Güclü ultrasəslə mum emulsiyaları
Mum çox homogen paylanmış nanoölçülü damcılar şəklində dispersləşdirildikdə sabit mum emulsiyası alınır. Ultrasəs homogenizatorları yüksək kəsilmə qüvvələri yaradır və sabit mum nanoemulsiyalarının istehsalı üçün etibarlı və dayanıqlı sistemlərdir. Hielscher Ultrasonics yüksək kəsilmə qüvvəli homogenizatorları müxtəlif sənaye sahələri üçün üstün keyfiyyətli emulsiyalar təmin edir.
Ultrasəslə mum emulsiyaları
Ultrasəslə yaradılan yüksək kəsilmə qüvvələri nanoölçülü mum emulsiyalarının, məsələn, sabit parafin mumu nanoemulsiyalarının istehsalı üçün tələb olunan enerjini təmin edir.
Çox yüksək funksional xüsusiyyətlərə (məsələn, yağlama, suya davamlılıq, cızılmaya davamlılıq və s.) malik üstün keyfiyyətli məhsul əldə etmək üçün müxtəlif mumların kombinasiyasından istifadə etməklə submikron və nanoölçülü emulsiyalar və dispersiyalar hazırlamaq mümkündür.
Ultrasəs homogenizatorlarının yüksək kəsilmə qüvvələri hissəcikləri tarazlıq vəziyyətində olan, istifadəyə hazır sabit mum tərkiblərinin hazırlanmasına imkan verir. Ultrasəslə emulsiyalaşdırma nəticəsində nanoölçülü hissəciklər və bərabər paylanma əldə edilir.
Mum emulsiyalarının istehsalı üçün sənaye tipli ultrasəs axın sistemi.
- 100nm-dən kiçik, çox xırda damcı ölçüləri
- sabit emulsiyalar
- uzadılmış saxlanma müddəti (mexaniki sabitlik)
- daha yüksək effektivlik
- prosesə dəqiq nəzarət
Ultrasəslə parafin mumu nanoemulsiyası
Sabit parafin mumu emulsiyasını necə hazırlamaq olar
Nanoölçülü mum emulsiyası əridilmiş parafin mumundan (yağ fazası kimi), distillə edilmiş sudan və səthi aktiv maddə kimi anion SDS-dən hazırlanır. Kobud ilkin qarışıq yaratmaq üçün mum, su və səthi aktiv maddə 1000 rpm sürətində maqnit qarışdırıcısı ilə homogenləşdirilir. Bunun üçün səthi aktiv maddə (emulsiyada konsentrasiyası 10 mg/ml) və su laboratoriya stəkanında qarışdırılır və təqribən 65–70ºC-yə qədər qızdırılır. Sonra maqnitlə qarışdırma zamanı yağ fazasının həcm payı 0,2 səviyyəsində saxlanılmaqla parafin mumu damcı-damcı əlavə edilir.
Parafin mumu tam əlavə edildikdən sonra kobud şəkildə əvvəlcədən qarışdırılmış emulsiya UIP1000hdT (1000W, 20kHz) masaüstü ultrasəs homogenizatoru ilə ultrasəslə işlənir (təqribən 15 min ərzində). Ultrasəslə emulsiyalaşdırma prosesi nəticəsində çox yüksək sabitliyə malik mum nanoemulsiyası alınır.
Ultrasəslə işlənmə vasitəsilə parafin mumu emulsiyasının hazırlanması haqqında daha ətraflı oxuyun!
Hielscher UP400St ilə hazırlanmış ultrasəs nanoemulsiyaları
Səthi aktiv maddələr
Mum emulsiyaları ya sterik mexanizmlə (qeyri-ion emulqatorlardan istifadə etməklə), ya da elektrostatik mexanizmlə (ion emulqatorlardan, əksər hallarda anion emulqatorlardan istifadə etməklə) sabitləşdirilə bilər. Anion və qeyri-ion emulqatorların birləşdirilməsi emulsiyaya optimal sabitlik verir, çünki mum hissəcikləri hər iki sabitləşdirmə mexanizmi ilə qorunur. Buna elektrosterik sabitləşdirmə mexanizmi deyilir.
