Dispergátor
Čo je Disperzant
Dispergačné činidlo alebo dispergačné činidlo je látka, typicky povrchovo aktívna látka, ktorá sa pridáva do suspenzie tuhých alebo kvapalných častíc v kvapaline (ako je koloid alebo emulzia) na zlepšenie separácie častíc a na zabránenie ich usadzovaniu alebo zhlukovaniu. . Dispergátory sa široko používajú na stabilizáciu rôznych priemyselných a remeselných produktov, ako sú farby, ferrofluidy a šalátové dresingy. Plastifikátory alebo superplastifikátory používané na zlepšenie spracovateľnosti pást, ako je betón a hlina, sú typicky dispergačné činidlá. Tento koncept sa tiež do značnej miery prekrýva s konceptom detergentu, ktorý sa používa na privedenie olejovej kontaminácie do vodnej suspenzie, a emulgátora, ktorý sa používa na vytvorenie homogénnych zmesí nemiešateľných kvapalín, ako je voda a olej. Prírodné suspenzie ako mlieko a latex obsahujú látky, ktoré pôsobia ako disperzanty.
Výhody dispergátora
Adsorbovaný na povrchu pevných častíc na zníženie medzipovrchového napätia medzi kvapalinou-kvapalina alebo tuhá látka-kvapalina. Uľahčite zmáčanie povrchu aglomerovaných pevných častíc.
Polymérne dispergačné činidlá tvoria adsorpčnú vrstvu na povrchu pevných častíc, čo zvyšuje náboj na povrchu pevných častíc a zvyšuje reakčnú silu medzi časticami, ktorá vytvára trojrozmernú prekážku.
Vytvorte dvojvrstvovú štruktúru na povrchu pevných častíc. Polárny koniec vonkajšieho dispergačného činidla má silnú afinitu k vode, čo zvyšuje stupeň zmáčania pevných častíc vodou. Pevné častice sú od seba oddelené v dôsledku elektrostatického odpudzovania.
Urobte jednotný systém, zvýšte výkon odpruženia, zabráňte zrážaniu a urobte rovnaké fyzikálne a chemické vlastnosti celého systému.
Prečo si vybrať nás
Naša továreň:Hangzhou Weitong Nanomaterials Co., Ltd. je inovatívny podnik so zameraním na oblasť nanomateriálov, založený v roku 2015. Naša továreň má efektívnu výrobnú kapacitu a je schopná produkovať širokú škálu vysoko kvalitných produktov.
Náš produkt:Náš sortiment produktov na báze NVP zahŕňa rôzne série prispôsobené rôznym odvetviam. Patria sem homopolymérne série (K15-K120), kopolymérne série (VA64 prášok, V64E, VA64W, 73W, 37E, 37W) a zosieťované série (PVPP XL-10, PVPP{11 }}, povidón-jód pvpI). Tieto produkty nachádzajú uplatnenie v rôznych odvetviach a slúžia ako stabilizátory, dispergátory, nátery, atramenty a lepidlá.
Kontrola kvality:Máme certifikát ISO9001 a prísne dodržiavame výrobné normy GMP pre výrobu.
Dobrý servis po predaji:Máme spoľahlivý systém popredajných služieb, takže ak máte akékoľvek pochybnosti o produkte, môžete nás striktne kontaktovať, poskytneme vám spokojný plán.
Druhy dispergátorov
Povrchovo aktívne látky sú jedným z najbežnejších a najpoužívanejších typov dispergačných činidiel. Zahŕňa aniónové povrchovo aktívne látky, katiónové povrchovo aktívne látky, neiónové povrchovo aktívne látky a amfotérne povrchovo aktívne látky. Tieto dispergačné činidlá sú schopné uľahčiť dispergáciu pevných častíc reguláciou povrchového napätia kvapaliny a poskytujú dobré emulgačné vlastnosti. Povrchovo aktívne látky sú široko používané v priemyselných odvetviach, ako sú pigmenty, nátery, atramenty, detergenty a výrobky osobnej starostlivosti.
