Водная эмульсия – способы получения и применения

Часто во время проведения тех или иных строительных или ремонтных работ возникает необходимость использование эмульсий. Наиболее популярным вариантом использования эмульсии является создания охлаждения при обработке металлов. В данной статье мы рассмотрим и другие варианты применения эмульсий, а также узнаем способы их получения.

Эмульсии представляют собой комбинацию нескольких видов жидкостей, которые в естественных условиях обычно не смешиваются. Причем в данной комбинации одна жидкость имеет дисперсионную фазу, а другая дисперсную. Примерами таких эмульсий, наиболее часто встречаемых в повседневной жизни, являются: молоко, фотографические растворы, охлаждающие эмульсии для металлов и другие.

Одни и те же эмульсии могут иметь различную степень концентрации своих составляющих. Эмульсии в большинстве своем непрозрачны, чаще всего они белого цвета. При понижении концентрации дисперсной фазы цвет приобретает синеватый оттенок. И, наоборот, при высокой ее концентрации эмульсия становится желтоватой.

Современные новые поколения растворов, которые создаются на специальном оборудовании по нанотехнологиям, стали иметь полупрозрачную консистенцию, и связано это с размерами капельных частиц.

В строительной отрасли водные эмульсии применяются достаточно часто. Их наносят абсолютно на любые поверхности, начиная с фиброцементных конструкций и бетонов и заканчивая натуральным камнем. Наносят эмульсию и на такие покрытия, как штукатурка и краска.

К преимуществам водной эмульсия относят: защита поверхности от влаги, грязи и масляных пятен; скрепление поверхности, защита от трещин и сколов. Все это происходит благодаря образованию на поверхности после нанесения эмульсии прочной полимерной пленки.

Эмульсии, имеющие довольно длительный период устойчивого состояния, создать достаточно сложно. Однако сейчас применяют специальные ПАВы, называемые эмульгаторами, которые облегчают создания эмульсий таких жидкостей, которые невозможно растворить друг в друге. Данные эмульгаторы призваны создать дисперсную фазу в необходимой жидкости.

Самым популярным и наиболее часто используемым способ создания однородной эмульсии является способ постепенного добавления ПАВов и дисперсной жидкости к дисперсионной, при постоянном ее перемешивании.

Эмульсии имеют один важный недостаток – снижение со временем ее стабильности. Начинается расслоение и разложение эмульсии на составляющие. Решить данную проблему или хотя бы увеличить срок службы эмульсии как раз и помогают ПАВы – они влияют на постоянство размеров дисперсионных капель.

Разрушить эмульсионный состав можно двумя способами: нагревом или применением реагентов. Также иногда возможно разделить состав при помощи механических методов, действия электротока, электролитов и т.д.

Водная эмульсия — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Водная эмульсия

Cтраница 2

Водная эмульсия креолина должна быть устойчивой в течение 6 ч; реакция водной эмульсии по фенолфталеину слабощелочная.
 [16]

Водные эмульсии микровоска — это водо-восковые эмульсии, имеющие в своем составе, помимо парафинов, церезинов, восков, поверхностно-активные вещества — эмульгаторы, воду и ингибиторы атмосферной коррозии.
 [17]

Водные эмульсии битумов и асфальтов, добавляемые к цементным растворам в сочетании с другими полимерами и без них, позволяют получать практически водонепроницаемые материалы. Малой водонепроницаемостью обладают также поливинилацетатные и каучуковые цементные бетоны. Поли-мерцементрастворы с успехом используют для получения гидроизоляционных покрытий в подземных сооружениях, для гидроизоляционной отделки резервуаров для воды, плавательных бассейнов и других подобных сооружений.
 [18]

Водные эмульсии галогенированных углеводородов представляют собой смеси воды с 5 — 10 % бромэтила, тетрафтордибромэтана и других галогенированных углеводородов. Они обладают повышенной эффективностью тушения в результате сочетания охлаждающего действия воды и ингибирующего ( тормозящего реакции горения) действия галогенированных углеводо — родов в парогазовой фазе.
 [19]

Водные эмульсии алкидных олигомеров находят применение не только в качестве самостоятельных пленкообразователей, но и в сочетании с другими пленкообразователями, например с водными дисперсиями сополимеров винилацетата с этиленом, акри-латов, винилиденхлорида. Покрытия на их основе являются ат-мосферостойкими, обладают высокой адгезией к металлическим и деревянным поверхностям.
 [20]

Водные эмульсии галоидированных углеводородов представляют собой смеси воды с 5 — 10 % бромэтила, дибромтетрафторэтана и других галоидированных углеводородов.
 [21]

Водная эмульсия активированного угля должна заготовляться за 15 — 20 мин до применения.
 [22]

Водные эмульсии галогенированных углеводородов представляют собой смеси воды с 5 — 10 % бромэтила, тетрафтордибромэтана и других галогенированных углеводородов. Они обладают повышенной эффективностью тушения в результате сочетания охлаждающего действия воды и ингибирующего ( тормозящего реакции горения) действия галогенированных углеводородов в парогазовой фазе.
 [23]

Широко распространенные водные эмульсии приготовляют из эмульсолов, представляющих собой коллоидные растворы мыл и органических кислот в минеральных маслах, стабилизированных водой или водой и спиртом.
 [24]

Основная водная эмульсия метилгидросилоксана содержит около 50 % силиконового компонента, около 6 % эмульгатора ( например, органических четвертичных аммониевых солей), остаток-вода. Основную водную эмульсию перед применением разбавляют до концентрации &5-5 %; однако при этой концентрации эмульсия мало устойчива и ее необходимо немедленно использовать. Основные эмульсии нельзя хранить в герметичных сосудах, так как из них непрерывно выделяются небольшие количества водорода.
 [25]

Водные эмульсии гидрофобизующих жидкостей придают обрабатываемым тканям устойчивую гидрофобность через 3 — 4 суток без применения катализаторов и через 12 — 14 ч с использованием олово-и титаноорганических катализаторов.
 [26]

Водные эмульсии галоидированных углеводородов обладают дополнительным огнегасительным эффектом за счет ингибирующего действия галоидоуглеводородов.
 [27]

Применяемые водные эмульсии концентрата содержат примерно в 2000 раз меньше ядовитого диэтил-4 — нитрофенилтиофосфата.
 [28]

Достаточно устойчивые водные эмульсии керосина иногда обнаруживаются в нижней части железнодорожных цистерн, перевозящих авиакеросин.
 [29]

Водные эмульсии жидких ингредиентов готовят в быстроходных мешалках ( частота вращения 300 — 1000 об / мин), коллоидных мельницах, дисковых эмуль-сификаторах. Стабилизаторы эмульсий предварительно растворяют в воде или синтезируют при эмульгировании.
 [30]

Страницы:  

   1

   2

   3

Водная эмульсия — полимер — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Водная эмульсия — полимер

Cтраница 1

Водные эмульсии полимеров обычно приготавливают с размером частиц такого порядка, который дает оптимальный блеск пленки. Кроме блеска, пленка должна обладать еще 1) износоустойчивостью; 2) устойчивостью к трению; 3) низкими липкостью и скольжением; 4) отсутствием твердых частиц; 5) водоотталкива-нием; 6) устойчивостью окраски к свету; 7) свободной текучестью; 8) хорошей способностью к выравниванию при высыхании.
 [1]

Латексы представляют собой водные эмульсии кау-чукоподобных полимеров, в том числе и полиуретано-вых. Из них изготовляют краски, изоляцию для проводов, используют в качестве пропиточных материалов.
 [2]

Агрегативная устойчивость водных эмульсий полимера при замораживании может уменьшаться При охлаждении эмульсии ниже 0 С происходит образование кристаллов льда воды, образующей дисперсионную среду Поскольку при замерзании объем воды увеличивается, кристаллы начинают сдавливать дисперсные частицы До тех пор, пока адсорбционные оболочки ПАВ не разрушаются, эмульсия сохраняет агрегативную устойчивость и после размораживания В том случае, когда молекулы ПАВ способны удерживать воду даже при очень низких температурах, прочность адсорбционных оболочек ПАВ сохраняется.
 [3]

Взвесь пигмента в водной эмульсии полимера и есть, в первом приближении, водоэмульсионная краска.
 [4]

В политурах на основе водных эмульсий полимеров используются следующие типы восков: карнаубский, эмульсионный полиэтилен, микрокристаллический, Фишера — Тропша и этерифициро-ванный монтанный воск. Политуры с карнаубским воском образуют пленки с превосходным блеском и хорошей стойкостью на износ, но последние, подобно всем полученным из природных и многих синтетических восков, обладают повышенным скольжением.
 [5]

В настоящее время для лучшей прилипаемости ядохимикатов испытывают водные эмульсии полимеров.
 [6]

Значительный интерес представляет способ обработки пленки латексами или водными эмульсиями различных карбоцеп-ных полимеров аналогично гидрофобизации хлопчатобумажных тканей. В данном случае отпадает необходимость в использовании органических растворителей, что делает этот способ достаточно экономичным и перспективным.
 [7]

Водоэмульсионные краски представляют собой суспензии пигментов и наполнителей в водных эмульсиях полимеров с добавкой пластификаторов, эмульгаторов, стабилизаторов и других вспомогательных веществ. Так как краски содержат значительные количества воды, их необходимо хранить при температуре выше О С.
 [8]

Порошкообразные добавки вводятся в сухом виде в состав цемента, а водные эмульсии полимеров — выводу для затворения цементной матрицы. Вода применяется пресная, при условии отсутствия в ней кислот, щелочей, масел, сахаристых и других вредных примесей.
 [9]

Очевидно, что применение для синтетических покрытий полов свободных от растворителей водных эмульсий полимеров, смешанных с восками и синтетическими смолами, устранит перечисленные недостатки.
 [10]

Для смешения с волокнистым наполнителем могут быть применены как твердый полимер, так и растворы полимера в органическом растворителе или водные эмульсии полимера. При использовании раствора или эмульсии полимера полученную после смешения массу высушивают в вакуум-сушилках.
 [11]

Способ получения мипоры сводится к следующему. Водную эмульсию мочевино-формальдегидного полимера смешивают с пенообразователем, сбивают смесь интенсивным перемешиванием в пену и разливают ее в формы, в которых пена подвергается сушке и отверждению.
 [12]

Эти препараты придают блеск полам из различных материалов, предохраняют от повреждений, удлиняют срок их службы, способствуют поддержанию чистоты. Выпускаемые препараты-мастики и жидкости — представляют собой композиции на основе восков и органических растворителей, восков и воды, водных эмульсий полимеров. Некоторые из препаратов, например Самоблеск, дают возможность исключить трудоемкую операцию — натирку полов.
 [13]

Слоистые пластические массы изготовляют следующим образом. Хлопчатобумажную ткань или бумагу обрабатывают на пропиточных машинах горизонтального или вертикального типа раствором полимера, например феноло-формальдегидной смолы, в органическом растворителе или, что более экономично, водной эмульсией полимера.
 [14]

Водные полимерные эмульсии представляют собой смеси дисперсий синтетических полимеров на основе стирола и акриловой кислоты, эмульгированные воском, и щелочного раствора органической смолы. Добавка полиорганосилоксанов способствует увеличению блеска, снижению пятнообразования и улучшению других ценных свойств. Изучение микроструктуры полимерных эмульсий с помощью электронного микроскопа показало [7], что средний диаметр частиц их составляет 0 005 — 0 12 мкм. При высыхании такая эмульсия образует пленку толщиной около 2 мкм. Если предположить, что средний диаметр частиц в эмульсиях 0 1 мкм и менее, то пленки водных эмульсий полимеров должны отражать лучи света, подобно зеркалу.
 [15]

Страницы:  

   1

Топливные эмульсии

Научные исследования, а также большая и важная работа на значительном числе объектов теплоэнергетической сети, говорят о возможности увеличения экономичности любых котельных, которые предназначены для нагрева воды, и использующих для работы жидкое горючее. При этом имеется потенциал для снижения уровня вредных выбросов в атмосферу.