Mumların emulsiyalaşdırılması üçün anion, kation və ya qeyri-ion ola bilən müxtəlif emulqatorlardan və ya səthi aktiv maddələrdən istifadə etmək mümkündür. Ən çox istifadə olunan səthi aktiv maddələr qeyri-ion səthi aktiv maddələr kimi yağ spirtlərinin etoksilatlarıdır, çünki onlar sərt suya, pH-nin qəfil dəyişmələrinə və elektrolitlərə qarşı müstəsna sabitlik təmin edir. Digər spesifik material xüsusiyyətləri üçün müxtəlif başqa maddələrdən, məsələn, daha yaxşı hidrofobluq üçün anion səthi aktiv maddələrdən və ya daha yaxşı adheziya üçün kation səthi aktiv maddələrdən istifadə olunur.
Qeyd: Damcılar nə qədər kiçik olarsa, onların səthini örtmək üçün bir o qədər çox səthi aktiv maddə tələb olunur, çünki kürələrin V/S nisbəti belədir: S/V = 3/R. Uzunluq və ya radius x*l və ya x*r qədər artdıqda səth sahəsinin artımı x-in kvadratı (x2), həcm artımı isə x-in kubu olur (x3).
Mum emulsiyaları və dispersiyaları ilə tərkiblərin hazırlanması
Ultrasəs homogenizatorları yalnız mum emulsiyalarının / dispersiyalarının yaradılması üçün istifadə olunmur – emulsiyanı son məhsula (məsələn, örtüklər, laklar, boyalar, kosmetika və s.) əlavə kimi daxil etmək məqsədilə sonrakı mərhələlərdə mum emulsiyalarının emalı üçün də istifadə olunur.
Sabit mum emulsiyaları üçün ağır iş rejiminə uyğun ultrasəs homogenizatorları
Hielscher Ultrasonics yüksək güclü ultrasəs homogenizatorlarının dünyada tanınmış təchizatçısıdır. Ultrasəs cihazlarımız dünyanın hər yerində kimya, əczaçılıq, kosmetika və qida sənayesində etibarlı və dayanıqlı «iş atları» kimi istifadə olunur. Hielscher sənaye tipli ultrasəs cihazları intensiv kavitasiya və yüksək kəsilmə yaratmaq üçün fasiləsiz olaraq 200µm-ə qədər (və tələb olunduqda daha yüksək) çox yüksək amplitudalar təmin edə bilir. Nəticədə hissəcik ölçülərinin çox dar paylanmasına malik son dərəcə incə nanoemulsiyalar və dispersiyalar istehsal olunur. Yüksək güclü ultrasəs sistemlərimiz mum tərkiblərinizin üstün keyfiyyətini əldə etməyə kömək edir.
Hielscher sonikatorlarının dayanıqlılığı ağır iş rejimində və çətin mühitlərdə 24/7 işləməyə imkan verir.
UP400St zond tipli sonikator ilə sabit mum emulsiyalarının hazırlanması.
| Partiyanın həcmi | Axın sərfi | Tövsiyə olunan cihazlar |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | daha yüksək | cihazlar qrupu: UIP16000hdT |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizə sual verin!
Güclü 1,5kW ultrasəs homogenizatoru UIP15000hdT – axın xətti daxilində emulsiyalaşdırma üçün axın kamerası ilə.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Salla Puupponen, Ari Seppälä, Olli Vartia, Kari Saari, Tapio Ala-Nissilä (2015): Preparation of paraffin and fatty acid phase changing nanoemulsions for heat transfer. Thermochimica Acta, Volume 601, 2015. 33-38.