Koloidné dispergačné činidlá sú triedou dispergačných činidiel, ktoré tvoria koloidné roztoky a zostávajú dispergované. Umožňujú pevným časticiam vytvárať koloidné častice, čím poskytujú lepšiu disperziu a stabilitu. Koloidné dispergačné činidlá sú široko používané vo farmaceutike, potravinách, náteroch a kozmetike, napríklad koloidné striebro v lekárskych antimikrobiálnych produktoch a dispergačné činidlá nanočastíc v elektronických materiáloch.
Polymérne dispergátory sú triedou dispergačných činidiel, ktoré pozostávajú z polymérnych zlúčenín. Sú schopné poskytnúť dobrú disperziu a stabilitu tým, že sa adsorbujú na povrchu pevných častíc za vzniku krycej vrstvy. Polymérne disperzanty sú široko používané v priemyselných odvetviach, ako je prieskum ropných polí, atramenty, lepidlá a výroba papiera, napr. polyakrylamid sa používa ako dispergátor pri úprave vody.
Plnivá a časticové dispergačné činidlá sú triedou dispergačných činidiel pre špecifické častice a plnivá. Môžu zlepšiť dispergovateľnosť a zmáčavosť plnív a častíc a zlepšiť kvalitu a výkonnosť produktov. Tieto dispergačné činidlá sú široko používané v priemysle, ako je guma, plasty, keramika a kompozity.
Biodispergátory sú triedou ekologických disperzantov vyvinutých v posledných rokoch. Zvyčajne sú založené na prírodných produktoch alebo produktoch vyrobených mikrobiálnou fermentáciou a majú dobrú biologickú odbúrateľnosť a udržateľnosť životného prostredia. Biodispergátory sa čoraz častejšie používajú v kozmetike, potravinách, liečivách a obnoviteľných zdrojoch energie.
Princíp činnosti dispergátora
Dispergačné činidlá, tiež nazývané dispergačné činidlá, sú chemické činidlá používané na rozklad oleja na menšie kvapôčky vo vodnom stĺpci. Dispergačné činidlá sa môžu aplikovať na povrchovú ropu alebo pod povrch, bližšie k nekontrolovanému úniku ropy zo zdroja vyfúknutia vrtu. Pri úniku ropy sa tieto menšie kvapôčky oleja rozptýlia do vodného stĺpca, kde sú transportované prúdmi a vystavené iným prírodným procesom, ako je rozpúšťanie a biodegradácia. Použitie disperzantov je jedným z niekoľkých nástrojov reakcie, ktoré možno zvážiť v pobrežných vodách na minimalizáciu celkových environmentálnych vplyvov úniku ropy.
Ropa uvoľnená do životného prostredia prechádza rôznymi fyzikálnymi, chemickými a biologickými procesmi, ktoré takmer okamžite začnú premieňať alebo „zvetrávať“. Dispergačné prostriedky sú najúčinnejšie, keď sa aplikujú bezprostredne po rozliatí, ešte predtým, ako olej zvetráva.
Účinnosť dispergačných činidiel ovplyvňuje viacero environmentálnych faktorov vrátane slanosti vody, teploty vody a podmienok na mori. Typ oleja tiež ovplyvní účinnosť disperzantov; ťažké surové oleje sa vo všeobecnosti nerozptyľujú tak dobre ako ľahké až stredne ťažké oleje.
Proces rozptylu
Disperzný proces zahŕňa tri fázy:
Zmáčanie častíc (predmiešanie)
Separácia častíc (dosiahnutá mechanickými prostriedkami)
Stabilizácia častíc (na prekonanie Van der Waalsových príťažlivých síl)
Prvý a tretí stupeň možno zlepšiť použitím účinných dispergačných/stabilizačných činidiel, pričom tretí stupeň je najkritickejší na optimalizáciu výkonu systému. Je to preto, že tretí stupeň kontroluje konečnú kvalitu a stabilitu disperzného systému.
