суспензии. Взвеси Взвеси
 Скачать 58.53 Kb.
|
Взвеси - это непрозрачные дисперсионные системы, которые имеют размер фазы более чем 100 нм. Отдельные частицы этих систем можно увидеть даже невооруженным взглядом. Данные системы разделяют на три основных вида: Эмульсии (среда и фаза представляют собой нерастворимые друг в друге жидкости); Суспензии (среда – жидкость, а фаза – нерастворимое в ней твердое вещество); Аэрозоли (взвеси в газе мелких частиц жидкости или твердых веществ – туман, пыль, дым). Дисперсная фаза и дисперсная среда легко разделяются отстаиванием, фильтрованием. Выбор метода зависит от природы, структуры и плотности взвеси. Скорость осаждения гетерогенных частиц зависит от их размера. Эмульсии. Эму́льсия (новолат. emulsio, от лат. emulgeo — дою, выдаиваю) — смесь двух или более жидкостей, которые в норме не смешиваются. Строго говоря – дисперсная система с жидкой дисперсионной средой и жидкой дисперсной фазой. Эмульсии являются обычно грубодисперсными системами, у которых капельки дисперсной фазы имеют размеры от 1000 нм до 50000 нм (1 мкм – 50 мкм). Эмульсии состоят из несмешиваемых жидкостей, причем если одна из жидкостей является полярной (например, вода), то вторая - неполярная или малополярная (например, органическая жидкость). Малополярные органические жидкости - бензол, бензин, керосин, анилин, масло и др. независимо от их химической природы, называют маслом. Молоко — одна из первых изученных эмульсий, в нём капельки жира распределены в водной среде. Млечный сок каучуконосных растений - углеводород каучука диспергированы в воде. Оба эти вещества почти совершенно не растворяются в дисперсионной среде, т.е. в воде. Тип эмульсии зависит от состава и соотношения ее жидких фаз:
Изменение состава эмульсий или внешнее воздействие могут привести к превращению прямой эмульсии в обратную или наоборот. По своим свойствам, в первую очередь по агрегатной устойчивости, эмульсии делятся на две группы: Эмульсии разбавленные – неструктурированные жидкости (эмульсии низкой концентрации, в которых концентрация дисперсионной фазы мала - меньше 1%). Эмульсии концентрированные и высококонцентрированные, в которых концентрация дисперсной фазы значительна (объемная концентрация превышает 1%) - структурированные системы. Разбавленные эмульсии характеризуются своей устойчивостью в отсутствии специального эмульгатора (стабилизатора). Обычно концентрация таких эмульсий не превышает 0,1 - 0,01%, благодаря чему вероятность столкновения образующих их капелек дисперсной фазы очень невелика. В концентрированных эмульсиях слияние капелек происходит с большей скоростью и эмульсия за короткий промежуток времени разделяется на два слоя. Получение устойчивых концентрированных эмульсий возможно только в присутствии специальных эмульгаторов. По химической природе эмульсии разделяются на лиофильные и лиофобные:
Лиофильные эмульсии образуются самопроизвольно и термодинамически устойчивы. К ним относятся т. н. критические эмульсии, образующиеся вблизи критической температуры смешения двух жидких фаз, а также некоторые смазочно-охлаждающие жидкости. Лиофобные эмульсии возникают при механическом, акустическом или электрическом эмульгировании (диспергировании), а также вследствие конденсационного образования капель дисперсной фазы в пересыщенных растворах или расплавах. Они термодинамически неустойчивы и длительно существуют лишь в присутствии эмульгаторов — веществ, облегчающих диспергирование и препятствующих коалесценции (слипанию). Для получения эмульсии две несмешивающиеся жидкости подвергают процессу эмульгирования, состоящему в том, что механическим встряхиванием, разбиванием особыми лопастными мешалками или продавливанием через узкие щели жидкости раздробляются друг в друге. В технике имеется большое число механизмов, где диспергирование осуществляется или благодаря простому разбиванию сравнительно больших капель на более мелкие, или растяжением жидкости в пленку, которая, разрываясь, дает массу мелких капелек. Для получения