Восковые эмульсии с силовым ультразвуком
Когда воск диспергируется в виде нанокапель с очень однородным распределением, получается стабильная восковая эмульсия. Ультразвуковые гомогенизаторы создают высокие усилия сдвига и являются надежными и прочными системами для производства стабильных восковых наноэмульсий. Гомогенизаторы Hielscher Ultrasonics с большими сдвиговыми усилиями обеспечивают превосходные эмульсии для различных отраслей промышленности.
Ультразвуковые восковые эмульсии
Создаваемые ультразвуком высокие силы сдвига обеспечивают необходимую энергию для производства наноразмерных восковых эмульсий, например, стабильных парафиновых наноэмульсий.
Субмикронные и наноэмульсии и дисперсии могут быть составлены с использованием комбинации различных восков для получения превосходного продукта с очень высокими функциональными характеристиками (например, смазывающей способностью, водостойкостью, устойчивостью к царапинам и т. д.).
Высокие усилия сдвига ультразвуковых гомогенизаторов позволяют получать стабильные готовые к применению восковые составы с частицами, находящимися в равновесии. Ультразвуковая эмульгация приводит к образованию наноразмерных частиц и равномерному распределению.
Промышленная ультразвуковая проточная система для производства восковых эмульсий.
- очень мелкие капли размером менее 100 нм
- Стабильные эмульсии
- увеличенный срок хранения (механическая стабильность)
- более высокая эффективность
- Точное управление технологическим процессом
Ультразвуковая наноэмульсия парафинового воска
Как приготовить эмульсию из стабильного парафина
Наноразмерная восковая эмульсия изготовлена из расплавленного парафина (в масляной фазе), дистиллированной воды и анионного SDS в качестве поверхностно-активного вещества. Для получения грубой предварительной смеси воск, воду и поверхностно-активное вещество гомогенизируют с помощью магнитной мешалки при 1000 об/мин. Поэтому поверхностно-активное вещество (концентрация 10 мг/мл эмульсии) и воду смешивают в стакане и нагревают до температуры около 65–70ºC. Затем парафин добавляют по каплям, выдерживая объемную долю масляной фазы 0,2 при магнитном перемешивании.
После полного добавления парафина предварительно крупно перемешанная эмульсия ультразвуковой настольный гомогенизатор UIP1000hdT (1000 Вт, 20 кГц) ок. 15 мин. В результате процесса ультразвуковой эмульгирования получается нановосковая эмульсия с очень высокой стабильностью.
Узнайте больше о парафиновой восковой эмульсии с помощью ультразвука!
Ультразвуковые наноэмульсии, приготовленные с помощью Hielscher UP400St
поверхностно-активные вещества
Восковые эмульсии могут быть стабилизированы либо стерическим механизмом (с использованием неионогенных эмульгаторов), либо электростатическим механизмом (с использованием ионных эмульгаторов, чаще всего анионных). Сочетание анионных и неионогенных эмульгаторов обеспечивает эмульсии оптимальную стабильность, поскольку частицы парафина защищены обоими механизмами стабилизации. Это называется электростерическим механизмом стабилизации.
Для эмульгирования восков могут использоваться различные эмульгаторы или поверхностно-активные вещества, которые могут быть анионными, катионными или неионными. Наиболее часто используемыми поверхностно-активными веществами являются этоксилаты жирных спиртов в качестве неионогенных поверхностно-активных веществ, поскольку они обладают исключительной стабильностью к жесткой воде, pH-ударам и электролитам. Для других специфических характеристик материала используются различные другие материалы, например, анионные поверхностно-активные вещества для лучшей гидрофобности или катионные поверхностно-активные вещества для лучшей адгезии.
Примечание: Чем меньше капли, тем больше поверхностно-активного вещества требуется для покрытия поверхности капли, поскольку отношение V/S сфер следующее: S/V = 3/R. При любом увеличении длины или радиуса x*l или x*r увеличение площади поверхности равно x в квадрате (x2) и увеличение объема x происходит в кубе (x3).
Формула с восковыми эмульсиями и дисперсиями
Ультразвуковые гомогенизаторы используются не только для формирования восковых эмульсий/дисперсий – Они используются для обработки восковых эмульсий на дальнейших этапах включения эмульсии в качестве добавки в конечный продукт (например, покрытия, лаки, краски, косметика и т. д.).
Сверхмощные ультразвуковые гомогенизаторы для стабильных восковых эмульсий
Hielscher Ultrasonics является всемирно известным поставщиком мощных ультразвуковых гомогенизаторов. Наши ультразвуковые аппараты можно найти по всему миру как надежные и прочные “Рабочие лошадки” в химической, фармацевтической, косметической и пищевой промышленности. Ультразвуковые аппараты промышленного класса Hielscher способны непрерывно обеспечивать очень высокую амплитуду до 200 μм (и выше по требованию) для создания интенсивной кавитации и высокого сдвига. В результате получаются ультратонкие наноэмульсии и дисперсии с очень узким распределением частиц. Наши мощные ультразвуковые системы помогут вам получить превосходное качество ваших восковых составов.
Надежность ультразвуковых аппаратов Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях.
Ультразвуковая аппарат зондового типа UP400St для приготовления устойчивых восковых эмульсий.
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл/мин | УП100Ч |
| от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
| От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | УИП4000HDT |
| От 15 до 150 л | От 3 до 15 л/мин | УИП6000HDT |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | УИП16000HDT |
| н.а. | больше | Кластер УИП16000HDT |
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Мощный ультразвуковой гомогенизатор мощностью 1,5 кВт UIP15000hdT с проточной ячейкой для встроенной эмульгирования.
