Материал для учителя
В 1927 году норвежский инженер Эрик Ротхейм предложил первую пригодную для применения конструкцию аэрозольного баллона. В 1943 году американцы Лайл Гудхью и Уильям Салливан по заказу правительства США разработали «бомбу для насекомых», англ. bug bomb (шла Вторая мировая война, и нужно было найти способ оперативно распылять инсектицид, чтобы взять под контроль переносимые насекомыми болезни). Эту дату можно назвать началом массового производства аэрозольных баллонов.
Конструкция аэрозольного баллона чрезвычайно проста. В баллон закачаны под давлением газ (пропеллент) и полезное содержимое. В качестве пропеллента можно использовать и воздух, но это привело бы к высокому давлению в баллоне. Поэтому применяется легко сжижающийся газ, чтобы жидкость и газ находились в равновесном состоянии. Стараются, чтобы сжиженный пропеллент хорошо смешивался с полезным содержимым (для экономии места в баллоне). Когда открывают клапан, давление газа выбрасывает содержимое наружу. Взамен часть пропеллента испаряется, возвращая давление на исходную отметку.
Газы, используемые в качестве пропеллентов:
- фреоны (хладоны) – насыщенные фторуглероды или полифторуглеводороды (часто содержат также атомы Сl, реже – Вr). Фреоны использовались изначально, нетоксичны, негорючи (хладон 11 (CFCl3), хладон 12 (CF2Cl2), хладон 218 (CF3CF2CF3) и т. д.). Большинство фреонов запрещено к производству и потреблению; углеводородные пропелленты (смеси пропана, н-бутана и изобутана – широко используются для бытовых нужд (лак для волос, дезодорант и т. д.), в некоторых медицинских (например, лекарство пантенол) и пищевых (масла, красители и т. п.) аэрозолях. Экстремально горючи и взрывоопасны; диметиловый эфир и метил-этиловый эфир. Горючи; оксид азота(I), углекислый газ – в основном для распыления пищевых продуктов (например, взбитые сливки). Эти газы также служат упаковочными газами, предотвращающими порчу продукта; гидрофтороуглероды, например, 1,1,1,2-тетрафторэтан – для медицинских ингаляций, в баллонах со сжатым газом для продувки техники.
Вред фреонов для окружающей среды
25 сентября 1974 года в журнале Science были впервые приведены данные исследований, свидетельствующие о том, что фреон, используемый в баллончиках, способствует разрушению озонового слоя Земли, и в 1970-х годах, после этих исследований, был начат переход на углеводородные и другие пропелленты. Хлорсодержащие фреоны при УФ-облучении выделяют атомарный хлор, который взаимодействует с молекулами озона:
В стратосфере это приводит к снижению концентрации озона (так называемые озоновые дыры).
Основные области применения аэрозольных составов
Области применения аэрозолей весьма обширны – от парфюмерии, косметики и медицины до средств борьбы с насекомыми. Поэтому, в зависимости от направления применения конечного продукта, в одних случаях предъявляются одни требования к пропелленту и его содержанию в составе, в других – совершенно иные. В нижеследующей таблице представлены данные о сферах использования конечных продуктов, типах пропеллентов и их содержании в аэрозольной композиции.
Направления использования пропеллентов и их содержание в аэрозолях
Область использования | Тип аэрозоля | Тип наиболее распространенных применяемых пропеллентов | Массовое содержание пропеллента в аэрозольной композиции, % |
Парфюмерия и косметика | Дезодоранты, лаки для волос и пр. | углеводородные пропелленты, диметиловый эфир | 30–50 |
Пены | 20–40 | ||
Пасты | N2O, N2 | 20–40 | |
Бытовая химия | Освежители воздуха, антистатики, пятновыводители, средства для полировки, чистки и др. | углеводородные пропелленты, диметиловый эфир | 60–80 |
Средства дезинфекции, дезинсекции, дератизации и пр. | углеводородные пропелленты, ДМЭ | 70–90 | |
Лакокрасочная отрасль | Лаки, краски, эмали | углеводородные пропелленты, ДМЭ | 20–60 |
Промышленное использование | Антикоррозионные составы, клеи | углеводородные пропелленты, ДМЭ | 20–50 |
Полиуретановые пены (монтажные пены) | углеводородные пропелленты, ДМЭ | 20–30 | |
Медицина | Медицинские аэрозоли | Хладон 11, 12; хладон 227еа | 40–70 |
Пожаротушение | Пожаротушащие составы, пены | Хладон 218 (CF3CF2CF3), хладон 125 | - |
Пищевые продукты | Пасты, кремы и пр. | N2O, N2 | - |
Пропан-бутановые смеси не применяются в пожаротушении, ограниченно применяются в медицине и в изготовлении пищевых продуктов. В медицинских аэрозолях углеводородные пропелленты не находят широкого применения в силу их возможного токсичного действия на организм человека. По этой же причине они не используются в пищевых продуктах, к тому же пищевые аэрозоли – это, как правило, пасты, а в пастах принято использовать N2O или N2. Применение углеводородных пропеллентов в этих областях использования возможно лишь в случае, когда вещество находится в отдельной от пропеллента емкости и недоступно для контакта с ним.
http://www. startmedicine. ru/rons-400-1.html
