Carbopol ® * este un polimer solubil în apă, utilizat ca emulsifiant, stabilizator, suspendare, îngroșare în multe industrii și este, de asemenea, utilizat ca gelifiant în gelurile de dezinfectare a mâinilor și alte produse. Carbopol este disponibil în mai multe clase diferite, care sunt utilizate pe scară largă la fabricarea produselor cosmetice și de toaletă, inclusiv geluri, creme și loțiuni, detergenți și odorizante de aer. Efectul de gelifiere este activat în două etape, în primul rând dispersia și hidratarea Carbopol și, în al doilea rând, „neutralizarea” soluției prin adăugarea de substanțe chimice care cresc pH-ul. Agenții de neutralizare includ trietanolamină (TEA), hidroxid de sodiu și hidroxid de potasiu.

* Carbopol ® este o marcă comercială înregistrată a Lubrizol Corporation.

Procesul

Metodele de fabricație variază în funcție de tipul de produs, dar pot fi rezumate după cum urmează:

capul lucru

Problema

  • Carbopol este în general furnizat sub formă de pulbere foarte ușoară, cu densitate redusă. Tinde să plutească atunci când este adăugat în apă, necesitând încorporarea unei agitații puternice. Acest lucru poate cauza probleme de praf.
  • Când este adăugat în apă, Carbopol tinde să formeze aglomerate care nu sunt ușor dispersate.
  • Unele pulberi au proprietăți de curgere slabe, ceea ce face dificilă adăugarea controlată a pulberii.
  • În timp ce unele grade nu prezintă o creștere semnificativă a vâscozității până la neutralizare, altele încep să se îngroașe imediat, ceea ce face ca adăugarea pulberii să devină din ce în ce mai dificilă.
  • Sunt necesare timpi lungi de amestecare pentru a completa dispersia/hidratarea.
  • Aerarea poate crea o spumă persistentă care poate necesita dispersarea aditivilor chimici.
  • Aerul retras este foarte greu de îndepărtat, înnegrând gelurile limpezi și provocând probleme în cazul în care ambalajul este umplut mai degrabă cu volum decât cu greutate.
  • Randamentul potențial complet este dificil de obținut cu agitație convențională; multe formulări conțin niveluri inutil de ridicate de Carbopol pentru a compensa acest lucru.
  • Expunerea prelungită la forfecare intensă intensă poate deteriora polimerul, reducând vâscozitatea.

Soluția

Aceste probleme pot fi depășite folosind un mixer Silverson pentru a dispersa Carbopol.

Dispersie

Dispersia se finalizează într-o fracțiune din timpul necesar prin mijloace convenționale, evitând riscul de suprasolicitare a polimerului. Funcționarea este descrisă mai jos.

Neutralizare

În anumite circumstanțe, mixerele Silverson pot fi utilizate pentru etapa de neutralizare, în funcție de procentul și gradul de Carbopol. Pentru produsele cu vâscozitate ridicată, ar fi folosit un agitator/răzuitor cu forfecare redusă.

Etapa 1

Vasul este încărcat cu fluid de bază adecvat. Mixerul este pornit și se adaugă Carbopol. Rotația de mare viteză a capului de lucru Ultramix dintr-o singură piesă creează un vortex puternic, atrăgând pulberea și lichidul în capul de lucru, unde sunt amestecate rapid.

Etapa 2

Materialele sunt apoi forțate prin fantele din partea laterală a capului de lucru și proiectate înapoi în corpul amestecului. Orice aglomerate sunt defalcate pe măsură ce trec prin fante.

Etapa 3

Miscarea viguroasa din vas creata de Ultramix asigura ca intr-un ciclu scurt de amestecare tot materialul trece de multe ori prin capul de lucru, reducand progresiv dimensiunea particulelor si expunand o suprafata tot mai mare lichidului inconjurator. Aceasta completează rapid hidratarea.

Etapa 1

Vasul este încărcat cu fluid de bază adecvat. Mixerul este pornit și se adaugă Carbopol. Rotația de mare viteză a capului de lucru Ultramix dintr-o singură piesă creează un vârtej puternic, atrăgând pulberea și lichidul în capul de lucru, unde sunt amestecate rapid.

Etapa 2

Materialele sunt apoi forțate prin fantele din partea laterală a capului de lucru și proiectate înapoi în corpul amestecului. Orice aglomerate sunt defalcate pe măsură ce trec prin fante.

Etapa 3

Miscarea viguroasa din vas creata de Ultramix asigura ca intr-un ciclu scurt de amestecare tot materialul trece de multe ori prin capul de lucru, reducand progresiv dimensiunea particulelor si expunand o suprafata tot mai mare lichidului inconjurator. Aceasta completează rapid hidratarea.

Avantajele

  • Amestec fără aglomerate.
  • Randamentul maximizat al materiei prime, deoarece Carbopol este dispersat corect.
  • Aerare minimizată.
  • Emulsie stabilă.
  • Calitate consecventă a produsului și repetabilitate.
  • Dispersia de mare viteză menține timpii de amestecare la minimum, evitând suprasolicitarea polimerului.

Dimensiunea lotului, gradul și procentul de Carbopol și vâscozitatea produsului (în funcție de pH-ul soluției înainte de neutralizare) dictează care mixer Silverson este cel mai potrivit pentru cerințele individuale ale procesului.