особовысокодисперсных эмульсий применяется ультразвуковой метод. Эмульсии образуются двумя путями: путём дробления капель. Этот метод осуществляется путём медленного прибавления диспергируемого вещества в дисперсную систему в присутствии эмульгатора при непрерывном и сильном перемешивании. Главными факторами, от которых зависит степень дисперсности частиц получаемой эмульсии и её устойчивость, является скорость перемешивания, скорость введения диспергируемого вещества, его количество, природа эмульгатора и его концентрация, температура и pH среды. путём образования плёнок и их разрыва на мелкие капли. Механизм образования состоит в следующем. Жидкость, образующая дисперсную фазу (например, масло), при медленном прибавлении к дисперсионной среде образует плёнку. Эта плёнка разрывается пузырьками воздуха, выходящими из отверстия трубки, которая находится на дне сосуда. Образуются мелкие единичные капли. Одновременно пузырьки воздуха энергично размешивают всю жидкость и этим самым способствуют дальнейшему эмульгированию. В настоящее время для получения концентрированной эмульсии масла с водой её подвергают действию ультразвука. Эмульсии, полученные из чистых жидкостей, обычно очень неустойчивые, со временем самопроизвольно разрушаются, капельки при соприкосновении друг с другом сливаются и дисперсная система постепенно расслаивается на две несмешивающиеся жидкости. Коалесценция – процесс самопроизвольного слияния жидких капель, который заканчивается расслоением эмульсии на составляющие её жидкости. Подобно коллоидным системам, получение устойчивых эмульсий возможно только в присутствии веществ, которые, адсорбируясь на поверхности капелек, препятствуют их слиянию и придают системе агрегатную устойчивусть. Вещества, которые обуславливают устойчивость (стабильность) эмульсии называются эмульгаторами. Эмульгаторы — вещества, обеспечивающие создание эмульсий из несмешивающихся жидкостей. Эмульгаторы, в зависимости от их химической природы, могут стабилизировать эмульсию путем: понижения межфазного поверхностного натяжения, придания частицам эмульсии электрических зарядов, одинаковых по знаку, образования из эмульгатора на поверхности капелек механически прочных магнитных пленок. Такие пленки защищают частицы эмульсии от взаимного слияния при их столкновении. К эмульгаторам, способным образовывать прочные защитные пленки, относятся высокомолекулярные соединения, например, сапонин, белки (желатин, казеин), каучук, смолы, соли жирных кислот (мыла) и др. Указанные вещества, особенно мыла, обладая некоторой поверхностной активностью, адсорбируются на поверхности капель эмульсии и образуют структурированную оболочку, которая является вязкой, прочной и упругой. При соударении частиц такая оболочка обычно не разрушается и не выдавливается, благодаря чему эмульсии и приобретают высокую устойчивость. Наибольший интерес представляют собой желатированные или твердые эмульсии. В них, как и в подобных суспензиях, стабилизирующее действие эмульгатора переходит в структуризующее. Желатированные эмульсии характеризуются большой устойчивостью, прочностью и другими механическими свойствами, которые обусловлены наличием в них тончайшей структуры. Эта структура - сетка-каркас из двухмерного студня, построенного из высокополимерного эмульгатора. Примерами таких эмульсий являются консистентные смазки, маргарин, сливочное масло, густые кремы. Обычными эмульсиями являются молоко, сливки, жидкости, применяемые при обработке металлов. Для стабилизации применяют эмульгаторы: Поверхностно-активные вещества: (катионные, анионные, амфотерные, неионогенные), Гидроколлоиды растительного и животного происхождения (агар, пектин, желатин, хитозан, ланолин, холестерин, лецитин), Синтетические и полусинтетические полимеры (карбопол, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и др.). На практике иногда возникает необходимость ускорить процесс разрушения эмульсий в случаях, когда наличие эмульсии затрудняет дальнейшую обработку или применение материала (например, разрушение эмульсии в сырой нефти). Ускорить процесс разрушения можно всеми путями, ведущими к уменьшению прочности защитной пленки эмульгатора и увеличению возможности соприкосновения частиц друг с другом. Ускорить процесс разрушения эмульсии можно различными способами: Химическое разрушение защитных пленок эмульгатора соответствующим реагентом. Основой метода химического расщепления является нейтрализация отрицательного заряда. На этом принципе основано действие органических деэмульгаторов. Прибавление эмульгатора, способного вызвать обращение фаз эмульсии и снижающего этим прочность защитной пленки (стабилизированная натриевым мылом эмульсия типа в/м - при введении солей кальция - будет находится в менее стойком состоянии); Адсорбционное замещение эмульгатора более поверхностно-активным веществом, не обладающим способностью образовывать достаточно прочные пленки; Термическое разрушение (Расслоение эмульсий нагреванием); Механическое воздействие (К этому методу относится механическое разрушение стабилизированных пленок, например, сбивание сливок в масло. Центрифугирование также относится к механическому воздействию.) Действие электрического тока или электролитов (Разрушение эмульсий, стабилизированных электрическим зарядом частиц - эмульсии типа вода/ нефть). Эмульсии широко используют в различных отраслях промышленности: На практике чаще всего встречаются водные эмульсии, т.е. эмульсии в которых одной из двух жидкостей является вода. Эмульсии находят применение во многих химико-технологических процессах - в мыловарении, в производстве молочных продуктов, в производстве эмульсионных красок, в производстве каучуков путем полимеризации, в производстве пластмасс и в других производствах. Пищевая промышленность (сливочное масло, маргарин, молочные продукты); Мыловарение; Переработка натурального каучука; Строительная промышленность (битумные материалы, пропиточные композиции); Автомобильная промышленность (получение смазочно-охлаждающих жидкостей); Сельское хозяйство (пестицидные препараты); Медицина (производство лекарственных и косметических средств); Живопись (водоэмульсионные и др. краски). Эмульгаторы часто добавляют в пищевые продукты с целью создания и стабилизации эмульсий и других пищевых дисперсных систем. Эмульгаторы определяют консистенцию пищевого продукта, его пластические свойства, вязкость и ощущение «наполненности» во рту. Натуральные эмульгаторы традиционно использовали в качестве компонентов пищевых продуктов. К числу старейших можно отнести желток и белок жидкого яйца, сапонины (например, отвар мыльного корня). Современная промышленность использует в основном синтетические вещества, а также лецитин (преимущественно соевый). Многие косметические средства также представляют собой эмульсии. Выделяют несколько подгрупп: собственно, эмульгаторы; пенообразователи — вещества, создающие условия для смешивания газообразной фазы в жидкие и твёрдые пищевые продукты; стабилизаторы пены — вещества, добавляемые в жидкие взбитые продукты для предотвращения расслаивания пены. Примеры продуктов, содержащих эмульгаторы: Майонез Сливочное масло — бутербродное и др. Маргарины Шоколад Мороженое Соусы Суспензии. Суспе́нзия (лат. suspensio, буквально — подвешивание, от лат. suspendo — подвешиваю) — смесь веществ, где твёрдое вещество распределено в виде мельчайших частичек в жидком веществе во взвешенном (неосевшем) состоянии. Суспензия — это грубодисперсная система с твёрдой дисперсной фазой (частицы твердого вещества размером, более 100 нм) и жидкой дисперсионной средой. Обычно частицы дисперсной фазы настолько велики (более 10000 нм), что оседают под действием силы тяжести (седиментируют). Суспензии, в которых седиментация идёт очень медленно из-за малой разницы в плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды, иногда называют взвесями. В концентрированных суспензиях легко возникают дисперсные структуры. Формально суспензии от лиозолей (коллоидных растворов) отличаются только размерами частиц дисперсной