我公司在推广滚齿润滑油(FL)产品的同时,也推出了性能的合成抗磨抗燃液压油US100产品(附理化指标),可完全替代传统的液压油,同时又可以与滚齿润滑油FL相溶,机床冷却油与液压油互窜问题迎刃而解。
水性切削油中一般含有硫、磷、氯型较压添加剂,以无机盐或**盐的方式存在于水性切削液中。在一定温度条件下,与加工金属表面发生化学反应,在工件与之间(切削点)形成无机膜、**膜,达到较压润滑的作用,添加剂的活化性依赖于刀尖温度。
一般国内常用的有硫化脂肪酸皂、氯化脂肪酸脂聚醚、硫化异、氯化石蜡、二烷基二硫化磷酸锌。乳化剂是指能改善乳化体中各种构成相之间的表面张力,形成均匀分散体或乳化体的物质,食品乳化剂是 GB 2760—2014《食品添加剂使用标准》规定的22类食品添加剂之一。食品乳化剂的用量约占食品添加剂总量的 1/2,是食品工业中用量多的添加剂,在食品生产和食品加工过程中占有重要地位,几乎所有食品的生产和加工均涉及乳化剂或乳化作用。食品乳化剂是一类多功能的食品添加剂,除了具有典型的表面活性之外,在食品中还具有消泡、增稠、稳定、润滑、保护等作用。 [2]
根据HLB值,将乳化剂分为油包水型(W/O型,即亲油型)及水包油型(O/W 型,即亲水型)两大类。前者使水分散到油中,如单硬脂酸甘油酯;后者使油分散到水中,如蔗糖酯、大豆磷脂等。根据乳化剂亲水基的特性,可以分为 [1] :
(1) 阴离子型乳化剂。这类乳化剂在水中 电离生成带阴离子的亲水基团,如脂肪酸皂、烷基硫酸盐(十二烷基硫酸钠)、烷基苯磺酸盐(十二烷基苯磺酸钠)、磷酸盐等。阴离子乳化剂要求在碱性或中性条件下使用,不能在酸性条件下使用,也可与其他阴离子乳化剂或非离子乳化剂配合使用,但不得与阳离子乳化剂一起使用。 [1]
(2) 阳离子型乳化剂。这类乳化剂在水中电离生成带阳离子亲水基团,如N-十二烷基二甲胺及其他胺物、季铵盐等。阳离子乳化剂应在酸性条件下使用,不得与阴离子乳化剂一起使用。 [1]
(3) 非离子型乳化剂。这种乳化剂在水中不电离。其亲水基是各种极性基,如聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物、多元醇脂肪酸酯、聚乙烯醇等。 [1]
根据乳化剂的来源,可分为合成的与**的。上述诸乳化剂均为合成的;**乳化剂有卵磷脂、羊毛脂、阿拉伯胶等。乳化剂广泛用于食品、化妆品、洗涤剂、合成橡胶、合成树脂、农药、、制革、涂料、纺 织、印染、石油化工等方面。乳化剂除乳化作用外,还具有增溶、渗透、润湿、去垢等作用。 [1]
乳化剂是食品加工中常用的食品添加剂之一。类似表面活性剂,借裹住分散相小滴防止其聚结,使之成为存在于另一不溶混或部分溶混液体中的稳定的胶态分散体。 [3]
乳化机理概述
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乳化机理
乳化剂是促进乳液稳定不可缺少的组成部分,对乳状液的稳定性起重要作用。为了形成稳定的乳状液,使分散相分散成较小的液滴,乳化剂的使用和选择也很重要。乳化剂主要是通过降低界面自由能,形成牢固的乳化膜,以形成稳定的乳状液。降低界面自由能,液滴粒子形成球状,以保持小表面积。两种不同的液体形成乳液的过程是两相液体之间形成大量新界面的过程。液滴越小,新增界面越大,液滴粒子表面的自由能就越大。乳化剂吸附于液滴表面,可有效降低表面张力或表面自由能。乳化剂吸附于液滴周围,在液滴周围定向排列成膜,从而降低油水界面张力,有效阻止液滴聚集。乳化剂在液滴表面排列越整齐,乳化膜越牢固,乳状液越稳定。 [4]