Значительно повысить практически все экологические и экономические показатели подобных котельных (сюда же можно отнести котлы средней и большой мощности), можно с помощью специальной подготовки жидкого топлива. В частности, речь идет о топливно-водной эмульсии.

Как правило, превышение количества воды в топливном мазуте приводит к снижению эффективности. Обычно встречаются следующие последствия:

• увеличение температуры вспышки;
• срыв работающего факела.

Причиной этому становится размещение воды слоями между массой топлива.

Если же берется водная эмульсия, при этом вода размещается равномерно в горюче-смазочных материалах, практически на молекулярном уровне. Такое распределение позволяет сделать топливо более однородным и равномерным, за счет разрыва парафиновых цепочек. Готовится такая эмульсия с помощью гидродинамических кавитационных установок, они называются УКГ.

Плюсы

Приготовленная эмульсия топливная совершенно не расслаивается во время хранения. Если конечно, не сохранять ее при температурах свыше +90°C. Также после замораживания и восстановления при положительной температуре сохраняет все характеристики.

Основные свои положительные особенности топливно-водная эмульсия демонстрирует во время сжигания. Водные частицы вскипают раньше, чем это происходит с мазутом. При этом вода разбрасывает рядом находящиеся частицы топлива. Разделенные частицы начинают гореть со всех сторон одновременно. Это увеличивает температуру факела.

Эффективность

После перевода объектов тепло- и энергоснабжения с обычного мазута на топливно-водную эмульсию, можно получить целый ряд эффектов.

• Экономия мазута достигает в минимальном варианте 10%, максимальные полученные значения 15-18%.
• Используя эмульсию можно на 60-70% снизить выбросы токсичных веществ в атмосферу.
• Увеличивается срок эксплуатации футировки котлов, уменьшается количество сажистых отложений на внутренних частях.
• Предприятия получают возможность самостоятельной утилизации отработанной смазки, подтоварных вод, они просто перерабатываются в эмульсию и сжигаются.
• Устраняется коксование на форсунках.

Помимо этого, имеется и целый ряд других эффектов. Это все вместе приводит к довольно серьезной экономии на обслуживании котлов.

Оборудование

На установках можно производить топливо, которое обладает всеми перечисленными качествами. Имеется возможность производства композитного топлива из смеси мазута, угля и воды. Такое топливо можно свободно использовать в любых жидкостных котлах.

Сжигание в котлах подобной эмульсии позволяет снизить количество оксидов углерода, а также серы и азота в выбросах. Также снижается загрязненность отходящих газов твердыми частицами. Для приготовления эмульсии можно использовать сточные воды, а также загрязненные любыми отходами.

Источник: koneks-oil.ru

Что такое водоэмульсионная краска: особенности, применение, виды

Все о водоэмульсионке

Что это такое
Сферы использования
Плюсы и минусы
Виды
Особенности работы с составом

Водоэмульсионная краска состоит из обычной воды, мелких частичек полимеров и красителей. Частицы эмульсии не растворяются в водной среде, а находятся в ней во взвешенном состоянии. После нанесения ее на поверхность молекулы h3O испаряются, а полимерные составляющие остаются и образуют прочный слой заранее подобранного цвета.

Отличие от водно-дисперсионных растворов

Водная эмульсия является частным случаем дисперсии. По сути, водоэмульсионка — это одна из разновидностей водно-дисперсионного состава. Оба материала обладают схожими свойствами. Они основаны на воде и полимерах, применяются для внутренних и наружных работ, отличаются экологичностью и отсутствием резкого запаха. 

Отличается водоэмульсионная краска от водно-дисперсионной по нескольким показателям. Устойчивость к влаге первой сильно уступает второй. Эмульсию лучше не использовать для покрытий, которые планируется мыть. Зато она обладает лучшей укрывистостью, то есть способностью перекрывать цвет. Но при этом уступает дисперсии по прочности. Что касается цены, то эмульсионные составы, как правило, дороже. Выбирать средство нужно на основе его свойств.

Подходит для стен и потолков в сухих помещениях многоквартирных, частных домов и общественных зданий. Раствор не имеет специфического запаха, а потому пригоден для жилых комнат. Можно покрасить водоэмульсионной краской дерево, бетон, кирпич и другие материалы. Не сочетается она с гладкими масляными, керамическими и металлическими поверхностями, потому что сцепление с ними очень слабое. Эмульсия стекает по керамике, маслу и металлу, не прокрашивая их.

Преимущества

• Долго сохраняет цвет.
• Экологически безопасная.
• Не имеет едкого запаха.
• Огнестойкая.
• Устойчива к загрязнениям.
• Не трескается на солнце.
• Быстро высыхает.
• Легко наносится.
• Имеет разные оттенки.
• Стоит недорого.

Недостатки

• Нельзя использовать при температуре ниже +5°С.
• Не подходит для гладких поверхностей.
• Не предназначена для мытья.
• Отсутствие тепло- и звукоизоляции.

Многих покупателей интересует вопрос, чем отличается водоэмульсионная краска от акриловой, латексной или силиконовой. Растворы, в которые добавляют латекс, акрил, силикон и другие полимеры, являются разновидностями водной эмульсии. Рассмотрим их подробнее. 

Различия по составу

Бывают следующих видов.

• Минеральными. Содержат известь и цемент, используются для отделки бетона и кирпича. Обеспечивают защиту от воды и ультрафиолетовых лучей. Но быстро стираются, а потому требуют частого обновления. Стоят достаточно дешево.
• Силикатными. В составе присутствует жидкое стекло, поэтому они устойчивы к осадкам и подходят для фасадов. Из-за повышенной прочности редко применяются для внутренних отделочных работ.
• Акриловыми. Основаны на акриловых смолах, которые повышают влагоустойчивость смеси. Ею можно красить стекло, кирпич, бетон, дерево, причем как внутри помещений, так и снаружи. Возможно и окрашивание металла, но после нанесения на него грунтовки.
• Латексными. Обладают высокой прочностью и эластичностью. Надежно защищают от влажности и не боятся UV-воздействия.
• Поливинилацетатными. Самые доступные по стоимости эмульсии, основанные на клее ПВА. Они актуальны только для сухих условий и комнат, которые не используют для постоянного проживания. Стены, окрашенные такими растворами, быстро выцветают, а мыть их нельзя, потому что они плохо выдерживает влагу.
• Силиконовыми. Силикон делает смесь очень эластичной и влагостойкой. Такие материалы применяют для покраски помещений с высокой влажностью, например, ванных комнат и кухонь.

Латексные, силиконовые или акриловые краски лучше водоэмульсионной на основе клея ПВА по многим показателям. У них выше водоотталкивающие свойства, прочность и устойчивость к внешним факторам. Минеральные смеси они превосходят своей универсальностью. Если есть желание сэкономить, можно взять и более дешевый состав. Но ремонт впоследствии придется делать чаще.

Сначала нужно подготовить основание. Делают это с помощью воды и щеток. Для удаления масляных покрытий, на которые нельзя наносить эмульсию, лучше воспользоваться специальным строительным феном. После этого можно приступать к подготовке раствора.

Чем разбавить водоэмульсионную краску

Разбавление смеси требуется в случаях, когда она очень густая или подсохла. Чтобы довести водоэмульсионку до нужной консистенции, ее разбавляют водой. Соответствующие пропорции написаны на банке. Главное, не сделать состав слишком жидким, иначе от него не будет никакой пользы. Придется снова добавлять эмульсию, что сопряжено с дополнительными расходами. Далее можно приступать к подбору цвета. Узнаем, чем колеровать водоэмульсионную краску.

Как колеровать

Лучше покупать белую смесь, которую можно довести до необходимого оттенка, причем практически любого. Красители продаются в большом ассортименте, поэтому подобрать хороший оттенок не составит труда. Добавлять колер необходимо понемногу, размешивая состав строительным миксером. Проводите колеровку непосредственно перед покрасочными работами. Со временем пигмент оседает на дне банки, в результате чего цвет раствора становится неравномерным. После получения желаемого оттенка можно начинать красить.

Чем наносить водоэмульсионную краску

Для покраски с применением водной эмульсии подходят кисти, валики и краскопульты. Кисточкой работать придется долго. Кроме того, слои, наносимые с ее помощью, не всегда получаются равномерными. Это зависит от уровня мастерства. Зато она почти незаменима в углах, возле стекол и рам и пр. Валиком красить намного быстрее, но при работе с ним увеличивается расход материала. Идеальный вариант — краскопульт — это покрасочный пистолет, который действует на основе распыления раствора. С его помощью работать еще удобнее и быстрее, но стоит он значительно дороже кистей и валиков.

Наносить материал рекомендуется в 2-3 слоя, приступая к следующему после полного высыхания предыдущего. Сохнет поверхность примерно 24 часа в зависимости от конкретного состава.

Что представляет собой водная эмульсия, и для чего ее используют

Иногда, каждый день, наблюдая один и тот же цвет своего балкона, становится скучно и неинтересно, ведь он уже приелся, и не вызывает восторга как в первое время после покраски.

В таком случае, можно изменить цвет, перекрасив балкон. Но выбрать правильную краску, на самом деле, очень сложно. Для этого, постараемся в этой статье рассказать о преимуществах водной эмульсии перед другими вариантами окрашивания таких поверхностей. К тому же, отметим, что такой краской еще и окрашивают автомобили.

Преимущества использования водной краски

Водная основа для краски была изобретена совсем недавно, но уже успела заработать немалую популярность среди людей, в том числе и автослесарей. Все заводы, которые занимаются изготовлением машин, используют именно такую краску, но ее можно применять и на открытых лоджиях и балконах.

Среди главных ее достоинств можно выделить две:

• экологичность;
• безопасность.

Краска абсолютно безвредная, при нанесении не выделяет вредных веществ и токсинов. Она обладает уникальным химическим составом без крупных частиц, что позволяет ей делать аккуратное и равномерное покрытие.

