{"id":160137,"date":"2024-10-17T10:49:39","date_gmt":"2024-10-17T08:49:39","guid":{"rendered":"https:\/\/concentrol.com\/particle-size-effect-on-wax-emulsions\/"},"modified":"2024-10-21T10:58:09","modified_gmt":"2024-10-21T08:58:09","slug":"auswirkung-der-partikelgroesse-auf-wachsemulsionen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/hosting175685eu-cp704.wordpresstemporal.com\/de\/auswirkung-der-partikelgroesse-auf-wachsemulsionen\/","title":{"rendered":"Auswirkung der Partikelgr\u00f6\u00dfe auf Wachsemulsionen"},"content":{"rendered":"

[vc_row][vc_column][vc_column_text uncode_shortcode_id=“703790″]<\/p>\n

1. Einf\u00fchrung<\/h3>\n

Der Begriff \u201eWachsemulsion\u201c kann etwas irref\u00fchrend sein, da es sich in Wirklichkeit um eine Dispersion fester Wachspartikel in einer kontinuierlichen Wasserphase handelt. Eine echte Emulsion (definiert als ein Gemisch aus zwei nicht mischbaren Fl\u00fcssigkeiten) existiert nur, wenn das Wachs in geschmolzener Form vorliegt, und die Emulsion bei hoher Temperatur gebildet wird. Wie bereits erw\u00e4hnt, muss eine Wachsemulsion stabilisiert werden, entweder durch nichtionische Emulgatoren (sterischer Mechanismus), ionische Emulgatoren (elektrostatischer Mechanismus) oder eine Kombination aus beiden, um von beiden Stabilisationsmechanismen zu profitieren. Andere Zutaten wie Elektrolyte, Verdickungsmittel oder Konservierungsstoffe k\u00f6nnen ebenfalls hinzugef\u00fcgt werden, um die Dispersion zu stabilisieren.<\/p>\n

Wachsemulsionen werden h\u00e4ufig als Additive in vielen industriellen Anwendungen verwendet. Sie dienen dazu, die Verarbeitbarkeit von Produkten zu steuern oder die Eigenschaften von Beschichtungen zu verbessern, die Oberfl\u00e4chen vor Abrieb oder Feuchtigkeit sch\u00fctzen. Die grundlegenden Eigenschaften von Wachsen h\u00e4ngen von ihrer chemischen Zusammensetzung, ihrem Schmelzpunkt und ihrer Polarit\u00e4t ab.<\/p>\n

Die Partikelgr\u00f6\u00dfe der Wachspartikel in Emulsionen ist ein entscheidender Faktor bei der Entwicklung einer Emulsion f\u00fcr einen bestimmten Zweck. Um die taktilen Eigenschaften zu ver\u00e4ndern, ist es wichtig, dass die Wachspartikel durch die Beschichtungsschicht hindurchtreten, was eine Partikelgr\u00f6\u00dfe erfordert, die gr\u00f6\u00dfer ist als die Dicke des Films. Zu gro\u00dfe Partikel k\u00f6nnen jedoch zu Defekten im Film oder zu Produktversagen f\u00fchren. Andererseits sorgt eine sehr feine Partikelgr\u00f6\u00dfe f\u00fcr eine homogene Einarbeitung in die Formulierung, maximiert die gew\u00fcnschten Effekte und vermeidet Filmfehler. Zudem bleiben hochgl\u00e4nzende Oberfl\u00e4chen erhalten.<\/p>\n

Concentrol bietet spezifische L\u00f6sungen f\u00fcr definierte Probleme an, da wir \u00fcber das Know-how in der Herstellung von Wachsemulsionen verf\u00fcgen. Der Partikelgr\u00f6\u00dfenbereich kann w\u00e4hrend des Emulgierungsprozesses kontrolliert werden, um pr\u00e4zise Spezifikationen zu erf\u00fcllen. Das unten gezeigte Beispiel ist ein gutes Beispiel f\u00fcr die Feinabstimmung der Partikelgr\u00f6\u00dfe in einer Polyethylen-basierten Wachsemulsion.<\/p>\n

