乳化体系论文范文

乳化体系论文范文（精选8篇）

乳化体系论文 第1篇

ASP复合体系中存在强碱和表面活性剂等活性组分, 因此在油藏和采出液中存在不同程度的乳化, 而油藏中的乳化对于提高采收率所起的作用是近年研究的焦点[1,2]。前人研究大多集中在单一体系与原油形成乳状液的稳定性评价方面[3,4,5,6], 而复合体系界面张力性能和乳状液稳定性之间是否存在对应关系, 目前相关报道较少。

1 原料及仪器

1.1 原料

实验原油为大庆采油二厂脱水原油, HABS (活性组分50%) , 壬基酚聚氧乙烯醚NP-6 (分析纯) , NaOH (分析纯) , 大庆采油二厂现场污水, 聚合物为部分水解聚丙烯酰胺。

1.2 仪器

PYX-120电热恒温培养箱, ACS-D11分析天平, Modle-500界面张力仪, CJ-1磁力搅拌器, JB90-D强力电动搅拌机, HHS电热恒温水浴锅。

2 实验方法

2.1 乳状液配制

取若干支100mL具塞量筒加入一定量的表面活性剂+碱+聚合物三元体系, 原油与三元复合体系体积比为1∶1, 在45℃恒温箱内放置1小时。然后振荡150次, 再次放入45℃恒温箱内静置, 记录油水两相的体积变化, 并记录实验现象。

2.2 乳状液类型鉴别

取一滴乳液于载玻片上, 用YYS-150E倒置生物显微镜观测乳液液滴形貌。

2.3 乳状液稳定性测定

ASP体系与原油乳状液稳定性实验以不同时间的析水率曲线与显微拍照等多种方法相结合。

2.4 界面张力的测试

采用Modle-500界面张力仪按油水界面张力SY/T5370-1999《表面及界面张力测定方法》进行。

3 实验结果与讨论

三元复合体系中, 聚合物浓度为1000mg/L, 分别固定碱质量百分比浓度0.6%、0.8%、1.0%、1.2%, 表面活性剂质量百分比浓度为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%时体系的界面张力。

3.1 碱浓度变化对乳状液稳定性的影响

在HABS浓度为0.05%时, 考察NaOH浓度变化对界面张力的影响情况。

从图1中可以看出, 当NaOH浓度较低 (0.6%、0.8%) 时, 与原油中的有机酸 (HABS) 反应就地生成的石油酸皂的浓度较低, 界面上以表面活性剂吸附为主, 所以界面张力下降的较缓慢。当NaOH浓度为1.0%时, 界面处的反应速度加快, NaOH与原油中的有机酸生成的石油酸皂也增加并且与HABS产生协同作用, 在界面上达到了一个动态的吸附与脱附平衡, 所以界面张力呈现最低趋势。NaOH浓度较高 (1.2%) 时, 生成的石油酸皂的浓度过高以至于溶液中胶团数目过多, 胶团对界面上的活性剂分子的增溶作用导致界面张力高。在HABS浓度为0.05%时, NaOH浓度变化对乳状液稳定性的影响情况。从图2中可以得出, 原油乳状液的析水率会随着NaOH浓度的增加而减少。NaOH浓度为0.6%时, 形成的乳状液比较稳定, 析水24h之后, 析水率最低为21.1%。

3.2 碱浓度对复配体系乳状液稳定性的影响

在HABS/NP-6复配浓度为0.05%时, NaOH浓度变化对界面张力的影响情况。

从图3中可看出, 测量初始阶段, 界面张力随着NaOH浓度的增加而呈下降趋势。在45min之后, NaOH浓度为1.2%时, 体系的界面张力出现了回缩现象。

这可能是NP-6本身不带电, HABS的极性头带有电荷, 复配体系能够很好的吸附在界面处, 同时Na+可以减少油水界面扩散双电层的厚度, 从而减弱活性负离子之间的相互排斥力, 有利于表面活性剂分子的紧密定向排列, 所以45min前界面张力降低, 随着时间的延长, Na+促使Na++A-→ (NaA) 水→ (NaA) 油平衡向右移动, 减少了界面层上的活性物从而导致界面张力升高。

在HABS/NP-6复配浓度为0.05%时, NaOH浓度变化对乳状液稳定性的影响情况。从图4中可以看出, 随碱浓度的增加乳状液的析水率呈递增趋势。乳状液析水率最低为7.5%。这说明, NaOH浓度较低时, 溶液中表面活性剂较少, 在油水界面上排列的并不十分紧密, 少量NP-6的加入很好的镶嵌在阴离子表面活性剂分子之间, 使界面处的分子形成紧密排列对乳状液液滴起到保护作用, 阻碍液滴间的聚并。由于原油中HA有限, 随碱浓度的增加, 表面活性物质增加到某值时停止增加, 过量的碱迫使表面活性剂质进入油相, 界面张力上升, 所以析水率略有增加。

3.3 HABS浓度变化对复合体系乳状液稳定性的影响

在NaOH浓度为1.0%时, 考察了HABS浓度变化对三元复合体系/大庆原油界面张力的影响情况。

由图5中可以看出, 界面张力均呈现较平缓的下降趋势, 界面张力值最后均达到了10-3mN/m, 界面张力的稳定值和最低值基本保持一致。

在保持NaOH浓度为1.0%时, 考察了HABS浓度变化对原油乳状液稳定性的影响情况。从图6中可以看出, 原油乳状液的析水率会随着表面活性剂浓度的增加而升高。HABS浓度为0.05%时, 乳状液析水24h之后, 析水率最低为18.5%。而HABS浓度大于0.2%时, 乳状液的稳定性很差。这有可能由于HABS浓度过高时, 在油相中形成反胶束, 反胶束内的极性环境使之可以增溶水溶液, 形成增溶胶束或微乳液滴, 促进了内相水溶液向外水相的传递, 导致乳液析水率升高。