Dispergátory dosahujú stabilitu prostredníctvom stérickej stabilizácie, ktorá je založená na adsorpcii polymérnych materiálov na povrchy častíc, aby sa prekonali Van der Waalsove príťažlivé sily. Požadované vlastnosti pre účinnú stabilizáciu sú:
Silná adsorpcia stabilizujúceho polyméru na povrch častíc
Optimálna dĺžka reťaze (príliš dlhá a môže sa zložiť a stlačiť stérickú bariéru; príliš krátka a neprekoná Van der Waalsove sily)
Dobrá rozpustnosť v médiu používanom počas disperzie
Kompatibilita so živicou po odparení rozpúšťadla
Ako sa pridávajú dispergátory
Väčšina dispergačných činidiel sú tekuté kvapaliny, pričom niektoré sú voskovité alebo granulované pevné látky. V ideálnom prípade by sa dispergátor mal pridať pred mechanickým procesom, ktorý všetko rozbije - pred aplikáciou mechanickej energie. Najlepší čas na pridanie dispergačného činidla je počas fázy mletia (kde hlavnými zložkami sú živica a rozpúšťadlo alebo voda), pričom sa pred pridaním pigmentu uistite, že sa dispergátor rozpustí.
Najlepšie výsledky dosiahnete, keď sa dispergátor dostane na povrch častíc, keď mechanické prostriedky odkryjú povrch. Dispergačné činidlo obklopuje dostupnú oblasť častíc a zabraňuje časticiam, aby sa vrátili k sebe, čo má za následok nižšiu viskozitu.
S tým povedané, existujú prípady, kedy sa dispergačné činidlá môžu dodatočne pridať na zlepšenie stabilizácie alebo farby na konci procesu, ale neprejdú pôvodným mlynom.
Zlepšenie kvality a stability disperzie vedie aj k zlepšeniu kvality náteru. Zníženie priemernej veľkosti častíc pigmentu zvyšuje intenzitu farby. Podobný prínos je vidieť v lesku, priehľadnosti a jasu. Ak sa však stabilita častíc v disperzii nezachová, konečné zlepšenie výkonu sa môže zvrátiť.
Dispergátory sú vysoko špecializované prísady používané na zvlhčenie, dispergovanie a stabilizáciu pevných častíc v rôznych kontinuálnych fázach, ako sú rozpúšťadlá, voda a plasty. Dispergátory sú určené na zníženie viskozity a zvýšenie stability disperzie pri súčasnom zlepšení estetických vlastností finálneho náteru.
Pevná častica, ktorá sa má dispergovať, je zvyčajne pigment, ale môže to byť aj matovacie činidlo na báze oxidu kremičitého, vosk, vodivá častica (uhlík, grafén, uhlíkové nano trubice), anorganické plnivá (uhličitan vápenatý, mastenec, baryty) alebo dokonca drahý kov (zlato, striebro a platina) – akákoľvek pevná častica dispergovaná v spojitej fáze (kvapalnej alebo pevnej).
Znížením viskozity dispergačné činidlá robia disperziu spracovateľnejšou a zároveň pomáhajú zlepšiť ekonomiku produktivity zvýšením obsahu pigmentu a rýchlosti disperzie. To poskytuje výhody pri preprave: s väčším množstvom pigmentu v disperzii sa zníži množstvo vody, čo uľahčuje manipuláciu a prepravu. Flexibilitu formulácie je možné zlepšiť aj možnosťou pridávať disperzie do širšieho rozsahu základných povrchových úprav.
Typickým dispergačným činidlom je dvojzložková štruktúra pozostávajúca z kotviacej skupiny, ktorá sa môže silne adsorbovať na povrch častíc, a polymérneho reťazca, ktorý je pripojený ku kotviacej skupine a poskytuje stabilizáciu. Kotviace skupiny obklopujú časticu a reťazce ju stéricky stabilizujú, aby zabránili časticiam v disperzii flokulovať alebo premeniť sa na gél.
Existuje mnoho štruktúr navrhnutých na dosiahnutie tejto stability, pretože všetky častice majú rôzne povrchové vlastnosti a existuje toľko médií – voda, rozpúšťadlo, UV monoméry, živice – ktoré majú ešte viac variácií polarity. Rôzne skupiny kotiev sú citlivejšie na rôzne povrchy častíc. Je to konkrétna kombinácia kotviacej skupiny a polymérneho reťazca, ktorá vedie k účinnosti dispergačných činidiel.
