ДЯ | Советский патент 1966 года по МПК B01F17/00 B01F3/00 

СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ

Изобретение относится к стабилизации грубодисперсных водных систем (суспензий, эмульсий), дисперсионная среда н дисперсная фаза которых различаются по плотности. Седиментационная неустойчивость этих систем приводит к быстрому изменению концентрации частиц дисперсной фазы по высоте в объеме систе.мы, сопровождаюш,емуся образованием плотного осадка или плотного слоя сливок. Такое расслоение дисперсий (например, сельскохозяйственного назначения) в производственных или полевых условиях совершенно недопустимо.

Известны способы стабилизации эмульсий с помощью глинистых минералов, создающих при концентрации выше 5-10% объемного заполнения структурную сетку, препятствующую и коалесценции и седиментации капель дисперсной фазы.

Известна также возможность повышения агрегативной и кинетической устойчивости дисперсий путем введения в дисперсионную среду стабилизаторов и вместе с тем структурообразователей полуколлоидного (мылоподобного) типа или высокомолекулярных, гидрофильцых в случае водной среды соединений. Одцакс; в малых концентрациях они либо совсем не предотвращают седиментации в кинетически неустойчивых системах, либо, повышая вязкость среды, не придают ей тиксотропных свойств. Кроме того, возможность использования органических веществ обоих типов в качестве стабилизаторов дисперсий сельскохозяйственного назначения ограничена по технико-экономическим, эксплуатационно-технологическим, а в ряде случаев и санитарно-гигиеническим причинам.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что к гидрофильным минеральным структурообразователям добавляют воднорастворимые высокомолекулярные соединения, способные адсорбционно взаимодействовать с гидратированными частицами минерала. Это повышает устойчивость дисперсных систем, придает им новые физические свойства и сокращает концентрацию стабилизаторов.

С целью повышения кинетической (седиментационной) устойчивости микрогетерогенных дисперсных композиций в различных областях промышленного производства (химических средств защиты растений, пищевых продуктов, фармацевтических препаратов, лакокрасочных составов и т. п.) прибегают к увеличению дисперсности, уменьшению разницы в плотностях дисперсной фазы и дисперсионной среды и увеличению структурной вязкости дисперсионной среды.

всегда экономически оправдано (при этом не отпадает необходимость введения поверхностно-активных ингридиентов) . Второй вариант часто невозможно осуодествить по технологическим причинам, так как он требует изменения физических и физико-химических свойств составных частей системы. Третий более универсален, но основная трудность его реализации заключается в правильном подборе структурообразующих компонентов системы.

Таким образом, указанное относится к водным дисперсиям, для которых набор практически доступных, особенно тиксотропных структурообразователей более ограничен, чем для олеодисперсий.

В результате адсорбционного взаимодействия частицы глинистого минерала и макромолекулы полимера создают в объеме дисперсной системы рыхлую структуру с коротким периодом тиксотропного восстаиовления при относительно низкой концентрации структурообразующих агентов. Сплошная или дискретная структурная сетка механически удерживает во взвещенном состоянии грубодисперсные частицы, предотвращая их оседание или всплыванне. При этом нет необходимости вводить в систему стабилизаторы полуколлоидиого типа (мыла, неионогенные мылоподобные препараты и т. п.), что исключает образование устойчивой пены при перемешивании и возникновение специфического запаха или вкуса, а также позволяет создавать фармацевтические и ветеринарные составы, в которых вспомогательные вещества не оказывают побочного физиологического действия на организм.

При м е р. Порошок кислого мышьяковокислого олова (размер частиц до 100- 200 мк, плотность 3), предназначенный для использования в качестве средства дегельминтации овец, не дает в воде кинетически устойчивых дисперсий. Поэтому введение препарата в организм животных при водопое осуЫ,ествить невозможно, а обработка каждого животного в отдельности путем введения определенной дозы антигельминтика (например, в виде таблеток) слишком трудоемка и малопроизводительна, чтобы иметь практическое значение как способ массовой дегельминтации.

Введение в седиментационно неустойчивую суспензию поверхиостно-активных веществ мылоподобного типа или высокомолекулярных «загустителей (метил-, карбоксиметилцеллюлозы, желатины, полиакриламида, водорастворимых смол и т. д.) в количествах до 1-2% и более не предотвращает седиментации, придавая в то же время суспензии нежелательные свойства; повышенную вязкость, специфические, запах и вкус, пенистость. Кроме того, использование упомянутых выше продуктов органического синтеза в относительно больших концентрациях при массовом применении препарата в животноводстве может встретить технико-экономические или санитарно-гигиенические затруднения.

Можно стабилизовать суспензию мышьяковокислого олова, создав тиксотропную структуру с помощью гидрофильных глинистых минералов. Но один из структурообразователей этого типа, огланлинский бентонит, предотвращает седиментацию препарата лишь при степени объемного заполнения не ниже 5-

7%. Этот путь мало пригоден для практического использования в животноводстве, так как система содержит большое количество глинистого наполнителя и имеет вид сравнительно густой массы. Помимо того, система требует

довольно энергичного перемешивания для разрушения структуры и длительного периода для ее восстановления, а это вызывает дополнительные затруднения в производственных условиях.

Седиментацию антигельминтика можно предотвратить (рабочая концентрация препарата 0,2-2 г/л введением в суспензию смеси, например, огланлинского бентонита и метилцеллюлозы (или желатины) соответственно в количестве 0,5-1,0 и 0,02-0,05 вес. % (на общий объем дисперсии).

Важным свойством стабилизованной таким образом суспензии является ее подвижность, визуально почти не отличающаяся от подвижности воды. В системе, находящейся в покое, может произойти некоторое уплотнение дисперсной фазы, сопровождающееся образованием слоя прозрачной водной фазы; но это расслоение не приводит к образованию плотного осадка и легко исчезает при слабом перемещивании.

Увеличение содержания структурообразуюцхих компонентов позволяет совершенно предотвратить расслоение дисперсии, хранящейся в полном покое.

Предлагаемый способ стабилизации дает возможность получать седиментационно устойчивые суспензии препарата, резко сократить расход стабилизаторов (в несколько раз

минерального и в несколько десятков раз органического) и одновременно придавать системе качественно новые физические свойства.

Аналогичным способом молсно стабилизовать водные эмульсии каменноугольных масел, креолина, обладающих акарицидным и бактерицидным свойствами. Такие неседиментирующие эмульсии можно использовать для

борьбы с чесоткой овец, дезинфекции помещений для скота и уничтожения насекомых.

Помимо приведенного выше примера ий пользования предлагаемого способа в сельском хозяйстве он может найти применение Н

других отраслях народного хозяйства. Осу ществление способа не требует специальной аппаратуры; этот способ может быть реа.1Изован в полевых или производственных уелоВИЯХ силами работников, не имеющих специ5Предмет изобретения Способ стабилизации водных дисперсий с помощью гидрофильных минеральных структурообразователей, отличающийся тем, что, с5 целью повышения устойчивости дисперсных систем, придания им новых физических 6 свойств и сокргицения концентрации стабилизаторов, к гидрофильным минеральным структурообразователям добавляют воднорастворимые высокомолекулярные соедине способные адсорбционно взаимодействовать с гидратированными частицами минера-i ла.