3.4 复配浓度变化对复合体系乳状液稳定性的影响

在NaOH浓度为1.0%时, 考察了HABS/NP-6浓度变化对三元复合体系/大庆原油界面张力的影响情况。

从图7中可以看出, 90min之后, 界面张力均达到10-3mN/m数量级, 随着测定时间的延长, 油水界面张力的稳定值与最低值大体上保持一致。

在NaOH浓度为1.0%时, 考察了HABS/NP-6复配浓度对原油乳状液稳定性的影响情况。从图8中可以看出, 乳状液析水率随复配浓度的增加略有上升, 析水率最低为17.2%。这有可能是HABS是离子型表面活性剂, 因此其分子的吸附为界面提供表面电荷, 产生保持液滴稳定的δ电位, 吸附于界面上的NP-6分子的空间结构阻碍作用则使电解质的相反离子很难接近液滴表面, 不对界面上的δ电位产生影响, 所以乳状液较为稳定。

3.5 聚合物对乳状液稳定性的影响

在NaOH浓度为0.6%、HABS/NP-6复配浓度为0.05%, 聚合物浓度为1000mg/L, 从图9中可以看出, 聚合物的加入W/O型乳状液的析水率略有下降。这主要是因为W/O型乳状液的稳定性主要取决于水滴间油膜的强度, 而油膜的强度主要是由表面活性剂分子亲油基间的作用力决定。聚合物的存在会增加水相的黏度, 但对油水间的界面张力影响较小, 并且聚合物溶于水相, 不溶于油相。因此, 它只能与界面处表面活性剂吸附膜的亲水基团产生作用, 以致于对油膜强度影响不是很大, 所以聚合物对W/O型乳状液稳定性影响较小。

4 结论

碱、表面活性剂和聚合物对原油乳状液的稳定性均具有影响, 界面张力是乳状液的标识, 界面张力值减小越多, 对应的乳状液就越不稳定。

摘要：ASP体系与原油之间的乳化作用与该体系提高采收率直接相关。采用界面张力评价和乳状液析水率评价相结合的方法, 主要研究HABS与壬基酚聚氧乙烯醚 (NP) 非离子型表面活性剂的复配性能, 探索乳化性能的改善对界面张力的影响, 确立在驱油过程中稳定乳状液与降低油水界面张力间的关系。结果表明:温度为45℃, NaOH浓度为0.6%、HABS与NP-6以质量比9:1复配浓度为0.05%时, 形成的原油乳状液稳定性明显优于单一HABS三元体系, 24小时内原油乳状液析水率由17.5%降至7.5%。

关键词：ASP三元复合体系,复配,界面张力,乳状液稳定性

参考文献

[1]Schular P J, Lerner R M, Kuehne D L.Improving chemicalflood efficiently with micellar-alkaline-polymer processes[Z].SPE14934, 1986:135-152.

[2]Clark S R, Pitts M J, Smith S M.Design and application ofan alkaline-surfactant-polymer recovery system to the West KiehlField[Z].SPE 17538, 1988:515-522.

[3]KangWanl, i Liu Y, i Qi Baoyan, et a.l Interactions betweenalkali/surfactant/polymer and their effects on emulsion stability[J].Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects, 2000, 175 (1) :243-247.

[4]吴华, 林梅钦, 宗华, 等.孤岛原油乳状液稳定性影响因素研究[J].应用化工, 2005, 34 (1) :15-18.

[5]李明远, 甄鹏, 吴肇亮, 等.原油乳状液稳定性研究Ⅵ.界面膜特性与原油乳状液稳定性[J].石油学报:石油加工, 1998, 14 (3) :1-4.

乳化体系论文 第2篇

无皂相反转乳化法制备高分子水基分散体系?

高分子树脂水基分散体系是指高分子树脂以微粒形式分散于水中, 包括高分子乳液、高分子悬浮液等体系. 由于高分子树脂水基分散体系具有低成本, 高性能, 无污染等优点, 一直受到普遍关注.

作 者：邱东 杨振忠 作者单位：中国科学院化学研究所,分子科学中心,高分子物理与化学国家重点实验室,北京,100080刊 名：高等学校化学学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES年，卷(期)：200223(2)分类号：O633.13关键词：环氧树脂 无皂 相反转乳化 水基分散体系?

乳化体系论文 第3篇

在配制乳化体系的过程中, 乳清蛋白会吸附到油脂表面, 降低油脂表面自由能, 维持乳化体系的稳定。在加热过程中乳清蛋白的结构会发生变化, 在最初加热阶段, 乳清蛋白开始膨胀, 随着加热程度的增加, 乳清蛋白分子结构打开, 此时乳清蛋白的乳化能力达到最佳。加入其他的壁材进行剪切, 待壁材完全溶解后再加入油相一起剪切10min, 均质后形成o/w型乳液。在配制乳清蛋白乳液的过程中, 影响乳清蛋白乳液热稳定性的因素有加热条件、盐类 (比如磷酸氢二钾) 、均质压力、壁材中不同的填充物等, 它们都会使乳清蛋白发生变性, 从而破坏整个乳清蛋白乳化体系。本文主要是研究这些因素对乳清蛋白乳化体系的影响, 探讨在乳液配制过程中如何通过通过控制和利用这些因素来生产出令人满意的乳清蛋白乳化体系。