Водная основа краски позволяет ей иметь водоотталкивающие свойства. В результате чего, верхний слой не будет отставать от машины или открытой лоджии благодаря тому, что краска не контактирует с водой (дождь, снег, град). После окрашивания, внешний вид балкона или автомобиля не будет отличаться от покраски обычной краской.

Еще одни важным моментом есть то, что перед нанесением такого изделия совсем не нужно избавляться от старого слоя покрытия, и выравнивать поверхность.

Почему она столь качественная?

Водоэмульсионная краска сегодня, производится только лидирующими компаниями, в качестве работы, которых можно не сомневаться. Подпольные фирмы пока не знакомы с химическим составом такого покрытия, и попросту доверяют водной краске. Поэтому найти подделку такого товара практически невозможно.

Краска на основе воды очень качественная благодаря особой формуле химического состава, и наличию воды. Последняя же способствует лучшей адгезии с поверхностью лоджии или машины.

Ухудшение состояние экологии породило идею изменения традиционных вредных методов на более новые и безвредные. Поэтому, изделие не выделяет неприятного и опасного запаха, и его можно использовать даже для покраски бытовых изделий в доме. Сразу по окончанию процедуры в комнате можно спокойно находиться и даже спать.

Лакокрасочная продукцияКупить ЛКМ

Эмульсия — Что такое Эмульсия?

Нефтяные эмульсии — это механическая смесь нефти и пластовой воды, нерастворимых друг в друге и находящихся в мелкодисперсном состоянии.

Эмульсия — дисперсная система, состоящая из микроскопических капель жидкости (дисперсной фазы), распределенных в другой жидкости (дисперсионной среде).
Эмульсии могут быть образованы 2^мя любыми несмешивающимися жидкостями.
В большинстве случаев одной из фаз эмульсий является вода, а другой — вещество, состоящее из слабополярных молекул (например, нефть или газ).
2 фазы нефтяных эмульсий:

• внутренняя — дисперсной фазой, и она разобщена;
• внешняя — дисперсионной средой (постоянная фаза), представляющей собой сплошную неразрывную фазу.

Жидкость, образующая взвешенные капли, — это дисперсная фаза, а та, в которой взвешены капли, — постоянной фазой (дисперсионной средой).
Эмульгированию нефти способствует:

• наличие нафтеновых кислот или сернистые соединений в смолистой нефти;
• интенсивное перемешивание ее с водой при добыче.

2 типа эмульсий:

• нефть в воде — гидрофильная эмульсия, когда нефтяные капли образуют дисперсную фазу внутри водной среды. Содержание нефти: менее 1 %. 
• вода в нефти — гидрофобная эмульсия, когда капли воды образуют дисперсную фазу в нефтяной среде. Содержание воды: 0,1 — 90 % и более. 

Тип эмульсии зависит от соотношения объемов нефти и воды: дисперсионной средой стремится стать жидкость, объем которой больше.
Определение типа эмульсии путем определения свойств ее дисперсионной среды:

• 
  в эмульсии нефть/вода дисперсионной средой является вода, и поэтому такая эмульсия смешивается с водой в любых соотношениях и обладают высокой электропроводностью,
• в эмульсии вода /нефть дисперсионной средой является нефть, и эмульсия смешиваются только с углеводородной жидкостью и не обладают достаточной электропроводностью. 

В настоящее время эмульсионные составы применяются в различных процессах добычи нефти и газа:

• в процессах первичного и вторичного вскрытия продуктивных пластов, 
• при глушении скважин, 
• при обработках призабойной зоны пласта,
• процессах повышения нефтеотдачи. 

В каждом случае используются определенные типы эмульсий и специально подобранные с учетом необходимых физико-химических свойств эмульсионные составы.

Основные физико-химические свойства нефтяных эмульсий.

Дисперсность эмульсии — это степень раздробленности дисперсной фазы в дисперсионной среде.

Дисперсность — основная характеристика эмульсии, определяющей их свойства.

Размеры капелек дисперсной фазы в нефтяных эмульсиях  0,1 — 100 мкм.

Вязкость эмульсии — зависит от

— вязкости самой нефти,

— температуры, при которой получается эмульсия,

— количества воды, содержащейся в нефти,

— степени дисперсности,

— присутствия механических примесей (особенно сульфида железа FeS),

— рН воды.

Вязкость нефтяных эмульсий не обладает аддитивным свойством, т. е. вязкость эмульсии не равна сумме вязкости нефти и воды.
При содержании воды в нефти свыше 20 % вязкость эмульсии резко возрастает.
Максимума вязкость достигает при критической концентрации воды, характерной для данного месторождения. При дальнейшем росте концентрации воды вязкость эмульсии резко уменьшается.

Эмульсия типа нефть /вода транспортируется при меньших энергетических затратах, чем эмульсия типа вода/нефть.

Электрические свойства эмульсий.

Нефть и вода в чистом виде — хорошие диэлектрики.

Электропроводимость нефти (удельная) 2∙10⁻¹⁰ — 0,3∙10⁻¹⁸ Ом⁻¹∙см⁻¹, а воды 10⁻⁷ — 10⁻⁸ Ом⁻¹∙см⁻¹.

Наличие в воде растворенных солей или кислот увеличивает электропроводимость в 10^ки раз.

В нефтяных эмульсиях, помещенных в электрическом поле, капли воды располагаются вдоль его силовых линий, что приводит к резкому увеличению электропроводимости этих эмульсий. поскольку капли воды имеют в 40 раз большую диэлектрическую проницаемость, чем нефти.

Этот метод используется для разрушения нефтяных эмульсий.

Устойчивость нефтяных эмульсий и их старение (стабильность) — способность в течение определенного времени не разрушаться и не разделяться на нефть и воду.

В процессе перемешивания нефти с пластовой водой, вода дробится на мелкие капельки (глобулы), на поверхности которых адсорбируются частицы эмульгатора и образуют пленку, препятствующую слиянию глобул.

Устойчивость нефтяных эмульсий зависит:

•  дисперсность системы, 
• физико-химические свойства эмульгаторов, образующих на поверхности раздела фаз адсорбционные защитные оболочки; 
• наличие на глобулах дисперсной фазы двойного электрического заряда; 
• температура смешивающихся жидкостей; 
• величина рН эмульгированной пластовой воды.

Концентрированная водная эмульсия | Составы EW

Состав концентрированной водной эмульсии (EW)

Как разработать состав концентрированной водной эмульсии (EW)
Концентрированные водные эмульсии (EW) представляют собой дисперсию нерастворимой в воде органической жидкости в воде. Органическая жидкость может быть либо жидкой технической, либо твердой технической, растворенной в подходящем нерастворимом в воде растворителе, в которой твердый технический раствор остается в растворе при всех температурных условиях.

Концентрированные водные эмульсии — это относительно недавний вариант составов эмульгируемых концентратов (ЕС), в которых присутствие органических растворителей оказалось проблемой как с точки зрения температуры вспышки, связанной с растворителем, так и с точки зрения потенциальной фитотоксичности во время воздействия. заявка

И эмульгируемый концентрат, и концентрированная водная эмульсия физически стабилизированы путем выбора и концентрации эмульгатора на границе раздела растворитель / вода, стерически посредством разделения высокомолекулярного блок-сополимера EO / PO на водную фазу или комбинации обоих .Разница между концентрированной водной эмульсией и эмульгируемой концентрированной эмульсией заключается в способах образования эмульсии:

• Концентрированная водная эмульсия образует эмульсию механически во время обработки;

• Эмульгируемый концентрат термодинамически образует эмульсию при добавлении в воду во время нанесения;

Составы концентрированной водной эмульсии также родственны составам микроэмульсии (МЭ), поскольку оба содержат воду в качестве непрерывной фазы.Однако есть существенные различия между технологиями рецептуры:

1. Оптическая прозрачность = микроэмульсия прозрачная, а концентрированная водная эмульсия имеет молочный вид;

2. E Mulsifier Требование = для микроэмульсии требуется примерно равная масса эмульгатора и органической жидкости, чтобы уменьшить размер частиц органической фазы до оптической прозрачности.Концентрированная водная эмульсия может быть приготовлена ​​с использованием эмульгатора 3-10% мас. / Мас. При всех концентрациях активного ингредиента;

3. Концентрация рецептуры = Поскольку для микроэмульсии требуется равный вес эмульгатора и органической жидкости, ее верхняя концентрация активного ингредиента ограничена примерно 2 фунтами / галлон (или 240 г / л). Концентрированная водная эмульсия может быть приготовлена ​​с концентрацией активного ингредиента, приближающейся к 6 фунтам / галлон (или 720 г / л), в зависимости от технических характеристик, выбора инертных веществ в составе и способа обработки;

Концентрированные водные эмульсии лучше всего рассматривать как естественный технологический прогресс, выходящий за рамки технологии эмульгирования концентратов (SC): концентрат суспензии — это дисперсия твердого технического вещества в воде, концентрированная водная эмульсия — это дисперсия концентрата суспензии. жидкость техническая на воде.В тех случаях, когда уменьшение размера частиц твердого технического продукта достигается либо посредством мокрого измельчения (с использованием Attritor® или Dyno-Mill®), либо сухого измельчения (с использованием молотковой или воздушной мельницы), уменьшение размера частиц жидкого технического продукта достигается с помощью высокого сдвига в резервуаре (с использованием гомогенизатора Polytron®) или в потоке (с использованием гомогенизатора Arde-Decon®).

Таким образом, концентрированные водные эмульсии разделяют три (3) основных требования к составам концентратов суспензий:

1. Система поверхностно-активных веществ: требуется для физической стабилизации органической жидкости в воде;

2. Система подвески: требуется для предотвращения агломерации технических капель в контейнере при хранении;

3. Стабилизатор замораживания / оттаивания: требуется для предотвращения физического разрушения состава после замораживания, а затем оттаивания перед нанесением;

Система поверхностно-активных веществ: Физическая несовместимость технического органического вещества и воды проявляется в значительном увеличении вязкости при уменьшении размера частиц.Это увеличение вязкости может быть напрямую связано с тем, что органическая жидкость пытается агломерироваться в водной фазе, одновременно подвергаясь сдвигу технологическим оборудованием. Как и следовало ожидать, чем выше техническая концентрация в рецептуре, тем выше тенденция гомогенизированного технического продукта к агломерации. В результате зависимость от поверхностно-активных веществ при составлении концентрированных водных эмульсий с низкой вязкостью возрастает по мере увеличения концентрации состава.

Поверхностно-активные вещества по своему химическому составу представляют собой одиночные молекулы, которые демонстрируют разную степень растворимости как в полярных, так и в неполярных растворителях.Следовательно, они действуют как «мосты» между двумя фазами. Посредством гидрофобного состава поверхностно-активного вещества, молекулярной массы и HLB (отношения гидрофила к липофилу) определяются физические характеристики препарата (стабильность как функция температуры и переменной вязкости).

