Тверді або рідкі частинки, розпилені в газоподібне середовище, широко відомі як аерозолі, і супроводжують нас у багатьох сферах життя. Ними користуються щодня, часто навіть не замислюючись про це. Однак спреї, які використовуються в різних галузях промисловості, як і натуральні, характеризуються багатьма різними властивостями, тому варто дізнатися про них більше.
Що таке аерозолі і як вони утворюються?
Відповідно до затвердженого визначення, аерозоль – це колоїдна система, в якій диспергуючим середовищем є газ. Колоїдні частинки аерозолів можуть бути рідкими (туман) або твердими (пил або дим) частинками. Хоча аерозоль може справляти враження однорідної хмари, насправді він являє собою суміш різних молекул із дуже різним рівнем дисперсії. Прикладами такого типу речовин є мінеральний пил, сажа, аерозолі морської солі та смог, останній особливо поширений у великих містах. Слід пам’ятати про те, що аерозолі широко використовуються не тільки в різних галузях промисловості, вони також є відповідальними за виникнення важливих атмосферних явищ, які виконують низку функцій у навколишньому середовищі.
Аерозолі та їх вплив на навколишнє середовище
Атмосферні аерозолі включають всі типи крапель і пилу, зважені в повітрі. Атмосферні аерозолі можна визначити як рідкі або тверді частинки діаметром до 10 мікрометрів (1 мікрометр = 0,001 міліметра), які не падають на поверхню протягом тривалого часу, а плавають у масі повітря. Аерозолі, створені з кристалів морської солі, утворюють лише один вид такої суміші. Інші атмосферні аерозолі включають:
- вихлопні гази з димоходів або витяжних систем;
- пилок, що виробляється квітами та цвітом;
- частинки пилу, зважені в повітрі.
Протягом багатьох років у природі спостерігається аерозольний ефект, який означає, що хмари пилу і крапель, зважених у повітрі, певною мірою врівноважують вплив вуглекислого газу на глобальне потепління. У той же час аерозолі необхідні для створення хмар, що безпосередньо впливає на клімат нашої планети. Чим більший об’єм аерозолів, зважених у повітрі, тим більші та щільніші хмари можуть утворюватися в атмосфері. Дослідження показали, що хмари газів, вихлопних газів, диму та смогу, що випускаються промисловими зонами, сприяють утворенню важких конвекційних хмар. Цей тип конструкції, завдяки своїй специфіці та здатності накопичувати пару, є відповідальними за місцеві інтенсивні опади, що часто призводять до локальних повеней.
Застосування аерозолів у повсякденному житті
Крім того, що аерозолі мають величезний вплив на навколишнє середовище, вони також широко використовуються в нашому повсякденному житті. Їхні фізичні та хімічні властивості зазвичай використовуються промисловістю, де такі суміші є важливим компонентом багатьох продуктів, призначених для багатьох застосувань.
Виробництво наркотиків
Аерозолі солоної води масово використовуються у виробництві засобів від нежиті та болю в горлі. Знеболюючі, дезінфікуючі засоби, інгаляційні препарати і багато інших препаратів також випускаються у формі спрею. Перевагою застосування аерозолю є точність і зручність дозування препарату.
Побутова хімія
Інша сфера застосування аерозолів — у виробництві побутової хімії, наприклад засобів для чищення, полірування та дезінфекції . Розпилювач також є одним із найпоширеніших методів введення засобів для освіження повітря.
Косметика
Думаючи про аерозолі, більшість із нас, безсумнівно, уявляють пляшку парфумів або спрей-дезодорант. Природно, оскільки це найпоширеніші області застосування аерозолів в косметичній промисловості, але не тільки. Останні місяці показали, наскільки зручно та безпечно користуватися дезінфікуючими засобами для рук у вигляді прозорого туману.
Автомобільна та гідравлічна промисловість
Аерозолі також використовуються в автомобільній промисловості, наприклад, для виробництва миючих засобів, засобів для розморожування вітрового скла та спеціальних засобів для видалення іржі. Багато автокосметики також пропонуються в такому вигляді. З іншого боку, спреї використовуються в гідравліці як метод змащування встановлених компонентів. Не можна забувати і про такі розпилюваних продуктах, як фарби, лаки та монтажні піни, які також виготовляються на основі аерозолів.
Аерозоль з багатьма застосуваннями
При виготовленні кожного з перерахованих вище препаратів необхідний аерозоль з відповідними властивостями. Однак деякі з них дуже універсальні завдяки своїм характеристикам, що дозволяє використовувати їх у багатьох галузях промисловості. Одним із таких прикладів є диметиловий ефір , також відомий як DME. Це органічна хімічна сполука, класифікована як ефір, у формі безбарвного газу. ДМЕ має характерний запах і помірно розчиняється у воді. Його виробляють шляхом дегідратації метанолу шляхом синтезу, наприклад, з палива або біомаси. Диметиловий ефір у зрідженому вигляді часто використовують як розчинник, який можна легко видалити випаровуванням. DME також можна використовувати як самостійне паливо в дизельних двигунах і газових турбінах. З іншого боку, у випадку дво- або чотиритактних двигунів диметиловий ефір повинен бути збагачений сумішшю LPG на 70%. Можливо, приблизно до 2030 року DME стане широко використовуваним біопаливом – його застосування розглядається в Європейському Союзі. Крім того, диметиловий ефір вже використовується для виробництва:
- побутова хімія;
- монтажна піна;
- аерозольні лаки та фарби;
- пінополістирол.
Це робить його одним із найпопулярніших пропелентів і розчинників, що використовуються в сучасній промисловості.
Які переваги аерозолів?
Аерозолі повсюдно поширені в промисловості не тільки завдяки своїм фізичним і хімічним властивостям, але й зручності та точному застосуванню. Ще однією перевагою використання герметичної упаковки є також тривалий термін придатності продукту. Багато контейнерів цього типу можна переробити. Враховуючи такий широкий спектр переваг, популярність спреїв не дивує.
- Encyklopedia techniki. Chemia, Władysław Gajewski (red.), wyd. 2, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1966, s. 9, 244
- Seinfeld J, Pandis S (1998). Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change (2nd ed.). Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons. p. 97
- https://projekty.ncn.gov.pl/opisy/431079-pl.pdf