ცვილის ემულსიები მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ტექნოლოგიით
როდესაც ცვილი დისპერგირდება ნანო წვეთებად ძალიან ჰომოგენური განაწილებით, მიიღება სტაბილური ცვილის ემულსია. ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ქმნიან მაღალ ძვრის ძალებს და არის სანდო და მდგრადი სისტემები სტაბილური ცვილის ნანო-ემულსიების წარმოებისთვის. Hielscher Ultrasonics-ის მაღალი ძვრის ჰომოგენიზატორები უზრუნველყოფენ უმაღლესი ხარისხის ემულსიებს სხვადასხვა ინდუსტრიისთვის.
ულტრაბგერითი ცვილის ემულსიები
ულტრაბგერითად გენერირებული მაღალი ძვრის ძალები უზრუნველყოფენ საჭირო ენერგიას ნანო ზომის ცვილის ემულსიების, მაგ. სტაბილური პარაფინის ცვილის ნანო-ემულსიების წარმოებისთვის.
სუბმიკრონული და ნანო ემულსიები და დისპერსიები შეიძლება მომზადდეს სხვადასხვა ცვილის კომბინაციის გამოყენებით, რათა მივიღოთ უმაღლესი პროდუქტი ძალიან მაღალი ფუნქციურობით (მაგ. შეზეთვა, წყალგამძლეობა, ნაკაწრგამძლეობა და ა.შ.).
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების მაღალი ძვრის ძალები საშუალებას იძლევა მივიღოთ სტაბილური, გამოსაყენებლად მზა ცვილის ფორმულაციები წონასწორობაში მყოფი ნაწილაკებით. ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია იძლევა ნანო ზომის ნაწილაკებს და ერთგვაროვან განაწილებას.
სამრეწველო ულტრაბგერითი ნაკადური სისტემა ცვილის ემულსიების წარმოებისთვის.
- ძალიან მცირე წვეთების ზომები 100nm-ზე ნაკლები
- სტაბილური ემულსიები
- გაზრდილი ვარგისიანობის ვადა (მექანიკური სტაბილურობა)
- უფრო მაღალი ეფექტურობა
- პროცესის ზუსტი კონტროლი
ულტრაბგერითი პარაფინის ცვილის ნანო-ემულსია
როგორ მოვამზადოთ სტაბილური პარაფინის ცვილის ემულსია
ნანო ზომის ცვილის ემულსია მზადდება გამდნარი პარაფინის ცვილისგან (როგორც ზეთის ფაზა), დისტილირებული წყლისგან და ანიონური SDS-ისგან, როგორც სურფაქტანტისგან. მსხვილი წინასწარი ნარევის ფორმირებისთვის ცვილი, წყალი და სურფაქტანტი ჰომოგენიზდება მაგნიტური სარევის გამოყენებით 1000 rpm სიჩქარით. ამისათვის სურფაქტანტი (კონცენტრაცია 10 mg/ml ემულსიაზე) და წყალი ერევა ჭურჭელში და ცხელდება დაახლოებით 65–70ºC-მდე. შემდეგ პარაფინის ცვილი ემატება წვეთ-წვეთად, მაგნიტური მორევის პირობებში 0,2 ზეთის ფაზის მოცულობითი წილის შენარჩუნებით.
პარაფინის ცვილის სრული დამატების შემდეგ, მსხვილად წინასწარ შერეული ემულსია დამუშავდება ულტრაბგერითი ლაბორატორიული ჰომოგენიზატორით UIP1000hdT (1000W, 20kHz) დაახლოებით 15 წთ. ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის პროცესი იძლევა ნანო ცვილის ემულსიას ძალიან მაღალი სტაბილურობით.
გაიგეთ მეტი პარაფინის ცვილის ემულსიის შესახებ ულტრაბგერითი დამუშავების გამოყენებით!
ულტრაბგერითი ნანო-ემულსიები, მომზადებული Hielscher UP400St-ის გამოყენებით
სურფაქტანტები
ცვილის ემულსიები შეიძლება სტაბილიზდეს სტერიკული მექანიზმით (არაიონური ემულსიფიკატორების გამოყენებით) ან ელექტროსტატიკური მექანიზმით (იონური ემულსიფიკატორების გამოყენებით, უმეტესად ანიონური). ანიონური და არაიონური ემულსიფიკატორების კომბინაცია უზრუნველყოფს ემულსიის ოპტიმალურ სტაბილურობას, რადგან ცვილის ნაწილაკები დაცულია სტაბილიზაციის ორივე მექანიზმით. ეს ცნობილია როგორც ელექტროსტერიკული სტაბილიზაციის მექანიზმი.
