При помощи аэрозольных баллонов

Принцип действия аэрозольного баллона состоит в том, что помещенный в упаковку препарат смешивается с эва­куирующей жидкостью, давление насыщенного пара ко­торой в интервале температур, при которых эксплуатиру­ется упаковка, выше атмосферного.

Выброс смеси из баллона происходит под действием давления насыщенного пара, находящегося над жид­костью.

Известно, что давление насыщенного пара любого стабильного вещества определяется только температу­рой и не зависит от объема. Поэтому в течение всего времени работы баллона давление в нем будет оставать­ся постоянным, следовательно, практически постоянной будет оставаться дальность полета частиц и угол конуса распыления.

В зависимости от характера взаимодействия распы­ляемого вещества с эвакуирующей жидкостью и его аг­регатного состояния, системы в аэрозольной упаковке будут состоять из различного числа фаз. В случае взаим­ной растворимости компонентов образуется гомогенный жидкий раствор, в других случаях – эмульсия или сус­пензия и, наконец, гетерогенная система, когда препарат и эвакуирующая жидкость образуют макроскопи­чески неоднородную систему. Очевидно, что в первом случае в аэрозольной упаковке находится двухфазная система – жидкость и насыщенный пар. При выпуске в атмосферу эмульсии или суспензии происходит дробле­ние только дисперсионной среды – получаемые части­цы в лучшем случае будут иметь размеры, которые они имели в жидкой фазе.

Когда препарат и эвакуирующая жидкость не смеши­ваются или ограниченно смешиваются между собой, при­чем одна из жидкостей диспергирована в другой в виде мелких капелек, образуются эмульсии.

Характер системы, образующейся при выходе про­дукта из упаковки в атмосферу, зависит от того, какая из жидкостей является дисперсной фазой. Если диспер­сная фаза – это препарат, то образуется аэрозоль. Если дисперсной фазой является эвакуирующая жидкость, то получается пена. Размер частиц, получаемых при помощи аэрозольных баллонов, зависит от физико-химических свойств веществ, входящих в состав препа­рата, соотношения компонентов, конструктивных осо­бенностей баллона и температурных условий его эксплуатации.

Степень дисперсности можно регулировать:

• варьируя размеры выходного отверстия;

• изменяя давление насыщенного пара эвакуирующей жидкости;

• меняя количественное соотношение препарата и эва­куирующего агента.

ЭВАКУИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Важнейшим вспомогательным компонентом является вещество, которое обеспечивает выброс препарата в ат­мосферу и последующее его диспергирование. Эти веще­ства получили название пропеллентов (лат. «рrоpellere» – гнать). Пропеллент должен выполнять две функции:

• создавать необходимое давление для выброса препа­рата;

• диспергировать продукт, выпущенный в атмосферу.

В качестве пропеллентов используют фреоны и сжатые газы. Фреоны – это низкомолекулярные фторорганические соединения алифатического ряда [C_n(H, C1, F) _{2n + 2} ].

Принята следующая система обозначений фреонов: последняя цифра (число единиц) означает число атомов фтора в молекуле, предшествующая цифра (число десят­ков) – число атомов водорода, увеличенное на единицу, и третья (число сотен) – число атомов углерода, умень­шенное на единицу. Например: F – 22 – это CHC1F₂, F – 114 – это C₂CI₂F₄.

Вещества, состоящие из молекул циклического строе­ния, также имеют цифровое обозначение, но перед циф­рами ставится буква «С», например: С318 – С₄F₈ (октафторциклобутан).

В качестве сжатых газов применяют N₂, N₂O, CO₂ и др.

ПРЕИМУЩЕСТВА

АЭРОЗОЛЬНЫХ УПАКОВОК

1. Перевод препарата в мелкодисперсное состояние происходит за счет потенциальной энергии сжиженного пропеллента и не требуется применение каких-либо по­сторонних устройств.

2. Для создания аэрозолей не нужны какие-либо на­садки.

3. В единицу времени можно диспергировать значи­тельное количество вещества с получением частиц мало­го размера – в случае применения других способов по­требовалось бы гораздо больше энергии.

4. Режим туманообразования стабилен: размер полу­чаемых частиц, дальность их полета, угол в вершине конуса в течение всего времени эксплуатации мало ме­няются.

5. Можно заранее фиксировать дозировку распыляе­мого вещества.

6. Можно задавать размер частиц.

7. Степень полидисперсности аэрозоля невелика.

8. Все частицы имеют одинаковый химический со­став –

9. Обеспечивается стерильность распыляемых препа­ратов.

10. Препарат в упаковке не соприкасается с кислоро­дом воздуха, что обеспечивает его стабильность.

11. Автоматически закрывающийся клапан исключа­ет возможность потери за счет проливания или испаре­ния неиспользованной части продукта.

12. Упаковка постоянно готова к работе.

13. Упаковка компактна. Дает возможность индиви­дуального или коллективного использования.

Первые аэрозольные упаковки появились в 30 – х гг. XX в. в Европе. Во время Второй мировой войны иници­ативу в области их разработки захватили США. В 1941 г. была создана аэрозольная упаковка – средство для унич­тожения насекомых, упакованное в стеклянный сосуд. Пропеллентом служил фреон – 12.

В промышленных масштабах производство началось после Второй мировой войны в США, а затем в других странах мира.