Emulsii de ceară cu ultrasunete de putere
Când ceara este dispersată sub formă de nanopicături cu o distribuție foarte omogenă, se obține o emulsie stabilă de ceară. Omogenizatoare cu ultrasunete generează forțe mari de forfecare și sunt sisteme fiabile și robuste pentru a produce nano-emulsii de ceară stabilă. Hielscher Ultrasonics omogenizatoare de înaltă forfecare oferă emulsii superioare pentru diverse industrii.
Emulsii de ceară cu ultrasunete
Forțele de forfecare ridicate generate ultrasonically furnizează energia necesară pentru a produce emulsii de ceară de dimensiuni nano, de exemplu, nanoemulsii stabile de ceară de parafină.
Emulsiile si dispersiile submicronice si nano pot fi formulate folosind o combinatie de diverse ceruri pentru a obtine un produs superior cu functionalitati foarte ridicate (ex. lubrifiere, rezistenta la apa, rezistenta la zgarieturi etc.).
Forțele mari de forfecare ale omogenizatoarelor cu ultrasunete permit producerea unor formulări stabile de ceară gata de utilizare cu particule la echilibru. Emulsionarea cu ultrasunete are ca rezultat particule de dimensiuni nano și o distribuție uniformă.
Sistem industrial cu ultrasunete flow-through pentru producerea de emulsii de ceară.
- dimensiuni foarte mici ale picăturilor cu mai puțin de 100nm
- emulsii stabile
- termen de valabilitate extins (stabilitate mecanică)
- eficacitate mai mare
- Control precis al procesului
Nanoemulsie cu ceară de parafină cu ultrasunete
Cum se prepară o emulsie stabilă de ceară de parafină
Emulsia de ceară de dimensiuni nano este formulată din ceară de parafină topită (ca fază uleioasă), apă distilată și SDS anionic ca agent tensioactiv. Pentru a forma un preamestec grosier, ceara, apa și agentul tensioactiv sunt omogenizate folosind un agitator magnetic la 1000 rpm. Prin urmare, agentul tensioactiv (concentrație de emulsie 10 mg/ml) și apa sunt amestecate într-un pahar de laborator și heatet la aproximativ 65-70 ° C. Apoi, ceara de parafină este adăugată prin picurare prin menținerea unei fracțiuni de volum de 0,2 faze de ulei sub agitare magnetică.
După adăugarea completă a cerii de parafină, emulsia preamestecată grosier este sonicated cu un omogenizator cu ultrasunete banc-top UIP1000hdT (1000W, 20kHz) timp de aproximativ 15 min. Procesul de emulsionare cu ultrasunete are ca rezultat o nano ceară emulsie cu o stabilitate foarte mare.
Citiți mai multe despre emulsia de ceară de parafină folosind sonicare!
Nano-emulsii cu ultrasunete preparate cu Hielscher UP400St
agenți tensioactivi
Emulsiile de ceară pot fi stabilizate fie printr-un mecanism steric (folosind emulgatori neionici), fie printr-un mecanism electrostatic (folosind emulgatori ionici, cel mai adesea anionici). Combinarea emulgatorilor anionici și neionici asigură emulsiei stabilitatea optimă, deoarece particulele de ceară sunt protejate prin ambele mecanisme de stabilizare. Acesta este denumit mecanismul de stabilizare electro-sterică.
Pentru emulsionarea cerurilor se pot utiliza diferiți emulgatori sau agenți tensioactivi, care pot fi anionici, cationici sau neionici. Cei mai frecvent utilizați agenți tensioactivi sunt etoxilații de alcool gras ca agenți tensioactivi neionici, deoarece oferă o stabilitate extraordinară împotriva apei dure, a șocurilor pH-ului și a electroliților. Pentru alte caracteristici specifice ale materialelor, se folosesc diverse altele, de exemplu agenți tensioactivi anionici pentru o hidrofobie mai bună sau agenți tensioactivi cationici pentru o mai bună aderență.
Notă: Cu cât picăturile sunt mai mici, cu atât este necesar mai mult agent tensioactiv pentru a acoperi suprafața picăturilor, deoarece raportul V/S al sferelor este următorul: S/V = 3/R. Pentru orice creștere, x*l sau x*r în lungime sau rază, creșterea suprafeței este x pătrat (x2) și creșterea volumului x este cubată (x3).