фазы. Размеры твердых частиц в суспензиях (более 100 нм.) могут быть на несколько порядков больше, чем в лиозолях (1нм – 100 нм). Это количественное различие обусловливает чрезвычайно важную особенность суспензий: в большинстве суспензий частички твердой фазы не участвуют в броуновском движении. Поэтому свойства суспензий существенно отличаются от свойств коллоидных растворов, их рассматривают как самостоятельный вид дисперсных систем. Суспензии классифицируются по нескольким признакам: 1. По природе дисперсионной среды: органосуспензии (дисперсионная среда - органическая жидкость), водные суспензии. 2. По размерам частиц дисперсной фазы: грубые суспензии (d > 100000 нм), тонкие суспензии (500 нм < d < 100000 нм), мути (100 нм < d < 500 нм). 3. По концентрации частиц дисперсной фазы: разбавленные суспензии (взвеси), концентрированные суспензии (пасты). В разбавленных суспензиях частицы свободно перемещаются в жидкости, сцепление между частицами отсутствует и каждая частица кинетически независима. Разбавленные суспензии - это свободнодисперсные бесструктурные системы. В концентрированных суспензиях (пастах) между частицами действуют силы, приводящие к образованию определенной структуры (пространственной сетки). Таким образом, концентрированные суспензии - это связнодисперсные структурированные системы. Суспензии, так же как и любую другую дисперсную систему, можно получить двумя группами методов: со стороны грубодисперсных систем - диспергационными методами, со стороны истинных растворов - конденсационными методами, суспензии образуются также в результате коагуляции лиозолей. Наиболее простым и широко распространенным как в промышленности, и в быту методом получения разбавленных суспензий является взбалтывание соответствующего порошка в подходящей жидкости с использованием различных перемешивающих устройств (мешалок, миксеров и т. д.). Так как суспензии отличаются от лиозолей только тем, что частицы в них на несколько порядков больше, все методы, которые используются для получения золей, можно применять и для получения суспензий. При этом необходимо, чтобы степень измельчания диспергациониыми методами была меньше, чем при получении лиозолей. Для получения концентрированных суспензий (паст) соответствующие порошки растирают с небольшим количеством жидкости. При конденсационных методах конденсацию необходимо проводить так, чтобы образовывались частицы, имеющие размеры 100 – 100000 нм. При этом должны соблюдаться условия, ограничивающие возможности значительного разрастания и сцепления частиц дисперсной фазы. Дисперсность образующихся суспензий можно регулировать также введением ПАВ. Молекулярно-кинетические свойства суспензий отличаются в зависимости от размеров частиц суспензий. Для частиц 1000 нм – 100 нм наблюдается седиментационно-диффузионное равновесие. Для частиц 1000 нм – 100000 нм броуновское движение практически отсутствует и для них характерна быстрая седиментация (осаждение). Если частицы крупные, то осадок получается более плотным из-за значительной силы тяжести, Если же частицы очень мелкие, то и в агрегативно устойчивой системе из-за малой силы тяжести образуется чрезвычайно подвижный осадок. Седиментационная устойчивость суспензии - это способность суспензии сохранять неизменным во времени распределение частиц по объему системы, т. е. способность системы противостоять действию силы тяжести. Агрегативная устойчивость суспензии - это способность сохранять неизменной во времени степень дисперсности т. е. размеры частиц и их индивидуальность. Устойчивость суспензии обусловлена: силой тяжести; межмолекулярным притяжением частиц; силами отталкивания между частицами. При нарушении агрегативной устойчивости суспензии происходит коагуляция - слипание частиц дисперсной фазы. Для достижения агрегативной устойчивости суспензии необходимо выполнение, по крайней мере, одного из двух условий: смачиваемость поверхности частиц дисперсной фазы дисперсионной средой; наличие стабилизатора. Первое условие. Если частицы суспензии хорошо смачиваются дисперсионной средой, то на их поверхности образуется оболочка, обладающая упругими свойствами и препятствующая соединению частиц в крупные агрегаты. Второе условие. Если частицы суспензии не смачиваются или плохо смачиваются дисперсионной средой, то используют стабилизатор. Стабилизатор - это вещество, добавление которого в дисперсную систему повышает ее агрегативную устойчивость, т. е.