תחליב הוא תערובת של חומרים. בו, מרכיב אחד מורכב מחלקיקים זעירים שאינם מסיסים באחר. מרכיב זה נקרא "פאזה מפוזרת". חומר נוסף הוא תווך מפוזר. הוא מכיל את הרכיב הראשון. "תחליב" הוא מונח ממוצא לטיני. בתרגום, זה אומר "אני חולב, אני חולב". הבה נשקול את המושג הזה ביתר פירוט.
מידע כללי
כל שני נוזלים שאינם מתערבבים ואינם מגיבים כימית ניתנים לאמולסיה. אחד המרכיבים הוא כמעט תמיד מים. חומר אחר מורכב ממולקולות קוטביות חלשות או ניטרליות (לדוגמה, שומנים). האמולסיה הידועה הראשונה היא חלב. כאן חלקיקי השומן מפוזרים במים. גודלם של החלקיקים הקטנים ביותר של הפאזה המפוזרת הוא 1-50 מיקרון, ולכן תחליבים מסווגים כמערכות גסות. נוזלים בריכוז נמוך - לא מובנים. תערובות בריכוז גבוה - מובנות. על פי תכונות תרמודינמיות, תחליב שמן היא מערכת לא יציבה. גודל טיפות הפאזה גדול, והתערובת תהיה לא מובנית.
Classification
סוג האמולסיה המתקבלת תלוי ביחס בין נפחי הפאזות והרכבם, בכמות ואופי המתחלב, פעילותו הכימית, שיטת ושיטת הערבוב.
- תערובות ישירות עם החלקיקים הקטנים ביותר של נוזל לא קוטבי ובלתי מסיס בשלב הקוטבי (o/w - מהביטוי "שמן במים"). עבור תערובות כאלה, ניתן להשתמש בחומרים מתחלבים המתמוססים במים, כמו חלקיקי ביטומן. המולקולות שלהם נספגות על סרטי השטח של ה-m-phase, מה שמפחית לא רק את המתח, אלא גם יוצרות סרט חזק.
- תערובות הפוכות (ב/מ') שעבורן משתמשים בחומרים מתחלבים בלתי מסיסים במים.
פעולה כימית על האמולסיה, לחץ, שינוי בהרכב יכול להוביל להיפוך.
- תחליב ליופילי הוא תערובת שנוצרת באופן ספונטני, ספונטני. זה נחשב ליציב מבחינה תרמודינמית. דוגמה לכך היא תחליבים בעלי יציבות קריטית כאשר מגיעים לגבול הטמפרטורה לערבוב פאזה. גם שמני סיכה ונוזלי קירור נכללים בקטגוריה זו.
- תחליב ליופובי היא תערובת שנוצרת על ידי ערבוב מכני, אקוסטי או חשמלי. מבחינה תרמודינמית, הם מאוד לא יציבים. תערובות כאלה ללא מתחלבים לא קיימות במשך זמן רב. מרכיבים טובים עבורם: פעילי שטח, מקרומולקולריים, חומרים מסיסים במים, מוצקים עם פיזור גבוה.
קבל
ישנן שתי טכנולוגיות ייצור אמולסיה. הראשון הוא הדרך לריסוק עדין של שברים. השני הוא תהליך היווצרות הסרט ואחריו קרע לחתיכות קטנות. בגרסה הראשונה, החומר מתווסף לאטמערכת מפוזרת. במקרה זה, יש צורך, תוך כדי ביצוע התוספת, לערבב כל הזמן במהירות גבוהה. במקרה זה, איכות התערובת תהיה תלויה בגורמים שונים. בפרט, על מהירות הערבוב, החדרה ונפח החומר המפוזר, ריכוזו, הטמפרטורה והחומציות של המדיום. השיטה השנייה היא תהליך שבו נוצר סרט על פני השטח של שלב אחר. אוויר מוכנס מלמטה. הבועות שוברות את הסרט לטיפות קטנות ומערבבות את כל נפח הנוזל. בזמננו החלו להשתמש באולטרסאונד במקום באוויר. זה גורם לסרט להישבר לחתיכות קטנות עוד יותר.
השמדת תערובות
עם הזמן מתרחשת התפוררות ספונטנית של האמולסיה. ישנם מקרים בהם יש צורך לזרז תהליך זה ולהפחית את ריכוז התרכובת. צורך זה רלוונטי כאשר נוכחות אמולסיה מרוכזת מאוד מפריעה לעיבוד החומר או ליישום הנכון שלו. ישנן מספר דרכים להאיץ את תהליך הפחתת ריכוז התמיסה:
- שיטה כימית. משתמשים בריאגנטים שהורסים את סרטי פני השטח של המתחלב עצמו. במקרה זה, המטען השלילי המרוכז על סרט פני השטח מנוטרל. השימוש בתוספים אורגניים של תוספי תזונה (חומרים פעילים ביולוגית - ממיסים) מבוסס על אותו עיקרון
- הוספת מתחלב הגורם להיווצרות של קטיונים המושכים מטען פני השטח שלילי וגורמים לחוסר יציבות של סרטי פני השטח של מתחלב.היציבות של מצב הפתרון יורדת.
- החלפת מתחלב ברכיב אחר פעיל פני השטח (חומר פעיל שטח). זה מדלל את הריכוז של הראשון, אבל לא יוצר בעצמו סרט חזק מספיק.
- שיטה תרמית. בשיטה זו, האמולסיה נחשפת לטמפרטורה, מה שגורם לה להיפרד.
- שיטה מכנית. אפשרות זו נקראת גם שיטת המפריד. האמולסיה נשאבת באיטיות לתוך מיכל המסתובב במהירות זוויתית גבוהה. הפתרון מפורק לרכיבים לפי שברי משקל.
- שיטה של הפעלת זרם חשמלי או הוספת אלקטרוליט לאמולסיה. שיטה זו הורסת את סרטי פני השטח של תערובות המיוצבות על ידי מטען שלילי.
Application
טווח היישום של אמולסיות בתעשייה הוא רחב מאוד. באופן ספציפי, חיבורים משתמשים ב:
- בייצור מרגרינה וחמאה.
- בייצור סבון.
- בעת ייצור חומרי גומי טבעי.
- בבנייה. לדוגמה, אמולסיה ביטומנית היא תרכובת בלתי דליקה.
- בחקלאות: חומרי הדברה - תרופות שונות המשמידות מזיקים בצמחים.
- למטרות רפואיות: ייצור תרופות שונות, משחות, מוצרי קוסמטיקה.
- צבעי אמולסיה שונים משמשים לצביעה.
- קוסמטיקה לשיער, תחליבים המגינים על פני השער במהלך הצביעה. לדוגמה, תחליב מתפתח (זהו חומר מחמצן לצבע).
- תעשיית הנפט משתמשת בתערובת של מים ושמן,שבו פיזור של שלב נוזלי אחד לאחר מתרחש בטיפות זעירות - כדוריות.
