Кіріспе

Аэрозольді тұманды тарату жүйесі – жоғары температуралы жарылғыш қару, сондай-ақ аэрозоль бомбасы деп те аталады. Аэрозольді спрей – сұйық бөлшектердің аэрозольді тұман түрінде таратылатын жүйесінің бір түрі. Ол ішіндегі затты және қысыммен жұмыс істейтін газды қамтитын банка немесе бөтелкеден тұрады. Контейнердің клапаны ашылғанда, ішіндегі зат кішкентай тесіктен шығып, аэрозоль немесе тұман ретінде сырқырайды.

Тарих

Аэрозоль туралы түсініктер, шамамен, 1790 жылға дейін жетеді. Аэрозольдік спрейге патент берудің алғашқы әрекеті 1927 жылы Ослода норвегиялық химик-инженер Эрик Ротеймге берілді, ал 1931 жылы АҚШ-та да патент алынды. Патент құқығы 100 000 норвегиялық кронаға АҚШ-тың бір компаниясына сатылды. Норвегия пошта қызметі Posten Norge 1998 жылы осы өнертабысты мерекелеу үшін марка шығарды. 1939 жылы америкалық Джулиан С. Кан бір рет қолдануға арналған спрей баллонына патент алды, бірақ өнім көбінесе дамытылмады. Канның идеясы – үйде қайнатылған крем жасау үшін екі көзден алынған крем мен итергіш затты араластыру еді, бұл толыққанды аэрозоль емес еді. Сонымен қатар, 1949 жылы ол өзінің алғашқы төрт талабынан бас тартты, олар оның келесі патенттік талаптарының негізін құрады. Аэрозольдік спрейлерді тиімді пайдалану 1941 жылға дейін күткен, сол кезде америкалық Лайл Гудхью мен Уильям Салливан, АҚШ-тың Эндомиология және өсімдіктер карантині бюросынан, қазіргі заманғы спрей баллонының ойластырушылары ретінде танылды. Олардың «аэрозольдік бомба» немесе «жәндіктерге қарсы бомба» деп аталған, қайта толтырылатын спрей баллонының дизайны көптеген коммерциялық спрей өнімдерінің алғашқы нұсқасы болып табылады. Бұл қолға сыятын болаттан жасалған баллон, ішінде 75 фунт қысыммен сұйытылған газ және тұман немесе көбік түрінде шығарылатын өнім болды. Өнертабысқа мемлекеттік патент берілді және АҚШ Ауыл шаруашылығы министріне АҚШ халқының тегін пайдалануы үшін тапсырылды. Сұйытылған газдың қысымымен, оған итергіштік қасиеттер беріліп, кішкентай, тасымалданатын баллон сарбаздарға Тынық мұхитындағы Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде шатырлар мен ұшақтардың ішінде масаларды тасымалдайтын безгекке қарсы шашып, қорғануға мүмкіндік берді. Гудхью мен Салливан 1970 жылдың 28 тамызында Ослода, Норвегияда Еуропалық аэрозоль қауымдастықтары федерациясынан алғашқы Эрик Ротейм алтын медалін алды. 1948 жылы АҚШ үкіметі аэрозольдік спрейлерді өндіруге үш компанияға лицензия берді. Үш компанияның екеуі, Chase Products Company және Claire Manufacturing, аэрозольдік спрейлерді өндіруді жалғастыруда. Төмен қысымды аэрозольдік спрейлерде спрейді басқару үшін қолданылатын «сымбатты клапан» 1949 жылы Бронкстегі машина жасау шеберханасының иесі Роберт Х. Абпланалп жасады. 1974 жылы докторлар Фрэнк Шервуд Роуленд және Марио Дж. Молина аэрозольдік спрейлерде итергіш зат ретінде қолданылатын хлорфторкарбондардың Жердің озон қабатының азаюына себеп болатынын болжады. Осы теорияға жауап ретінде АҚШ Конгресі 1977 жылы Таза ауа туралы заңға түзетулер енгізіп, Қоршаған ортаны қорғау агенттігіне атмосферадағы ХФҚ-ның болуын реттеуге рұқсат берді. Біріккен Ұлттар Ұйымының Қоршаған орта бағдарламасы сол жылы озон қабатын зерттеуге шақырды және 1981 жылы озон қабатын қорғау жөніндегі жаһандық конвенцияны бекітті. 1985 жылы Джо Фарман, Брайан Г. Гардинер және Джон Шенклин озон қабатындағы тесікті егжей-тегжейлі сипаттаған алғашқы ғылыми мақала жариялады. Сол жылы БҰҰ-ның рұқсатымен Вена конвенциясына қол қойылды. Екі жылдан кейін ХФҚ өндірісін реттейтін Монреаль хаттамасына ресми түрде қол қойылды. Ол 1989 жылы күшіне енді.

