24.2. Пропелленты

Пропелленты - газообразующие компоненты аэрозоля, на потенциальной энергии которых основан принцип вытеснения содержимого баллона и его диспергирования. К пропеллентам предъявляют ряд требований: при избыточном давлении легко превращаться в жидкости; давление насыщенного пара при температуре 20°С должно находиться в пределах 2-8 атм; быть химически стойкими и не подвергаться гидролизу; обладать химической совместимостью с лекарственными веществами, не оказывать раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки, быть безвредными.

Пропелленты классифицируют по химической при роде и агрегатному .состоянию при температуре 20°С и атмосферном давлении. По агрегатному состоянию пропелленты делят на три группы: сжиженные газы, сжатые газы, легколетучие органические растворители.

Сжиженные газы. К ним относятся фторхлорорга-нические соединения (фторхлоруглеводороды - фрео-ны, или хладоны), углеводороды парафинового ряда (пропан, бутан, изобутан и др.) и хлорированные углеводороды (винилхлорид, метилхлорид и др.)

Основной группой пропеллентов до недавнего времени являлись фреоны (хладоны), которые при небольшом избыточном давлении и невысокой температуре окражующей среды из газообразного состояния переходят в жидкое. Хладоны - фторпроизводные метана, этана, пропана - химически инертны, совместимы со многими органическими растворителями, биологически безвредны. Применение хладонов в качестве пропиллентов удобно тем, что внутреннее давление в баллоне остается постоянным до тех пор, пока в нем находится хотя бы капля сжиженного газа. Наиболее распространенным является дифтордихлор-метан (хладон 12), на его долю приходится 60% мирового производства хладонов. В связи с вредным влиянием фторуглеводородных пропеллентов на окружающую среду (озоноразрушающее действие) возможно полное запрещение их использования, вследствие чего ведутся научные исследования по разработке принципиально новых пропеллентов.

Насыщенные углеводороды парафинового ряда (пропан, н-бутан, изобутан) значительно дешевле хладонов, неполярны, растворяются в спиртах, хлороформе, не гидролизуются в воде, легче ее, малотоксичны, но горючи и огнеопасны. Хлорзамещенные углеводороды (этилхлорид, метилхлорид, метиленхлорид, винил-хлорид) применяют для получения аэрозольных составов как растворителя, так и сорастворителя, так как они имеют низкое давление паров.

Сжатые газы. В качестве пропеллентов применяют сжатый азот, азота закись, углерода диоксид, аргон. Сжатые газы нетоксичны, химически инертны, дешевы. Давление, оказываемое ими на содержимое в баллоне, почти не меняется под действием температуры, но постепенно уменьшается по мере расходования, что приводит к неполному использованию содержимого баллона. В связи с малой растворимостью газов в воде они долгое время применялись ограниченно. При использовании в качестве пропеллента азота требуется специальное распылительное устройство, с помощью которого осуществляется механическое дробление струи распыляемой жидкости, так как азот не взаимодействует с растворителями и водой. Количество сжатого газа, необходимое для выдачи содержимого упаковки, незначительно. Поэтому упаковка очень чувствительна к утечке пропеллента, вызванной либо недостаточной герметичностью, либо неосторожным обращением.

Азота закись - известна как анестезирующее средство, хорошо растворяется в газообразном состоянии в жидкостях, применяется как пропеллент в косметических, парфюмерных и пищевых продуктах.

Углерода диоксид - хорошо растворяется в воде, не токсичный и не раздражающий дыхательные пути газ, используется как пропеллент для косметических, фармацевтических и пищевых продуктов.

Легколетучие органические растворители. В качестве пропеллентов используют в сжиженном виде простые эфиры - диметиловый, метилэтиловый и ди-этиловый. Их отрицательные свойства - огнеопасность, взрывоопасность, наркотическое и раздражающее действия на дыхательные пути.

В последнее время предлагаются разнообразные конструкции аэрозольных упаковок, не содержащих пропеллента. Диспергирование содержимого упаковки осуществляется сжатым воздухом с помощью микронасоса (механическим пульверизатором), навинчивающегося на горловину баллона, что исключает взрывоопасность и позволяет более эффективно использовать внутренний объем баллона.