Воскові емульсії з потужними ультразвуками
При диспергуванні воску у вигляді нанокрапель з дуже однорідним розподілом виходить стабільна воскова емульсія. Ультразвукові гомогенізатори генерують високі зусилля зсуву та є надійними та міцними системами для отримання стабільних наноемульсій воску. Високозсувні гомогенізатори Hielscher Ultrasonics забезпечують чудові емульсії для різних галузей промисловості.
Ультразвукові воскові емульсії
Ультразвукові високі сили зсуву забезпечують необхідну енергію для виробництва нанорозмірних воскових емульсій, наприклад, стабільних наноемульсій парафіну.
Субмікронні та нано емульсії та дисперсії можуть бути розроблені з використанням комбінації різних восків, щоб отримати чудовий продукт з дуже високими функціональними можливостями (наприклад, змащення, водостійкість, стійкість до подряпин тощо).
Високі зсувні сили ультразвукових гомогенізаторів дозволяють отримувати стабільні готові до застосування воскові склади з частинками в рівноважному стані. В результаті ультразвукової емульгування утворюються нанорозмірні частинки та рівномірний розподіл.
Промислова ультразвукова проточна система для виробництва воскових емульсій.
- дуже малі розміри крапель з менш ніж 100 нм
- стабільні емульсії
- збільшений термін зберігання (механічна стабільність)
- більш висока ефективність,
- Точне управління процесом
Наноемульсія ультразвукового парафіну
Як приготувати стабільну парафінову емульсію
Нанорозмірна воскова емульсія складається з розплавленого парафіну (у вигляді масляної фази), дистильованої води та аніонного SDS як поверхнево-активної речовини. Для утворення грубої попередньої суміші віск, вода та поверхнево-активна речовина гомогенізуються за допомогою магнітної мішалки при 1000 об/хв. Тому поверхнево-активну речовину (концентрація 10 мг/мл емульсії) і воду змішують у мензурці та нагрівають приблизно до 65–70ºC. Потім по краплях додають парафін шляхом витримування об'ємної фракції олійної фази 0,2 під магнітним перемішуванням.
Після повного додавання парафіну попередньо крупно перемішана емульсія виходить ультразвуковий з ультразвуковим настільним гомогенізатором UIP1000hdT (1000 Вт, 20 кГц) протягом приблизно 15 хв. В результаті процесу ультразвукової емульгування виходить нановоскова емульсія з дуже високою стабільністю.
Детальніше про емульсію парафіну за допомогою ультразвуку!
Ультразвукові наноемульсії, приготовані за допомогою Hielscher UP400St
поверхнево-активні речовини
Воскові емульсії можуть стабілізуватися або стеричним механізмом (за допомогою неіоногенних емульгаторів), або за допомогою електростатичного механізму (за допомогою іонних емульгаторів, найчастіше аніоніків). Поєднання аніонних і неіонних емульгаторів забезпечує емульсії оптимальну стабільність, оскільки частинки воску захищені за допомогою обох механізмів стабілізації. Це називається електростеричним механізмом стабілізації.
Для емульгування восків можуть використовуватися різні емульгатори або поверхнево-активні речовини, які можуть бути аніонними, катіонними або неіонними. Найбільш часто використовуваними поверхнево-активними речовинами є етоксилати жирного спирту як неіоногенні поверхнево-активні речовини, оскільки вони забезпечують надзвичайну стабільність проти жорсткої води, pH-ударів і електролітів. Для інших специфічних характеристик матеріалу використовуються різні інші, наприклад, аніонні поверхнево-активні речовини для кращої гідрофобності або катіонні поверхнево-активні речовини для кращої адгезії.
Примітка: Чим менші краплі, тим більше поверхнево-активної речовини потрібно для покриття поверхні краплі, оскільки співвідношення V/S сфер наступне: S/V = 3/R. При будь-якому збільшенні довжини або радіуса x * l або x *r збільшення площі поверхні дорівнює x в квадраті (x2), а збільшення об'єму х обчислюється в кубі (x3).
Формула з восковими емульсіями та дисперсіями
Ультразвукові гомогенізатори використовуються не тільки для утворення воскових емульсій / дисперсій – Вони використовуються для обробки воскових емульсій на подальших етапах включення емульсії як добавки в кінцевий продукт (наприклад, покриття, лаки, фарби, косметика тощо).
Надміцні ультразвукові гомогенізатори для стабільних воскових емульсій
Hielscher Ultrasonics є всесвітньо відомим постачальником потужних ультразвукових гомогенізаторів. Наші ультразвукові апарати можна знайти в усьому світі як надійні та надійні “робочі коні” в хімічній, фармацевтичній, косметичній та харчовій промисловості. Ультразвукові апарати промислового класу Hielscher здатні безперервно видавати дуже високі амплітуди до 200 мкм (і вище на вимогу) з метою створення інтенсивної кавітації та високого зсуву. В результаті утворюються надтонкі наноемульсії та дисперсії з дуже вузьким розподілом частинок. Наші потужні ультразвукові системи допоможуть вам отримати неперевершену якість ваших воскових складів.
Надійність звукорежисерів Hielscher дозволяє працювати 24/7 у важких умовах і в складних умовах.
Зондовий магнітор UP400St для приготування стійких воскових емульсій.
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв | UP100H |
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Від 15 до 150 л | Від 3 до 15 л/хв | UIP6000HDT |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000HDT |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000HDT |
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Потужний ультразвуковий гомогенізатор UIP15000HDT потужністю 1,5 кВт з проточною коміркою для вбудованої емульгування.
Література / Список літератури
- 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.