材料与方法

实验材料

花生四烯酸油脂 (嘉必优生物工程 (武汉) 有限公司) 、乳清蛋白 (Hilmar) 、麦芽糊精DE值为20 (Cargill) 、一水结晶葡萄糖 (Cargill) 、磷酸氢二钾 (国药) 。

试验仪器

剪切乳化机 (上海索维机电设备有限公司) 、高压均质机 (上海东华高压均质厂) 、马尔文粘度计 (英国马尔文仪器公司) 。

实验方法

首先将壁材溶解于纯水中, 乳化机120 0 0 r/min剪切10min, 加入花生四烯酸油脂继续剪切10min后, 采用高压均质机30MPa均质压力循环均质80s, 得到乳清蛋白乳液。

乳化液粘度的测定

用Bohlin Visco 88粘度计测定均质料液粘度, 得到不同温度条件下的粘度曲线。

粘度计参数设置:转子C 3 0;Shear Value:600;Delay Time:5s;Integration Time:5s;Wait Time:2s;Number of Samples:30;Total test time:360s。

影响乳清蛋白乳液热稳定性的因素

加热条件的影响

加热处理温度和时间对乳清蛋白乳化体系存在影响。乳清蛋白溶液在加热过程中结构会发生变化, 刚开始加热时, 乳清蛋白分子结构逐渐打开, 随着加热程度的提高, 当温度大于7 0℃以后, 乳清蛋白逐步发生变性。

配制乳清蛋白乳液:5%乳清蛋白、32%花生四烯酸油脂、25%麦芽糊精、1%磷酸氢二钾。剪切均匀后, 将均质配成乳液。将配制好的乳液分成2小杯, 每杯30g, 分别放入80℃和70℃热水中保温。

图1可见, 温度越高, 蛋白乳液变性越快从而使溶液粘度激增。

盐类 (比如磷酸氢二钾) 的影响

加入盐类 (比如磷酸氢二钾) 对乳清蛋白乳化体系产生影响。配制乳清蛋白乳液, 配方一:5%乳清蛋白、32%花生四烯酸油脂、30%麦芽糊精、5%磷酸氢二钾;配方二:5%乳清蛋白、32%花生四烯酸油脂、34%麦芽糊精、1%磷酸氢二钾。将上述两配方中的物料分别称好, 剪切均质后配成乳液。将配制好的乳液分成2小杯, 每杯30g, 分别放入70℃热水中保温。

由图2可见, 磷酸氢二钾对乳清蛋白乳液变性的影响很大, 随着磷酸氢二钾添加量的增加, 乳清蛋白乳液变性的时间显著提前, 溶液粘度明显变大。

均质压力的影响

按照配方一称取相应的物料, 剪切后, 分别进行30、35、40、45MPa循环均质10s。

由图3可见, 随着均质的增大, 蛋白乳液越容易变性, 粘度也激增。

壁材中不同填充物的影响

壁材中不同的填充物对乳清蛋白乳液存在影响。按照如下配方配制乳液, 配方一:5%乳清蛋白、32%花生四烯酸油脂、30%麦芽糊精、1%磷酸氢二钾;配方二:5%乳清蛋白、32%花生四烯酸油脂、31%一水结晶葡萄糖、1%磷酸氢二钾。按照上述两个配方称好物料, 剪切均质后配成乳液, 放入72℃热水中保温。

由图4可见, 配方二的保温效果更佳, 主要原因是配方二中的一水结晶葡萄糖很容易和乳清蛋白发生美拉德反应, 使疏水性基团在水——油界面发生变性, 溶解于油滴中, 亲水的多糖部分溶于水中, 从而提高了乳化稳定性。

结论

乳清蛋白变性是一个复杂的过程, 影响蛋白变性的因素有很多。本文主要是研究加热条件、盐类、均质压力、不同的填充物等因素对乳清蛋白乳化体系的影响。

加热条件对乳清蛋白乳化体系的影响:刚开始加热时, 乳清蛋白分子结构逐渐打开, 随着加热程度的提高, 热处理破坏乳清蛋白分子的氢键, 使乳清蛋白分子链展开, 通过二硫键等共价键促成蛋白质聚合, 形成有序的三维网状结构。当温度大于70℃, 随着时间的递增蛋白分子逐渐形成三维网状结构, 导致越来越多的乳清蛋白发生变性, 且变性后的乳清蛋白不可逆, 进而破坏整个乳清蛋白体系。因此配制乳清蛋白乳液时要把整个体系控制在合理的温度范围内。

盐类 (比如磷酸氢二钾) 对乳清蛋白乳化体系的影响:乳清蛋白在水溶液中的溶解度是由蛋白质周围亲水基团与水形成水化膜的程度以及蛋白质分子带有电荷情况决定的。在乳清蛋白乳液中加入磷酸氢二钾时, 磷酸氢二钾对水分子的亲和力大于乳清蛋白, 致使蛋白质分子周围的水化膜层减弱乃至消失。同时, 磷酸氢二钾进入乳清蛋白后, 由于离子强度发生改变, 蛋白质表面电荷大量被中和, 更加导致乳清蛋白溶解度降低, 使蛋白质分子之间聚集而沉淀。随着磷酸氢二钾加入越多, 乳清蛋白变性越严重, 乳化体系破坏越大, 因此配制乳清蛋白乳液时要控制磷酸氢二钾的添加量。

均质压力对乳清蛋白乳化体系的影响:均质压力主要作用于乳清蛋白分子间的二硫键, 使均质后的乳清蛋白分子间通过非共价键发生交联, 破坏蛋白质的二维结果, 导致蛋白质变性。但是由于这种变性是可逆的, 因此在配制乳清蛋白乳液时要控制合理的均质压力。

