Способ получения водно-дисперсных эмульсий

 

Использование: приготовление эмульсий для двигателей внутреннего сгорания в автотранспорте и судоходстве, приготовление водоэмульсионных красок в лакокрасочном производстве, а также лекарственных препаратов. Сущность изобретения: воздействие высоковольтного электрического разряда на воду и диспергирование с ингредиентом эмульсии. При этом сначала воздействуют электрическим разрядом на воду, а затем осуществляют совместное диспергирование с ингредиентом эмульсии.

Изобретение относится к процессам получения воднодисперсных систем при приготовлении водотопливной эмульсии для двигателей внутреннего сгорания в автотранспорте и судоходстве, водоэмульсионных красок в лакокрасочном производстве, смазочно-охлаждаемых жидкостей на основе эмульсолов, лекарственные препаратов на основе масляных эмульсий в фармацевтии и т.д.

Известны способы получения эмульсий путем перемешивания ее ингредиентов в различного типа смесителях: гомогенизаторах, коллоидных мельницах и т.д. [1] К недостаткам известных способов следует отнести сложность получения однородной и тонкодисперсной эмульсии.

Известен способ получения водотопливной эмульсии путем перемешивания ингредиентов воды и дизельного топлива [2] К недостаткам необходимо отметить нестабильность однородности состава и невозможность устранения расслоя эмульсии.

Известен способ получения эмульсии из смеси воды с бензином или дизтопливом на основе фермента, добавляемого в воду [3] Недостатком известного способа является использование добавки в виде фермента и необходимость установки дополнительного приспособления.

Наиболее близким к изобретению относится способ эмульгирования, включающий воздействие высоковольтного электрического разряда на смесь воды с ингредиентом эмульсии, основанный на явлении электрогидравлического эффекта [4] Недостатком прототипа является невозможность получения тонкодисперсной эмульсии при соотношении воды свыше 0,7 1% к ингредиенту эмульсии в виде углеводородов.

Предлагаемый способ решает задачи получения стабильной тонкодисперсной эмульсии с высоким содержанием воды (свыше 50%).

В предлагаемом способе получения воднодисперсных эмульсий, который включает воздействие высоковольтного электрического разряда на воду и диспергирование с ингредиентом эмульсии, изменение величины сил воздействия осуществляют путем воздействия электрического разряда на воду, при последующем диспергировании воды с ингредиентом эмульсии.

Пример 1. Дистиллированную воду в количестве 300 г подвергают воздействию 7 импульсов высоковольтного электрического разряда при напряжении 8 кВ и емкости конденсатора 0,47 мкФ в течение 9 с и осуществляют совместное диспергирование ее с 700 г дизельного топлива. Полученная эмульсия характеризуется высокой степенью смешивания воды с дизтопливом и стабильностью и как качественная характеристика изменение цвета.

Пример 2. Дистиллированную воду в количестве 200 г подвергают воздействию 14 импульсов высоковольтного электрического разряда при напряжении 9 кВ и емкости конденсатора 0,47 мкФ в течение 21 с и затем осуществляют совместное диспергирование воды с 800 г бензина А76.

Пример 3. Дистиллированную воду в количестве 360 г подвергают воздействию 14 импульсов высоковольтного электрического разряда при напряжении 9 кВ и емкости конденсатора 0,47 мкФ в течение 21 с, а затем совместно диспергируют ее с 640 г бензина А76.

Получение эмульсии (пример 2 и 3) характеризуются высокой стабильностью и устойчивой работой двигателя, снижением содержания CO в выхлопных газах с 1,45 до 1,23% (пример 2) и 0,9% (пример 3).

При переводе работы двигателя с обычного топлива на водотопливную эмульсию наблюдается увеличение числа оборотов коленчатого вала, что свидетельствует о плотной упаковке молекул.

Пример 4. Дистиллированную воду в количестве 250 г подвергают воздействию 9 импульсов высоковольтного электрического разряда при напряжении 8,5 кВ и емкости конденсатора 0,47 мкФ в течение 14 с и осуществляют совместное диспергирование ее с 750 г растительного масла.

Гидратация молекул эмульсии (вода + масло) осуществляется в основном за счет водородных связей. Полученная эмульсия высокостабильна.

Использование энергии высоковольтного разряда в воде приводит к нарушению упорядоченной ориентации ее молекул и вызывает разрыв межмолекулярных связей, а возросшее число молекул высокоактивного продукта в виде свободных радикалов заполняет структуру молекул жидких углеводородов при расщеплении их в процессе диспергирования, образуя стойкую эмульсию.

Увеличение выхода гидратированного электрона приводит к изменению гидроксильного показателя pH для необработанной воды pH 6,5, для воды, подвергнутой электрическому разряду, pH 7,35. При переходе воды в гидратное состояние повышается ее растворимость в ингредиенте эмульсии, как показывают исследования.

Таким образом, установлена закономерность взаимодействия свободных радикалов воды с активными углеводородными центрами, образующимися при разрыве связей в процессе диспергирования, заключающаяся в образовании эмульсии в результате изменения морфологии дисперсных систем и проявляющаяся в особенностях межмолекулярного взаимодействия, связанного с образованием новых активных центров и изменением спектральной световой эффективности.

Формула изобретения

Способ получения водно-дисперсных эмульсий, включающий воздействие высоковольтного электрического разряда на воду и диспергирование с ингредиентом эмульсии, отличающийся тем, что сначала воздействуют электрическим разрядом на воду, а затем осуществляют совместное диспергирование воды с ингредиентом эмульсии.