Moderné disperzné formulácie uľahčujú prirodzené procesy, ktoré odstraňujú olej z prostredia prostredníctvom biodegradácie. Skladajú sa hlavne z povrchovo aktívnych látok, ktoré znižujú medzipovrchové napätie medzi olejom a vodou a umožňujú tvorbu mikrónových rozmerov.
Kvapky oleja, ktoré sú unášané do vodného stĺpca energiou vĺn. Pre porovnanie, bez dispergačných činidiel vytvárajú hrubé ropné škvrny pri dopade vĺn milimetrové kvapky. Tieto väčšie kvapôčky majú tendenciu rýchlo stúpať späť na povrch, kde sa spájajú a reformujú povrch. Menšie kvapôčky (napr. 70 mikrónov) vytvorené po aplikácii disperzantov zostávajú vo vodnom stĺpci a stávajú sa koncentrovaným zdrojom energie pre baktérie degradujúce olej. Morské prostredie na celom svete obsahuje baktérie degradujúce ropu, ktoré sa vyvinuli tak, že spotrebúvajú ropu uvoľnenú prirodzenými priesakmi.
Formulácie založené na aplikačnej metóde
Dispergátory ropných škvŕn možno tiež rozdeliť do dvoch základných formulácií na základe spôsobu ich aplikácie:
Konvenčný typ
Tieto dispergačné činidlá, ktoré pozostávajú hlavne z nearomatických uhľovodíkových rozpúšťadiel, sa bežne používajú na čistenie brehov. Aplikujú sa neriedené na miesto aplikácie, pričom typické dávky sa pohybujú od 30 % do 100 % na jednotku úniku oleja.
Koncentrovaný typ
Koncentrované dispergačné činidlá, ktoré obsahujú okysličovadlá ako glykol a nearomatické uhľovodíky, sa môžu použiť po zriedení alebo priamo z lodí a lietadiel. Typicky sa dávka koncentrovaných dispergačných činidiel pohybuje od 5 % do 15 % na jednotku úniku oleja.
Výber dispergačného činidla závisí od mnohých faktorov vrátane typu ropy, poveternostných podmienok, vzdialenosti od pobrežia a prítomnosti morských druhov v postihnutej oblasti. Laboratórne testovanie sa často používa na porovnanie účinnosti disperzantov so špecifickými typmi olejov, čím sa zabezpečí optimálny výber pre každú jedinečnú situáciu.
Čistenie pomocou konvenčných dispergátorov rozliateho oleja
Čistenie ropných škvŕn si vyžaduje strategický prístup zahŕňajúci viacero techník vrátane použitia konvenčných dispergačných činidiel. Tieto dispergačné činidlá, vyrobené z nearomatických uhľovodíkových rozpúšťadiel, sú obzvlášť užitočné pri riešení úniku ropy v náročných podmienkach, ako sú silné prúdy a rozbúrené more.
Príprava
Pred aplikáciou disperzantov sa uistite, že máte pripravené všetko potrebné vybavenie a materiály, vrátane osobných ochranných prostriedkov, vhodných nádob na miešanie a skladovanie a dostatočné množstvo dispergačných prostriedkov.
Hodnotenie
Posúďte rozsah úniku ropy, jej umiestnenie a prevládajúce poveternostné podmienky. Určite, či by dispergátory boli vhodné pre dané okolnosti, berúc do úvahy faktory, ako je veľkosť úniku, typ ropy a blízkosť citlivých biotopov a populácií.
Výber vhodného dispergátora
Vyberte si najvhodnejší dispergátor pre konkrétny typ oleja a podmienky prostredia. Oboznámte sa s vlastnosťami a charakteristikami zvoleného dispergačného prostriedku, vrátane jeho koncentrácie, aplikačnej dávky a akýchkoľvek špeciálnych požiadaviek na manipuláciu.
Miešanie a riedenie
Zmiešajte vybraný dispergátor podľa pokynov výrobcu, pričom dbajte na to, aby ste neprekročili odporúčané koncentrácie. Ak je to potrebné, pred aplikáciou zrieďte dispergačný roztok vodou. Uistite sa, že konečný produkt spĺňa špecifikované kritériá pre viskozitu, pH a teplotu.