壁材中不同的填充物对乳清蛋白乳液的影响:在配制乳清蛋白乳液时通过加入一水葡萄糖, 在加热条件下使一水葡萄糖和乳清蛋白发生美拉德反应, 从而提高乳清蛋白的溶解性。

乳化体系论文 第4篇

关键词：乳化剂,乳膏,微观

1 实验材料

1.1 仪器

FA25高剪切分散乳化机、GL-16离心机、光学法微流变仪、Agi Lent1200高效液相色谱仪、透皮扩散试验仪。

1.2 试药

肉豆蔻酸异丙酯 (IPM) 、司盘60 (S60) 、吐温60、吐温80、十六/十八醇、双蒸纯化水、曲安奈德原料药、硝酸益康唑原料药。

2 方法与结果

2.1 不同复配配比乳化剂自制乳膏制备

本研究以基于司盘/吐温复配乳化剂比例不同形成的乳膏微观结构差异为切入点, 制备不同比例S60-T80和S60-T60复配乳化剂的自制乳膏进行研究, 基质处方如表1。

2.2 自制乳膏制备

将处方量的IPM、C16-18醇和S60混合作为油相[1], 加热至76℃±2℃;GPL、T80/T60、70m L纯化水加热至76℃±2℃, 混匀主药, 将水相在半分钟内缓慢倒入油相中, 10000rpm高速剪切乳化1min, 迅速放入冰浴中, 边搅拌边冷却直至室温, 灌装于玻璃乳膏盒中, 即得。

2.3 乳膏偏光显微结构观察

取少许乳膏于载破片上, 加3-4滴蒸馏水, 用盖玻片轻轻将其压制成半透明薄片, 在偏光显微镜400倍下观察乳膏内部偏光微观结构。KA, S等认为层状液晶结构的多少及厚度将直接影响乳膏制剂的稳定性[1], 结果见图1。

不同处方乳化剂复配比例将形成不同的乳膏制剂微观结构, 也提示复配乳化剂的不同比例[2]。

2.4 乳膏体外释放比较

本实验采用改良Franz透皮实验扩散仪, 接受室容积为5.0ml, 扩散面积为0.636cm2。将透析膜代替皮肤平整置于接受池上, 将处方乳膏各1g均匀涂布于透析膜上, 在0h、1h、4h、12h、24时间点取出1ml接受液, 同时立即补加等量的新鲜接收液。接受液以0.22μm的微孔滤膜过滤, 取续滤液为供试品溶液, 计算单位面积累计释放量Q, 以单位面积累计释放量Q对时间t绘图, 结果如表2。

结果显示, 四种处方24h皮肤局部吸收滞留量有明显差异, 其中两主药成分皮肤滞留量:处方1>处方2>处方3>处方4。乳膏体外释放曲线提示四种处方乳膏释放趋势相同。

3 结果与讨论

乳膏微观表征结果提示, 不同比例复配乳化剂将对乳膏微观结构产生影响。

研究也近一步表明不同的乳化剂体系对乳膏透皮局部吸收及体外释放有一定影响;也为仿制药与参比剂具有相同的主药处方, 其乳膏释放行为不同现象提供了实验证明, 但具体影响乳膏释放行为差异化因素还需深入研究。

参考文献

[1]尹辉府, 聂鹤云, 王森, 朱卫丰, 李荣苗.中药单体对乳膏物理稳定性的影响机制探讨[J].中国中药杂志, 2014, 19:3757-3763.

提高乳化沥青乳化效果的研究 第5篇

1 乳化剂影响乳化效果分析

影响乳液稳定性的因素很多, 如生产工艺、试验条件、乳化剂、稳定剂等等。通过乳液的乳化剂试验, 研究了乳化剂剂量等对乳液稳定度值的影响。

性能良好、乳化能力强、适用范围广、纯度高的乳化剂有利于沥青乳液的稳定。由于沥青成分复杂, 复配乳化剂比单一乳化剂效果好。乳化剂的作用是形成油水界面膜, 降低表面张力。不同剂量下乳液1 d储存稳定性见表1, 图1。

%

试验结果表明:乳化剂剂量是影响乳液稳定性的关键性因素。乳化剂的用量越大, 在沥青微粒表面聚集的乳化剂分子就越多, 从而形成的油水界面膜的强度越大, 扩散层就会越厚, ξ电位就会越大, 界面膜及双电层的破坏就越慢, 乳液稳定性越好[2]。

2 复配技术在乳化剂选择上的应用

2.1 实验材料

选用慢裂快凝型沥青乳化剂MQK-1M和慢裂慢凝型沥青乳化剂SBT进行试验研究。分别使用1.5%的MQK-1M和1.8%的SBT, 均能制得性能良好的沥青乳液, 如表2所示, 乳液M表示用MQK-1M制得的乳化沥青, 乳液S表示用SBT制得的乳化沥青。

由表2乳液的性能试验检测结果表明, 两种乳化沥青的性能指标均满足道路拌和用乳化沥青的要求。采用集料总质量的8%的乳化沥青, 分别与集料总质量的3%的水泥, 在相同的级配和外加水用量下拌制混合料, 成型试件, 养生好后, 进行马歇尔稳定度试验, 结果见表3, 稳定度M表示使用乳液M制备的试件, 稳定度S表示使用乳液S制备的试件[3]。