Литература / Литература
- 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.
Факты, которые стоит знать
Что такое воск? Для чего используются воски?
Воски определяются как разнообразный класс органических соединений, которые представляют собой гидрофобные, ковкие твердые вещества при температурах, близких к температуре окружающей среды. Воски состоят из различных компонентов, включая углеводороды (нормальные или разветвленные алканы и алкены), кетоны, дикетоны, первичные и вторичные спирты, альдегиды, стероловые эфиры, алкановые кислоты, терпены (сквален) и моноэфиры (восковые эфиры). Химический состав восков сложен и варьируется, но в целом воски содержат относительно высокую долю алканов, а углеводороды имеют длинные или очень длинные углеродные цепи (от 12 до примерно 38 атомов углерода). Они твердые в широком диапазоне температур (температура плавления от 60°C до 100°C). При расплавлении они превращаются в жидкость с низкой вязкостью.
Они характеризуются нерастворимостью в воде, но растворимостью в органических, неполярных растворителях. Воски можно различать на натуральные (растительного, животного происхождения), полусинтетические и синтетические воски.
Для коммерческого производства восков основным источником является сырая нефть.
Двумя наиболее важными типами нефтяных восков являются парафиновые и микрокристаллические:
Парафиновые воски в основном имеет белую, без запаха, без вкуса, воскообразную твердую консистенцию, с типичной температурой плавления от 46°C до 68°C (115°F и 154°F) и плотностью около 900 кг/м3. Он имеет макрокристаллическую структуру и нерастворим в воде, но растворим в эфире, бензоле и некоторых сложных эфирах. Парафины получают из сырой нефти и содержат от 20 до 40 атомов углерода.
Микрокристаллический воск, также известный как вазелин, используется для различных применений благодаря своему запаху, цвету, содержанию масла, консистенции и маслосвязывающим свойствам.
α-олефиновые воски либо синтетически получены из этилена путем синтеза Фишера-Тропша с катализатором Циглера-Натта, либо путем олигомеризации этилена. Альфа-олефиновые воски чаще всего используются в присадках к смазочным маслам, смазочных материалах из ПВХ, свечах, химикатах для бурения масел и косметике.
Полиэтиленовый воск (PE-WAX) — это сверхнизкомолекулярный полиэтилен (ULMWPE), состоящий из цепей этиленового мономера. полипропиленовый воск (PP-WAX) представляет собой синтетическую кристаллическую низкомолекулярную смолу.
Как олетилен, так и полипропилен воски являются гомополимерами и в основном используются для составления красителей для пластмасс.
Сополимерные воски такие как производные этиленвинилацетата (ЭВА) и этиленакриловой кислоты (ЭТИЛЕНАКРИЛОВОЙ кислоты) широко распространены в рецептурах покрытий, например, металлических базовых покрытий.
Воски и восковые добавки широко используются для придания продукту смазки / скольжения, реологии, стойкости к истиранию, антиблокировки / барьера, полировки или матирования, устойчивости к окислению и/или водоотталкивающей способности.
Воски являются широко используемым компонентом во многих отраслях промышленности, например, в производстве химических веществ (например, тонких & специальная химия), покрытия, краски & чернила, добавки & модификаторы, клеи, пластмассы & ПВХ, шины & резины, строительные & строительные, термостатические устройства управления, упаковка, продукты питания и косметика.
Натуральные воски:
- Животные воски: пчелиный воск, ланолин, сало, шеллак, спермацет
- Растительные воски: карнауба, канделилья, соевая, касторовая, рисовые отруби, лавровый лист, жожоба и др.
Минеральные воски:
- Ископаемые воски: церезин, монтан, озокерит, торфяной воск
- Нефтяные воски: парафин, микрокристаллические воски, например, вазелин
Синтезированные воски:
Синтетические воски: этиленовые полимеры, например, полиэтилен & полиолэфирные эфиры; полиолефиновые воски; амидные воски жирных кислот; хлорированные нафталины; углеводородный тип, например, Фишера-Тропша.
Что такое восковая эмульсия?
Восковая эмульсия / восковая дисперсия представляет собой устойчивую смесь одного или нескольких восков в воде. Поскольку воски и водные жидкости обычно несмешиваются, для образования стабильной восковой эмульсии требуются поверхностно-активные вещества и сложный процесс смешивания, например, мощный ультразвук. Правильно говоря, восковую эмульсию следует называть восковой дисперсией, так как воски твердые при комнатной температуре. Но так как восковые эмульсии/дисперсии готовятся из расплавленных восков, сроки “эмульгирование” и “Восковая эмульсия” чаще всего используются для составов водного воска, в то время как термин “Дисперсия воска” В основном описывает восковую формулу на основе растворителя.
Что такое эмульсия
Эмульсия — это жидкость в жидкой дисперсии двух или более несмешивающихся жидкостей.
Эмульсия может встречаться различных типов: б/о, н/б, б/в/ш, б/н
Тип эмульсии (без или в/в) может быть исследован с помощью испытания на разбавление. Эмульсию можно разбавлять только непрерывной/наружной фазой. Еще одним методом определения типа эмульсии является испытание проводимостью. Ионные эмульсии не проводят электрический ток, в то время как ионные эмульсии проводят электрический ток.
Для использования CoCl2 тест фильтровальной бумаги, фильтровальная бумага пропитывается CoCl2 и высушенные (синего цвета). Цвет CoCl2 Фильтровальная бумага становится розовой при добавлении эмульсии.
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория Кому промышленного размера.