ცვილების ემულსიფიკაციისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა ემულსიფიკატორები ან სურფაქტანტები, რომლებიც შეიძლება იყოს ანიონური, კატიონური ან არაიონური. ყველაზე ხშირად გამოყენებული სურფაქტანტებია ცხიმოვანი სპირტის ეთოქსილატები როგორც არაიონური სურფაქტანტები, რადგან ისინი უზრუნველყოფენ განსაკუთრებულ სტაბილურობას მაგარი წყლის, pH-შოკებისა და ელექტროლიტების მიმართ. სხვა კონკრეტული მასალის მახასიათებლებისთვის გამოიყენება სხვადასხვა სხვა სურფაქტანტები, მაგ. ანიონური სურფაქტანტები უკეთესი ჰიდროფობურობისთვის ან კატიონური სურფაქტანტები უკეთესი ადჰეზიისთვის.
შენიშვნა: რაც უფრო მცირეა წვეთები, მით მეტი სურფაქტანტია საჭირო წვეთის ზედაპირის დასაფარად, რადგან სფეროების V/S შეფარდება შემდეგნაირია: S/V = 3/R. ნებისმიერი ზრდისთვის, x*l ან x*r სიგრძეში ან რადიუსში, ზედაპირის ფართობის ზრდა არის x კვადრატში (x2) და მოცულობის ზრდა არის x კუბში (x3).
ფორმულირება ცვილის ემულსიებით და დისპერსიებით
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები გამოიყენება არა მხოლოდ ცვილის ემულსიების / დისპერსიების ფორმირებისთვის – ისინი გამოიყენება ცვილის ემულსიების დასამუშავებლად შემდგომ ეტაპებზე, რათა ემულსია შეიყვანონ დანამატად საბოლოო პროდუქტში (მაგ. საფარები, ლაქები, საღებავები, კოსმეტიკა და ა.შ.).
მძიმე რეჟიმისთვის განკუთვნილი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები სტაბილური ცვილის ემულსიებისთვის
Hielscher Ultrasonics არის მსოფლიოში ცნობილი მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების მომწოდებელი. ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატები მსოფლიოს მასშტაბით გამოიყენება, როგორც საიმედო და მდგრადი „მუშა ცხენები“ ქიმიურ, ფარმაცევტულ, კოსმეტიკურ და საკვებ მრეწველობაში. Hielscher-ის სამრეწველო კლასის ულტრაბგერითი აპარატები შეუძლიათ უწყვეტად მიაღწიონ ძალიან მაღალ ამპლიტუდებს 200µm-მდე (და მოთხოვნის შემთხვევაში უფრო მაღალს), რათა შექმნან ინტენსიური კავიტაცია და მაღალი ძვრა. შედეგად, მიიღება ულტრაფინო ნანოემულსიები და დისპერსიები ძალიან ვიწრო ნაწილაკების განაწილებით. ჩვენი მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი სისტემები გეხმარებათ თქვენი ცვილის ფორმულაციების უმაღლესი ხარისხის მიღწევაში.
Hielscher-ის სონიკატორების გამძლეობა საშუალებას იძლევა 24/7 რეჟიმში მუშაობისა მძიმე და მკაცრ გარემო პირობებში.
პრობის ტიპის სონიკატორი UP400St მდგრადი ცვილის ემულსიების მოსამზადებლად.
| პარტიის მოცულობა | ნაკადის სიჩქარე | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500mL-მდე | 10-დან 200mL/min-მდე | UP100H |
| 10-დან 2000mL-მდე | 20-დან 400mL/min-მდე | UP200Ht, UP400St |
| 0,1-დან 20L-მდე | 0,2-დან 4L/min-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100L-მდე | 2-დან 10L/min-მდე | UIP4000hdT |
| 15-დან 150L-მდე | 3-დან 15L/min-მდე | UIP6000hdT |
| n.a. | 10-დან 100L/min-მდე | UIP16000hdT |
| n.a. | უფრო დიდი | ჯგუფი UIP16000hdT |
დაგვიკავშირდით! / დაგვისვით კითხვები!
მძლავრი 1,5kW ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი UIP15000hdT ნაკადური უჯრედით ინლაინ ემულსიფიკაციისთვის.
ლიტერატურა / რეფერენსები
- 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.