2.2 实验结果及讨论

在混合料的拌和过程中, 两种混合料在相同乳液、水泥及外加水量的情况下, 所表现出来的干湿状态相同, 但是在击实的过程中, 混合料M有水慢慢从试模底部渗出, 换面击实时有小的水珠飞溅出来, 而混合料S则没有这些现象, 这说明混合料M在击实过程中慢慢破乳, 水分析出, 或者说在拌和的时候混合料M已经开始慢慢破乳了, 击实使得这一现象有了更明显的体现。为了进一步说明, 将两种混合料击实后立即脱模, 如图2所示, 30 min后, 混合料M有明显的水分析出, 且试件颜色逐渐变黑。而混合料S干湿合宜, 纸上水渍较少, 且混合料仍保持棕褐色, 说明混合料S破乳程度较混合料M轻。可见乳液M与集料拌和时具有更快的破乳凝结速度, 而乳液S则拥有更充裕的拌和时间。

所以说乳化沥青的破乳凝聚过程并非越快越好, 有时候越是相对缓慢的凝聚过程, 最后形成的胶结效力反而可能更大。在选择乳化沥青时, 一定要注意乳液的破乳速度, 务必保证混合料在拌和击实或者说是在拌和摊铺好以后, 才开始破乳。图3给出了不同的用途下, 应该选择何种破乳速度的乳化沥青来满足最基本使用性能的建议[4]。

参考文献

[1]交通部阳离子乳化沥青课题协作组.阳离子乳化沥青路面[M].北京:人民交通出版社, 1997.

[2]江龙.胶体化学概论[M].北京:科学出版社, 2002.

[3]贺华.改性乳化沥青及微表处性能研究[D].西安:长安大学硕士学位论文, 2006.

乳化体系论文 第6篇

烷基糖苷(APG)是以淀粉糖和天然脂肪醇等生物质为原料制备得到的一类绿色非离子型表面活性剂,由于无毒无刺激[1]、物理化学性质和配伍性能好、生物相容和生物降解性能优良,因此在食品与化妆品工业方面的应用备受青睐。例如,烷基糖苷用于膏霜类护肤化妆品不会对皮肤产生刺激作用,以烷基糖苷为主体乳化剂的蜡乳液用于果蔬保鲜比Twen、Span等传统乳化剂更安全,能减少果蔬的微生物污染和贮运过程的机械损伤,延长果蔬的寿命及其货架期,经蜡乳液处理的果品表面光洁,色泽鲜亮,能明显改善其商品外观质量,增强市场竞争力[2]。但是,烷基糖苷的发展远未达到预想中的效果,欧洲很多落成的大型生产烷基糖苷企业实际的生产量远远低于预计的生产能力,国内虽然已有不少企业开始着力于烷基糖苷的工业化生产,产量不断增大,但不仅质量和品种还有待提高和增加,而且应用技术也有待深入研究[3]。

2 材料与方法

2.1 材料

聚乙烯蜡,PE-88 (上海石化);Span-80,化学纯(天津市大茂化学试剂厂);正十八醇,化学纯(广东汕头市西陇化工厂);Tween-20,分析纯(上海索莱宝生物科技有限公司);烷基(正丁基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基)葡萄糖苷,纯度为98%(自制)。

2.2 仪器设备

101-1干燥箱(上海市实验仪器总厂),HH-S2水浴锅(江苏省金坛市晶波实验仪器厂),NDJ-4旋转黏度计(上海精科天平仪器厂),800型离心沉淀器(上海手术器械十场),D60-2F电动搅拌机(杭州仪表电机有限公司),FA2004N分析天平(上海精密科学仪器有限公司),78-1A磁力搅拌器(江苏省金坛市晶波实验仪器厂),DF-101S集热力恒温加热磁力搅拌器(巩义市英峪予华仪器厂)。

2.3 方法

2.3.1 不同碳链长度的烷基葡萄糖苷HLB值测定

表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值,称为亲水亲油平衡值(简称HLB值),是衡量对水的溶解能力。乳化剂的选择一般以表面活性剂HLB为参考。本文采用乳化法测定烷基葡萄糖苷的HLB值:把5%的未知HLB值的乳化剂分散在15%的已知HLB的油相中,其中系列烷基葡萄糖苷为未知HLB的乳化剂,已知HLB的油相是Twen-20(HLBB=16.7)与Span-80 (HLB=4.3)按适当比例混合和配制的,然后加80%的水,混合均匀,经12 h和24 h后,比较一系列样品的稳定性,其中稳定性最好者大致等于油相的HLB值[4]。

2.3.2 乳化温度和乳化时间对烷基葡萄糖苷乳化效果的影响

以十二烷基糖苷为实验基础乳化剂,采用相转变法,将20 g聚乙烯蜡和2 g十二烷基糖苷于250 mL圆底烧瓶中,油浴中加热熔融后搅拌。低速搅拌下缓加75～85 mL沸腾的热水,到油相黏度陡增时,快速加完热水。然后在不同温度下保温搅拌60 min后停止加热,同时搅拌至室温,转移到烧杯后,测其乳液的固含量,考察乳化温度对乳化效果的影响。加完热水后在95℃保温搅拌不同时间后停止加热,同时搅拌至室温,转移到烧杯后测其乳液的固含量,考察不同乳化时间对乳化效果的影响。

2.3.3 烷基链长度对烷基葡萄糖苷乳化能力的影响

分别称取不同烷基链长度的烷基葡萄糖苷2 g,聚乙烯蜡20 g于250 mL圆底烧瓶中,在油浴中加热至完全熔融状态,搅拌下加入75～85 mL沸水。控制温度在95℃,乳化60 min,冷却继续搅拌至常温,停止反应,转移到烧杯后测其乳液的固含量。

