Wszystko o emulsjach

Światowy Kongres Emulsyjny (Congrès Mondial de l'Émulsion) to cykliczna, organizowana co cztery lata impreza. Po raz pierwszy odbyła się ona 15 lat temu w Paryżu. Miejscem ostatniej, piątej już edycji był Lyon, stolica regionu Rhône-Alpes, a także chemii i kuchni francuskiej. W trwającym od 12 do 14.10.2010 r. spotkaniu wzięli udział przedstawiciele środowisk naukowo-badawczych zajmujący się zagadnieniami dotyczącymi emulsji, przedstawiciele producentów emulsji dla przemysłu farmaceutycznego, kosmetycznego, spożywczego, drogowego, jak również firm zajmujących się aplikacją emulsji.


Równocześnie z Kongresem Emulsyjnym odbywał się VII World Congress International Slurry Surfacing Association (VII Światowy Kongres Międzynarodowego Stowarzyszenia Cienkich Warstw na Zimno), któremu towarzyszyła ekspozycja firm drogowych oraz producentów sprzętu i materiałów drogowych.

ISSA to międzynarodowa organizacją non profit zrzeszająca wykonawców, producentów sprzętu oraz jednostki badawcze. Jej celem jest rozwój, popularyzacja i wdrażanie technologii emulsyjnych, w szczególności technologii cienkich warstw na zimno.

Program Kongresu Emulsyjnego organizatorzy podzielili na cztery bloki tematyczne:

• emulsje - produkcja, charakterystyka, aplikacja
• emulsje - bezpieczeństwo, środowisko
• emulsje - oddziaływania międzyfazowe
• nowe kierunki w zakresie receptur i zastosowania emulsji.

W pierwszym bloku szereg prezentacji dotyczyło wykorzystania emulsji asfaltowych w różnego typu technologiach mineralno-emulsyjnych (grave-emulsion, cienkie warstwy na zimno). Szczególną uwagę poświęcono projektowaniu emulsji dla konkretnej technologii oraz materiałom w niej stosowanym. Zaprezentowano wyniki badań charakteryzujące mieszanki mineralno-emulsyjne oraz użyte do ich produkcji emulsje.

Drugi blok zdominowały prezentacje ekologiczne, spośród których jedną z ciekawszych okazała się prezentacja pt. „Bioemulsje asfaltowe". Rozwój badań i technologii umożliwił produkcję szerokiej gamy emulsji asfaltowych dla poszczególnych technologii emulsyjnych. Oddziaływanie na środowisko naturalne emulsji asfaltowych jest znacznie mniejsze niż mieszanek mineralno-asfaltowych na gorąco (emisja CO₂ , NO_x , duże zużycie energii). Rozwój bioemulsji asfaltowych wykorzystujących alternatywne i bardziej przyjazne środowisku substancje i technologie to kolejny krok służący ochronie środowiska.

Główne kierunki w produkcji bioemulsji asfaltowych to:

• zastąpienie aktualnie wykorzystywanych upłynniaczy (najczęściej pochodzenia petrochemicznego) pochodnymi olejów roślinnych o dobrych właściwościach upłynniających, nieszkodliwymi dla środowiska
• zastąpienie obecnie stosowanych emulgatorów (najczęściej substancje te sklasyfikowane są jako Xn - szkodliwe, C - żrące, N - szkodliwe dla środowiska) biodegradowalnymi produktami o podobnych właściwościach emulgujących.

Substancje tego typu, wytworzone w laboratorium, posłużyły do wyprodukowania emulsji asfaltowej, którą z powodzeniem zastosowano w poszczególnych technologiach emulsyjnych.

W ramach trzeciego bloku wygłoszono dwa referaty poświęcone oddziaływaniom na granicy fazy wodnej i fazy asfaltowej. W prezentacji pt. „Indeks rozpadu emulsji asfaltowych w obecności kruszywa mineralnego" zawarto wyniki badań nad emulsjami asfaltowymi analizowanymi pod kątem ich szybkości rozpadu. Mierzony indeks rozpadu emulsji asfaltowych wyprodukowanych w różnych warunkach z wykorzystaniem różnych surowców (różne emulgatory kationowe, asfalty z różnego pochodzenia) traktowano jako parametr kategoryzujący rodzaj emulsji. Zaproponowano nową metodę pomiaru indeksu rozpadu odbywającego się w warunkach bardziej zbliżonych do rzeczywistych, jednak wymaga ona użycia skomplikowanej aparatury.

W ostatnim czwartym bloku tematycznym przedstawiono nowe kierunki w recepturach i zastosowaniach emulsji. Uwagę audytorium przyciągnęła prezentacja pt. „Przygotowanie i charakterystyka emulsji asfaltowych o wysokiej zawartości asfaltu".

Opracowanie emulsji asfaltowych typu O/W (olej w wodzie) o wysokiej zawartości asfaltu wzbudza wielkie zainteresowanie wśród technologów. Emulsję o wysokiej zawartości asfaltu (90%) uzyskano, stosując specjalne emulgatory kationowe oraz młynek emulsyjny o dużych siłach ścinających. Średnia średnica cząsteczki asfaltu w tak otrzymanej emulsji odpowiadała części mikrona, co zapewniało jej stabilność.

Autorem jednej z ciekawszych prezentacji, przedstawionej na kongresie ISSA, zatytułowanej „Nowe emulgatory dla emulsji asfaltowych w zastosowaniu do kruszyw wysoko reaktywnych", której wyniki szybko znajdą zastosowanie w praktyce, była francuska firma CECA Arkema Group. Używane aktualnie emulgatory z grupy poliamin tłuszczowych gwarantują stabilność emulsji, a ich zastosowanie w mieszankach mineralno-emulsyjnych zapewnia szybki wzrost kohezji i odporność na odmywanie. Emulgatory tego typu są jednak wrażliwe na rodzaj (naturę) kruszywa. Próby zastosowania tego typu emulgatorów do bardzo reaktywnych kruszyw wiązały się z użyciem ich w dużej ilości, co nie miało uzasadnienia ekonomicznego. Rezultatem prowadzonych przez CECA badań są wysoko efektywne emulgatory. Ich dawka mniejsza od obecnie stosowanej o prawie 20% starcza do wytworzenia stabilnej emulsji, która może posłużyć do produkcji mieszanek mineralno-emulsyjnych o założonych parametrach. Nowa generacja emulgatorów umożliwia wykorzystanie szerokiej gamy kruszyw w technologiach emulsyjnych.

W ramach sekcji plakatowej Kongresu przedstawiono wyniki badań i aplikacji emulsji w różnych gałęziach przemysłu. W prezentacji uczestniczyło około 150 jednostek badawczych oraz firm zajmujących się tematyką emulsyjną.