- Behrend, O.; Ax, K.; Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound. Ultrason Sonochem. 7(2), 2000. 77-85.
- Hosseini S.; Tarzi B. G.; Gharachorloo M.; Ghavami M.; Bakhoda H. (2015): Optimization on the Stability of Linseed Oil-in-Water Nanoemulsions Generated by Ultrasonic Emulsification Using Response Surface Methodology (RSM). Orient J Chem 31(2), 2015.
Bilməyə dəyər faktlar
Mum nədir? Mumlar nə üçün istifadə olunur?
Mumlar ətraf mühit temperaturuna yaxın temperaturlarda hidrofob, plastik deformasiya oluna bilən bərk maddələr olan üzvi birləşmələrin müxtəlif sinfi kimi müəyyən edilir. Mumlar karbohidrogenlər (normal və ya şaxələnmiş alkanlar və alkenlər), ketonlar, diketonlar, birli və ikili spirtlər, aldehidlər, sterol efirləri, alkan turşuları, terpenlər (skvalen) və monoefirlər (mum efirləri) daxil olmaqla müxtəlif komponentlərdən ibarətdir. Mumların kimyəvi tərkibi mürəkkəbdir və dəyişir, lakin ümumiyyətlə mumlarda alkanların payı nisbətən yüksəkdir və karbohidrogenlər uzun və ya çox uzun karbon zəncirlərinə malikdir (12-dən təqribən 38-ə qədər karbon atomu). Onlar geniş temperatur diapazonunda bərk vəziyyətdə olur (ərimə temperaturu 60°C ilə 100°C arasındadır). Əridikdə aşağı özlülüklü mayeyə çevrilirlər.
Onlar suda həll olmamaları, lakin üzvi, qeyri-polyar həlledicilərdə həll olmaları ilə xarakterizə olunur. Mumları təbii (bitki və heyvan mənşəli), yarımsintetik və sintetik mumlara ayırmaq olar.
Mumların kommersiya məqsədilə istehsalı üçün əsas mənbə xam neftdir.
Neft mumlarının ən vacib iki növü parafin və mikrokristallik mumlardır:
Parafin mumları əsasən ağ, qoxusuz, dadsız, mumabənzər bərk konsistensiyaya malikdir; tipik ərimə temperaturu 46°C ilə 68°C (115°F ilə 154°F) arasında, sıxlığı isə təqribən 900 kg/m3-dir. Makrokristallik quruluşa malikdir və suda həll olmur, lakin efirdə, benzolda və müəyyən mürəkkəb efirlərdə həll olur. Parafin mumları xam neftdən alınır və 20 ilə 40 arasında karbon atomu ehtiva edir.
Mikrokristallik mum, həmçinin petrolatum kimi tanınır və qoxusu, rəngi, yağ tərkibi, konsistensiyası və yağı bağlama xüsusiyyətinə görə çoxsaylı tətbiqlərdə istifadə olunur.
α-olefin mumları sintetik yolla etilendən ya Ziegler-Natta katalizatoru ilə Fischer-Tropsch sintezi vasitəsilə, ya da etilenin oliqomerləşməsi vasitəsilə alınır. Alfa-olefin mumları ən çox sürtkü yağı əlavələrində, PVC sürtkülərində, şamlarda, neft qazma kimyəvi maddələrində və kosmetikada istifadə olunur.
Polietilen mumu (PE-WAX) etilen monomer zəncirlərindən ibarət, son dərəcə aşağı molekulyar kütləli polietilendir (ULMWPE). Polipropilen mumu (PP-WAX) sintetik, kristallik, aşağı molekulyar kütləli qatrandır.
Həm polietilen, həm də polipropilen mumları homopolimerlərdir və əsasən plastiklər üçün rəngləndirici tərkiblərin hazırlanmasında istifadə olunur.
Kopolimer mumları – məsələn, etilen vinil asetatın (EVA) və etilen akril turşusunun (EAA) törəmələri – örtük tərkiblərində, məsələn, metal effektli əsas örtüklərdə geniş istifadə olunur.