Formularea cu emulsii și dispersii de ceară
Omogenizatoare cu ultrasunete nu sunt folosite doar pentru a forma emulsii / dispersii de ceară – Acestea sunt utilizate pentru prelucrarea emulsiilor de ceară în etapele ulterioare pentru a încorpora emulsia ca aditiv în produsul final (de exemplu, acoperiri, lacuri, vopsele, produse cosmetice etc.).
Omogenizatoare cu ultrasunete grele pentru emulsii stabile de ceară
Hielscher Ultrasonics este furnizor de renume mondial de omogenizatoare cu ultrasunete de mare putere. Ultrasonicators noastre pot fi găsite în întreaga lume ca fiabile și robuste “cai de lucru” în industria chimică, farmaceutică, cosmetică și alimentară. Hielscher ultrasonicators de grad industrial sunt capabili să furnizeze continuu amplitudini foarte mari de până la 200μm (și mai mare la cerere), în scopul de a genera cavitație intensă și forfecare mare. Ca rezultat, se produc emulsii nano ultra-fine și dispersii cu distribuții foarte înguste ale particulelor. Sistemele noastre cu ultrasunete de mare putere vă ajută să obțineți o calitate superioară a formulărilor de ceară.
Robustețea sonicatoare Hielscher permite funcționarea 24/7 la grele și în medii solicitante.
Sondă tip sonicator UP400St pentru prepararea emulsiilor stabile de ceară.
| Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 1 până la 500 ml | 10 până la 200 ml/min | UP100H |
| 10 până la 2000 ml | 20 până la 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 până la 20L | 00.2 până la 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 până la 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000hdT |
| 15 până la 150L | 3 până la 15L / min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 până la 100L / min | UIP16000hdT |
| n.a. | mai mare | grup de UIP16000hdT |
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
Puternic 1.5kW omogenizator cu ultrasunete UIP15000hdT cu celulă de flux pentru emulsionare în linie.
Literatură / Referințe
- 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.
Fapte care merită știute
Ce este ceara? Pentru ce se folosesc ceara?
Cerurile sunt definite ca o clasă diversă de compuși organici care sunt solide hidrofobe, maleabile la temperaturi apropiate de ambiantă. Cerurile sunt compuse din diverse componente, inclusiv hidrocarburi (alcani normali sau ramificați și alchene), cetone, dicetone, alcooli primari și secundari, aldehide, esteri de steroli, acizi alcanoi, terpene (scualen) și monoesteri (esteri de ceară). Compoziția chimică a cerurilor este complexă și variază, dar în general ceara conține o proporție relativ mare de alcani, iar hidrocarburile au lanțuri de carbon lungi sau foarte lungi (de la 12 până la aproximativ 38 de atomi de carbon). Sunt solide într-o gamă largă de temperaturi (punct de fuziune între 60°C și 100°C). Când sunt topite, ele se transformă într-un lichid cu vâscozitate scăzută.
Acestea se caracterizează prin insolubilitatea lor în apă, dar solubilitatea în solvenți organici, nepolari. Cerurile pot fi distinse în ceară naturală (derivată din plante, animale), semisintetică și sintetică.
Pentru producția comercială de ceruri, țițeiul este principala sursă.
Cele mai importante două tipuri de ceară de petrol sunt parafina și ceara microcristalină:
Ceară de parafină cea mai mare parte prezintă o consistență solidă ceroasă albă, inodoră, insipidă, ceroasă, cu un punct de topire tipic între 46 ° C și 68 ° C (115 ° F și 154 ° F) și o densitate de aproximativ 900 kg / m3. Are o structură macrocristalină și este insolubil în apă, dar solubil în eter, benzen și anumiți esteri. Cerurile de parafină sunt derivate din țiței și conțin între 20 și 40 de atomi de carbon.
Ceară microcristalină, cunoscut și sub denumirea de petrolatum, este utilizat pentru aplicații multiple datorită mirosului, culorii, conținutului de ulei, consistenței și proprietății sale de legare a uleiului.