препятствует слипанию частиц. Оптические свойства разбавленных суспензий: длины волн видимой части спектра лежат в пределах от 400 нм (фиолетовый свет) до 700 нм (красный свет). Световая волна, проходя через суспензию, может: поглощаться (тогда суспензия окрашена), отражаться от поверхности частиц дисперсной фазы по законам геометрической оптики (тогда суспензия выглядит как мутная), в высокодисперсных суспензиях - мутях (500 нм) может наблюдаться светорассеяние. В оптический микроскоп видны частицы, размер которых не менее 500 нм, что соответствует большинству разбавленных суспензий. Типичные суспензии — пульпы, буровые промывочные жидкости, цементные растворы, эмалевые краски. Это строительные растворы, взвешенный в воде речной и морской ил, живая взвесь микроскопических живых организмов в морской воде – планктон, которым питаются гиганты – киты, и т.д. Широко используются в производстве керамики. Аэрозоли. Аэрозо́ль — (от греч. аer – воздух и лат. sol(utio) – раствор), дисперсная система, состоящая из мелких твёрдых или жидких частиц, взвешенных в газовой среде (обычно в воздухе). Аэрозоли, дисперсная фаза которых состоит из капелек жидкости, называются туманами, а в случае твёрдой дисперсной фазы — дымами; пыль относят к грубодисперсным аэрозолям. Размеры частиц в аэрозолях изменяются от нескольких миллиметров до 0,1 нм. Образуются при механическом измельчении и распылении твёрдых тел или жидкостей, дроблении, истирании, взрывах, горении, распылении в пульверизаторах. В зависимости от природы аэрозоли подразделяют на естественные и искусственные. Естественные аэрозоли образуются вследствие природных сил, например при вулканических извержениях, сочетании эрозии почвы с ветром, явлениях в атмосфере. Аэрозоли широко распространены в природе, к ним относятся: туманы, облака, грозовые тучи, почвенная и вулканическая пыль, взвешенная в воздухе, пыльные и песчаные бури (самум) и т. д. Облака – важнейшее звено в круговороте воды в природе; поглощая солнечные лучи и тепловое излучение Земли, они умеряют и жару, и холод. Пыльца многих растений распространяется ветром в виде аэрозоля. (Поля злаковых растений, цветение березы, тополя и т.д.) Так же распространяются многие семена и особенно споры. Аэрозоли – туманы над морским прибоем, вблизи водопадов и фонтанов, возникающая в них радуга доставляет человеку радость, эстетическое удовольствие. Искусственные аэрозоли образуются в результате хозяйственной и производственной деятельности человека при измельчении горных и рудных пород, добыче каменного и бурого угля, сверлении, шлифовке различных материалов, неполном сгорании топлива в силовых установках, при сельскохозяйственных работах, переработке сельскохозяйственной продукции и др. Особенностями аэрозолей являются малая вязкость газовой дисперсионной среды и большой пробег молекул газа по сравнению с размером частиц. Поэтому, несмотря на сравнительно большой размер частиц в аэрозолях происходит интенсивное броуновское движение. Вследствие интенсивного броуновского движения и отсутствия факторов стабилизации, аэрозоли агрегатно неустойчивы. Частицы объединяются в крупные агрегаты, быстро оседающие в газовой среде. В зависимости от размеров частиц дисперсной фазы в аэрозолях различают: пыль (величина частиц более 10000 нм), облака (10000 нм – 100 нм), дымы (100 нм – 1 нм). Чем мельче частицы дисперсной фазы аэрозоля и чем больше их количество в единице объема, тем быстрее идет коагуляция этих частиц с последующим осаждением. Размер частиц аэрозоля определяет и их способность проникать в дыхательные пути. Взвешенные в воздухе