Emulzió

Az emulzió ( novolat.  emulsio ; lat.  emulgeo  "tej, tej ki" szóból) olyan diszpergált rendszer , amely egy folyadék ( diszpergált fázis ) mikroszkopikus cseppekből áll, amelyek egy másik folyadékban ( diszperziós közegben ) vannak elosztva.

Emulziókat bármely két egymással nem elegyedő folyadék képezhet; a legtöbb esetben az emulziók egyik fázisa víz, a másik pedig gyengén poláros molekulákból álló anyag (például folyékony szénhidrogének , zsírok ). Az egyik első vizsgált emulzió a tej volt . Ebben a tejzsír cseppjei eloszlanak a vízi környezetben.

Az emulziók általában durva rendszerekbe tartoznak , mivel a diszpergált fázis cseppecskéi 1-50 mikron méretűek. Az alacsony koncentrációjú emulziók strukturálatlan folyadékok. Az erősen koncentrált emulziók strukturált rendszerek.

Az emulziók fő típusai

Az emulzió típusa függ a folyékony fázisok összetételétől és arányától, az emulgeálószer mennyiségétől és kémiai természetétől, az emulgeálás módjától és néhány egyéb tényezőtől.

• Közvetlen , nem poláris folyadék cseppjeivel poláris közegben (például "olaj a vízben")

M/w típusú emulziókhoz a vízben oldódó szappanok ( zsírsavak nátrium- és káliumsói ) jó emulgeálószerként szolgálhatnak. Ezeknek a vegyületeknek a molekulái a fázis határfelületén adszorbeálva nemcsak a felületi feszültséget csökkentik rajta, hanem a felületi rétegben való szabályos orientáció miatt olyan filmet hoznak létre benne, amely mechanikai szilárdságú és megvédi az emulziót a tönkremeneteltől.

• Fordítva vagy megfordítva (például "víz az olajban")

A w/o típusú emulziókhoz a vízben oldhatatlan szappanok (zsírsavak kalcium-, magnézium- és alumíniumsói) jó emulgeálószerek lehetnek.

Az emulziók összetételének változása vagy külső behatások a közvetlen emulzió inverzsé vagy fordítva történő átalakulásához vezethetnek.

Ezenkívül az emulziókat liofil és liofób emulziókra osztják :

• A liofil emulziók spontán képződnek és termodinamikailag stabilak. Ezek közé tartozik az ún. kritikus emulziók képződnek a kritikus hőmérséklet közelében[ pontosítás ] két folyékony fázis, valamint néhány vágófolyadék keverése .
• Liofób emulziók keletkeznek mechanikai, akusztikus vagy elektromos emulgeálás ( diszperzió ) során, valamint a diszpergált fázis cseppjeinek kondenzációja miatt túltelített oldatokban vagy olvadékokban . Termodinamikailag instabilak, és hosszú ideig csak emulgeálószerek jelenlétében léteznek  - olyan anyagok, amelyek elősegítik a diszperziót és megakadályozzák az összeolvadást (fúziót). Hatékony emulgeálószerek a micellaképző felületaktív anyagok , oldható makromolekuláris anyagok, egyes erősen diszpergált szilárd anyagok .

Emulziók beszerzése

Az emulziókat kétféleképpen állítják elő:

• cseppek összezúzásával.

Ezt a módszert úgy végezzük, hogy a diszpergálószert lassan adagoljuk a diszperziós rendszerhez emulgeálószer jelenlétében folyamatos és erős keverés közben. A kapott emulzió részecskéinek diszperziós fokát és stabilitását meghatározó fő tényezők a keveredés sebessége, a diszpergált anyag bejuttatásának sebessége, mennyisége, az emulgeálószer jellege és koncentrációja , hőmérséklete és pH -ja . a közeg.

• filmek képződésével és kis cseppekre való felszakadásával.

Az oktatás mechanizmusa a következő. A diszpergált fázist alkotó folyadék (pl. olaj) filmet képez, ha lassan adagoljuk a diszperziós közeghez. Ezt a filmet a cső nyílásából kilépő légbuborékok szakítják el, amelyek az edény alján helyezkednek el. Kis egyedi cseppek képződnek. Ezzel egyidejűleg a légbuborékok erőteljesen felkavarják az egész folyadékot, és ezáltal tovább emulgeálódnak. Jelenleg a koncentrált olaj-víz emulzió előállításához ultrahangnak vetik alá .

Breaking emulsions

Az emulziók idővel spontán lebomlanak. A gyakorlatban néha szükségessé válik az emulziók feltörési folyamatának felgyorsítása (olyan esetekben, amikor az emulzió jelenléte megnehezíti az anyag további feldolgozását vagy felhasználását). Az emulzió felbomlásának felgyorsítása többféleképpen lehetséges:

• Az emulgeálószer védőfóliáinak kémiai megsemmisítése megfelelő reagenssel : a kémiai hasítási módszer alapja a negatív töltés semlegesítése; a szerves demulgeálószerek hatása ezen az elven alapul.
• Emulgeálószer hozzáadása , amely az emulzió fázisainak megfordulását idézheti elő, és ezáltal csökkentheti a védőfólia szilárdságát; például a nátrium-szappannal stabilizált w/m típusú emulzió - kalcium-sók hozzáadásával  - kevésbé stabil állapotú lesz;
• Az emulgeálószer adszorpciós helyettesítése több felületaktív anyaggal , amely nem képes kellően erős filmeket képezni;
• Termikus megsemmisítés - az emulziók elválasztása melegítéssel;
• Mechanikai művelet : például a tejszín elválasztása a sovány tejtől szeparátorral ;
• Az elektromos áram vagy elektrolit hatása a részecskék elektromos töltésével stabilizált emulziók elpusztítása : a víz/ olaj típusú emulziók .

Emulziók alkalmazása

Az emulziókat széles körben használják a különböző iparágakban:

• Élelmiszeripar ( vaj ​​, margarin , majonéz , likőrök ) ;
• Szappankészítés;
• Természetes gumi feldolgozása ;
• Építőipar ( bitumenes anyagok, impregnáló készítmények);
• Autóipar ( vágófolyadékok beszerzése );
• Fémmegmunkálás ( vágófolyadékok );
• Mezőgazdaság ( peszticid készítmények);
• Orvostudomány (gyógyszerek és kozmetikumok gyártása );
• Festmény.

Lásd még

• Emulgeátorok
• emulgeálás
• fényképészeti emulzió
• Emulzió (adagolási forma)
• Demulgeálószer
• Krémek

Irodalom

• Emulzió // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára  : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
• Emulziók / N. V. Abramov, E. Malakhov, L. I. Dorofejev fordítása; Szerk. A. A. Abramzon. - Kémia, 1972. - 447 p. - 4600 példány.
• A fizikai és kolloidkémia alapjai / S.A. Balezin, B.V. Erofejev, N.I. Podobaev. - M . : Oktatás, 1975. - 398 p.
• A kolloidkémia tanfolyama / Voyutsky S. S. - 2. kiadás - M., 1975. - P. 367-81.