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乳化油 我有新說法
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乳化油(Emulsified oil )是以穩(wěn)定狀態(tài)存在(不上浮,不凝聚)的微小油粒,粒徑約在0.5~25 μm之間,為淡褐色至深褐色液體或半固體,屬于金屬切削油的一類。作用以冷卻為主,潤滑為次,用于車制、鋸斷、鉆孔、磨制等金屬粗加工。

1簡介


通常所說的乳化油是將燃油(汽油、柴油或重油)70%~90%加水近30%~10%(質(zhì)量比,下同),再加添加劑0.5%~1%,而后通過專用設(shè)備進(jìn)行乳化。使油液成為油包水型分子基團(tuán),顆粒越小、越均勻,乳化油的穩(wěn)定期越長,一般1~6個月,乳化油的油水分離即破乳,破乳后將失去其性能。在乳化油的油粒表面多吸附有兩性分子,如表面活性劑,油粒的表面呈雙電層結(jié)構(gòu)。去除乳化油多采用溶氣氣浮法,并在氣浮前加入混凝劑,使乳化油脫穩(wěn),以提高氣浮除油的效果 。

2乳化油的燃燒過程


乳化油燃燒過程的物理作用即所謂“微爆”理論。油包水型分子基團(tuán),油是連續(xù)相,水是分散相。由于油的沸點(diǎn)比水高,受熱后水總是先達(dá)到沸點(diǎn)而蒸發(fā)或沸騰。當(dāng)油滴中的壓力超過油的表面張力及環(huán)境壓力之和時,水蒸氣將沖破油膜的阻力使油滴發(fā)生爆炸,形成更細(xì)小的油滴,這就是所說的微爆或稱二次霧化。爆炸后的細(xì)小油滴更容易燃燒。因此,油液燃燒的更*,使內(nèi)燃機(jī)或油爐達(dá)到節(jié)能之效果。化學(xué)作用即水煤氣反應(yīng)。在缺氧條件下,燃料中由于高溫裂解產(chǎn)生的碳粒子,能與水蒸氣反應(yīng)生成CO2和H2,使碳粒子能充分燃燒,提高了燃燒率,降低了排煙中的煙塵含量。

3乳化油的組成


乳化油由基礎(chǔ)油和添加劑(乳化劑、防銹劑)組成,只有它們比例配合適當(dāng),乳化油才更穩(wěn)定 [3]  。

基礎(chǔ)油

基礎(chǔ)油、緩蝕劑及乳化劑配合適當(dāng),才能使乳化油穩(wěn)定。不同油相要求不同的HLB值的乳化劑,而油相的不同組合,其要求的HLB值也要變化。基礎(chǔ)油是緩蝕劑的載體,它的黏度影響乳化油的穩(wěn)定性。黏度低,易于乳化;但黏度過低,形成保護(hù)油膜太薄,不利于防銹,所以基礎(chǔ)油的黏度要適中。

添加劑

(1)乳化劑。乳化劑是乳化液的穩(wěn)定劑,是一類表面活性劑。它能降低互不相溶的液體間的界面張力,使之形成乳化液。表面活性劑分子一般總是由非極性的、親油(疏水)的碳?xì)滏湶糠趾蜆O性的、親水(疏油)的基團(tuán)共同構(gòu)成。這兩部分處于分子兩端,形成不對稱的結(jié)構(gòu)。因此,表面活性劑分子是一種兩親分子,具有既親油又親水的兩親性質(zhì)。
(2)防銹劑。防銹添加劑主要有水溶性防銹劑和油溶性防銹劑兩大類。防銹過程主要是游離堿與水溶性緩蝕劑作用的過程,如三乙醇胺可與金屬發(fā)生作用,并在金屬表面生成不溶性的致密氧化膜,阻止金屬的電化學(xué)腐蝕。但加入三乙醇胺一定要適量,過量后不但不溶解,反而會影響乳化,甚至破乳。
(3)穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑的作用除了穩(wěn)定油相,使之不分層,并且呈透明均相之外,還能使乳化液在常溫和高溫下穩(wěn)定,防止或減少乳化液的分層和析油。選用的穩(wěn)定劑多為異丙醇、多元醇(乙二醇類)、乙醇、高碳醇、二三乙醇胺、苯乙醇胺等。
(4)除上述添加劑外,還包括極壓劑、堿保持劑、殺菌劑、消泡劑、絡(luò)合劑等。

4乳化油的分類


乳化油的類型主要取決于乳化劑的性質(zhì)。乳化劑或表面活性劑是否能溶解在水中或油中,取決于其中的親水基團(tuán)和親油基團(tuán)的相對濃度,一般用“親憎平衡值”(HLB)來表示,HLB越大則親水性越好。
HLB大于20,表明該物質(zhì)幾乎是親水的,不溶于油。HLB為零,表明該物質(zhì)沒有親水性,只溶于油。為得到油包水型的乳化液,HLB值應(yīng)在2~6之間。當(dāng)HLB值高達(dá)12~18時,將形成水包油型乳化液。在正常情況下,油包水型乳化液的水珠直徑為2~5 μm,能穩(wěn)定地保存數(shù)日甚至數(shù)周時間,其中的水珠不會沉降或分離。但以工業(yè)用重油或渣油制成乳化液時,不加入任何表面活性劑也可獲得令人滿意的油包水型乳化油 [4]  。

5乳化油的用途


乳化油根據(jù)用途不同分為1號、2號、3號、4號。分類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如右圖所示 [3]  。其中1號防銹性較好,2號清洗性較好,3號極壓性較好,4號是透明型的(適用于特種要求的金屬加工冷卻亦可作內(nèi)燃機(jī)冷卻液)。乳化油與水按一定比例混合,調(diào)制成乳化液,具有防銹、清洗、極壓性能,適用于金屬加工、切削等過程中作為冷卻液使用。

參考資料

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