2.3.4 含有烷基葡萄糖苷的复配乳化剂制备的蜡乳液

以十二烷基糖苷与十八醇复配,复配比例为3.5:1,复配乳化剂含量为聚乙烯蜡的10%。称取2 g复配乳化剂与20 g聚乙烯蜡于250 mL圆底烧瓶中,在油浴中加热至完全熔融状态,搅拌下加入75～85 mL沸水。控制温度在95℃,乳化60 min,冷却继续搅拌至常温,停止反应,转移到烧杯后静置,测定其参数。

2.3.5 以复配乳化剂制备的乳液性能测定

乳液的离心稳定性测定:取一定经复配乳化剂乳化的聚乙烯蜡乳液放入离心机中,在3 000 r/min状态下离心处理30 min,观察其稳定性,如果不破乳分层即为稳定性好,否则为稳定性差。

乳液的黏度测定:取一定量经复配乳化剂乳化的聚乙烯蜡乳液,利用NDJ-4旋转黏度计,选择一号转子测定其黏度,记录其黏度值。

乳液对温度的稳定性测定:在带塞密闭比色管中装一定量的聚乙烯蜡乳液,然后置于60℃的恒温烘箱中观察,2d后乳液是否破乳,泛黄,分层。如果无破乳,泛黄,分层,则乳液对温度的稳定性较好,否则乳液对温度的稳定性差。

乳液的静置稳定性测定:在带塞密闭比色管中装一定量的聚乙烯蜡乳液,然后在室温下静置,观察10 d、20 d、30 d、40 d后乳液的变化。如果不破乳,泛黄,分层,则乳液稳定,否则乳液不稳定。

乳液固含量测定:称取m1g聚乙烯蜡乳液于烧杯中,然后放入105℃烘箱中,直至质量恒定,无变化时取出并称量,记为m2g,其固含量为W=m2/m1×100%,以此计算乳液的固含量。

3 结果与讨论

3.1 不同碳链长度烷基葡萄糖苷的HLB值

图1所示结果表明,碳数为4-12烷基葡萄糖苷的HLB值集中在11～13,在实验范围内,随碳数长度的增加,烷基糖苷的HLB值呈减小趋势。这是因为在亲水基相同的情况下,随烷基链碳数的增加,其疏水性增强,所以HLB值减小。

3.2 乳化温度和乳化时间对烷基葡萄糖苷乳化效果的影响

以十二烷基糖苷为实验基础乳化剂,采用单一变化法考察十二烷基糖对聚乙烯蜡的乳化条件,考察乳化温度和乳化时间对乳化效果的影响。

3.2.1 乳化温度对乳化效果的影响

图2所示结果表明,温度越低,乳化效果越差,乳化液越不稳定。乳化温度达到95℃以上时,可制备得到比较稳定的水性聚乙烯蜡乳液,这是因为温度升高可延缓聚乙烯蜡的结晶,使之更容易分散,因此乳液的固含量更大。最佳的乳化温度应控制在95℃左右。十二烷基糖苷的用量为聚乙烯蜡的10%,乳化时间为1 h。

3.2.2 乳化时间对乳化效果的影响

图3所示结果表明:乳化初期,时间对于乳化效果影响很大,时间过短,乳化作用不明显,乳液的固含量较低,只有少部分聚乙烯蜡被乳化。当乳化时间达到60 min以上时,乳化达到最佳效果,再延长乳化时间乳液固含量也基本保持不变。也就是说,60 min的乳化时间基本上能够确保整个乳液系统在实验温度(95℃)下充分转相并稳定存在,若乳化时间不够,无法完全将乳液系统由W/O型向O/W转变,难以得到高固含量的O/W聚乙烯蜡乳液。

3.3 烷基链长度对烷基葡萄糖苷乳化能力的影响

图4是在温度为95℃、乳化时间为60 min的条件下测试得到的不同碳链长度的烷基糖苷的乳化能力。结果表明:在该乳化条件下,正丁基葡萄糖苷与正己基葡萄糖苷的乳化能力最差,其乳液固含量最低。正辛基葡萄糖苷乳化能力稍好,但实验过程发现,正辛基葡萄糖苷乳化的乳液中的聚乙烯蜡颗粒粗大,乳液的稳定性差,离心容易分层。正癸基葡萄糖苷的乳化能力优于正辛基葡萄糖苷,但乳化时乳液泡沫较多。正十二烷基葡萄糖苷是实验所测试的烷基糖苷中乳化能力最强的烷基糖苷,乳液固含量最高,稳定性最好,离心不分层。也就是说,在实验条件下,烷基葡萄糖苷的乳化能力随烷基碳链长度的增加而增强。这是因为随着烷基糖苷碳链长度的增加,HLB值减小,亲油性增强,所以随着烷基葡萄糖苷碳链长度的增加,乳化能力会明显增强。

3.4 复合乳化剂制备的乳液性能

表1所示结果表明:通过将十二烷基糖苷与十八醇复合的乳化剂,制备稳定性良好的聚乙烯蜡乳液。由于十八醇对十二烷基糖苷乳化剂的协同作用,同时十八醇具有消泡作用,所制备的乳液具有热稳定性良好、离心稳定性好、静置长时间不破乳、不结块、固含量较高等优点,克服了单一烷基葡萄糖苷所制备乳液不稳定、固含量低等缺点,提升了聚乙烯蜡乳液的品质。

注:APG12:十八醇=3.5:1复合乳化剂,其总量为聚乙烯蜡的10%,总HLB=(m1×HLB1+m2×HLB2)/(m1+m2)=8.973,m1,m2是质量,乳化温度为95℃左右,乳化时间为1h。

4 结论

综上所述,烷基糖苷乳化聚乙烯蜡的乳化能力随着烷基链长度的增加而增加,烷基糖苷的HLB则随着碳链长度的增加而降低,从烷基链长度与亲油性的关系可知,乳化能力变化趋势与HLB变化趋势相吻合。以正十二烷基葡萄糖苷作为主要乳化剂时,最佳乳化温度为95℃左右,最佳乳化时间为60min。正十八醇对正十二烷基糖苷乳化有辅助作用,正十二烷基葡萄糖苷与十八醇以3.5:1的比例复配时得到的乳液稳定性较好,其黏度值为37 mpa.s,固含量为32%,添加正十八醇可提高烷基糖苷所制备乳液的稳定性。

参考文献

[1]陈馥,庞敏,吴柯颖,等.C10~C14烷基糖苷的合成及其作为乳化荆的应用[J].化工进展,2014,34(7).