Aplikácia
Naneste dispergačný roztok na olejovú škvrnu pomocou vhodného zariadenia, ako sú rozprašovacie tyče namontované na člnoch alebo pevných plošinách. Zamerajte sa na dosiahnutie rovnomerného pokrytia po celej olejovej škvrne bez vytvárania nadmernej peny. Upravte spôsob aplikácie a dávku v závislosti od veľkosti úniku a podmienok prostredia.
Monitorovanie a hodnotenie
Nepretržite sledujte priebeh aplikácie dispergačného činidla, sledujte zmeny vo vzhľade, hrúbke a pohybe olejovej škvrny. Pravidelne vyhodnocujte účinnosť aplikácie dispergátora, v prípade potreby upravte stratégiu. Zdokumentujte výsledky monitorovacích činností pre neskoršiu analýzu a účely podávania správ.
Správa po aplikácii
Po dokončení počiatočnej aplikácie dispergačného činidla monitorujte dispergovaný olej a všetky zostávajúce zvyšky. Implementujte sekundárne čistiace opatrenia, ako je zber alebo mechanická regenerácia, aby ste odstránili zvyšný olej z vodnej hladiny. Pokračujte v pozorovaní rozptýleného oleja, kým sa nerozptýli alebo nedosiahne prijateľnú úroveň.
Dôležitosť správneho používania
Správne používanie disperzantov rozliatych ropných látok je rozhodujúce pre maximalizáciu ich účinnosti a zároveň minimalizáciu poškodenia životného prostredia. Je nevyhnutné aplikovať dispergačné činidlá na začiatku reakcie, keď sú ropné škvrny ešte relatívne čerstvé a predtým, než sa značne rozšíria. Okrem toho by mala byť aplikácia disperzantov zameraná na špecifické oblasti, kde môže mať najväčší vplyv na zníženie škôd na životnom prostredí.
Aplikácia dispergátora
Automobilový priemysel
Automobilové motorové oleje obsahujú detergenty aj dispergátory. Čistiace prostriedky na báze kovov zabraňujú hromadeniu usadenín podobných laku na stenách valca. Tiež neutralizujú kyseliny. Dispergátory udržujú kontaminanty v suspenzii.
Dispergátory pridávané do benzínu zabraňujú hromadeniu gumovitých zvyškov.
Biodispergácia
Dispergátory sa používajú na zabránenie tvorby biologického znečistenia alebo biofilmu v priemyselných procesoch. Je tiež možné rozptýliť bakteriálny sliz a zvýšiť účinnosť biocídov.
Betón a štuky
Dispergačné činidlá sa používajú ako zmäkčovadlá alebo superplastifikátory v betónových formuláciách na zníženie spotreby vody pri zachovaní potrebnej schopnosti spadnutia (tečenia). Nižší obsah vody robí betón pevnejším a nepriepustnejším pre prenikanie vody.
Podobne sa dispergačné činidlá používajú ako zmäkčovadlá v sadrovej kaši pri výrobe stenových dosiek, aby sa znížilo množstvo použitej vody. Nižšia spotreba vody umožňuje nižšiu spotrebu energie na sušenie nástennej dosky.
Čistiace prostriedky
Dispergácia je hlavným cieľom pri použití detergentov, ktorých kvapalným kúpeľom je voda (detergenty sa v niektorých aplikáciách používajú aj ako emulgátory). Pracie prostriedky uzatvárajú špinu a špinu do zmesí, ktoré sa prirodzene rozptyľujú.
Tazba ropy
Dispergátory v ropných vrtoch pomáhajú pri rozbíjaní pevných látok alebo kvapalín ako jemných častíc alebo kvapiek do iného média. Tento výraz sa často nesprávne používa pre ílové deflokulanty. Ílové disperzanty zabraňujú tvorbe guľôčok „rybieho oka“. Na dispergovanie (emulgáciu) oleja do vody (alebo vody do olejov) možno použiť povrchovo aktívne látky vybrané na základe čísla hydrofilno-lipofilnej rovnováhy (HLB). Pre penové vrtné kvapaliny sa používajú syntetické detergenty a mydlá spolu s polymérmi na rozptýlenie penových bublín do vzduchu alebo plynu.