Ceară de α-olefină sunt fie derivate sintetic din etilenă prin sinteza Fischer-Tropsch cu un catalizator Ziegler-Natta, fie prin oligomerizarea etilenei. Ceara alfa-olefină este cel mai frecvent utilizată în aditivii de ulei lubrifiant, lubrifianții din PVC, lumânările, produsele chimice de foraj și produsele cosmetice.
Ceară de polietilenă (PE-WAX) este o polietilenă cu greutate moleculară ultra mică (ULMWPE) constând din lanțuri monomere de etilenă. ceară de polipropilenă (PP-WAX) este o rășină sintetică, cristalină, cu molecule joase.
Atât ceara de olietilenă, cât și ceara de polipropilenă sunt homopolimeri și sunt utilizate în principal pentru formularea coloranților pentru materiale plastice.
Ceară de copolimeri cum ar fi derivații de etilen vinil acetat (EVA) și acid etilen acrilic (EAA), sunt larg răspândiți în formulele de acoperiri, de exemplu în straturile de bază metalice.
Cerurile și aditivii de ceară sunt utilizați pe scară largă pentru a împrumuta un produs lubrifiere / alunecare, reologie, rezistență la abraziune, anti-blocare / barieră, lustruire sau covoraș, rezistență anti-oxidare și / sau respingere a apei.
Ceara este o componentă utilizată pe scară largă în multe industrii, cum ar fi în producția de substanțe chimice (de exemplu, fine & chimie de specialitate), acoperiri, vopsele & Cerneluri, aditivi & modificatori de adezivi, materiale plastice & PVC, anvelope & Cauciucuri pentru constructii & clădiri, dispozitive de control termostatic, ambalaje, produse alimentare și cosmetice.
Ceară naturală:
- Ceară animală: ceară de albine, lanolină, seu, șelac, spermaceti
- Ceară vegetală: carnauba, candelilla, soia, ricin, tărâțe de orez, dafin, jojoba etc.
Ceară minerală:
- Ceară fosilă: ceresină, montană, ozocerită, ceară de turbă
- Ceară de petrol: parafină, ceară microcristalină, de exemplu petrolatum
Ceară sintetizată:
Ceară sintetică: polimeri etilenici, de exemplu polietilenă & esteri eterici poliolici; ceară de poliolefine; ceară amidică de acizi grași; naftaline clorurate; tipul de hidrocarburi, de exemplu Fischer-Tropsch.
Ce este o emulsie de ceară?
O emulsie de ceară / dispersie de ceară este un amestec stabil de una sau mai multe ceruri în apă. Deoarece ceara și lichidele apoase sunt în mod normal nemiscibile, sunt necesari agenți tensioactivi și un proces sofisticat de amestecare, de exemplu ultrasunete de putere, pentru a forma o emulsie stabilă de ceară. În termeni corecți, o emulsie de ceară trebuie numită dispersie de ceară, deoarece ceara este solidă la temperatura camerei. Dar, deoarece emulsiile / dispersiile de ceară sunt preparate cu ceară topită, termenii “Emulsionare” și “emulsie de ceară” sunt utilizate cel mai frecvent pentru formulările de ceară apoasă, în timp ce termenul “dispersie de ceară” Cea mai mare parte descrie o formulare de ceară pe bază de solvent.
Ce este o emulsie
O emulsie este un lichid în dispersie lichidă a două sau mai multe lichide nemiscibile.
O emulsie poate apărea în diferite tipuri: w / o, o / w, w / o / w, o / w / o
Tipul de emulsie (fără sau o/w) poate fi examinat printr-un test de diluție. Emulsia poate fi diluată numai cu faza continuă / externă. O altă metodă de identificare a tipului de emulsie este testarea conductivității. Emulsiile ionice o / w nu conduc, în timp ce emulsiile o / w conduc curentul electric.
Pentru utilizarea CoCl2 test de hârtie de filtru, o hârtie de filtru este impregnată cu CoCl2 și uscate (culoare albastră). Culoarea CoCl2 Hârtia de filtru se transformă în roz când se adaugă o emulsie O / W.
Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la Laborator spre dimensiunea industrială.