Факти, які варто знати
Що таке віск? Для чого використовуються воски?
Воски визначаються як різноманітний клас органічних сполук, які є гідрофобними, пластичними твердими речовинами при температурах, близьких до навколишнього середовища. Воски складаються з різних компонентів, включаючи вуглеводні (нормальні або розгалужені алкани та алкени), кетони, дикетони, первинні та вторинні спирти, альдегіди, ефіри стеринів, алканові кислоти, терпени (сквален) та моноефіри (ефіри воску). Хімічний склад восків складний і варіюється, але в цілому воски містять відносно високу частку алканів, а вуглеводні мають довгі або дуже довгі вуглецеві ланцюги (від 12 до приблизно 38 атомів вуглецю). Вони тверді у великому діапазоні температур (температура плавлення від 60 ° C до 100 ° C). Розплавляючись, вони перетворюються в рідину з низькою в'язкістю.
Вони характеризуються нерозчинністю у воді, але розчинністю в органічних, неполярних розчинниках. Воски можна розрізнити на натуральні (рослинного, тваринного походження), напівсинтетичні та синтетичні воски.
Для комерційного виробництва восків основним джерелом є сира нафта.
Двома найважливішими типами нафтового воску є парафін і мікрокристалічні воски:
Парафінові воски переважно має білу, без запаху, смаку, воскову тверду консистенцію, з типовою температурою плавлення від 46 °C до 68 °C (115 °F і 154 °F) і щільністю приблизно 900 кг/м3. Він має макрокристалічну структуру і нерозчинний у воді, але розчинний в ефірі, бензолі та деяких ефірах. Парафінові воски отримують із сирої нафти і містять від 20 до 40 атомів вуглецю.
Мікрокристалічний віск, також відомий як вазелін, використовується для різноманітних застосувань завдяки своєму запаху, кольору, вмісту олії, консистенції та властивості зв'язувати олії.
α-олефінові воски або синтетично отримані з етилену шляхом синтезу Фішера-Тропша з каталізатором Циглера-Натта, або шляхом олігомеризації етилену. Альфа-олефінові воски найчастіше використовуються в присадках до мастильних масел, ПВХ-мастильних матеріалах, свічках, хімікатах для буріння нафти та косметиці.
Поліетиленовий віск (PE-WAX) – це наднизькомолекулярний поліетилен (ULMWPE), що складається з мономерних ланцюгів етилену. поліпропіленовий віск (PP-WAX) – синтетична, кристалічна низькомолекулярна смола.
Як оліетиленові, так і поліпропіленові воски є гомополімерами і в основному використовуються для створення барвників для пластмас.
Сополімерні воски такі як похідні етиленвінілацетату (EVA) та етиленакрилової кислоти (EAA), широко поширені в рецептурах покриттів, наприклад, металевих базових покриттів.
Воски та воскові добавки широко використовуються для надання продукту змащення/ковзання, реології, стійкості до стирання, антиблокування/бар'єру, полірування або матування, стійкості до окислення та/або водовідштовхувальних властивостей.
Воски є широко використовуваним компонентом у багатьох галузях промисловості, наприклад, у виробництві хімічних речовин (наприклад, тонкого помелу & спеціальність хімія), покриття, фарби & чорнила, добавки & модифікатори, клеї, пластмаси & ПВХ, шини & Гуми будівельні & будівельні, термостатичні прилади контролю, упаковка, харчові продукти та косметика.
Натуральні воски:
- Воски тваринного походження: бджолиний віск, ланолін, сало, шелак, спермацет
- Рослинні воски: карнауба, канделілья, соя, рицина, рисові висівки, лавровий лист, жожоба тощо.
Мінеральні воски:
- Викопні воски: церезин, монтан, озокерит, торф'яний віск
- Нафтові воски: парафін, мікрокристалічні воски, наприклад, вазелін
Синтезовані воски:
Синтетичні воски: етиленові полімери, наприклад, поліетилен & ефіри поліолового ефіру; поліолефінові воски; амідні воски жирних кислот; хлоровані нафталіни; вуглеводневого типу, наприклад Фішера-Тропша.
Що таке воскова емульсія?
Воскова емульсія / воскова дисперсія - це стабільна суміш одного або декількох восків у воді. Оскільки воски та водні рідини зазвичай не змішуються, для утворення стабільної воскової емульсії необхідні поверхнево-активні речовини та складний процес змішування, наприклад, потужний ультразвук. Говорячи правильною мовою, воскова емульсія повинна називатися восковою дисперсією, оскільки воски тверді при кімнатній температурі. Але так як воскові емульсії / дисперсії готують з розплавленими восками, то терміни “емульгування” і “воскова емульсія” найчастіше використовуються для водних воскових складів, тоді як цей термін “Воскова дисперсія” В основному описується формула воску на основі розчинника.
Що таке емульсія
Емульсія - це рідина в рідкій дисперсії двох або більше рідин, що не змішуються.
Емульсія може зустрічатися різних видів: ж/о, о/ж, ж/о/ш, о/ж/о
Тип емульсії (ж/о або о/ж) можна перевірити за допомогою тесту на розведення. Емульсію можна розбавляти тільки безперервною / зовнішньою фазою. Ще одним методом визначення типу емульсії є перевірка провідності. Іонні емульсії не проводять електричний струм, а емульсії о/ш проводять електричний струм.
Для використання CoCl2 тест фільтрувального паперу, фільтрувальний папір просочений CoCl2 і сушені (синій колір). Колір CoCl2 Фільтрувальний папір стає рожевим при додаванні O/W емульсії.
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.