Как и в случае с концентрацией суспензии при разбавлении распылением, анионные поверхностно-активные вещества включаются в составы концентрированной водной эмульсии для предотвращения агломерации. Эти поверхностно-активные вещества служат для диспергирования и стабилизации капель органического масла в воде за счет поверхностного заряда.

Подвесная система: Так как большинство технических компонентов имеют плотность более 1.000 г / мл, гравитационные силы будут вызывать движение технического оборудования через водную фазу (и наоборот, в крайне редких случаях технические вещества с плотностью менее 1.000 г / мл) мл переместится на поверхность воды). Предотвращение образования маслянистого осадка отдельными техническими частицами при упаковке в коммерческую тару является ключом к установлению срока годности препарата.
В отличие от составов суспензионных концентратов, суспензионная система которых может принимать любую из трех форм:

1. Соответствие плотности водного раствора плотности технического

2. Применение «набухающих» глин

3. Использование полигидроксицеллюлозы

Концентрированная водная эмульсия находит применение в основном с загустителями из полигидроксицеллюлозы.Эти загустители из полигидроксицеллюлозы представляют собой высокомолекулярные полимеры, которые из-за контролируемой несовместимости с водой создают вязкость в непрерывной фазе. Кроме того, эти загустители дополняют функцию поверхностно-активных веществ по стерической стабилизации капель масла в концентрате препарата.

Загустители из полигидроксицеллюлозы используются при относительно небольшой концентрации мас.% В составе; однако на их диспергируемость в воде отрицательно влияет присутствие растворов с высоким содержанием электролитов (удобрений), и они могут быть главной причиной выявления проблем совместимости.

Кроме того, водный состав, в котором в качестве суспензионной системы используется полигидроксицеллюлоза, будет демонстрировать переменную вязкость при хранении в зависимости от температуры: при повышении температуры вязкость уменьшается. Это может привести к проблеме текучести состава при пониженных температурах и / или отделению масла при длительном хранении при повышенных температурах.

Стабилизаторы замораживания / оттаивания: Есть два способа решить проблемы стабильности замораживания / оттаивания:

1. Язык этикетки продукта («Не хранить при температуре ниже 32 F»)

2. Добавление стабилизаторов замораживания / оттаивания

Традиционно стабилизаторы замораживания / оттаивания принимали форму пропиленгликоля, добавляемого к водному составу, исходя из предположения, что он действует как средство для подавления точки замерзания.Однако следует учитывать два момента:

Первый; вода должна содержать примерно 15% пропиленгликоля, чтобы снизить температуру замерзания воды 9 F;
секунд; составы более чувствительны к стабильности при замораживании / оттаивании при увеличении концентрации активного ингредиента (или при увеличении отношения пропиленгликоля к воде).

Следствием вышеприведенных наблюдений может быть то, что устойчивость водных составов к замораживанию / оттаиванию не связана с подавлением точки замерзания.Скорее, стабильность при замораживании / оттаивании может быть связана с пропиленгликолем, выполняющим функцию поверхностно-активного вещества, которое применяется при пониженных температурах. Этот вывод подтверждается требованиями к составу поверхностно-активных блок-сополимеров оксида этилена / оксида пропилена (EO / PO) для смачивания твердой поверхности в зависимости от температуры: при понижении температуры композиция поверхностно-активного вещества требует более высокого содержания оксида пропилена.

Разработка концентрированной водной эмульсии: Базовый состав концентрированной водной эмульсии содержит следующие компоненты:

1. Жидкий технический

2. Пеногаситель

3. Бактерицид

4. ПАВ

5. Система модификатора вязкости

6. Присадка для замораживания / оттаивания

7. Разбавитель воды

Техническая жидкость: в отличие от составов пылевидных и смачиваемых порошков, где технические характеристики могут демонстрировать неуказанные физические свойства, составы концентрированной водной эмульсии основаны на двух факторах:

1. Техническое или техническое решение должно быть жидким при любых условиях хранения и обработки

2. Техническое или техническое решение должно демонстрировать минимальную растворимость в воде при всех условиях хранения и обработки

Необходимо, чтобы техническая часть оставалась полностью жидкой во время обработки и при любых условиях хранения.Образование технических кристаллов будет постоянно включать в состав рецептурные поверхностно-активные вещества, снижая их концентрацию на границе раздела жидкость / жидкость и предотвращая их динамическое разделение между фазами, чтобы приспособиться к изменениям температуры.

Техническая растворимость / нерастворимость в воде не имеет решающего значения для характеристик состава; изменение растворимости в технической воде в зависимости от температуры имеет решающее значение для характеристик состава. Если техническая растворимость в воде уравновешивается либо за счет высокого сдвига, либо за счет повышенной температуры, устранение сдвига или снижение температуры приведет к перенасыщенному раствору, который теперь должен уравновеситься с новой средой.Результирующий процесс уравновешивания может привести к образованию технического масляного осадка, который не сможет повторно раствориться в оптимальных температурных условиях в разумные сроки.

Верхний предел концентрации активного ингредиента для технических средств связан с минимизацией доступного пустого пространства между взвешенными жидкими сферами и удельным весом технического; чем выше технический удельный вес, тем выше концентрация препарата.

Противовспениватель: Состав концентрированной водной эмульсии, органическое / неорганическое техническое, поверхностно-активное вещество и вода, способствует образованию пены в присутствии оборудования с большими сдвиговыми усилиями.Пена может отрицательно повлиять на эффективность технологического оборудования и объемную плотность состава во время упаковки. Поэтому в рецептуру включают пеногасители, чтобы предотвратить образование пены во время обработки.

Бактерицид: Если гидроксицеллюлоза используется в качестве модификатора вязкости, в рецептуру была добавлена ​​идеальная среда для роста бактерий. Помимо эстетики образования колоний черных бактерий и связанного с ними запаха, существует серьезная проблема, связанная с изменением строительной структуры вязкости.Кроме того, с некоторыми техническими сведениями, может быть обнаружено, что бактерии химически разлагают активный ингредиент.
Наконец, если образующиеся колонии бактерий достаточно физически стабильны, они могут фактически блокировать встроенные экраны во время процесса нанесения.

Бактерициды поэтому добавляют в низких концентрациях, чтобы предотвратить образование колоний бактерий. Важно понимать, что некоторые бактерициды также демонстрируют пестицидную активность и зарегистрированы в EPA.Единственная разница между бактерицидом, который считается инертным в составе препарата, и активным ингредиентом препарата заключается в его концентрации в составе. Поэтому важно проконсультироваться с литературой по продукту и у технических представителей для правильного обращения с бактерицидом.

Поверхностно-активные вещества: С точки зрения характеристик водной композиции поверхностно-активные вещества можно разделить на два класса: неионные поверхностно-активные вещества, которые служат для смачивания органического технического вещества в воде, и анионные поверхностно-активные вещества, которые служат для равномерного диспергирования технического органического вещества в воде; как в виде концентрата, так и после разбавления.
Когда технический раствор и вода смешиваются, их взаимная несовместимость в отсутствие поверхностно-активных веществ приводит к значительному увеличению вязкости при наличии сдвига. Неионные поверхностно-активные вещества, в зависимости от их химического состава, функционируют либо традиционно как мостик между двумя фазами (посредством взаимной растворимости как в полярной, так и в неполярной фазах), либо стерически препятствуя агломерации масляных капель в сочетании с анионным поверхностно-активным веществом за счет функционирования только в водной фазе.Этот второй класс неионных поверхностно-активных веществ относится к тому же химическому классу, который нашел применение в составах концентратов суспензий; а именно блок-сополимеры ЭО / ПО.

Оба класса неионогенных веществ работают по-разному: традиционные эмульгаторы чрезвычайно чувствительны к изменению температуры и зависят от анионного поверхностно-активного вещества и системы модификаторов вязкости для предотвращения агломерации капель масла. Однако, поскольку блок-сополимеры EO / PO не функционируют на границе раздела жидкость / жидкость, они менее чувствительны к изменению температуры и дополняют стабилизацию масляных капель, приписываемую системе анионного поверхностно-активного вещества и модификатора вязкости.

Таким образом, наиболее эффективными поверхностно-активными веществами являются те, которые смачивают и диспергируют технический продукт при концентрациях в составе, приближающихся к 4 фунтам / галлон (или 480 г / л), в широком диапазоне температур и при массе состава 3-10% по массе. Synperonic PE / P105 и Atlas G5000 являются поверхностно-активными веществами блок-сополимера оксида этилена и оксида пропилена, которые, как было обнаружено, имеют отличное применение в составах концентрированных водных эмульсий.

Можно приготовить концентрированные водные эмульсии с концентрацией активного ингредиента, превышающей 4 фунта / галлон, путем комбинирования обоих вышеуказанных неионных классов.В частности, Atlox® MBA 11/6 можно смешивать с технической жидкостью и добавлять при перемешивании в воду, содержащую Synperonic® PE / L64. Полученная эмульсия типа масло в масле была обработана для содержания 70% органической жидкости по массе.

Анионные поверхностно-активные вещества действуют на границе раздела вода / твердое тело, предотвращая агломерацию частиц за счет адсорбции на поверхности частиц. Было обнаружено, что Atlox 4913 действует как очень эффективный диспергатор для составов на водной основе. Кроме того, в составах концентрированных водных эмульсий можно использовать традиционные смачиваемые порошковые диспергаторы (лигносульфонаты натрия и нафтеносульфонаты натрия), а также фосфатные эфиры и их частично нейтрализованные соли.

Система модификатора вязкости: как указано выше, чрезвычайно важно предотвратить агломерацию диспергированных капель масла в концентрированной водной эмульсии при хранении. Поскольку равномерное распределение активного ингредиента при нанесении начинается с равномерного распределения в коммерческой таре, любое ухудшение качества упакованного продукта может в конечном итоге отрицательно повлиять на эффективность нанесения.

Для поддержания равномерного распределения активного ингредиента в коммерческой таре использование модификаторов вязкости, например гидроксиэтилцеллюлозы (ксантановая камедь), оказалось весьма эффективным.Загустители ксантановой камеди создают поддерживающую структуру в водной фазе за счет контролируемой несовместимости с водной фазой. Их эффективные концентрации в водной композиции низкие; варьируется от примерно 0,20% вес / вес для 4 фунтов / галлон (480 г / л) до 0,50% вес / вес для концентрата суспензии 50 г / л.

Ксантановые камеди влияют на вязкость композиции в зависимости от температуры: с повышением температуры вязкость уменьшается. Следовательно, необходимо определить концентрацию ксантановой камеди в составе, которая предотвращает образование масляного осадка / просачиваемого слоя при повышенных температурах.

Добавка для замораживания / оттаивания: Органические жидкие дисперсии в воде могут изменять реологические свойства при замораживании и последующем оттаивании. Физическое разрушение концентрированной водной эмульсии в первую очередь является функцией концентрации активного ингредиента в составе: чем выше концентрация, тем больше подверженность состава разрушению после циклического замораживания / оттаивания.