микроорганизмы в присутствии мельчайших капелек жидкости сохраняют свою жизнеспособность в течение длительного времени. Частицы размером до 5000 нм способны проникать в альвеолы и задерживаться в них, частицы размером до 10000 нм и более задерживаются в верхних дыхательных путях и бронхах. Поэтому через «воздушную микрофлору» передаются многие инфекционные заболевания (грипп, коклюш, туберкулез и др.). Разновидности аэрозолей: По химическому происхождению различают органические и неорганические. По токсичности - токсичные и нетоксичные аэрозоли. Биологические аэрозоли — аэрозоли, частицы которых несут на себе жизнеспособные микроорганизмы или токсины. Радиоактивные аэрозоли — естественные или искусственные аэрозоли с радиоактивной дисперсной фазой. Для оценки опасности и вредности для здоровья человека наряду со степенью дисперсности аэрозолей основным показателем служит весовая концентрация (число миллиграммов распыленного вещества в 1 м3 воздуха). Биологические аэрозоли. В результате испарения и высыхания жидкости и попадания с пылью в воздух экскрементов больных животных и человека, а также при выделении в воздух больными при кашле и чиханье возбудителей некоторых инфекционных болезней образуются биологические аэрозоли. В организм человека они попадают в основном через органы дыхания. В определенных условиях при попадании в организм аэрозоли способны вызывать профессиональные и аллергические заболевания: пневмокониозы, пневмомикозы, бронхиты, бронхоальвеолиты, бронхиальную астму и др. Токсичные аэрозоли вызывают острые и хронические отравления. В воздухе производственных помещений и рабочей зоны и в воздухе населенных мест концентрация опасных для здоровья веществ в виде аэрозолей регламентируется предельно допустимыми концентрациями. Радиоактивные аэрозоли, частицы которых содержат радиоактивные изотопы, характеризуются, кроме обычных для аэрозолей показателей, величиной радиоактивности в частице, распределением радиоактивности по объему аэрозоля и др. Концентрация радиоактивных аэрозолей выражается в виде количества радиоактивности на единицу объема воздуха. Основная опасность радиоактивных аэрозолей заключается в попадании их в организм человека, где они либо откладываются в тканях легких, либо поступают в кровоток и распределяются в различных органах и тканях. В производственных условиях концентрация радиоактивных аэрозолей регламентируется "Нормами радиационной безопасности" (НРБ). Пропелленты. Важное место занимают промышленные аэрозоли. Примером промышленного аэрозоля может служить газовый баллончик. Пропеллент – газообразующий компонент аэрозоля, на потенциальной энергии которого основан принцип вытеснения содержимого баллона и его диспергирования. Он должен отвечать следующим требованиям: быть негорючим и невзрывоопасным; быть биологически безвредным; не оказывать раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки; обладать химической совместимостью с лекарственными веществами; быть химически стойким и не подвергаться гидролизу; быть химически индифферентным к упаковке - аэрозольному баллону; не иметь запаха, вкуса и цвета; легко превращаться в жидкость при небольшом избыточном давлении (если его предполагается использовать в сжиженном виде). Классификация пропеллентов: 1. Сжиженные газы. Фреоны (хладоны) - фторхлорпроизводные метана, этана, пропана, которые при небольшом избыточном давлении и невысокой температуре окружающей среды из газообразного состояния переходят в жидкое. Применение хладонов удобно тем, что внутреннее давление в баллоне остается постоянным до тех пор, пока в нем находится хотя бы капля сжиженного газа. По мере расходования препарата из аэрозольной упаковки они переходят в газообразную фазу и поддерживают стабильное внутреннее давление, а также участвуют в диспергировании препаратов. Длительное и чрезвычайно широкое применение фреонов привело к значительным экологическим проблемам – возникновению озоновых дыр и «парниковому» эффекту, ведущим к повышению солнечной инсоляции, нарушению