Дисперсія та гідратація Carbopol ®

Carbopol ® * - це водорозчинний полімер, який використовується як емульгуючий, стабілізуючий, суспендуючий, загущуючий у багатьох галузях промисловості, а також використовується як гелеутворювач у дезінфікуючих гелях для рук та інших продуктах. Carbopol випускається в декількох різних сортах, які широко використовуються у виробництві косметики та туалетно-косметичних засобів, включаючи гелі, креми та лосьйони, миючі засоби та освіжувачі повітря. Ефект гелеутворення активується у два етапи, по-перше, диспергування та гідратація Карбополу, а по-друге, «нейтралізація» розчину додаванням хімічних речовин, що підвищують рН. Нейтралізуючі агенти включають триетаноламін (TEA), гідроксид натрію та гідроксид калію.

* Carbopol ® є зареєстрованою торговою маркою корпорації Lubrizol.

Процес

Методи виготовлення різняться залежно від виду продукції, але їх можна коротко описати наступним чином:

Проблема

Карбопол, як правило, постачається у вигляді дуже легкого порошку низької щільності. Він має тенденцію плавати при додаванні у воду, що вимагає енергійного перемішування. Це може спричинити проблеми з запиленням.
При додаванні у воду Карбопол має тенденцію утворювати агломерати, які не легко розсіюються.
Деякі порошки мають погані властивості текучості, що ускладнює контрольоване додавання порошку.
Хоча деякі сорти не демонструють суттєвого збільшення в’язкості до нейтралізації, інші починають негайно густіти, ускладнюючи додавання порошку.
Для завершення диспергування/гідратації потрібно тривалий час перемішування.
Аерація може створити стійку піну, яка може зажадати хімічних добавок для диспергування.
Захоплене повітря дуже важко видалити, помутнівши прозорі гелі та створюючи проблеми, коли упаковка заповнюється не об’ємом, а об’ємом.
Потенційний повний урожай важко отримати при звичайному перемішуванні; багато препаратів містять надмірно високий рівень карбополу для компенсації цього.
Тривалий вплив інтенсивного зсуву може пошкодити полімер, зменшивши в’язкість.

Рішення

Ці проблеми можна подолати за допомогою змішувача Silverson для розсіювання Carbopol.

Дисперсія

Диспергування здійснюється за частку часу, зайнятого звичайними способами, щоб уникнути ризику переслухування полімеру. Робота описана нижче.

Нейтралізація

За певних обставин змішувачі Silverson можуть бути використані для стадії нейтралізації, залежно від відсотка та сорту Carbopol. Для продуктів з високою в'язкістю застосовується мішалка/скребок з низьким зсувом.

Етап 1

Посудина заряджається відповідною базовою рідиною. Змішувач запускається, і додається Карбопол. Високошвидкісне обертання цільної робочої головки Ultramix створює потужний вихор, витягуючи порошок і рідину в робочу головку, де вони швидко перемішуються.

2 етап

Потім матеріали проштовхуються крізь прорізи збоку робочої голівки і проектуються назад у корпус суміші. Будь-які агломерати розбиваються при проходженні через щілини.

3 етап

Енергійний рух у посудині, створений Ultramix, забезпечує, що за короткий цикл змішування весь матеріал багато разів проходить крізь робочу головку, поступово зменшуючи розмір частинок і піддаючи зростаючу поверхню навколишній рідині. Це швидко завершує зволоження.

Етап 1

Посудина заряджається відповідною базовою рідиною. Змішувач запускається, і додається Карбопол. Висока швидкість обертання цільної робочої головки Ultramix створює потужний вихор, витягуючи порошок і рідину в робочу головку, де вони швидко перемішуються.

2 етап

3 етап

Переваги

Суміш без агломератів.
Максимізований вихід сировини, оскільки Карбопол правильно розподілений.
Мінімізована аерація.
Стійка емульсія.
Постійна якість продукції та повторюваність.
Високошвидкісна дисперсія зводить час змішування до мінімуму, уникаючи переслухування полімеру.

Розмір партії, сорт та відсоток карбополу та в’язкість продукту (залежно від рН розчину до нейтралізації) визначають, який змішувач Silverson є найбільш придатним для індивідуальних вимог до процесу.