Чтобы решить проблему реологического ухудшения водных свойств при пониженных температурах, пропиленгликоль традиционно включали в композицию в качестве средства для подавления точки замерзания.В качестве альтернативы мочевина может быть включена в качестве наполнителя для облегчения стабильности при замораживании / оттаивании. Однако, поскольку и мочевина, и пропиленгликоль демонстрируют растворимость в воде, они могут отрицательно влиять на распределение поверхностно-активного вещества и связанные с ним характеристики.
Альтернативно, можно придать препарату стабильность при замораживании / оттаивании и в то же время обеспечить желаемую диспергирующую функциональность за счет использования частично нейтрализованных поверхностно-активных веществ на основе эфиров фосфорной кислоты.

Водный разбавитель: Состав воды может повлиять на характеристики рецептуры как при производстве, так и при длительном хранении.Как отмечалось выше, присутствие растворенных солей может отрицательно влиять на распределение поверхностно-активного вещества; присутствие взвешенных твердых частиц может предпочтительно адсорбировать растворенное / диспергированное поверхностно-активное вещество. Оба могут привести к физическому ухудшению состава (разделению фаз или увеличению вязкости).

Разработка концентрированной водной эмульсии включает в себя ряд этапов:

• Установление критериев эффективности

• Выбор инертного состава для рецептуры

• Обработка рецептур

• Установление процедур испытаний

• Определение методики разработки

Установление критериев эффективности: Важно заранее установить ожидаемые характеристики состава, поскольку это может диктовать выбор / концентрацию инертных веществ.

• Концентрация рецептуры: определяет состав рецептуры. По мере увеличения концентрации активного ингредиента в формуле остается меньше места (% мас. / Мас.) Для других компонентов. Поэтому необходимо выбрать наиболее эффективный смачивающий агент, диспергатор, модификатор вязкости. Чем ниже концентрация активного ингредиента в составе, тем более «снисходительны» физические характеристики к выбору поверхностно-активного вещества.

• Химическая / физическая стабильность: важен для аппликатора, поскольку эффективность зависит от количества активного ингредиента, добавленного в бак для опрыскивания, и его равномерного распределения в водной фазе в течение периода времени нанесения.

• Текучесть рецептуры: зависит от вязкости рецептуры. Существуют два компонента рецептуры, которые могут повлиять на сыпучесть:

  1. Выбор / концентрация ПАВ

  2. Концентрация модификатора вязкости

  Добавление модификатора вязкости является контролируемым способом для обеспечения текучести рецептуры и может зависеть от температуры.Влияние поверхностно-активного вещества на текучесть связано с его эффективностью диспергировать и физически стабилизировать жидкий технический раствор в водной фазе.

• Образование отложений: зависит от четырех факторов:

  1. Неадекватный модификатор вязкости в рецептуре

  2. тепло, отрицательно влияющее на гидратацию ксантановой камеди

  3. циклическое хранение температуры, влияющее на растворимость технической воды

  4. тепло, отрицательно влияющее на распределение поверхностно-активного вещества на границе раздела техническая поверхность / вода

• Физическая суспензия при разбавлении: является функцией небольшого размера частиц и выбора / концентрации поверхностно-активной системы.Жесткость воды и температура воды, а также наличие составов WP, SC или EC могут повлиять на физическую суспензию:

• Бак для смесей для состава Совместимость: В целом бак для концентрированных водных эмульсий очень хорошо смешивается с другими EW или SC и проблематично с составами EC или WP.

• Промывка контейнеров: Государственные органы стали более строго следить за проведением надлежащей очистки контейнеров перед утилизацией.
  Было обнаружено, что следующие свойства состава влияют на эффективное ополаскивание контейнеров:
  Было обнаружено, что следующие свойства состава влияют на эффективное ополаскивание контейнеров:

  1. Вязкость рецептуры — чем ниже вязкость, тем меньше материала останется в емкости после заливки;

  2. Концентрация модификатора вязкости — ксантановая камедь по составу эквивалентна клею для обоев.Концентрированная водная эмульсия, которая высыхает в коммерческом контейнере, образует маслянистую пленку, препятствующую проникновению воды.

  3. Образование осадка — с малым размером частиц, характерным для концентрированных водных эмульсий, и недостаточной концентрацией модификатора вязкости, технический осадок выпадет из суспензии с минимальным пустым пространством между частицами и в конечном итоге образует коалесцированный масляный слой. Результатом этого физического разделения органических / неорганических фаз является предотвращение полного удаления технического вещества из контейнера.

     Влияние вышеуказанных свойств состава на ополаскивание контейнера основано на правильном выборе состава контейнера и / или барьерной обработки

Выбор инертных добавок для рецептур: Инертные добавки для составов следует выбирать в первую очередь на основе соотношения цена / качество: если вы не получаете производительность, то не имеет значения, какова стоимость.

Хотя компоненты рецептуры могут быть либо жидкостями, либо порошками, предпочтение, если таковое имеется, может быть отдано жидкостям по трем причинам:

1. минимизировано воздействие пыли при транспортировке

2. Перенос материалов

   можно контролировать по весу или объему

3. Простота диспергирования двух смешивающихся жидкостей

Правильный выбор поверхностно-активного вещества является ключом к вязкостным характеристикам рецептуры в интересующем температурном диапазоне.Состав должен, например, демонстрировать стабильность эмульсии в виде концентрата (в присутствии модификатора вязкости) в диапазоне температур от 1 ° C до 50 ° C. При низкой концентрации активного ингредиента в препарате любой класс поверхностно-активных веществ (нонилфенолэтоксилат, этоксилат спирта, блок-сополимер этиленоксида / пропиленоксида) будет достигать намеченной цели с помощью ксантановой камеди, которая служит для стерильной изоляции отдельных масляных капель. По мере увеличения концентрации активного ингредиента эффективное распределение поверхностно-активного вещества на границе раздела масло / вода имеет решающее значение для предотвращения агломерации масла.Однако поверхностно-активные вещества, которые эффективно действуют при высокой концентрации активного ингредиента, будут приемлемо работать при низкой концентрации.

Следовательно, можно определить «лучшее» поверхностно-активное вещество для диапазона концентраций активного ингредиента, используя самую высокую концентрацию активного ингредиента в качестве носителя для оценки поверхностно-активного вещества. Из этой оценки можно определить, что блок-сополимеры оксида этилена / оксида пропилена являются наиболее эффективными поверхностно-активными веществами для составов EW с высокой концентрацией.
От Uniqema и Synperonic® PE / P105, и Atlas® G-5000 продемонстрировали применение в концентрированных водных эмульсиях.

Совместимость баковой смеси составов концентрированной водной эмульсии с растворами с высоким содержанием электролита (удобрениями) может быть нарушена выбором модификатора вязкости. Ксантановая камедь, которая создает повышенную вязкость за счет контролируемой несовместимости с водной фазой, теряет растворимость в воде в присутствии водорастворимых солей. В результате ксантановая камедь будет агломерироваться в водной фазе, образуя слизистую липкую массу и обеспечивающую визуальное подтверждение того, что смесь неоднородна.

Как указано выше, стабильность при замораживании / оттаивании определяется суммарным вкладом пропиленгликоля, водорастворимой соли и / или анионного поверхностно-активного вещества в состав концентрированной водной эмульсии. При низкой концентрации активного ингредиента стабильность при замораживании / оттаивании может быть получена путем добавления только пропиленгликоля к воде. По мере увеличения концентрации активного ингредиента в составе концентрированной водной эмульсии количество пропиленгликоля, добавляемого в воду для поддержания стабильности при замораживании / оттаивании, является недопустимым и может отрицательно повлиять на характеристики поверхностно-активного вещества.В этом случае более выгодно использовать анионные поверхностно-активные вещества в сочетании с пропиленгликолем, который затем может найти применение при значительно меньшем весе (% мас. / Мас.).

Пропиленгликоль, смешиваясь с ксантановой камедью перед добавлением в воду, обеспечивает дополнительную услугу по обеспечению равномерного распределения (гидратации) загустителя в водной фазе.

Обработка рецептуры: Чтобы получить как требуемую физическую стабильность состава, так и эффективность нанесения, необходимо переработать концентрированную водную эмульсию до микронного размера частиц.

Это достигается с помощью оборудования для добавления и обработки рецептуры.

Формулировка Порядок добавления:

1. Разбавитель воды

2. Пеногаситель

3. Бактерицид

4. ПАВ

5. Пропиленгликоль / ксантамовая камедь (перемешать до однородного состояния)

6. Жидкий технический

За счет увеличения вязкости состава перед добавлением технической жидкости (при перемешивании с большим усилием сдвига), композиция демонстрирует сопротивление течению жидкой технической жидкости в воде во время смешивания.Это сопротивление проявляется в уменьшенном размере частиц масла, который мгновенно стабилизируется присутствием поверхностно-активных веществ и ксантановой камеди.

— Технологическое оборудование: чрезвычайно трудно уменьшить размер частиц концентрированной водной эмульсии с помощью стандартного смесительного оборудования ЕС (например, смесителей ураганного типа и смесителей типа Коулза). Нет никакого «стимула» для равномерного распределения двух несовместимых жидкостей, кроме как за счет высокой вязкости в водной фазе.Это окажется недопустимым, поскольку технологический сдвиг плюс высокая вязкость композиции будут равны тепловыделению, которое может отрицательно повлиять на характеристики композиции.

Следовательно, необходимо использовать технологическое оборудование, которое по своей конструкции обеспечивает сопротивление потоку через смесительные головки. На коммерческой основе этот процесс может осуществляться либо через гомогенизатор в резервуаре (например, смеситель Polytron® или Silverson®), либо с использованием поточного гомогенизатора с рециркуляцией (например, Arde-Decon®).И то, и другое необходимо контролировать и контролировать для выработки тепла.

В качестве альтернативы, требования к сдвигу, необходимые для обработки микронных частиц концентрированной водной эмульсии, могут быть значительно уменьшены путем выбора традиционного эмульгатора, который функционирует на границе раздела жидкость / жидкость, и объединения его с блок-сополимером EO / PO. Однако необходимо сосредоточить внимание на правильном выборе эмульгатора, поскольку на его характеристики может повлиять изменение температуры. Кроме того, по-прежнему необходимо включать ксантановую камедь в рецептуру, если удельные веса двух фаз не одинаковы.

Установление процедур тестирования: Помимо процедур, связанных с регистрацией продукта, важно, чтобы тесты, проведенные в лаборатории, в конечном итоге говорили о характеристиках состава в реальных полевых условиях. Процедуры тестирования делятся на три (3) основные категории:

1. Методы досмотра

2. Условия хранения

3. Методы нанесения

Эмульсии на водной основе | Водные эмульсии

Технология водной эмульсии

Серия S-1800 компании

SNP содержит различные эмульсии на водной основе, которые можно использовать в различных областях.SNP работает в тесном сотрудничестве с заказчиком, чтобы определить, какие свойства и области применения задействованы, а затем рекомендует эмульсию, которая лучше всего отвечает потребностям. Узнайте больше ниже и свяжитесь с нами сегодня для получения дополнительной информации.

