Эмульсия – заттардың қоспасы. Онда бір компонент екіншісінде ерімейтін ұсақ бөлшектерден тұрады. Бұл ингредиент «дисперсті фаза» деп аталады. Басқа зат – дисперсті орта. Оның құрамында бірінші компонент бар. «Эмульсия» латын тілінен шыққан термин. Аудармада «сауамын, сауамын» дегенді білдіреді. Бұл тұжырымдаманы толығырақ қарастырайық.
Жалпы ақпарат
Араласпайтын және химиялық реакцияға түспейтін кез келген екі сұйықтықты эмульсиялауға болады. Компоненттердің бірі әрқашан дерлік су болып табылады. Басқа зат әлсіз полярлы немесе бейтарап молекулалардан тұрады (мысалы, майлар). Алғашқы белгілі эмульсия - сүт. Мұнда май бөлшектері суда шашырайды. Дисперсті фазаның ең ұсақ бөлшектерінің мөлшері 1-50 мкм, сондықтан эмульсиялар ірі жүйелерге жатқызылады. Төмен концентрациялы сұйықтықтар – құрылымсыз. Жоғары концентрациясы бар қоспалар – құрылымдық. Термодинамикалық ерекшеліктері бойынша мұнай эмульсиясы тұрақсыз жүйе болып табылады. Фазалық тамшылардың өлшемі үлкен және қоспасы құрылымсыз болады.
Жіктеу
Алынған эмульсия түрі фазалық көлемдер мен олардың құрамына қатынасына,эмульгатордың мөлшері мен табиғаты, оның химиялық белсенділігі, араластыру әдісі мен әдісі.
- Полярлы фазадағы полярлы емес және ерімейтін сұйықтықтың ең кішкентай бөлшектерімен тікелей қоспалар (o/w – «судағы мұнай» өрнегінен). Мұндай қоспалар үшін суда еритін эмульгаторларды, мысалы, битум бөлшектерін қолдануға болады. Олардың молекулалары m-фазаның беткі қабықшаларында адсорбцияланып, тек кернеуді азайтып қана қоймай, сонымен қатар күшті қабықша түзеді.
- Суда ерімейтін эмульгаторлар қолданылатын кері (м/м) қоспалар.
Эмульсияға химиялық әсер ету, қысым, құрамның өзгеруі инверсияға әкелуі мүмкін.
- Лиофильді эмульсия - өздігінен, өздігінен түзілетін қоспа. Ол термодинамикалық тұрақты деп саналады. Мысал ретінде фазалық араластыру үшін температура шегіне жеткенде өте тұрақты эмульсияларды келтіруге болады. Майлау майлары мен салқындатқыш сұйықтықтар да осы санатқа жатады.
- Лиофобты эмульсия – механикалық, акустикалық немесе электрлік араластыру арқылы түзілетін қоспа. Термодинамикалық жағынан олар өте тұрақсыз. Эмульгаторсыз мұндай қоспалар ұзақ уақыт бойы жоқ. Олар үшін жақсы ингредиенттер: беттік белсенді заттар, макромолекулалық, суда еритін заттар, дисперсиясы жоғары қатты заттар.
Алу
Эмульсия өндірудің екі технологиясы бар. Біріншісі - фракцияларды ұсақтау тәсілі. Екіншісі - пленканың қалыптасу процесі, содан кейін кішкене бөліктерге бөліну. Бірінші нұсқада зат баяу қосыладыдисперсті жүйе. Бұл жағдайда қосу кезінде үнемі жоғары жылдамдықпен араластыру қажет. Бұл жағдайда қоспаның сапасы әртүрлі факторларға байланысты болады. Атап айтқанда, араластыру жылдамдығы, дисперсті заттың енгізілуі және көлемі, оның концентрациясы, температурасы және ортаның қышқылдығы туралы. Екінші әдіс - басқа фазаның бетінде пленка пайда болатын процесс. Ауа төменнен үрленеді. Көпіршіктер пленканы кішкене тамшыларға бөліп, сұйықтықтың бүкіл көлемін араластырады. Біздің кезімізде ауаның орнына ультрадыбысты қолдана бастады. Бұл фильмнің одан да кішірек бөліктерге бөлінуіне әкеледі.
Қоспаларды жою
Уақыт өте келе эмульсияның өздігінен ыдырауы орын алады. Бұл процесті жеделдету және қосылыстың концентрациясын азайту қажет болған жағдайлар бар. Бұл қажеттілік жоғары концентрациялы эмульсияның болуы материалды өңдеуге немесе оны дұрыс қолдануға кедергі келтіретін кезде өзекті болып табылады. Ерітінді концентрациясын төмендету процесін тездетудің бірнеше жолы бар:
- Химиялық әдіс. Эмульгатордың беткі қабықшаларын бұзатын реагенттер қолданылады. Бұл жағдайда беткі пленкаға шоғырланған теріс заряд бейтараптандырылады. Тағамдық қоспалардың органикалық қоспаларын (биологиялық белсенді заттар - деэмульгаторлар) пайдалану дәл осындай принципке негізделген.
- Теріс беттік зарядты тартатын және эмульгатордың беткі қабықшаларының тұрақсыздануын тудыратын катиондардың түзілуін тудыратын эмульгаторды қосу. Ерітінді күйінің тұрақтылығы төмендейді.
- Эмульгаторды басқа беттік белсенді компонентпен (беттік белсенді зат) ауыстыру. Ол біріншісінің концентрациясын сұйылтады, бірақ өзі жеткілікті күшті қабық түзбейді.
- Термиялық әдіс. Бұл әдіспен эмульсия температураға ұшырайды, бұл оның бөлінуіне әкеледі.
- Механикалық әдіс. Бұл опцияны бөлу әдісі деп те атайды. Эмульсия жоғары бұрыштық жылдамдықпен айналатын контейнерге баяу айдалады. Ерітінді құрамдас бөліктерге салмақ үлестері бойынша бөлінеді.
- Электр тогын қолдану немесе эмульсияға электролит қосу әдісі. Бұл әдіс теріс зарядпен тұрақтанған қоспалардың беткі қабықшаларын жояды.
Қолданба
Өнеркәсіпте эмульсияларды қолдану аясы өте кең. Атап айтқанда, қосылымдар пайдаланылады:
- Маргарин мен сары май өндірісінде.
- Сабын жасауда.
- Табиғи резеңке материалдарды жасағанда.
- Құрылыста. Мысалы, битумды эмульсия жанбайтын қосылыс болып табылады.
- Ауыл шаруашылығында: пестицидтер – өсімдік зиянкестерін жоятын әртүрлі препараттар.
- Медициналық мақсатта: әртүрлі дәрі-дәрмектер, жақпа майлар, косметика жасау.
- Кескіндемеде әртүрлі эмульсиялық бояулар қолданылады.
- Шашқа арналған косметика, бояу кезінде шаштың бетін қорғайтын эмульсиялар. Мысалы, дамып келе жатқан эмульсия (бұл бояуға арналған тотықтырғыш).
- Мұнай өнеркәсібі су мен мұнай қоспасын пайдаланады,онда бір сұйық фазаның екіншісіне дисперсиясы кішкентай тамшыларда - глобулдарда жүреді.