Mumlar və mum əlavələri məhsula yağlama/sürüşmə, reoloji xüsusiyyətlər, aşınmaya davamlılıq, yapışmanın qarşısının alınması/baryer xüsusiyyətləri, parlaqlıq və ya matlıq, oksidləşməyə davamlılıq və/və ya su itələmə xüsusiyyəti vermək üçün geniş istifadə olunur.
Mumlar kimyəvi maddələrin (məsələn, incə və xüsusi kimyəvi məhsullar), örtüklərin, boyaların və mürəkkəblərin, əlavələrin və modifikatorların, yapışdırıcıların, plastiklərin və PVC-nin, şinlərin və rezinlərin, tikinti və inşaat məhsullarının, termostatik idarəetmə cihazlarının, qablaşdırmaların, qida məhsullarının və kosmetikanın istehsalı kimi bir çox sənaye sahəsində geniş istifadə olunan komponentdir.
Təbii mumlar:
- Heyvan mənşəli mumlar: arı mumu, lanolin, heyvan piyi, şellak, spermaset
- Bitki mənşəli mumlar: karnauba, kandelilla, soya, gənəgərçək, düyü kəpəyi, mum mərsini, jojoba və s.
Mineral mumlar:
- Fosil mumlar: serezin, montan, ozokerit, torf mumu
- Neft mumları: parafin, mikrokristallik mumlar, məsələn, petrolatum
Sintez edilmiş mumlar:
Sintetik mumlar: etilen polimerləri, məsələn, polietilen və poliol efir-mürəkkəb efirləri; poliolefin mumları; yağ turşusu amid mumları; xlorlaşdırılmış naftalinlər; karbohidrogen tipli mumlar, məsələn, Fischer-Tropsch.
Mum emulsiyası nədir?
Mum emulsiyası / mum dispersiyası suda bir və ya bir neçə mumun sabit qarışığıdır. Mumlar və sulu mayelər adətən bir-biri ilə qarışmadığından sabit mum emulsiyası yaratmaq üçün səthi aktiv maddələr və mürəkkəb qarışdırma prosesi, məsələn, güclü ultrasəs tələb olunur. Terminoloji baxımdan mum emulsiyası mum dispersiyası adlandırılmalıdır, çünki mumlar otaq temperaturunda bərkdir. Lakin mum emulsiyaları / dispersiyaları əridilmiş mumlarla hazırlandığından sulu mum tərkibləri üçün ən çox «emulsiyalaşdırma» və «mum emulsiyası» terminləri istifadə olunur, «mum dispersiyası» termini isə əsasən həlledici əsaslı mum tərkibini təsvir edir.
Emulsiya nədir
Emulsiya bir-biri ilə qarışmayan iki və ya daha çox mayenin maye içində maye dispersiyasıdır.
Emulsiya müxtəlif növlərdə ola bilər: w/o, o/w, w/o/w, o/w/o
Emulsiyanın növü (w/o və ya o/w) durulaşdırma testi ilə yoxlanıla bilər. Emulsiya yalnız fasiləsiz / xarici faza ilə durulaşdırıla bilər. Emulsiyanın növünü müəyyən etməyin başqa bir üsulu keçiriciliyin yoxlanılmasıdır. İon o/w emulsiyaları elektrik cərəyanını keçirmir, o/w emulsiyaları isə elektrik cərəyanını keçirir.
Filtr kağızı ilə CoCl2 testini aparmaq üçün filtr kağızı CoCl2 ilə hopdurulur və qurudulur (mavi rəng). CoCl2 ilə hopdurulmuş filtr kağızının rəngi o/w emulsiyası əlavə edildikdə çəhrayıya çevrilir.
Hielscher Ultrasonics müxtəlif ölçülərdə yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir: laboratoriya ölçülərindən başlayaraq sənaye ölçülərinədək.