Види колоїдних систем. Поверхнево-активні речовини. Суспензії. Емульсії. Піни, страница 7

ДИСПЕРГАЦИОННЫЕ МЕТОДИ

Ці методи засновані на дробленні грубодисперсной системи, що являє собою два несмешиваю-щихся рідких шари. Залежно від виду роботи, що відбувається над грубодисперсной системою, диспер-гационные методи можна підрозділити на три групи.

Механічне диспергирование. Механічна робота, затрачувана для диспергирования, зводиться до струшування, змішанню, гомогенізації, видавлюванню суцільних рідин, одна йз яких містить эмульгатор.

1. Метод переривчастого струшування (d краплі — 50-100 мкм)

Утворення емульсії легко продемонструвати, якщо пробірку, у яку налиті дві рідини, енергійно струшувати.

Бригу (1920) установив, що переривчасте струшування з постійними інтервалами між поштовхами набагато більш ефективно, ніж безперервне. Наприклад, для готування емульсії 60% бензолу в 1%-м розчині олеата натрію необхідно безперервне струшування протягом 7 хв (за цей час механічний пристрій робить 3000 поштовхів). Така ж емульсія може бути приготовлена шляхом п'яти струшувань вручну протягом 2 хв, якщо інтервали між двома поштовхами становлять 20-30 с. При кожному поштовху суцільна поверхня між двома рідинами стає хвилястої й деформується. Ця волнистость спочатку здобуває вид пальцевидных відростків, які потім руйнуються на дрібні краплі. Цей процес відбувається протягом приблизно 5 с. Якщо збільшувати інтервали між струшуваннями, можна прискорити цей процес. При ручному струшуванні краплі будуть мати кульову форму й розмір 50-100 мкм.

2. Застосування змішувачів

Промисловість випускає змішувачі різноманітних конструкцій: з мішалками пропелерного й турбінного типів, колоїдні млини, гомогенізатори.

Гомогенізатори — це пристрою, у яких диспергирование рідини досягається пропущенням її через малі отвори під високим тиском. Ці пристрої широко застосовуються для гомогенізації молока, у ході якої середній діаметр крапель молока знижується до 0,2 мкм, і таке молоко не відстоюється.

Емульгування ультразвуком. Утворення емульсій при інтенсивному ультразвуковому впливі вперше спостерігали Вуд і Лукис (1927), які працювали із кварцовим генератором великої потужності й частотою 200 кгц. У міру розвитку ультразвукової техніки з'явився цілий потік досліджень у цій області.

Ультразвукова область частот лежить вище межі чутності людини (більше 15 кгц) і поширюється аж до 10⁹ Гц. Для емульгування повинен застосовуватися ультразвук великої потужності, найбільш ефективної є область частот 20-50 кгц.

Слід зазначити, що емульгування ультразвуком досить перспективно, хоча поки не знаходить широкого застосування в промисловості.

Емульгування електричними методами. Метод електричного «дроблення» відомий давно, хоча став привертати увагу до себе лише в останні роки.

В 1958 р. Наваб і Мазон одержали практично монодисперсну емульсію в результаті електричного диспергирования.

Ідея їхнього методу полягала в наступному. Рідина, що повинна бути диспергирована, містилася в посудину, що закінчується капілярною лійкою. Остання з'єднувалася з позитивним полюсом джерела високої напруги. Посудина була вставлена в більшу круглодонну колбу, на дно якої був покладений заземлений металевий електрод. У колбу була налита рідина, що служила б в емульсії дисперсійним середовищем. дрібні краплі, Що Утворяться при витіканні з капіляра, потрапляючи в рідину, утворили емульсії. Змінюючи величину прикладеної напруги й регулюючи зазор між капіляром і рідиною, одержували емульсії з певними розмірами часток, звичайно в інтервалі 1-10 мкм.

Для поліпшення властивостей емульсій рідина в колбі можна перемішувати й уводити эмульгатор. Таким шляхом одержували стійкі емульсії типів М/У и В/М с концентрацією до 30%.

Електричні методи диспергирования в цей час перебувають у стадії розвитку й удосконалювання. Вони мають ряд очевидних переваг, з яких головне - висока монодисперсность одержуваних емульсій. Ці методи дозволяють одержувати емульсії обох типів з меншою концентрацією э мульгатора, чим за допомогою інших методів. Однак електричні методи мають і недоліки. Так, якщо рідини мають помітну в'язкість, то емульгування утруднене або взагалі неможливо.