Аерозолните пропеланти са веществата, които осигуряват налягането, необходимо за изпускане на продукт от аерозолен контейнер. Те помагат за прокарването на формулата през клапана и задвижващия механизъм, създавайки спрей, мъгла, пяна или струя.

Изборът на пропелант влияе върху ефективността на пръскане на аерозолния продукт, налягането, съвместимостта на формулировката, безопасността и процеса на пълнене. Двете основни категории са пропеланти с втечнен газ и пропеланти със сгъстен газ.

Какво прави аерозолният пропелант?

В конвенционална аерозолна опаковка пропелантът се съхранява под налягане вътре в контейнера. Когато вентилът се отвори, налягането изтласква продукта навън през клапана и задвижващия механизъм.

Много аерозолни пропеланти са втечнени газове. При нормални температури на съхранение те могат да съществуват като течност и пара вътре в контейнера под налягане. Докато продуктът се разпределя, част от течния пропелант се изпарява, за да попълни пространството за пари, като помага за поддържане на налягането, докато течният пропелант остава.

Пропелентът може също да действа като разтворител или разредител в някои формулировки. Например DME има свойства на разтворител и може да бъде съвместим с определени съставки. Въпреки това, неговата пригодност зависи от специфичната формула и опаковъчните материали.

1. Втечнени газови горива

Втечнените газови пропеланти се съхраняват като течност под налягане и произвеждат пари, които помагат за херметизиране на аерозолния контейнер. Често срещаните примери включват CFC, HCFC, HFC, LPG и DME.

(1) CFC (хлорфлуорвъглеводороди)

CFC са използвани в миналото в аерозолни продукти поради техните полезни характеристики на налягане и ниска запалимост. Те обаче увреждат озоновия слой и са премахнати или ограничени в много приложения и пазари.

(2) HCFC (хидрохлорфлуорвъглеводороди)

HCFC бяха въведени като преходни алтернативи на CFC. Въпреки че техният потенциал за разрушаване на озоновия слой като цяло е по-нисък, те все още могат да повлияят на озоновия слой и подлежат на контрол за постепенно премахване. Текущата им употреба зависи от веществото, приложението и местните разпоредби.

(3) HFC (хидрофлуоровъглероди)

HFC не съдържат хлор и като цяло не разрушават озоновия слой. Някои са били използвани в аерозолни приложения, изискващи особено налягане или характеристики на запалимост. Много HFC обаче имат висок потенциал за глобално затопляне и са обект на ограничения, свързани с климата.

(4) LPG (втечнен нефтен газ)

Аерозолният LPG обикновено съдържа пропан, бутан, изобутан или смеси от тези газове. Той се използва широко в домакински, лична хигиена, автомобилни и промишлени аерозолни продукти.

LPG често се избира заради неговата наличност, цена и характеристики на регулируемо налягане. Той е запалим, така че формулировката, дизайнът на контейнера, операциите по пълнене и съхранението трябва да отчитат рисковете от пожар и експлозия.

(5) DME (диметилов етер)

DME се използва в редица аерозолни продукти за домакинството, за лична хигиена и промишлени аерозолни продукти. Има свойства на разтворител и може да помогне за разтварянето или смесването с определени съставки на формулировката.

DME е запалим. Неговата съвместимост с формулировката на продукта, покритието на контейнера, компонентите на клапана и уплътненията трябва да се оцени преди употреба.

2.  Сгъстени газови пропеленти

Сгъстените газови пропеленти се съхраняват като газ под налягане. В много конвенционални аерозолни опаковки газът заема пространството над продукта.

Докато продуктът се разпределя, газът се разширява в нарастващото пространство, така че налягането в контейнера обикновено намалява. Това може да доведе до отслабване на пръскането при изпразване на контейнера.

Обичайните сгъстени газове, използвани в аерозолни приложения, включват азот, въглероден диоксид и аргон. Азотният оксид също се използва в някои приложения, но неговото фазово поведение зависи от налягането и температурата; при типични аерозолни условия може да присъства като втечнен газ.

(1) Азот (N₂)

Азотът е инертен, незапалим газ, използван в някои аерозолни продукти и системи с торба върху клапан (BOV). Може да бъде подходящо, когато формулировката трябва да остане отделна от пропеланта.

(2) Въглероден диоксид (CO₂)

Въглеродният диоксид се използва в избрани аерозолни приложения. Той е незапалим, но може да се разтвори в някои формулировки и да повлияе на свойствата на продукта. Неговата пригодност зависи от формулировката и изискваната ефективност на дозиране.

(3) Аргон (Ar)

Аргонът е инертен, незапалим газ, използван в специализирани приложения. Той е по-рядко срещан от азота в общите аерозолни продукти и употребата му зависи от изискванията за ефективност, наличността и цената.

(4) Азотен оксид (N₂O)

Азотният оксид се използва в определени специализирани приложения, включително някои хранителни продукти. Поведението му под налягане се различава от това на газове като азота и не трябва да се третира като взаимозаменяем с азота. Въпреки че не е запалим, той може да поддържа горене.

3. Втечнен газ срещу сгъстен газ

Това са общи тенденции. Действителната производителност зависи от пропеланта, формулировката, температурата, контейнера, клапана и системата за дозиране.

4. Как да изберем аерозолно гориво

Изборът на пропелант трябва да се основава на целия аерозолен продукт, а не само на самия газ. Важните фактори включват:

 

l Съвместимост на формулата:  Може ли пропелантът да се смеси с продукта или да остане съвместим, без да повлияе на качеството му?

l Ефективност на пръскане:  Осигурява ли необходимото налягане, скорост на изпразване и модел на пръскане?

l Дизайн на опаковката: Ще контактува ли продуктът директно с пропеланта или ще бъде отделен от BOV торба?

l Безопасност: Справени ли са правилно рисковете от запалимост, налягане, пълнене, съхранение и транспортиране?

l Съвместимост на контейнера и клапана:  Могат ли компонентите на опаковката да издържат на налягането и да останат съвместими с формулировката?

l Регулаторни изисквания: Разрешено ли е горивото за предвидения продукт и целевия пазар?

l Процес на пълнене:  Продуктът изисква ли конвенционално аерозолно пълнене или BOV система за пълнене?

 

Окончателният избор трябва да бъде проверен чрез тестване на формулата и опаковката, като се използват спецификациите на доставчика и приложимите разпоредби.

Заключение

Аерозолните пропеленти осигуряват налягането, необходимо за дозиране на аерозолни продукти. Втечнените газове като LPG и DME се използват широко в конвенционалните аерозолни системи, докато сгъстените газове като азот и въглероден диоксид се използват в избрани приложения, включително много BOV системи.

Правилният пропелент зависи от формулировката, ефективността на спрея, опаковката, безопасността, изискванията за пълнене и местните разпоредби. Разбирането на разликите между втечнени и сгъстени газове помага на производителите да изберат подходящо гориво и да проектират надежден аерозолен продукт.