乳化的目的是减少乳液制备消耗的能量。为了保持乳液的稳定性,所以乳化剂应具备较强的乳化能力,能形成牢固的乳化膜,以及具有*、无局部性、稳定性好且受外界因素较小的性质。 [4]
乳化剂的表面作用及其稳定性
保持乳化液的性能,延长其使用寿命,是用户所关心的问题,也是欧润克所关心的问题。在销售产品的同时,维护用户的利益是欧润克经营宗旨之一。
为了帮助用户正确地使用乳化液,延长其使用寿命,降低生产成本,获得更好的经济效益,欧润克特别介绍乳化液的维护与保养的方法。
乳化液的配制
清洁的液槽是使乳化液延长使用寿命的基础。无论是旧系统还是新设备,均需将油箱、管道、机床上的油泥污物*干净,并经充分清洗、彻底排污清理甚至更换过滤器后,才可配制新的乳化液。
为了使乳化液充分发挥效能,减少皂化物及沉淀的产生,配制乳化液的水的硬度好在300ppm以下。
往槽内充入与乳化液所需浓度比例相应的水量。
在系统循环运转的同时,缓慢加入预定数量色乳化液,直至混合均匀并达到规定的浓度。
乳化液的外观和气味
应密切注意乳化液的颜色及气味的变化,如果颜色变灰伴有臭味,则说明滋生严重,乳化液需要处理。
乳化液PH值的检测
应每周(夏季每两天)检查一次PH值。一般PH指应维持在7.5-8.5的范围内。测PH值简便的是使用PH试纸,使用PH计则更为准确。
乳化液总数的检测
PH值的下降往往显示出数的增长,在PH值允许范围之内的总数不应**过105,**过105就应进行杀菌处理。推荐使用欧润克Ferosept 770,一种于水性乳化液杀菌剂。加入量为0.15%,两天后检查总数是否降到103,如未达到,则再次添加0.1%。
乳化液浓度的检测
维持乳化液的使用浓度,可发挥乳化液佳加工性能,延**命,提供良好的防锈作用和抑制的增长。
一般需每日一次在现场用折光仪检测乳化液浓度(浓度=折光读数*折光系数)。每月一次用滴点法检测浓度。
乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB 值),HLB 值越大,则其亲水性越强,反之,其亲油性越强。 [4]
乳化剂分子内一般都含有亲水基和亲油基,决定了乳化剂的亲水性和亲油性。在油相与水相互不相溶的液体中,适量加入乳化剂,并经过一定的加工处理,可以使其形成均质的分散体系。 [4]
乳化作用
在体系中加入小分子乳化剂,能够降低体系的表面张力,从而降低其界面能,提高乳浊液的稳定性,如果汁、蛋白饮料等。此外,当表面活性剂吸附在乳滴界面时,可起到屏障的作用,能防止液滴之间相互聚集。当添加带电荷的离子型表面活性剂时,乳液液滴会因为同种电荷的作用而相互排斥,使乳化性提高。 [4]
助溶作用
当体系中小分子乳化剂的含量大于临界胶束浓度时,表面活性剂分子聚集,从而形成胶束,将溶剂体系划分为疏水区域和亲水区域。此时溶液的表面张力下降的快,使溶解的物质逐渐吸附于胶束的亲水区,以达到助溶的目的。 [4]
抗老化作用
食品乳化剂在谷物食品中一般作为抗老化剂使用,其能与面包、馒头等食品中的直链淀粉发生反应,形成不溶性物质,从而降低淀粉的吸水溶胀能力,阻止淀粉重新结晶,以防老化,提高面包、馒头等面粉制品的软度。 [4]
发泡及消泡作用
含有饱和脂肪酸链的乳化剂可做发泡剂,通过在食品内部产生气泡,使外观具有蓬松感,可用于糕点、面包等。而含有不饱和脂肪酸链的乳化剂可做消泡剂,抑制或*气泡,且不影响产品口感,广泛用于乳制品、饮料等方面。 [4]
食品乳化剂的分类
