Propellenti negli aerosol: composizione, funzioni

I propellenti utilizzati negli aerosol sono sostanze gassose che sotto pressione passano allo stato liquido all’interno di una bomboletta di allumino o di banda stagnata.

Tra i tanti esempi di prodotti che sono di uso comune con l’uso delle bombolette spray vi sono la lacca per capelli, i deodoranti, la crema da barba, gli insetticidi, i riempitivi per pneumatici sgonfi e le vernici.

Funzionamento

Nel 1926 l’ingegnere chimico svedese Erik Rotheim ebbe l’idea che un gas liquefatto sotto pressione una volta portato a pressione ambiente tramite una valvola potesse diffondere il contenuto della bomboletta sotto forma di aerosol staccandosi da esso una volta immesso nell’ambiente.

Nel 1941 si realizzarono su larga scala nel corso della seconda guerra mondiale le prime bombolette spray con erogatore per diffondere un insetticida contro gli insetti che tormentavano i soldati

Negli anni ’50 dello scorso secolo le bombolette aerosol si diffusero anche in Europa.

Quando un propellente di gas liquefatto o una miscela di propellenti è immesso nel contenitore per con il prodotto si stabilisce un equilibrio tra il propellente liquefatto e una fase di vapore e occupa la parte superiore del contenitore.

La pressione esercitata detta  tensione di vapore è una caratteristica di ciascun propellente a una data temperatura. Poiché la pressione del vapore è esercitata in modo uguale in tutte le direzioni ed è indipendente dalla quantità di fase liquefatta presente, quando la valvola è aperta la fase liquida è sospinta in alto attraverso il tubo di immersione e fuoriesce dal contenitore.

Quando il propellente fuoriesce evapora a causa della diminuzione di pressione e lascia il principio attivo sotto forma di goccioline liquide sospese nell’aria.

Quando la valvola è chiusa si ristabilisce rapidamente l’equilibrio tra la fase liquefatta del propellente e la fase vapore. Pertanto, la pressione all’interno del contenitore rimane virtualmente costante e il prodotto può essere rilasciato continuamente ad una velocità uniforme e con la stessa propulsione.

Composizione

Una formulazione per aerosol è composta da due componenti: il prodotto e il propellente. Il prodotto è una sostanza attiva combinata con ingredienti aggiuntivi o co-solventi necessari per realizzare un miscuglio stabile ed efficace.

Il prodotto può presentarsi sotto forma di soluzione, sospensione, emulsione o in polvere. Il propellente fornisce la forza per espellere il prodotto dal contenitore.

Quando il propellente è un gas liquefatto o una miscela di gas liquefatti, può anche fungere da solvente o veicolo per il prodotto.

Un propellente è una sostanza chimica con una tensione di vapore maggiore della pressione atmosferica a 40 °C. I tipi di propellenti che possono essere usati negli aerosol includono clorofluorocarburi, idrocarburi, idroclorofluorocarburi e idrofluorocarburi e gas compressi.

Tuttavia, in ossequio al Protocollo di Montreal volto a ridurre la produzione e l’uso di quelle sostanze che minacciano lo strato di ozono entrato in vigore nel 1989, i CFC sono stati sostituiti da miscele di idrocarburi volatili come propano, n-butano e isobutano. I propellenti usati per gli alimenti come la panna spray sono il biossido di carbonio e il monossido di diazoto. Possono anche essere utilizzati il dimetiletere e l’etilmetiletere che tuttavia presentano lo svantaggio di essere infiammabili.

L’utilizzo dei CFC è limitato ad aerosol ad uso farmaceutico per il trattamento dell’asma e della broncopneumopatia cronica ostruttiva.