Olejová škvrna
Na rozptýlenie ropných škvŕn možno použiť dispergačné prostriedky. Môžu rýchlo rozptýliť veľké množstvá určitých druhov ropy z hladiny mora tým, že ju prenesú do vodného stĺpca. Spôsobia, že sa olejová škvrna rozpadne a vytvorí vo vode rozpustné micely, ktoré sa rýchlo zriedia. Potom sa účinne rozptýli vo väčšom objeme vody, než je povrch, odkiaľ bol olej rozptýlený. Môžu tiež oddialiť tvorbu perzistentných emulzií typu olej vo vode. Laboratórne experimenty však ukázali, že dispergátory zvýšili hladiny toxických uhľovodíkov v rybách až 100-násobne a môžu zabíjať rybie ikry.
Často počujeme zmáčadlá a dispergátory spomínané spolu, takmer ako jedna kategória aditív. Zmáčadlá a dispergačné činidlá však nehrajú vo formulácii rovnakú úlohu.
Disperzia pigmentov vo farbe prebieha v 3 krokoch:
Zmáčadlá uľahčujú zmáčanie pevných častíc,
Dispergačné činidlá zabezpečujú stálosť disperzie v čase, a
Mechanické sily zabezpečujú oddelenie častíc
Zmáčadlá nie sú vždy potrebné – používajú sa hlavne v prípade, že pracujete s hydrofóbnymi pigmentmi v systéme na vodnej báze. Zistite, či potrebujete vo svojej formulácii zmáčadlá.
Nutnosť prispievať k zmáčaniu závisí od charakteristík tekutej fázy pigmentu. Ľahko zmáčateľné pigmenty, ako je oxid titaničitý (TiO2) vo vode, nevyžadujú dodatočnú zmáčaciu podporu, takže dôraz na príspevok dispergačného činidla je veľmi dôležitý na stabilizačný účinok.
Hlavnou skupinou dispergačných činidiel používaných v bielych disperzných farbách na vodnej báze je polykarboxylát sodný. Tento dispergačný prostriedok skutočne poskytuje vynikajúcu elektrostatickú stabilizáciu, ale poskytuje len obmedzenú zmáčaciu aktivitu.
Ťažko rozptýliteľné pigmenty
Ďalší dôležitý pigment - uhlíková čerň - sa ťažko disperguje a stabilizuje, predovšetkým kvôli ich notoricky nízkemu povrchovému náboju a zlým vlastnostiam zmáčania. Sadzové pigmenty poskytujú vynikajúcu farbu a kryciu schopnosť a môžu v konečnom dôsledku zlepšiť výkon náteru.
Zároveň sa však sadze vo všeobecnosti považujú za pigment s najnáročnejším časom a ťažko dispergovateľným. To platí najmä pre vodné systémy, pretože voda je veľmi polárna, má vysoké povrchové napätie a medzi spojivom a pigmentom je len malá interakcia. Tieto vlastnosti vyžadujú použitie vysoko účinného zmáčadla a dispergačného činidla.
Organické pigmenty majú vysokú pevnosť odtieňa a jas, ale je veľmi ťažké ich dispergovať a stabilizovať kvôli malej veľkosti častíc. Malá veľkosť častíc spôsobuje nasledujúce problémy inhibujúce zmáčanie a adsorpciu disperzantu:
Zvýšená flokulácia
Nejednotná štruktúra povrchu
Nízka povrchová energia
Dispergátory, ktoré sa ponúkajú pre organické pigmenty vo vode, vykazujú silnú zmáčaciu podporu, ako aj stabilizačnú aktivitu. Ponúka sa však široká škála produktov, ktoré však majú spoločnú ponuku povrchovo aktívnej látky (pigment na zníženie medzipovrchového napätia a kvapalnej fázy), ako aj silné stabilizačné vlastnosti.
FAQ