საინტერესო ფაქტები
რა არის ცვილი? რისთვის გამოიყენება ცვილები?
ცვილები განისაზღვრება, როგორც ორგანული ნაერთების მრავალფეროვანი კლასი, რომლებიც წარმოადგენენ ჰიდროფობურ, ჭიმვადი მყარ ნივთიერებებს გარემოს ტემპერატურის მახლობლად. ცვილები შედგება სხვადასხვა კომპონენტებისგან, მათ შორის ნახშირწყალბადებისგან (ნორმალური ან განშტოებული ალკანები და ალკენები), კეტონებისგან, დიკეტონებისგან, პირველადი და მეორეული სპირტებისგან, ალდეჰიდებისგან, სტეროლის ესტერებისგან, ალკანმჟავებისგან, ტერპენებისგან (სკვალენი) და მონოესტერებისგან (ცვილის ესტერები). ცვილების ქიმიური შემადგენლობა რთულია და მერყეობს, მაგრამ ზოგადად ცვილები შეიცავს ალკანების შედარებით მაღალ პროპორციას და ნახშირწყალბადებს აქვთ გრძელი ან ძალიან გრძელი ნახშირბადის ჯაჭვები (12-დან დაახლოებით 38 ნახშირბადის ატომამდე). ისინი მყარია ტემპერატურის ფართო დიაპაზონში (დნობის წერტილი 60°C-სა და 100°C-ს შორის). დნობისას ისინი გარდაიქმნებიან დაბალი სიბლანტის მქონე სითხედ.
მათი მახასიათებელია წყალში უხსნადობა, მაგრამ ხსნადობა ორგანულ, არაპოლარულ გამხსნელებში. ცვილები შეიძლება დაიყოს ბუნებრივ (მცენარეული, ცხოველური წარმოშობის), ნახევრად სინთეზურ და სინთეზურ ცვილებად.
ცვილების კომერციული წარმოებისთვის, მთავარი წყაროა ნავთობი.
ნავთობის ცვილის ორი ყველაზე მნიშვნელოვანი ტიპია პარაფინი და მიკროკრისტალური ცვილები:
პარაფინის ცვილები ძირითადად ახასიათებს თეთრი, უსუნო, უგემო, ცვილისებრი მყარი კონსისტენცია, ტიპური დნობის წერტილით 46°C-სა და 68°C-ს (115°F და 154°F) შორის, და სიმკვრივეთი დაახლოებით 900 kg/m3. აქვს მაკროკრისტალური სტრუქტურა და არ იხსნება წყალში, მაგრამ იხსნება ეთერში, ბენზოლში და ზოგიერთ ესტერში. პარაფინის ცვილები მიიღება ნავთობიდან და შეიცავს 20-დან 40 ნახშირბადის ატომამდე.
მიკროკრისტალური ცვილი, რომელიც ასევე ცნობილია, როგორც პეტროლატუმი, გამოიყენება მრავალფეროვანი დანიშნულებით მისი სუნის, ფერის, ზეთის შემცველობის, კონსისტენციისა და ზეთის შეკავშირების თვისებების გამო.
α-ოლეფინის ცვილები სინთეზურად მიიღება ეთილენიდან ფიშერ-ტროპშის სინთეზის გზით ზიგლერ-ნატას კატალიზატორის გამოყენებით ან ეთილენის ოლიგომერიზაციის გზით. ალფა-ოლეფინის ცვილები ყველაზე ხშირად გამოიყენება საპოხი ზეთების დანამატებში, PVC საპოხებში, სანთლებში, ნავთობის ბურღვის ქიმიკატებში და კოსმეტიკაში.
პოლიეთილენის ცვილი (PE-WAX) არის ულტრა დაბალი მოლეკულური მასის პოლიეთილენი (ULMWPE), რომელიც შედგება ეთილენის მონომერული ჯაჭვებისგან. პოლიპროპილენის ცვილი (PP-WAX) არის სინთეზური, კრისტალური დაბალმოლეკულური ფისი.
როგორც პოლიეთილენის, ისე პოლიპროპილენის ცვილები არის ჰომოპოლიმერები და ძირითადად გამოიყენება პლასტმასების შემღებავების ფორმულირებისთვის.
კოპოლიმერული ცვილები როგორც ეთილენ-ვინილაცეტატის (EVA) და ეთილენ-აკრილმჟავას (EAA) წარმოებულები, ფართოდ არის გავრცელებული საფარების, მაგ. ლითონის საფუძვლის ფენების ფორმულაციებში.
