Продукт и пропеллент несовместимы

В качестве пропеллентов в таких системах применяются сжиженные пропан, бутан, изобутан и другие парафиновые углеводороды. Водный   раствор и жидкий пропеллент образуют две отдельные жидкие фазы (см. рис.), где вода образует нижний слой «В», а парафиновые углеводороды (плотностью 0,5 – 0,6) – верхний слой «Б». Пары пропеллентов образуют газовую фазу «А». 

Такие аэрозольные упаковки перед употреблением не разрешается взбалтывать, т.к. жидкий пропеллент здесь служит только для снабжения парами газовой фазы. Последняя обеспечивает соответствующее давление в упаковке. В отличие от предыдущего случая, здесь характер распыления зависит от внутреннего давления.

Пропеллент, не совмещенный с водным раствором, в самом процессе дробления жидкости в воздухе не участвует. Для этой цели применяются специальные конструкции распылительных головок, которые механически дробят струю на мелкие частицы «Р». Характер распыления зависит от силы подачи продукта в головку.

Конкретным примером распыления водных растворов с помощью парафиновых углеводородов является работа аэрозольных упаковок, содержащих средства для подкрахмаливания белья. Крахмал в водном растворе распыляется при помощи смеси пропана и бутана.

Для распыления водных растворов употребляются также сжатые газы: азот, закись азота, двуокись углерода, но они не обеспечивают полную выдачу продукта из аэрозольных упаковок (Так как по мере работы такой упаковки давление в ней падает и может сравняться с атмосферным  раньше, чем весь продукт будет использован). Сжатые газы нерастворимы в воде или растворяются в ней очень мало. Если газ в какой-то степени растворяется в воде, то осуществляется более полная выдача продукта из упаковки (см. рис.). Азот, который практически не растворяется в растворе продукта, не выдает из аэрозольной упаковки до 10% состава, а закись азота и углекислый газ, которые в небольших количествах растворимы в воде, обеспечивают более полную выдачу продукта.

При использовании, сжатых газов следует опасаться утечки пропеллента. Так как количество его в баллоне не превышает нескольких граммов, даже незначительная утечка пропеллента может привести к неполной выдаче продукта.

При распылении водных растворов с помощью сжатых газов в упаковке также имеется только одна жидкая фаза, и перед употреблением не требуется предварительно взбалтывать баллон.

Получение пен

Аэрозольные упаковки для выдачи жидкости в виде пены используются в основном в быту, медицине, ветеринарии и косметике. Жидкости, которые при выдаче из упаковки образуют пену, являются водными растворами активного вещества и пенообразователя. Так как пропеллент в этом случае не должен совмещаться с раствором, в подобных составах употребляют фреоны, а также парафиновые углеводороды. Они образуют в данном случае эмульсии, в которых дисперсионной средой является водный раствор, а дисперсной фазой — фреон. Количество пропеллента не превышает 20 вес. %. При хранении эмульсия может расслаиваться, поэтому перед употреблением необходимо аэрозольную упаковку взбалтывать. После попадания эмульсии в воздух, фреон начинает испаряться и пузырьки газа, находящиеся в жидком продукте, постепенно увеличиваясь в объеме, образуют пену, т. е. сравнительно грубую, высококонцентрированную дисперсию паров пропеллента в жидком продукте.

Структура пены зависит, во-первых, от состава, свойств и соотношений растворенных в воде веществ, во-вторых, от соотношения водного раствора и пропеллента и, в-третьих, от давления насыщенных паров последнего. При одинаковом количестве пропеллентов наиболее жесткая упругая пена получается там, где выше всего давление паров.

Пены могут быть устойчивые и неустойчивые. Для получения устойчивых пен применяют стабилизаторы. Прочность и продолжительность существования пены зависит от природы и количества присутствующего пенообразователя, концентрирующегося в результате адсорбции на межфазной поверхности. К типичным пенообразователям для водных пен принадлежат поверхностно-активные вещества, синтезированные на основе спиртов и жирных кислот, а также мыла и мылоподобные вещества, белки и т. д. [22]. Для стабилизации пен употребляются различные стабилизаторы. Со временем пленки жидкости между пузырьками пены утончаются вследствие стекания жидкости, пузырьки лопаются, пары пропеллента улетучиваются, и вместо пены остается одна жидкая фаза — раствор пенообразователя в воде.

Выдача продукта в виде пены из аэрозольной упаковки осуществляется при помощи специальных конструкций распылительных головок (рис. 8).