2. Emulgierungsverfahren<\/b><\/h3>\n

Um das Konzept zu veranschaulichen, haben wir die Formulierung EMULTROL EPH verwendet, eine wasserbasierte, nichtionische\/anionische Polyethylen-Wachsemulsion. Aufgrund des hohen Schmelzpunkts des Wachses kann es nur unter Druck in einem geschlossenen System emulgiert werden. Zus\u00e4tzlich wurde die indirekte Emulgierungstechnik verwendet, da mit dieser Technik qualitativ hochwertige Emulsionen mit der gr\u00f6\u00dften Konsistenz hergestellt werden k\u00f6nnen. Diese Emulgierungstechnik durch Druckverd\u00fcnnung beinhaltet die anf\u00e4ngliche Herstellung einer hochkonzentrierten Emulsion aus Wachs und Tensid, indem ein Teil des Wassers zur\u00fcckgehalten wird. Dies erm\u00f6glicht eine bessere und gleichm\u00e4\u00dfigere Mizellenbildung. F\u00fcr die Herstellung sind jedoch zwei Druckbeh\u00e4lter erforderlich.<\/p>\n

Das angewendete Verfahren ist wie folgt: Polyethylenwachs wurde zusammen mit dem nichtionischen Emulgator, Alkali, Natriumdisulfat und einem Teil des Wassers bei Raumtemperatur in einen Autoklavenreaktor gegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und unter R\u00fchren auf 125-135 \u00b0C erhitzt, und die Temperatur wurde 30 Minuten lang gehalten. Dann wurde der zweite Teil des Wassers (vorher auf 100 \u00b0C erhitzt) unter Druck eingespritzt. An diesem Punkt wurde so schnell wie m\u00f6glich auf Raumtemperatur abgek\u00fchlt (durch Schockk\u00fchlung), um die besten Ergebnisse zu erzielen. Ein Konservierungsmittel sollte hinzugef\u00fcgt werden, um die Haltbarkeit der Emulsion zu verl\u00e4ngern.<\/p>\n

3. Ergebnisse <\/b><\/h3>\n

Die Art und Konzentration des Tensids sind entscheidende Aspekte, die f\u00fcr die Gr\u00f6\u00dfe und Stabilit\u00e4t der Wachstropfen in der kontinuierlichen Phase (Wasser) zu ber\u00fccksichtigen sind. In Abbildung 1 k\u00f6nnen wir die verschiedenen Emulsionen von EMULTROL EPH unterscheiden, die durch Variation der Menge an Emulgator erhalten wurden. Dasselbe Tensid wurde in allen verwendet, jedoch wurde seine Konzentration von Probe A zu Probe C schrittweise reduziert.<\/p>\n

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Abbildung 1 – EMULTROL EPH mit verschiedenen Partikelgr\u00f6\u00dfen<\/strong><\/p>\n

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Wie bereits erw\u00e4hnt, enthalten Emulsionen sowohl eine dispergierte als auch eine kontinuierliche Phase, wobei die Grenzfl\u00e4che zwischen den Phasen als Schnittstelle bezeichnet wird. Emulsionen erscheinen normalerweise tr\u00fcb oder wei\u00df, da das Licht an den Phasenschnittstellen zwischen den Komponenten der Mischung gestreut wird. Mikroemulsionen und Nanoemulsionen mit einer Tr\u00f6pfchengr\u00f6\u00dfe von weniger als 100 nm erscheinen jedoch transparent. Dies liegt daran, dass Lichtwellen nur dann von den Tr\u00f6pfchen gestreut werden, wenn ihre Gr\u00f6\u00dfe etwa ein Viertel der Wellenl\u00e4nge des einfallenden Lichts \u00fcberschreitet. Da das sichtbare Lichtspektrum Wellenl\u00e4ngen zwischen 390 und 750 nm umfasst, kann das Licht durch die Emulsion dringen, wenn die Tr\u00f6pfchengr\u00f6\u00dfe weniger als 100 nm betr\u00e4gt, ohne gestreut zu werden. Diese Besonderheit ist in Emulsion A aus Abbildung 1 gut zu erkennen und wird auch durch die in Abbildung 2 gezeigte Messung der Partikelgr\u00f6\u00dfe best\u00e4tigt.<\/p>\n

Abbildung 2 – Partikelgr\u00f6\u00dfenmessungen der Emulsionen A, B und C<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