Аэрозольді қозғалтқыштар

Егер аэрозольдік баллондар жай ғана сығылған газбен толтырылса, онда олар қауіпті деңгейде жоғары қысымда болуы керек болар еді, бұл газ баллондарына ұқсас арнайы қысымға төзімді конструкцияны талап етеді, немесе баллон ішіндегі пайдалы жүктеме мөлшері аз болып, тез тозығу қаупі болар еді. Әдетте, газ – бөлме температурасынан сәл төмен қайнау температурасы бар сұйықтықтың буы. Бұл, баллон ішіндегі бу атмосфералық қысымнан жоғары қысымда, өзінің сұйық фазасымен тепе-теңдікте болуы мүмкін, бұл пайдалы жүктемені шығаруға жеткілікті, бірақ қауіпті деңгейге жете алмайды. Газ шыққанда, ол бірден буланып жатқан сұйықтықпен ауыстырылады. Газ баллонындағы қозғалтқыш сұйық күйде болғандықтан, ол пайдалы жүктемемен жақсы араласуы немесе оның құрамында еріуі тиіс. Газбен шаң сорғыштар мен мұздату спрейлерінде, пайдалы жүктеменің өзі қозғалтқыш рөлін атқарады. Газбен шаң сорғыш баллонындағы қозғалтқыш, кейде есептелінгендей, "сығылған ауа" емес, көбінесе галоалкан болып табылады. Хлорфторкарбондар (ХФК) бұрын жиі қозғалтқыш ретінде қолданылатын, бірақ Монреаль хаттамасы 1989 жылы күшіне енгеннен бері, ХФК-ның Жердің озон қабатына тигізетін зиянды әсеріне байланысты, олар дерлік барлық елдерде басқа нұсқалармен алмастырылды. ХФК-ны алмастыру үшін ең көп қолданылатындары – ұшқыш көмірсутектердің қоспалары, әдетте пропан, н-бутан және изобутан. Диметил эфирі (ДМЭ) және метилэтилэфирі де қолданылады. Олардың барлығының дерлік қасиеті – өртенгіш болуы. Азот оксиді мен көмірқышқыл газы тағамдық өнімдерді жеткізу үшін (мысалы, қамыр қырып жасалған крем және аспаздық спрей) қозғалтқыш ретінде қолданылады. Астмаға қарсы ингаляторлар сияқты медициналық аэрозольдерде гидрофторалкандар (ГФА) қолданылады: HFA 134a (1,1,1,2-тетрафторэтан) немесе HFA 227 (1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан) немесе олардың қоспалары. Соңғы кезде, сұйық гидрофторолефин (ГФО) қозғалтқыштары, олардың салыстырмалы түрде төмен бу қысымы, төмен жаһандық жылыну әлеуеті (ЖЖӘ) және өртенбейтін қасиеттерінің арқасында аэрозольдік жүйелерде кеңінен қолданыла бастады. Қолмен басуға арналған спрейлер, сақталатын қозғалтқышқа балама ретінде қолданылуы мүмкін. Сұйық аэрозольдік қозғалтқыштарды толтыру машиналары қосымша қауіпсіздік шараларын талап етеді, мысалы, өндірістік цехтан тысқары, газ камерасында орнату. Сұйық аэрозольдік қозғалтқыш машиналары, әдетте ATEX II/2G аймағының ережелеріне (1 қауіпті аймақ) сәйкес жасалады.

Қаптама

Қазіргі заманғы аэрозольді спрейлер үш негізгі бөліктен тұрады: банка, клапан және итергіш немесе түйме. Банка көбінесе лакталған қалайыдан (қалаймен қапталған болаттан) жасалады және екі немесе үш металл бөліктен жиналған болуы мүмкін. Алюминий банкалар да жиі қолданылады және әдетте қымбат немесе премиум сапалы өнімдер үшін пайдаланылады, мысалы, жеке күтім өнімдері. Клапан банканың ішкі жиегіне бекітіледі, ал осы компоненттің конструкциясы шашырату жылдамдығын анықтауда маңызды рөл атқарады. Итергішті пайдаланушы клапанды ашу үшін басады; серіппе клапан босатылған кезде қайта жабылады. Итергіштегі соплоның пішіні мен мөлшері аэрозольдік бөлшектердің мөлшерін және аэрозольді спрейдің таралуын реттейді.

Қозғалтқыш емес таңбалаудың баламалары

Нағыз аэрозольді спрейлер қолданылу кезінде олардың қозғалтқыш газын шығарады. Көптеген артықшылықтарының ішінде, банка ішіндегі қап жүйесі өнімнің жарамдылық мерзімін ұзартады, кез келген бұрылыста (360 градус) таратуға мүмкіндік береді, шусыз және суытпайтын босатуды қамтамасыз етеді. Нағыз аэрозольдік жүйелерге қарағандағы басты айырмашылық – дәстүрлі BoV (тек қысыммен толтырылған газбен қысымдалған) тарату қысымы, өнім қолданылғанда төмендейді. Осы банка ішіндегі қап жүйесі фармацевтикалық, өнеркәсіптік, тұрмыстық, үй жануарларына арналған және өнім мен қозғалтқыш газдың толық бөлінуін немесе жұқа және тұтқыр құралымдардың толық эвакуациялануын қажет ететін басқа да өнімдерді қаптау үшін қолданылады. Кейінірек дамытылған нұсқасы – 2K (екі компонентті) аэрозольді спрей, онда негізгі компонент негізгі камерада, ал екінші компонент қосымша ыдыста сақталады. 2K аэрозольді қолданба құралы қосымша ыдысты бұзу арқылы іске қосады, сонда екі компонент араласады. 2K аэрозольдік банка реакциялық қоспаларды жеткізу үшін тиімді; мысалы, 2K реакциялық қоспа төмен молекулалық салмақты мономер, олигомер және функционалды төмен молекулалық полимерді жоғары молекулалық салмақты байланысқан полимер жасау үшін пайдалана алады. 2K аэрозоль қатты заттардың мөлшерін арттырып, қатайтылатын бояулар, көбіктер және жабысқыштар сияқты жоғары өнімді полимерлік өнімдерді жеткізеді.