Эмульсионные полимеры на водной основе

Эмульсионные полимеры на водной основе создаются путем инициирования реакции между тысячами мономерных звеньев, заставляющей их связываться вместе с образованием полимерных цепей. Эти полимерные цепи связываются друг с другом, образуя сферы субмикронного размера, которые диспергированы в воде и стабилизированы поверхностно-активными веществами.По мере того, как эти крошечные сферы распространяются и диспергируются в воде, они образуют эмульсию. Технология эмульсии на водной основе компании SNP уникальна и может быть синтезирована для обеспечения широкого диапазона свойств полимера.

Мономеры разные

В зависимости от используемых функциональных мономеров можно изготавливать широкий спектр полимерных продуктов для удовлетворения желаемых потребностей применения. Наши химики могут разработать рецептуру продукта, чтобы изменить состав, молекулярную массу, морфологию и химию поверхности эмульсии.

НЕКОТОРЫЕ ПРИМЕРЫ НАШИХ ПРОДУКТОВ ВКЛЮЧАЮТ:

S-1804-L: латексная эмульсия SB, разработанная как высокопрочное пигментное барьерное покрытие для различных поверхностей.

• Водонепроницаемость
• Устойчивость к водяному пару
• Масло- и жироотталкивающие свойства
• Высокая прочность на разрыв
• Гибкий
• Соответствие FDA 176.170 и 180

S-1806-L: латексная эмульсия SBR, разработанная в качестве высокопрочного барьерного покрытия для различных субстратов.

• Водонепроницаемость
• Устойчивость к водяному пару
• Маслостойкость
• Высокая прочность на разрыв
• Соответствие FDA 176.170 и 176.180

S-1817-L: Эта полностью акриловая латексная эмульсия разработана специально для бетонных и цементных изделий, включая прозрачный герметик для плитки и раствора. Особенности:

• Отличная химическая стойкость
• Отличная устойчивость к румянцу
• Превосходная водонепроницаемость
• Хорошая адгезия
• Не желтеет
• Может быть включен в состав прозрачных или пигментированных грунтовок, покрытий для настилов и каменных покрытий

приготовление смеси масла и воды

апрель 2014

Прочитав эту статью, вы поймете:

• Основы эмульсий;
• , как составители рецептур выбирают, какой эмульгатор использовать для конкретной эмульсии;
• , как эмульгаторы используются в пищевых продуктах, нутрицевтиках, товарах личной и домашней гигиены, промышленных смазочных материалах, экологических технологиях, биотопливе и других областях.

Несмешиваемость масла и воды послужила вдохновением для пословицы «Нефть и вода не смешиваются» и других выражений, отражающих общую несовместимость двух сущностей, таких как «Мой коллега и я как масло и вода». Тем не менее, в наших домах есть многочисленные примеры продуктов, в которых масло и вода и смешиваются: майонез, молоко, заправки для салатов, лосьон для рук и кондиционер для волос, и это лишь некоторые из них. Эти примеры представляют собой эмульсии, которые представляют собой стабильные смеси крошечных капелек одной несмешивающейся жидкости в другой, что стало возможным благодаря химическим веществам, называемым эмульгаторами.

Как работают эмульсии и эмульгаторы

Простые эмульсии представляют собой масляную суспензию в водной фазе (мас. / Мас.) Или водную суспензию в масле (мас. / Мас.). Молоко является примером эмульсии масло / вода, в которой жирная фаза или сливки образуют крошечные капли в обезжиренном молоке или водной фазе. Напротив, маргарин представляет собой эмульсию без масла, содержащую капли воды или обезжиренного молока в смеси растительных масел и жира. В обоих случаях необходимы эмульгаторы для предотвращения слипания взвешенных капель и разрушения эмульсии.

Любой, кто приготовил простую заправку для салата из масла и уксуса, знает, что достаточно встряхнуть или взбить, чтобы приготовить временную эмульсию. Однако в отсутствие эмульгаторов эта нестабильная эмульсия распадается в течение нескольких минут, и масло образует слой поверх уксуса. На протяжении веков повара добавляли натуральные эмульгаторы, такие как яичный желток, горчица или мед, чтобы предотвратить это расслоение. Сегодня доступно большое количество натуральных и синтетических эмульгаторов для различных областей, в которых они получают выгоду, включая продукты питания, нутрицевтики, бытовую и личную гигиену, биотопливо, очистку окружающей среды и промышленные смазочные материалы.

Эмульгаторы

работают, образуя физические барьеры, препятствующие слипанию капель. Тип поверхностно-активного вещества (см. Врезку), эмульгаторы содержат как гидрофильную (водолюбивую или полярную) головную группу, так и гидрофобный (маслолюбивый или неполярный) хвост. Таким образом, эмульгаторы привлекают как полярные, так и неполярные соединения. При добавлении к эмульсии масло / вода эмульгаторы окружают каплю масла своими неполярными хвостами, заходящими в масло, а их группы полярных головок обращены к воде (рис.1). Для эмульсии типа «вода в масле» ориентация эмульгатора обратная: неполярные хвосты выходят наружу в масляную фазу, в то время как группы полярных головок указывают в каплю воды. Таким образом, эмульгаторы снижают межфазное натяжение между масляной и водной фазами, стабилизируя капли и предотвращая их слипание.

Эмульгаторы могут быть катионными (положительно заряженная полярная головная группа), анионными (отрицательно заряженная головная группа) или неионными (незаряженная головная группа). Когда заряженные эмульгаторы покрывают капли в эмульсии масло / вода, положительные или отрицательные заряды на внешней стороне капель масла электростатически отталкиваются друг от друга, помогая держать капли разделенными.Неионные эмульгаторы обычно имеют большие объемные группы головок, которые направлены в сторону от капли масла. Эти полярные головные группы сталкиваются и путаются с головными группами на других каплях воды, стерически препятствуя соединению капель. Тип используемого эмульгатора зависит от области применения: катионные эмульгаторы обычно используются в растворах с низким или нейтральным pH, а анионные эмульгаторы — в щелочных растворах. Неионные эмульгаторы можно использовать отдельно или в сочетании с заряженными эмульгаторами для повышения стабильности эмульсии.

Как правильно выбрать эмульгатор

Как разработчики продуктов выбирают, какой эмульгатор использовать для той или иной эмульсии? Может помочь расчет гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) эмульгатора или комбинации эмульгаторов. В идеальной эмульсии эмульгатор одинаково притягивается к водной и масляной фазам. Если весы наклонены в любом направлении, эмульгатор может потерять контакт с фазой, к которой он менее притягивается, что приведет к разрушению эмульсии.

Различные эмульгаторы имеют разные значения ГЛБ, что позволяет прогнозировать их способность стабилизировать различные типы эмульсий (рис. 2). Шкала HLB находится в диапазоне от 0 до 20, где 10 соответствует эмульгатору, который одинаково притягивается к воде и маслу. Эмульгаторы со значением HLB более 10 более гидрофильны и, следовательно, лучше стабилизируют эмульсии типа масло / вода. Напротив, эмульгаторы со значением HLB менее 10 являются более гидрофобными и, следовательно, лучше подходят для эмульсий типа «вода в масле».

Кроме того, разные масла имеют разные требования к HLB.Например, эмульсии растительного масла нуждаются в эмульгаторе с ГЛБ 7–8, тогда как необходимое значение ГЛБ для образования стабильной эмульсии касторового масла составляет 14. Согласовав значение ГЛБ эмульгатора со значением ГЛБ масла, разработчики рецептур могут значительно увеличить их шансы на получение стабильной эмульсии.

По словам Джорджа Смита, технического директора по Северной и Южной Америке компании Huntsman Performance Products в Вудлендсе, штат Техас, США, комбинация эмульгаторов обычно работает лучше, чем любой отдельный эмульгатор.«Например, если вы пытаетесь приготовить эмульсию минерального масла, HLB для минерального масла составляет 10», — говорит он. «Итак, вы выберете пару эмульгаторов, один с HLB выше 10, а другой с HLB ниже 10. Когда вы их объедините, среднее значение будет около 10».

Система HLB, которая работает в основном с неионными эмульгаторами, существует с 1954 года. В 1970-х годах была представлена ​​система гидрофильно-липофильных различий (HLD). Система HLD работает как с ионными, так и с неионными поверхностно-активными веществами, и она может лучше учитывать подробные характеристики конкретной эмульсии, такие как соленость, тип нефти, концентрация поверхностно-активного вещества и температура.

Уравнение HLD включает в себя термины для концентрации соли, «маслянистости» масла (эффективного числа алкановых атомов углерода) и характеристической кривизны (Cc) эмульгатора. Значение Cc эмульгатора отражает, предпочитает ли эмульгатор изгибаться вокруг капли масла в воде (отрицательный Cc) или изгибаться вокруг капли воды в эмульсии в / м (положительный Cc). Например, очень гидрофильный эмульгатор, лаурелсульфат натрия, имеет Cc, равный –2,3, тогда как очень гидрофобный эмульгатор, диоктилсульфосукцинат, имеет Cc, равный 2.6. Cc для комбинаций эмульгаторов представляет собой средневзвешенное значение для каждого эмульгатора. Шкала HLD центрируется на 0, что соответствует оптимальной эмульсии. Существуют онлайн-калькуляторы для оптимизации HLD для конкретной эмульсии (например, www.stevenabbott.co.uk/HLD-NAC.html).

Макро- и микроэмульсии

Разработчики рецептур все больше заинтересованы в создании микроэмульсий, которые обладают большей стабильностью, чем обычные макроэмульсии. Как следует из названия, микроэмульсии имеют меньший размер капель, чем обычные эмульсии, что делает их более прозрачными, чем непрозрачными.В отличие от макроэмульсий, микроэмульсии термодинамически стабильны. «Через некоторое время макроэмульсия распадается на водную и масляную фазы», ​​- говорит Дэвид Сабатини, заместитель директора Института прикладных исследований поверхностно-активных веществ при Университете Оклахомы, Норман, США. «Но время не является фактором того, как долго микроэмульсия будет оставаться в своем текущем состоянии». Кроме того, если изменение температуры вызывает разрушение эмульсии, микроэмульсия самопроизвольно восстанавливается, когда температура возвращается к своему первоначальному значению.Напротив, макроэмульсия требует ввода энергии для повторного появления.

Микроэмульсии производятся иначе, чем макроэмульсии. Макроэмульсии требуют интенсивного перемешивания. Поскольку микроэмульсии являются термодинамически стабильной конечной точкой, к которой естественным образом движется система, они, как правило, не требуют интенсивного перемешивания. Однако разработчики рецептур часто используют легкое перемешивание для равномерного распределения компонентов и ускорения процесса образования микроэмульсии.

По сравнению с макроэмульсиями, для микроэмульсий требуется больше поверхностно-активного вещества.«Стабильность во времени указывает на микроэмульсии, но потребность в поверхностно-активных веществах может указывать в пользу макроэмульсий», — говорит Сабатини. «Может оказаться, что 3 или 6 месяцев — это достаточный срок для вашего заявления, и время не может быть фактором в этой ситуации». Например, по его словам, пищевые продукты часто портятся до того, как разрушается макроэмульсия.