[2]刘裕红.新型材料水性聚乙烯蜡乳液的探讨[J].黔南民族师范学院学报,2009(3):1-3.

[3]刘艳蕊,由文颖.环保型表面活性剂烷基糖苷的现状分析[J].天津化工,2014,28(3):5-7.

乳化炸药中乳化剂发展的状况及趋势 第7篇

了国内外乳化炸药用乳化剂的发展状况及未来我国乳化剂的研究趋势。

1 乳化剂简介

一九五六年美国金属学家库克提出把水及敏化剂引入工业炸药的设想, 已解决硝铵炸药的抗水问题和炮轰性能。这一独特的设计思想, 是对工业炸药不能含水传统观念的突破, 它是继代拿马特之后工业炸药发展史上的又一次重大的技术革命, 从此开创了浆状炸药、水水胶炸药、乳化炸药等含水炸药的新时代。六十年代发达国家的浆状炸药制备技术专利纷纷出笼。七十年代中期, 美国阿特拉斯公司首先公布了一种乳化炸药技术专利, 它配方组成比浆状炸药更为合理简单, 爆炸威力几乎与代拿马特炸药相当。此后, 乳化炸药的研究和应用成为行业中的热门话题, 以竞相发展的趋势, 受到各国的普遍重视。

2 我国乳化炸药用乳化剂的生产现状

七十年代末, 北京矿冶总院及阜新十二厂等率先对乳化炸药的制备工艺、生产方法和应用进行了探索研究, 到目前为止已有EL、RJ、MD等十个系列乳化炸药实现了工业化生产。由于乳化炸药具有抗水性能好、炮轰性能优异、生产工艺简单、生产运输安全和产品价格低廉等明显优势, 近年来乳化炸药发展十分迅猛, 年增长率平均在15%左右, 2011年国内产量近200万吨。若将炸药中乳化剂的加入量按2.5-3%计算, 则未来每年市场所需产品60000吨, 形成产业化前景较为乐观。我国目前工业生产中乳化炸药用乳化剂基本可分为3类:Span-80, 聚异丁烯丁二酰亚胺类及衍生物和复合乳化剂。由于Span-80具有易于乳化, 易采购的特点, 所以在配方设计时基本上都采用Span-80作为乳化剂, 但以Span-80为乳化剂制备的乳化炸药, 其贮存期不长, 这一时期, 国外已经开始采用第二类的丁二酸酐衍生物类生产乳化炸药, 其制得的乳化炸药贮存期长, 但是它对乳化设备和工艺要求较高, 过程控制繁琐复杂。另外, 以前两类乳化剂为主发展了一些复合乳化剂。这三种乳化剂都有自身的缺陷, 要么是乳化炸药的储存期短, 要么是对工艺要求高, 炸药生产的本质安全性低, 不符合我国民爆行业发展的需求。

3 乳化剂的发展趋势

现阶段对于乳化炸药的研究重点之一就是乳化剂, 科研人员对于乳化剂的合成, 结构、性能研究及应用做了大量的工作。如:李永平利用聚异丁烯马来酸酐先和乙二醇进行酯化反应, 然后再用酯化产物和乙醇胺进行胺化反应, 合成了新型乳化剂并成功应用于生产。王鼎聪等人用聚异丁烯马来酸酐与多种多羟基化合物反应合成了用于乳化炸药的酯类复合乳化剂。宋家良等人用山梨醇、油酸、丙烯酸甲酯、乙二胺合成了“双子型非离子乳化剂”, 拥有两个亲水基和两条疏水链而具有高表面活性, 通过试验表明:其乳化性能优于现有的各种乳化剂, 特别是泵送性能明显优于T剂;用其制备的乳化炸药稳定性、储存稳定性优良。美国专利4931110介绍了一种聚合型乳化剂, 该乳化剂提高了乳胶粒子精细程度, 降低了粒子的大小, 是一种羧基化或酐衍生的烯烃或乙烯基加聚物的二链烷基醇胺或二羟基化合物的衍生物, 用其制成的乳化炸药, 其贮存期最长可达3年以上。叶志文等人合成的含不饱和基团的丙烯酰氧基span一80, 在乳化过程中性能稳定, 乳化能力强, 乳化剂的用量大大减小。总之, 增加国内的乳化剂产品种类并实现产业化, 达到本质安全度高、结构合理、高效、性能优良的多功能乳化剂, 努力缩小与国外产品的差距, 是目前我国乳化炸药用乳化剂重点研究的方向。

4 结论与建议

乳化剂虽然在乳化炸药中只占一小部分份额, 但它的存在是影响其产品质量与乳化效率的关键。我国的乳化剂的发展时间短, 技术力量比较落后, 在以后对乳化剂的研究中应将学习国外先进工艺技术, 增加国内的乳化剂产品种类并实现产业化, 研究开发具有本质安全度高、结构合理、高效、性能优良的多功能乳化剂作为为重点研究的方向。同时还应把增加先进的表征手段与方法来反映乳化剂的质量水平而进一步强化质量控制, 努力缩小与国外产品的差距。