регуляции морских экосистем, увеличению риска развития рака кожи, катаракты, снижению иммунной защиты. В целях предотвращения экологической катастрофы международным сообществом было выработано соглашение (Венская Конвенция 1985 г.), а в 1987 г. был принят Монреальский протокол (Montreal Protocol on Substance that deplete the Ozone Layer), призывающий ограничить производство и использование фреона. Согласно Монреальскому протоколу в развитых странах производство и потребление фреонов должно было прекратиться с 1 января 1996 г. Насыщенные углеводороды парафинового ряда (пропан, бутан, изобутан) значительно дешевле хладонов, неполярны, растворяются в спиртах, хлороформе, не гидролизуются в воде, легче её, малотоксичны, но горючи и огнеопасны. Углеводороды парафинового ряда стабильны в водных средах и легче воды, поэтому употребляются главным образом в водных растворах. В связи с горючестью их не используют в составах, где присутствуют органические растворители или другие огнеопасные вещества. Из насыщенных парафиновых углеводородов в производстве аэрозольных упаковок применяются пропан, бутан, изобутан, пентан, изопентан, гептан и др. Наиболее употребительны их смеси с фреонами, которые при определенных соотношениях компонентов не дают вспышки. Хлорзамещенные углеводороды (винилхлорид, метилхлорид, этилхлорид, метиленхлорид и метил-хлороформ) применяют для получения аэрозольных составов как растворителя, так и сорастворителя, так как они имеют низкое давление паров. Они употребляются не в отдельности, а только в смеси с фреонами для снижения давления насыщенных паров основных пропеллентов. Применение хлорпроизводных пропеллентов оказалось выгодно экономически, но они разрушают пластмассовые и резиновые упаковки, склонны к гидролизу, причем с повышением температуры скорость гидролиза быстро растет. Перечисленные выше отрицательные качества явились причиной того, что хлорзамещенные углеводороды не нашли широкого применения в производстве фармацевтических аэрозолей. 2. Сжатые газы (трудносжижаемые). Они нетоксичны, химически инертны, негорючи и не оказывают агрессивного воздействия на металлы и полимерные материалы. Давление, оказываемое ими на содержимое в баллоне, почти не меняется под действием температуры, но постепенно уменьшается по мере расходования, что приводит к неполному использованию содержимого баллона. Кроме того, вследствие падения давления изменяется характеристика струи (ее интенсивность, влажность, степень дисперсности). Газ закачивается в баллон под давлением 5-6 атмосфер и заполняет его на 2/3, что приводит к увеличению объема и веса баллона. Азот наиболее часто используют в качестве пропеллента, при этом требуется специальное распылительное устройство, с помощью которого осуществляется механическое дробление струи распыляемой жидкости, так как азот не взаимодействует с растворителями и водой. Количество сжатого газа, необходимое для выдачи содержимого упаковки, незначительно. Поэтому упаковка очень чувствительна к утечке пропеллента, вызванной либо недостаточной герметичностью, либо неосторожным обращением. Азота закись - известна как анестезирующее средство, хорошо растворяется в газообразном состоянии в жидкостях. Представляет собой газ, растворимый в воде, имеющий склонность к реакциям окисления и восстановления. Закись азота не взрывается, не взаимодействует с резиновыми и пластмассовыми деталями упаковок. Однако при использовании закиси азота в качестве пропеллента следует обратить внимание на то, что в присутствии достаточно сильных окислителей (перманганат калия и т. п.) она может разлагаться и окисляться с образованием двуокиси азота. Кроме того, имеются сведения, что закись азота может принимать участие в процессах коррозии. Углерода диоксид — хорошо растворяется в воде, не токсичный и не раздражающий дыхательные пути газ, используется как пропеллент для косметических, фармацевтических и пищевых продуктов. 