Благодаря своей замечательной стабильности, микроэмульсии находят применение в различных областях, таких как средства личной гигиены, химикаты на нефтяных месторождениях и медицина.«Концепции макроэмульсий существуют на протяжении веков, но передовые концепции микроэмульсий существуют только два-три десятилетия назад», — говорит Сабатини. «Интерес к микроэмульсиям растет, потому что мы только начинаем понимать их возможности».

Продукты питания

Многие популярные продукты питания представляют собой эмульсии, включая майонез, заправки для салатов, соусы, такие как голландский, шоколад и мороженое. Лецитин, смесь природных фосфолипидов, широко используется в пищевой промышленности для создания эмульсий типа масло / вода.Во всем мире большая часть коммерческого лецитина производится из соевого масла. Яичный желток, традиционный эмульгатор для майонеза и соусов, также содержит лецитин. Другими распространенными эмульгаторами в пищевых продуктах являются белки, сложные эфиры жирных кислот, стеароилактилат натрия, а также моно- и диглицериды.

Создание пищевых эмульсий может быть сложной задачей, потому что «продукты питания представляют собой сложные системы, в которых взаимодействует множество различных ингредиентов», — говорит Джон Неддерсен, старший научный сотрудник по жирам, маслам и эмульгаторам в компании DuPont Nutrition and Health, базирующейся в New Century, штат Канзас, США.«Хотя такие рекомендации, как шкала HLB, могут помочь, большую часть времени требуется опыт и эксперименты, чтобы найти оптимальный выбор эмульгаторов и норм использования». Неддерсен отмечает, что переработка может быть еще одной проблемой при работе с пищевыми эмульсиями. «Компания может использовать одну формулу в нескольких местах и ​​видеть разные результаты на разных заводах», — говорит он. Эти различия могут возникать из-за, казалось бы, незначительных изменений в условиях растений.

DuPont продает широкий ассортимент эмульгаторов, в том числе линию Panodan ^® DATEM (сложный эфир диацетилвинной кислоты и моноглицеридов) специально для хлебобулочных изделий и линию Cremodan ^® для мороженого и других замороженных десертов.В качестве альтернативы лецитину в шоколаде и других кондитерских изделиях DuPont предлагает Grindsted ^® CITREM, эфир лимонной кислоты. Этот эмульгатор может заменить соевый лецитин, который недавно подвергся критике, особенно в Европе, потому что большинство соевых культур, выращиваемых на экспорт (особенно в США, Бразилии и Аргентине), генетически модифицированы. Негенетически модифицированная соя стоит дорого и в дефиците. Таким образом, CITREM может оказаться привлекательной альтернативой для кондитеров, которые хотят избегать ингредиентов, изготовленных из генетически модифицированной сои.

Устойчивые источники пальмового масла также стали проблемой для клиентов, поскольку появились сообщения о том, что развитие плантаций пальмового масла вредит окружающей среде и угрожает исчезающим видам дикой природы в Малайзии и Индонезии, откуда происходит большая часть пальмового масла. В результате DuPont представила линейку эмульгаторов на основе пальмовых и непальмовых масел из экологически чистых источников. К 2015 году DuPont обязалась поставлять 100% пальмового масла с плантаций, сертифицированных Круглым столом по экологически безопасному использованию пальмового масла (RSPO).

Эмульсии с пониженным содержанием жира — еще одна горячая тема для пищевой промышленности. Когда жир удаляется из пищи, чтобы сделать ее обезжиренной или обезжиренной, часто страдают вкус, внешний вид и текстура. Д. Джулиан МакКлементс, профессор физико-химии Массачусетского университета в Амхерсте, США, говорит, что есть несколько способов, с помощью которых эмульсии или эмульгаторы могут помочь снизить содержание жира в продуктах питания. Например, исследователи могут структурировать эмульсии вода-в-масле-в-воде (в / м / в). «Вы можете удалить часть жира из капель и заменить его водой», — говорит он.

Другой подход, называемый гетероагрегацией, заключается в смешивании капель масла, покрытых эмульгаторами противоположного заряда. «Мы смешиваем положительную и отрицательную капли вместе, и они образуют гелевую сеть», — говорит МакКлементс. «Полученная эмульсия имеет очень высокую вязкость и низкое содержание жира и имитирует некоторые характеристики продукта с высоким содержанием жира».

Биологически активные добавки

Исследователи изучают эмульсии как средства доставки витаминов, добавок и других нутрицевтиков.Лаборатория МакКлементса использовала эмульсии для инкапсуляции витамина Е, каротиноидов, омега-3 жирных кислот, куркумина, коэнзима Q ₁₀ и других биологически активных соединений. В конце концов, он хотел бы включить такие нутрицевтики в функциональные продукты.

«Одна из наших целей — повысить стабильность активных соединений, которые инкапсулированы в эмульсиях в пищевых частицах», — говорит МакКлементс. «Мы также хотели бы контролировать их судьбу в желудочно-кишечном тракте, когда они перевариваются.”

В дополнение к обычным эмульсиям лаборатория McClements производит более сложные эмульсии, такие как наноэмульсии, твердые липидные наночастицы, наполненные частицы гидрогеля (рис. 3) и многослойные эмульсии. Различные типы эмульсий могут иметь разные применения. «Некоторые из них могут защищать компоненты от химического разложения, некоторые могут доставлять соединения в толстую кишку, а некоторые могут контролировать выделение аромата», — говорит МакКлементс. «Таким образом, у вас должна быть своя система доставки для каждого приложения.”

Многослойные эмульсии состоят из капель масла, покрытых эмульгатором, плюс один или несколько слоев биополимера, диспергированных в водном растворе. Эмульгатор обычно электрически заряжен, а полимерный слой (слои) имеет противоположные заряды, которые притягивают их к поверхности капли масла.

Согласно МакКлементсу, многослойные эмульсии имеют тенденцию иметь лучшую физическую стабильность, чем однослойные эмульсии из-за колебаний pH, ионной силы, температуры, замораживания и оттаивания, а также обезвоживания.Кроме того, исследователи могут создавать многослойные эмульсии, чтобы контролировать их распад в желудочно-кишечном тракте. «Вы можете сделать их так, чтобы они переваривались очень быстро, как обычная эмульсия, или вы можете сделать их так, чтобы они пошли дальше по желудочно-кишечному тракту», — говорит он. «Последнее может быть полезно, если вы хотите доставить что-то в толстую кишку или пытаетесь контролировать чувство насыщения, отправляя непереваренные соединения дальше по желудочно-кишечному тракту».

Личная гигиена

Большинство средств личной гигиены, включая лосьоны, кремы, шампуни и кондиционеры, являются эмульсиями.Обычные эмульгаторы для продуктов личной гигиены включают этоксилированные спирты, карбоксилаты, изетионат натрия, моностеарат глицерина, цетиловый спирт, стеариловый спирт и силиконовые эмульгаторы, такие как диметиконы.

«Сейчас тенденция заключается в том, что большинство людей хотели бы использовать эмульгатор, основанный на растительном сырье, а не на нефтехимических продуктах», — говорит Смит. Синтетические эмульгаторы, такие как этоксилированные спирты и их аналоги природного происхождения, имеют идентичные структуры, характеристики и биоразложение.«Цена колеблется в зависимости от цены на косточковое пальмовое масло в Малайзии и цены на этилен в Северной Америке», — говорит Смит. «На данный момент я думаю, что у нефтехимии есть преимущество, но она меняется каждые два-три года».

Хуан Матеу, технический директор JEEN International в Фэрфилде, Нью-Джерси, США, говорит, что в последние годы произошел отход от синтетических этоксилированных спиртов из-за опасений по поводу остаточного 1,4-диоксана, предполагаемого канцерогена, который -продукт при их изготовлении.Глюкозиды природного происхождения были предложены в качестве замены для некоторых приложений. Однако «пока рано говорить о возможности замены этоксилированных спиртов», — говорит Матеу. «Есть некоторые эмульсии, которые можно сделать с глюкозидами, но по большей части весь мир все еще использует этоксилаты».

В 2009 году JEEN International запустила свою линию эмульгаторов холодного процесса Jeesperse, которая позволяет разработчикам рецептур создавать эмульсии, содержащие воскообразные вещества, при температуре окружающей среды (25–30 ° C).Многие распространенные эмульгаторы в продуктах личной гигиены, такие как цетиловый спирт и моностеарат глицерина, представляют собой воски с относительно высокими температурами плавления (до 165 ° C). До Jeesperse производителям приходилось нагревать эмульгаторы в масляной фазе, чтобы расплавить их, а затем добавлять расплавленный эмульгатор в водную фазу и охлаждать эмульсию с контролируемой скоростью до комнатной температуры. Напротив, Jeesperse позволяет приготовить эмульсию в одном котле при комнатной температуре, что приводит к значительной экономии денег и времени.

Секретные ингредиенты продуктов Jeesperse — это полиэлектролиты, такие как полиакрилат натрия. Полиэлектролиты — это полярные молекулы, которые могут вызывать полярность неполярных восков, позволяя им растворяться в холодной воде (полярный растворитель). Матеу говорит, что в лаборатории он может приготовить эмульсию холодным способом примерно за 20 минут, в отличие от нескольких часов смешивания, нагревания и охлаждения при обычном процессе. «С эстетической точки зрения продукт такой же — он выглядит одинаково и выглядит одинаково — так почему бы и нет?» он говорит.

Короткое видео, демонстрирующее холодный процесс приготовления лосьона с эмульгатором Jeesperse.

Уход на дому

Многие бытовые чистящие средства и моющие средства для стирки содержат поверхностно-активные вещества, которые эмульгируют маслянистые частицы грязи, чтобы их можно было разбавить и смыть. Этоксилированные спирты — распространенный ингредиент моющих средств для стирки. Многие моющие средства содержат смесь неионных и анионных эмульгаторов для удаления пятен с текстильных изделий.

По словам Сабатини, удаление с тканей триглицеридов, таких как жиры, жир бекона и растительные масла, является особенно сложной задачей.Его лаборатория показала, что расширенные поверхностно-активные вещества, которые представляют собой поверхностно-активные вещества с группами промежуточной полярности (например, оксид полипропилена и оксид полиэтилена), вставленные между гидрофильной головкой и гидрофобным хвостом, эффективны при удалении этих типов масляных пятен.

Промышленные смазочные материалы

Жидкости для металлообработки и другие промышленные смазочные материалы обычно представляют собой эмульсии масла в воде. Эмульгаторы позволяют мастерам по металлу использовать как смазывающие свойства масел, так и охлаждающие свойства воды.Анионные и неионные эмульгаторы часто используются вместе в жидкостях для металлообработки. Катионные эмульгаторы используются редко, поскольку они нестабильны в щелочных растворах (pH 8–9,5), необходимых для жидкостей для металлообработки.

