihove molekule adsorbiraju se na površinske filmove m-faze, smanjujući ne samo napetost, već i stvarajući jak film.
- Reverzne (w/m) smjese za koje se koriste emulgatori netopivi u vodi.
Kemijsko djelovanje na emulziju, pritisak, promjena sastava može dovesti do inverzije.
- Liofilna emulzija je smjesa koja nastaje spontano, spontano. Smatra se termodinamički stabilnim. Primjer su kritično stabilne emulzije kada je dostignuta temperaturna granica za miješanje faza. U ovu kategoriju spadaju i ulja za podmazivanje i rashladne tekućine.
- Liofobna emulzija je smjesa nastala mehaničkim, akustičnim ili električnim miješanjem. Termodinamički su izrazito nestabilni. Takve smjese bez emulgatora ne postoje već dugo. Dobri sastojci za njih: površinski aktivne tvari, makromolekularne tvari topljive u vodi, krute tvari visoke disperzije.
Primi
Postoje dvije tehnologije proizvodnje emulzija. Prvi je način finog drobljenja frakcija. Drugi je proces formiranja filma nakon kojeg slijedi lomljenje na male komadiće. U prvoj varijanti tvar se polako dodajeraspršeni sustav. U tom slučaju potrebno je, tijekom dodavanja, stalno miješati velikom brzinom. U ovom slučaju, kvaliteta smjese ovisit će o različitim čimbenicima. Konkretno, na brzinu miješanja, unošenje i volumen dispergirane tvari, njezinu koncentraciju, temperaturu i kiselost medija. Druga metoda je proces u kojem se na površini druge faze formira film. Zrak se uvlači odozdo. Mjehurići razbiju film u male kapi i pomiješaju cijeli volumen tekućine. U naše vrijeme počeli su koristiti ultrazvuk umjesto zraka. To uzrokuje da se film razbije na još manje komade.
Uništavanje mješavina
S vremenom dolazi do spontanog raspadanja emulzije. Postoje slučajevi kada je potrebno ubrzati ovaj proces i smanjiti koncentraciju spoja. Ova je potreba relevantna kada prisutnost visoko koncentrirane emulzije ometa obradu materijala ili njegovu ispravnu primjenu. Postoji nekoliko načina da se ubrza proces smanjenja koncentracije otopine:
- Kemijska metoda. Koriste se reagensi koji uništavaju površinske filmove samog emulgatora. U tom slučaju se negativni naboj koncentriran na površinskom filmu neutralizira. Na istom principu temelji se i korištenje organskih aditiva dodataka prehrani (biološki aktivnih tvari - demulgatora)
- Dodavanje emulgatora koji uzrokuje stvaranje kationa koji privlače negativni površinski naboj i uzrokuju destabilizaciju površinskih filmova emulgatora. Stabilnost stanja otopine se smanjuje.
- Zamjena emulgatora s drugom površinski aktivnom komponentom (surfaktant). Razrjeđuje koncentraciju prvog, ali sam po sebi ne stvara dovoljno jak film.
- Termička metoda. Ovom metodom emulzija je izložena temperaturi, zbog čega se odvaja.
- Mehanička metoda. Ova opcija se također naziva metoda separatora. Emulzija se polako pumpa u posudu koja se okreće velikom kutnom brzinom. Otopina je podijeljena na komponente prema težinskim udjelima.
- Metoda primjene električne struje ili dodavanja elektrolita u emulziju. Ova metoda uništava površinske filmove smjese stabilizirane negativnim nabojem.
Prijava
Raspon primjene emulzija u industriji vrlo je širok. Konkretno, veze koriste:
- U proizvodnji margarina i maslaca.
- U izradi sapuna.
- Pri izradi materijala od prirodne gume.
- U izgradnji. Na primjer, bitumenska emulzija je nezapaljiva smjesa.
- U poljoprivredi: pesticidi - razni lijekovi koji uništavaju biljne štetočine.
- U medicinske svrhe: izrada raznih lijekova, masti, kozmetike.
- U slikanju se koriste različite emulzijske boje.
- Kozmetika za kosu, emulzije koje štite površinu kose tijekom bojenja. Na primjer, emulzija za razvoj (ovo je oksidacijsko sredstvo za boju).
- Naftna industrija koristi mješavinu vode i ulja,u kojem se raspršivanje jedne tekuće faze u drugu događa u sitnim kapljicama - globulama.