参考文献

[1]汪旭光乳化炸药.北京冶金工业出版社2008[1]汪旭光乳化炸药.北京冶金工业出版社2008

[2]宋锦泉, 汪旭光.乳化炸药的稳定性探讨.火炸药学报.2002, (1) :36～40[2]宋锦泉, 汪旭光.乳化炸药的稳定性探讨.火炸药学报.2002, (1) :36～40

乳化体系论文 第8篇

关键词：公路养护,改性乳化沥青,乳化剂剂量

改性乳化沥青可在一定温度下生产,在常温下储存和洒布,且可和冷的、潮湿的石料一起使用,具有施工方便、节约能源和资源、减少环境污染、降低工程成本等优点备受广大公路建设者的青睐。改性乳化沥青质量的好坏将直接影响工程的质量,而改性乳化沥青的性质受沥青种类、改性剂的种类及剂量、乳化剂的种类及剂量、皂液pH值、乳化时间、稳定剂CaCl2剂量、沥青固含量的变化等诸多因素的影响。

乳化剂是乳化沥青生产的关键性原材料,虽然在乳液中所占比例较小,但在乳化沥青的生产、储存以及混合料施工过程中都起着相当重要的作用。它的性能直接影响到改性乳化沥青的分散性和稳定性。乳化剂用量关系到乳化效果、产品的储存稳定性以及蒸发残留物的性能。用量过多,不仅增加经济成本,对原沥青的性能造成更大损失,还会减缓破乳速度,延长工期;用量过少,不易乳化,沥青微粒凝聚易分层,筛上剩余物增加[1]。因此,本文重点研究了乳化剂的剂量变化对改性乳化沥青性能的影响。

1试验准备

1.1试验原材料

沥青:90号基质沥青, 各项性能指标满足相关规范要求; 改性剂:SBS-A; 乳化剂:RHJ-A; 稳定剂:氯化钙; pH 值调节剂:盐酸, 质量分数为36%～38%。

主要试验仪器:弗鲁克FLUKO-FM300高剪切分散乳化机(见图1),沥青改性及乳化都用此设备。

1.2制备工艺

1)改性工艺。

将基质沥青加热至150～160℃,加入改性剂SBS-A(剂量为4%),先溶胀30 min,后升温至170 ℃,打开剪切机剪切45 min(转速控制在8 000 r/min),期间控制沥青温度在175 ℃左右,不得>180 ℃,以避免因温度太高而导致沥青老化,然后降温至150 ℃,加入稳定剂(剂量为0.2%),再剪切10 min,待用。

2)乳化温度确定。

将改性沥青和皂液混合时要同时考虑两者的温度,原料沥青的加热温度和乳化剂水溶液的初始温度是很重要的工艺参数[2]。首先,基质沥青中加入了改性剂,在165 ℃以下时,改性沥青的黏度增大,流动性很差,乳化本身比较困难,提高沥青的加热温度可以降低沥青的黏度,增加流动性,有利于提高剪切机的剪切作用,降低动力消耗[3]。但若沥青温度过高和皂液混合时两者温差太大,会造成水溶液局部沸腾,甚至气化而影响乳化效果。其次,皂液里含有乳化剂,稍高一点的温度可提高乳化效果,但过高可能会使乳化剂失去活性。为了防止这些现象,需选择一个合适的乳化温度,使终了改性沥青和皂液混合乳化完后温度控制在80～90 ℃。同时考虑到乳化发生在非密闭空间,会大量蒸发,最终将改性沥青温度定为165 ℃,皂液温度定为60 ℃。

3)乳化工艺。

将水加热至60 ℃左右,配制皂液,调整pH至2～3,把改好的沥青缓慢倒入皂液中,边混合边搅拌,再在乳化机中乳化即可。

2试验方案

本试验在保持其他试验条件不变的情况下,采用改变乳化剂的剂量(1.2%、1.5%、1.8%、2.1%)制备改性乳化沥青,不同乳化剂含量的乳化沥青制备方案如表1所示,改性剂量为4%。同时,对所制得的乳化沥青的蒸发残留物的延度、弹性恢复、针入度及固含量等性能指标进行了测试,考察乳化剂剂量对改性乳化沥青性能的影响。

3试验分析

依据试验结果,软化点、10 ℃延度、10 ℃弹性恢复、25 ℃针入度随乳化剂剂量变化曲线如图2～图5所示。

在试验过程中,随着乳化剂剂量的增加,乳化效果增强,更易乳化,同时乳液稳定性明显增强。从图2～图5可以看出:软化点随着乳化剂剂量先增大后减小,当乳化剂的剂量为1.5%时,软化点达到峰值;然而,随着乳化剂剂量的增加,延度和弹性恢复都呈下降趋势,即降低了原沥青的韧性和粘弹域;乳化剂剂量增大,针入度整体呈上升趋势,沥青硬度下降,但都满足指标规范要求。综合考虑,在都满足要求的前提下,乳化剂的剂量选择1.5%较为合适。

4结语

当乳化剂用量增加时,沥青微滴表面的乳化剂吸附量增加,界面张力降低、界面膜的强度和乳化沥青胶粒表面电荷增加,便于乳化,同时能增加乳液稳定性。但是,乳化剂用量越多,会造成残留物延度、软化点和弹性恢复的下降。

参考文献

[1]贺华.改性乳化沥青及微表处性能研究[D].西安:长安大学,2006.

[2]王红,韩冬.改性乳化沥青的发展和应用概况[J].石油沥青,2006,20(5):1-6.