ცვილები და ცვილის დანამატები ფართოდ გამოიყენება პროდუქტისთვის შეზეთვის/სრიალის, რეოლოგიის, აბრაზიის მიმართ მდგრადობის, ანტი-ბლოკინგის/ბარიერის, პოლირების ან მატირების, ანტიოქსიდანტური მდგრადობის და/ან წყალგაუმტარობის მისაცემად.
ცვილები ფართოდ გამოყენებადი კომპონენტია მრავალ ინდუსტრიაში, როგორიცაა ქიმიკატების (მაგ. წმინდა და სპეციალური ქიმია), საფარების, საღებავების და მელნების, დანამატების და მოდიფიკატორების, წებოების, პლასტმასების და PVC-ს, საბურავების და რეზინის, მშენებლობის, თერმოსტატული კონტროლის მოწყობილობების, შეფუთვის, საკვების და კოსმეტიკის წარმოებაში.
ბუნებრივი ცვილები:
- ცხოველური ცვილები: ფუტკრის ცვილი, ლანოლინი, ქონი, შელაკი, სპერმაცეტი
- მცენარეული ცვილები: კარნაუბა, კანდელილა, სოიო, რიცინუსი, ბრინჯის ქატო, ბეიბერი, ჯოჯობა და ა.შ.
მინერალური ცვილები:
- ნამარხი ცვილები: ცერესინი, მონტანი, ოზოცერიტი, ტორფის ცვილი
- ნავთობის ცვილები: პარაფინი, მიკროკრისტალური ცვილები, მაგ. ვაზელინი
სინთეზური ცვილები:
სინთეზური ცვილები: ეთილენური პოლიმერები, მაგ. პოლიეთილენი და პოლიოლის ეთერ-ესტერები; პოლიოლეფინის ცვილები; ცხიმოვანი მჟავას ამიდის ცვილები; ქლორირებული ნაფთალენები; ნახშირწყალბადის ტიპის, მაგ. ფიშერ-ტროპში.
რა არის ცვილის ემულსია?
ცვილის ემულსია / ცვილის დისპერსია არის ერთი ან რამდენიმე ცვილის სტაბილური ნარევი წყალში. ვინაიდან ცვილები და წყლის შემცველი სითხეები ჩვეულებრივ ერთმანეთში არ ირევა, სტაბილური ცვილის ემულსიის ფორმირებისთვის საჭიროა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები და დახვეწილი შერევის პროცესი, მაგ. მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერა. სწორი ტერმინოლოგიით, ცვილის ემულსიას უნდა ეწოდოს ცვილის დისპერსია, რადგან ცვილები ოთახის ტემპერატურაზე მყარია. მაგრამ ვინაიდან ცვილის ემულსიები / დისპერსიები მზადდება გამდნარი ცვილებით, ტერმინები “ემულსიფიკაცია” და “ცვილის ემულსია” ყველაზე ხშირად გამოიყენება წყლის საფუძველზე დამზადებული ცვილის ფორმულაციებისთვის, ხოლო ტერმინი “ცვილის დისპერსია” ძირითადად აღწერს გამხსნელზე დაფუძნებულ ცვილის ფორმულაციას.
რა არის ემულსია
ემულსია არის ორი ან მეტი ერთმანეთში შეურევადი სითხის დისპერსია, რომელშიც ერთი სითხე მეორეშია განაწილებული.
ემულსია შეიძლება არსებობდეს სხვადასხვა ტიპის: w/o, o/w, w/o/w, o/w/o
ემულსიის ტიპი (w/o ან o/w) შეიძლება შემოწმდეს განზავების ტესტით. ემულსია შეიძლება განზავდეს მხოლოდ უწყვეტი / გარე ფაზით. ემულსიის ტიპის იდენტიფიცირების კიდევ ერთი მეთოდია ელექტროგამტარობის ტესტირება. იონური o/w ემულსიები არ ატარებენ დენს, ხოლო o/w ემულსიები ატარებენ ელექტრულ დენს.
CoCl2 ფილტრის ქაღალდის ტესტის გამოყენებისთვის, ფილტრის ქაღალდი იმპრეგნირდება CoCl2 -ით და შრება (ლურჯი ფერი). CoCl2 ფილტრის ქაღალდის ფერი ხდება ვარდისფერი, როდესაც ემატება o/w ემულსია.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ლაბორატორიული დან სამრეწველო ზომამდე.