Дя |

 

185348

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.VII.1965 (№ 1020048/30-15) Кл. 12s с присоединением заявки №

МПК В Olf

УДК 66.063 672(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 13.VIII.1966. Бюллетень № 17

1 Дата опубликования описания 11.Х.1966

ВС О Щ1,.Ц

k изобретения Л. А. Шиц, Ш. И. Чипашвили, T. Г. Кобахидзе и П. И. Хухун идцви щТкиТ110

1 г1

Институт физической химии Академии наук СССР

ПХВИ1ЕС1; 1 4

< AN07EKA

СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВОДНЬ!Х ДИСПЕРСИЙ

Изобретение относится к стабилизации грубодисперсных водных систем (суспензий, эмульсий), дисперсионная среда и дисперсная фаза которых различаются по плотности.

Седиментационная неустойчивость этих систем приводит к быстрому изменению концентрации частиц дисперсной фазы по высоте в объеме системы, сопровождающемуся 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 — 100 с 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 полуколлоидпого (мылоподобного) типа или высокомолекулярных, гидрофильных в случае водной среды соединений. Однако в малых концентрациях они либо совсем не предотвращают седиментации в кинетически неустойчивых системах, либо, повышая вязкость среды, не придают ей тиксотроппых свойств. Кроме того, возможность использования органических веществ обоих типов в качестве стабилизаторов дисперсий сельскохозяйственного назначения ограниче5 на по технико-экономическим, эксплуатационно-технологическим, а в ряде случаев и санитарно-гигиеч пческим причинам.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что к гидрофильным минеральным

10 структурообразователям добавляют воднорастворимые высокомолекулярные соединения, способные адсорбционпо взаимодействовать с гидратированными частицами минерала.

Это повышает устойчивость дисперсных си15 стем, придает им новые физические свойства и сокращает концентрацию стабилизаторов.

С целью повышения кинетической (седиментационной) устойчивости микрогетерогенных дисперсных композиций в различных об20 ластях промышленного производства (химических средств защиты растений, пищевых продуктов, фармацевтических препаратов, лакокрасочпых составов и т. п.) прибегают к увеличению дисперсности, уменьшению раз25 ницы в плотностях дисперсной фазы и дисперсионной среды и увеличению структурной вязкости дисперсионной среды.

Первый прием требует, как правило, дополнительной специальной аппаратуры и до30 голнитель ы энергетических затрат, что не

185348

65 гсегда экономически оправдано (при этом не отпадает необходимость введения поверхностно-активных ингридиентов). Второй вариант часто невозможно осуществить 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 восстановления при относительно низкой концентрации структурообразующих агентов. Сплошная или дискретная структурная сетка механически удерживает во взвешенном состоянии грубодисперсные частицы, предотвращая их оседание или всплывание. При этом нет необходимости вводить в систему стабилизаторы полуколлоидного 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 вспомог ательные вещества не оказывают побочного физиологического действия на организм.

Пример. Порошок кислого мышьяковокислого олова (размер частиц до 100—

200 лк, 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 осуществить 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 поверхностно-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 седиментацип, придавая в то же время суспензии нежелательные свойства: повышенную вязкость, специф ические запах и вкус, пенистость. Кроме того, использование упомянутых выше продуктов органического синтеза в относительно больших концентрациях при массовом применении препарата в животноводстве мо5

15 0

Зо

45 жет 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—

7О4. 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. Я, (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 перемешивании.

Увеличение содержания структурообразующих 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 MOMHO стабилизовать водные эмульсии каменноугольных масел, креолина, обладающих акарицидным и бактерицидным свойствами. Такие неседиментирующпе эмульсии можно использовать для борьбы с чесоткой овец, дезинфекции поме. щений для скота и уничтожения насекомых.

Помимо приведенного выше примера испсльзования предлагаемого способа в сель-. ском хозяйстве он может найти применение и других отраслях народного хозяйства. 0cy= ществление способа не требует специальной аппаратуры; этот способ может быть реализован в полевых или производственных услоьиях силами работников, не имеющих специальной подготовки.

185348

П редм ет изобретения

Составитель М. Дранишников

Редактор A. и. Пименова Текред А. А. Камышникова Короекторы; T. В. Муллина и Е. Ф. Полионова

Заказ 3016!2 Тираж 900 Формат бум. 60>;90 1; Обьем 0,24 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитега по делам изобретений и открытий грп Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2

Способ стабилизации водных дисперсий с помощью гидрофильных минеральных структурообразователей, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости дисперсных систем, придания им новых физических свойств и сокращения концентрации стабилизаторов, к гидрофильным минеральным структурообразователям добавляют воднорастворимые гысокомолекулярHûå соединения, способные адсорбционно взаимодействовать с гидратированными частицами минера- ла.