3. Легколетучие органические растворители (диметиловый, метилэтиловый и диэтиловый эфиры). Их отрицательные свойства – огнеопасность, взрывоопасность, наркотическое и раздражающее действия на дыхательные пути. Области применения аэрозолей. Чем тоньше вещество распылено, тем более значительную активную поверхность оно приобретает. Незначительное количество вещества, распыленное в виде тумана, занимает довольно большой объем. Подобные свойства присущи только аэрозольным системам, в этом их основное преимущество перед другими состояниями вещества и на этом основано их широкое применение в самых различных сферах народного хозяйства. Аэрозольная форма позволяет в бытовых и промышленных условиях быстро и без лишних затрат труда распылять жидкие и порошкообразные вещества в виде частиц заданного размера. Аэрозольный способ применения экономически очень выгоден, так как он сокращает удельный расход вещества (в 5-10 раз), повышает эффект его действия и сокращает затраты труда на обработку Использование аэрозолей в целях охлаждения и увлажнения воздуха на фермах, складах, теплицах, позволяет поддерживать комфортные условия для пребывания животных, хранения продукции, роста растений. Важную роль играют аэрозоли в защите сельскохозяйственных и лесных культур от вредителей, а также в защите животных и птиц от паразитов и болезней. Аэрозоли успешно применяются для изготовления парфюмерно-косметической продукции (дезодоранты, средства по уходу за волосами, муссы, пены, гели, духи, туалетная вода, одеколоны…) Изготовление продукции бытовой химии (освежители воздуха, полироли, чистящие средства, средства по уходу за мебелью, обувью, антистатики и др.). Средства дезинфекции и дезинсекции. Аэрозоли применяют для борьбы с вредителями растений, лесов, сорняками, переносчиками болезней человека и животных. Лаки, краски в аэрозольной упаковке, автомобильные масла, клеи, монтажные пены, антикоррозионные составы, защитные пленки, составы, очищающие механизмы от масла и пр. В ряде стран в аэрозольных упаковках выпускают пищевые продукты: кремы, сбитые сливки, приправки для салатов, майонез, томатный соус, сливочное масло и др. Всё жидкое и почти всё твёрдое топливо сжигается ныне в виде аэрозолей. Аэрозоли успешно применяют для борьбы с градобитием. Однако наиболее значимым применением аэрозолей можно считать использование их в медицине. Многие биологически активные вещества вводят в виде аэрозолей в дыхательные пути больных, в различные полости организма или наносят на пораженные участки поверхности тела, аэрозольная иммунизация людей и домашних животных. Медицинские аэрозоли – это аэрозольные препараты, используемые для применения терапевтически активных компонентов в виде измельченных частиц или туманоподобных жидкостей для лечения органов дыхания и быстрого общего действия или для местного действия в органах дыхания. Фармацевтические аэрозоли – это аэрозольные препараты, содержащие терапевтически активные компоненты для местного применения. К этой группе относятся аэрозоли, предназначенные для введения, например, в глаза, ухо, горло, нос и пр. Вместе с тем некоторые аэрозоли приносят большой вред. Огромную опасность представляют радиоактивные аэрозоли, образующиеся при атомных взрывах, при добыче и переработке расщепляющихся материалов. Пыль, содержащая кремнезём, вызывает тяжёлое заболевание лёгких – силикоз, не менее опасна бериллиевая, свинцовая, хромовая, цементная пыль. Поэтому борьба с производственной пылью — одна из важнейших задач промышленной гигиены. Бактериальные аэрозоли, содержащие болезнетворные микроорганизмы и образующиеся при кашле и чихании больных, могут служить источником инфекционных болезней, в том числе гриппа. Природные туманы препятствуют посадке самолётов. Пыльные бури — настоящее бедствие для жарких, сухих безлесных местностей. Борьба с аэрозольным загрязнением атмосферы в промышленных центрах — одна из важных проблем. Аэрозоли уменьшают прозрачность атмосферы, угнетают рост растений, являются причиной смога в промышленных районах, загрязняют окружающую среду, способствуют порче зданий и оборудования. |