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Wenn die Emulsion verd\u00fcnnt wird, wird kurzwelligeres blaues Licht st\u00e4rker gestreut, und die Emulsion erscheint blauer. Dieses Ph\u00e4nomen ist als \u201eTyndall-Effekt\u201c bekannt. Umgekehrt wird bei ausreichender Konzentration der Emulsion die Farbe zu l\u00e4ngeren Wellenl\u00e4ngen verzerrt und erscheint gelber. Diese Besonderheit l\u00e4sst sich in Abbildung 3 beobachten, in der die Emulsionen A und B auf 10 % ihrer urspr\u00fcnglichen Konzentration in deionisiertem Wasser verd\u00fcnnt wurden (A\u2019 und B\u2019).<\/p>\n

Abbildung 3 – Aussehen der urspr\u00fcnglichen Emulsionen A und B und ihrer Verd\u00fcnnungen auf 10 %, A\u2019 und B\u2019<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/b><\/h3>\n

<\/h3>\n

4. Vorteile der Kontrolle der Partikelgr\u00f6\u00dfe <\/b><\/h3>\n

Emulsionen sind von Natur aus instabil und erfordern Energiezufuhr, um sich zu bilden. Mit der Zeit neigen sie dazu, in ihren stabilen Zustand zur\u00fcckzukehren, was zur Phasentrennung f\u00fchrt. Daher werden Emulgatoren verwendet, um die Grenzfl\u00e4chenspannung zu verringern und die Emulsion zu stabilisieren. Mikroemulsionen sind thermodynamisch stabil, w\u00e4hrend durchsichtige Nanoemulsionen kinetisch stabil sind.<\/p>\n

In Lack- und Farbsystemen bilden Wachspartikel ein Netzwerk, das die Sedimentation von Mattierungsmitteln (Anti-Glanz) verringert und somit deren Mattierungseffekt verbessert. Die Partikelgr\u00f6\u00dfe der Wachsdiffusion beeinflusst auch den Glanz der Beschichtung.<\/p>\n

Eine zu feine Partikelgr\u00f6\u00dfe kann jedoch zu einer geringeren Effizienz als Beschichtungsadditiv f\u00fchren. Damit Wachs wirken kann, m\u00fcssen die Partikel durch die Beschichtungsoberfl\u00e4che hindurchtreten. Kleinere Partikel neigen weniger dazu, dies zu tun, insbesondere in pigmentierten Beschichtungen. In Anwendungen, bei denen eine gute Durchl\u00e4ssigkeit oder Transparenz eine Rolle spielt (z. B. bei Faseroberfl\u00e4chen und Polieranwendungen), kann eine Emulsion mit sehr kleinen Partikeln w\u00fcnschenswert sein.<\/p>\n

 <\/p>\n

5. Fazit<\/b><\/h3>\n

Die Wahl des Emulgators ist entscheidend f\u00fcr die Formulierung von Emulsionen, da er eine Schl\u00fcsselrolle sowohl bei der Bildung als auch bei der Stabilisierung der Emulsion spielt. Die Auswahl des Emulgators richtet sich nach den Eigenschaften des Endprodukts, der Methode zur Herstellung der Emulsion, den chemischen und physikalischen Eigenschaften jeder Phase sowie dem Vorhandensein anderer funktioneller Komponenten in der Emulsion.<\/p>\n

Sobald der Emulgator ausgew\u00e4hlt wurde, hat seine Konzentration einen gro\u00dfen Einfluss auf alle Emulsionseigenschaften, wie z. B. die Stabilit\u00e4t, die Verteilung der Tr\u00f6pfchengr\u00f6\u00dfen, die Oberfl\u00e4chen- und Grenzfl\u00e4chenspannung, die Benetzungsf\u00e4higkeit, die Viskosit\u00e4t usw. In diesem Artikel haben wir gezeigt, dass die Emulgatorkonzentration eng mit der Partikelgr\u00f6\u00dfe der Emulsion zusammenh\u00e4ngt. Ihre Effizienz steigt, wenn eine gr\u00f6\u00dfere Menge an Tensid verwendet wird, was zu kleineren Partikelgr\u00f6\u00dfen f\u00fchrt. Zu diesem Zweck haben wir die Emulsion EMULTROL EPH verwendet, und durch Variation der Emulgatormenge wurden unterschiedliche Partikelgr\u00f6\u00dfen erreicht. Folglich zeigen die Emulsionen ein deutlich unterscheidbares Erscheinungsbild.<\/p>\n

 <\/p>\n

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