Экологические технологии

Эмульсии и микроэмульсии применялись в экологических технологиях, таких как восстановление недр и производство биотоплива. Например, при разливе нефти или газа нефть застревает в порах почвы и горных пород. Лаборатория Сабатини разработала микроэмульсии, не содержащие спирта, которые помогают удалять нефтяные загрязнения из недр экологически чистым способом.«Масло задерживается в порах из-за межфазного натяжения между водой и маслом», — говорит Сабатини. «Если мы сможем снизить это межфазное натяжение с помощью эмульгаторов, мы сможем увеличить скорость очистки от загрязнений».

В 1997 году Сабатини и несколько его коллег основали компанию Surbec Environmental, LLC для внедрения этой технологии. С тех пор Surbec помог с экологической очисткой нескольких объектов в Соединенных Штатах и ​​за рубежом. Примеры включают заправочную станцию ​​с негерметичным подземным резервуаром и военный объект, загрязненный авиационным топливом.

Сабатини также применил свои исследования эмульсий для более эффективного производства биотоплива. Биодизельное топливо — это растительное масло, такое как соевое масло, которое было химически модифицировано в результате реакции переэтерификации для снижения его вязкости. «Что касается горения, вам не нужно модифицировать растительное масло. Вы можете использовать растительное масло в дизельном двигателе, и оно будет хорошо работать без каких-либо модификаций », — говорит Сабатини. «Просто у растительного масла проблемы с вязкостью, особенно при более низких температурах.”

Как оказалось, микроэмульгирование растительных масел может снизить вязкость без необходимости проведения реакции переэтерификации. Это сэкономит время и позволит использовать больше сырья в качестве топлива. Однако Сабатини отмечает, что исследования все еще находятся на начальной стадии.

Хотя люди производят эмульсии сотни, если не тысячи лет, мы только сейчас начинаем ценить их разнообразное применение во многих областях. Сложные эмульсии, такие как микроэмульсии и многослойные эмульсии, обещают еще больше расширить спектр применений, особенно в новых областях, таких как производство функциональных продуктов питания и биодизельное топливо.Вот если бы мы могли найти эмульгатор для этого трудного сотрудника.

Лаура Кэссидей — внештатный научный писатель и редактор из Хадсона, Колорадо, США. Имеет докторскую степень. по биохимии из Высшей школы Мэйо, с которыми можно связаться по адресу [email protected] .

Боковая панель

В чем разница?
Термины поверхностно-активное вещество, эмульгатор и детергент часто используются как синонимы, но между ними есть различия.

Поверхностно-активное вещество — самый широкий термин: как эмульгаторы, так и детергенты являются поверхностно-активными веществами.Поверхностно-активные вещества или поверхностно-активные вещества представляют собой соединения, которые снижают поверхностное натяжение между двумя жидкостями или между жидкостью и твердым телом. Поверхностно-активные вещества являются амфифильными, что означает, что они содержат гидрофильные (водолюбивые) группы голов и гидрофобные (ненавидящие воду или маслолюбивые) хвосты. Поверхностно-активные вещества адсорбируются на границе раздела между маслом и водой, тем самым снижая поверхностное натяжение.

Эмульгатор — поверхностно-активное вещество, стабилизирующее эмульсии. Эмульгаторы покрывают капли внутри эмульсии и предотвращают их слияние или слипание.

Моющее средство — это поверхностно-активное вещество, обладающее очищающими свойствами в разбавленных растворах.

Также иногда путают термины эмульсия, суспензия и пена.

Эмульсия представляет собой смесь двух или более жидкостей с эмульгатором или без него, которые обычно не смешиваются. Одна из жидкостей, «дисперсная фаза», образует капли в другой жидкости, «непрерывной фазе».

Суспензия — твердое вещество, диспергированное в жидкости.Частицы достаточно большие для осаждения.

Пена — это вещество, в котором пузырьки газа взвешены в жидкости.

Боковая панель

Основные моменты технической сессии суспензии, эмульсии и пены
Вы можете узнать о последних разработках в области суспензий, эмульсий и пен, посетив совместную техническую сессию по этим темам на предстоящей ежегодной конференции и выставке AOCS 2014 в Сан-Антонио , Техас, США. Заседание, которое состоится в среду, 7 мая, с 13: 55–5.м., будет включать широкий спектр технических тем — от производства продуктов с пониженным содержанием жира путем контролируемой агрегации липидных капель до рецептуры смесей липопептидных биосурфактантов для диспергирования разливов нефти в морской воде.

Сессия совместно спонсируется подразделениями AOCS по технологии пищевых продуктов (EAT) и поверхностно-активными веществами и моющими средствами (S&D) и внесена в перекрестные списки в программе как EAT 5.0 и S&D 5.1. Полный список презентаций.

Что такое силиконовые эмульсии? | Элькем.com

Силиконовые эмульсии — это силиконовые масла, диспергированные в водной системе. Эмульсии идеально подходят для обработки поверхностей, их легко наносить и легко приготовить.

Химическая структура

Высокая вязкость некоторых силиконовых масел может быть эффективно снижена путем их эмульгирования. Цель рецептуры силиконовой эмульсии — улучшить и облегчить товарный вид, переработку и эффективность продукта. Различные компоненты эмульсий (носитель, как правило, вода, силикон и его эмульгаторы) не взаимодействуют друг с другом и не взаимодействуют с поверхностями, на которые они нанесены.Поэтому эмульсии идеально подходят для обработки поверхностей, поскольку они менее вязкие, чем масла, которые они поставляют. Другим их преимуществом является простота приготовления: полидиметилсилоксановые (ПДМС) масла диспергированы (эмульгированы) в водной системе (и они особенно практичны, поскольку с ними легко и безопасно обращаться, наносить и разбавлять конечным пользователем.

Посмотрите наш последний видеоролик «Что такое силиконовая эмульсия?»:

Свойства силиконовых эмульсий

Силиконовые эмульсии — это нерастворимые силиконы, равномерно диспергированные в воде с помощью эмульгирующего поверхностно-активного вещества.Их можно разделить на три группы, в зависимости от типа используемой системы эмульгирования, т.е.они могут быть анионными, катионными и неионогенными. Большинство эмульсий являются неионными, что делает их совместимыми с любой из двух других систем, но, в зависимости от области применения, могут быть предпочтительны катионные или анионные эмульсии.

Физические характеристики этих эмульсий могут быть изменены путем использования различных полимеров для изменения их вязкости, если это необходимо. Версии с высоким процентным содержанием твердых веществ, поставляемые в виде концентратов, для разбавления водой перед использованием, снижают транспортные расходы и место, необходимое для их хранения.

Силиконовые жидкости обычно используются в виде водных эмульсий, которые можно дополнительно разбавлять водой. Различают непрозрачные (то есть молочные) макроэмульсии с размером частиц от 100 нм до нескольких мкм и прозрачные или опалесцирующие микроэмульсии с размером частиц менее 100 нм.

Зачем нужны силиконовые эмульсии?

Силиконовые эмульсии просты в использовании и применении, они более безопасны для окружающей среды, чем системы на основе растворителей, и, будучи на водной основе, не создают дополнительных опасностей для здоровья на рабочем месте.Например, производители бумаги для выпечки и кулинарии используют эмульсионные силиконы для покрытий, чтобы заменить другие типы покрытий, включая составы, содержащие растворитель. Равномерное распределение тонкого слоя силикона на подложках обеспечивает эффективное антипригарное покрытие, улучшая гигиену, сокращая количество пищевых отходов и повышая эффективность как в промышленных, так и в домашних приготовлениях. Пищевая бумага на основе силиконовой эмульсии может использоваться во всех видах кулинарии, включая выпечку, жарение на сковороде и приготовление на пару.

Эмульсионные силиконы используются в:

• Резина и пластмассы как разделительные и смазочные материалы
• Подносы для пищевых продуктов и пластиковая сервировочная посуда в качестве разделительного средства
• Автомобильные полироли и бытовые чистящие средства для улучшения защиты, устойчивости, блеска и растекаемости
• Текстильная отделка для улучшения ощущений, водоотталкивающих свойств и уменьшения потребности в глажке
• Перлит, вермикулит, глина и другие строительные материалы для улучшения водоотталкивающих свойств и защиты от сырости
• Печать и производство бумаги для смазки и в качестве антистатика.

Ревизионная карта

Связанные приложения

Помимо использования силиконовых эмульсий в качестве ускорителей процесса в отраслях, указанных в нашей сводной таблице выше, они также используются в качестве ингредиентов рецептур в косметике и средствах по уходу за телом, в частности, в шампунях, где силиконовые эмульсии придают волосам шелковистую мягкость, благодаря чему легче расчесывать и распутывать после стирки.

Полезные ссылки

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Синтез четко очерченных сферических наночастиц с функциональными эпоксигруппами методом водно-эмульсионной полимеризации на основе ОПЦ

Экологически безопасный синтез сферических наночастиц с функциональными эпоксигруппами был достигнут с использованием самосборки, индуцированной полимеризацией (PISA) в водном растворе. Во-первых, блок неионогенного гидрофильного стабилизатора, поли (глицерин монометакрилат) (PGMA), был приготовлен путем полимеризации раствора с обратимым присоединением-фрагментацией цепи (RAFT) в растворе в этаноле.Этот водорастворимый предшественник был впоследствии удлинен цепью посредством водно-эмульсионной полимеризации RAFT глицидилметакрилата (GlyMA) при 50 ° C и нейтральном pH для обеспечения максимального сохранения функциональности эпоксидной смолы. PISA приводит к образованию четко определенных сферических наночастиц диблок-сополимера PGMA-PGlyMA с содержанием твердых веществ до 35%, и исследования спектроскопии ЯМР ¹ H показали, что практически все эпоксидные группы выживают в таких относительно мягких условиях.Исследования DMF GPC подтвердили, что относительно низкие дисперсности ( M _w / M _n <1,30) были получены, если средняя степень полимеризации блока PGlyMA, образующего ядро, оставалась ниже 100. Скважина- Определенные наночастицы триблок-сополимера могут быть также получены посредством затравочной RAFT-эмульсионной полимеризации n -бутилметакрилата, с анализом DMF GPC, указывающим на относительно узкое молекулярно-массовое распределение ( M _w / M n <1.20). Эпоксидные группы внутри ядер наночастиц открывали кольцо путем добавления азида натрия к 10% -ной водной дисперсии сополимера при 50 ° C, что подтверждается ИК-Фурье-спектроскопией. PGMA ₄₅ -PGlyMA ₁₀₀ наночастицы диблок-сополимера могут быть легко преобразованы в катионные наногели с использованием водорастворимых диаминов в качестве сшивающих агентов. Эти наногели были охарактеризованы DLS и водным электрофорезом и остались нетронутыми при диспергировании в ДМФ; напротив, соответствующие наночастицы линейного предшественника диссоциировали с образованием молекулярно-растворенных цепей сополимера в тех же условиях.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент…

Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

.