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中国常用的食品乳化剂多达几十种,根据不同的目的,可选择不同的乳化剂。根据乳化剂中是否含有亲水基可将其分为离子型表面活性剂(阴离子表面活性有剂羧酸、硫酸酯等,阳离子表面活性剂有聚丙烯酰胺、脂肪胺盐等)和非离子型表面活性剂(吐温、司班等)。此外,还有例如氨基酸型的两性表面活性剂以及复合型表面活性剂等等。根据其来源又可以分为**型表面活性剂(如卵磷脂、某些蛋白质等)以及合成型表面活性剂(如聚丙烯酰胺、聚甘油酯等)。根据乳化剂HLB值的大小可分为亲油型表面活性剂(HLB值小于10,如司班)和亲水型表面活性剂(HLB值大于10,如吐温)。乳化剂的性能各不相同,在当今食品加工业中,为了改善食品乳化剂的功能,常常也会将不同的乳化剂复配使用,常见的方法就是调节乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB),改变亲水亲油性,决定乳化剂的类型,使其具有更广的实用适应性。 [4]
如司班20和吐温80的混合比不同,乳液的类型不同。司班20与吐温80的比例为1∶3时形成O/W型乳液,1∶6时形成W/O型乳液。 [4]
Span 80
失水山梨醇单油酸酯(Span 80)是2017年在食品加工中应用的较多的一种乳化剂,为低分子多元醇非离子型表面活性剂,属于亲油性乳化剂,被广泛应用于食品工业。一般来说,Span 80 是经过山梨醇失水后,与油酸发生酯化反应后所制得的,这种生产方式应用较广,且是一种比较成熟的生产方式。因为Span 80 具有较好的乳化、分散等特性,并且没有异味、易挥发、没有性,在、食品、化妆品等加工行业中得到非常广泛的应用。 [4]
Tween 80
Tween 80是山梨醇酐单油酸酯的简写。吐温80属于亲水且亲油型非离子表面活性剂,作为食品、等工业中常用的添加剂,可溶于水、等溶液。可用作乳化剂、稳定剂、分散剂等,广泛应用于、食品、化妆品、纺织印染及石油等工业的生产与加工。 [4]
乳清蛋白
除去原料乳中等电点为4.6的酪蛋白,剩下的可溶性蛋白质统称为乳清蛋白,约占乳蛋白质的18% ~20%。乳清是干酪和干酪素生产过程中的副产品,经过工艺浓缩后可以制作成其他产品。乳清浓缩蛋白(WPC)和乳清分离蛋白(WPI)是2017年比较常见的乳清蛋白乳化剂。 [4]
近20年来,乳清蛋白的改性已成为国内外学者的研究热点,如高压均质处理能有效提高蛋白的乳化稳定性,使乳清蛋白分子部分展开,暴露疏水基团,使蛋白质分子之间相互作用,从而达到目的。但是在这些改性方法中,酶解法相对来说成本较高、化学法中的大部分方法需要添加化学试剂,使得改性乳清蛋白的发展受到了限制。且普通技术对乳清蛋白的改性效果并不显著。因此,深入开展乳清蛋白复合改性技术的研究,如微波、超声波等技术对乳清蛋白理化特性、功能特性的影响,是为了加清蛋白在食品加工中的应用所做出的努力,为乳清蛋白的利用提供坚实的理论依据。 [4]
卵磷脂
卵磷脂是一种常用的带电的两性表面活性剂,食品产业中所用到的卵磷脂往往提取自大豆、蛋黄、牛奶、向日葵仁和油菜籽中。 [4]
1.在界面上乳化剂的密度大,乳化剂分子在小液滴的外面形成保护膜,从几何空间结构观点来看这是合理的,从能量角度来说是符合能量低原则的,因而形成的乳状液相对稳定;
2.因为乳状液的形成使体系界面面积大大增加,也就是对体系要做功,从而增加了体系的界面能,就导致了体系不稳定。因此,减少其界面张力,使总的界面能下降,可以增加体系的稳定性;表面活性剂作为良好的乳化剂就是能够降低界面张力。根据的“相似相溶原理”可知,乳化剂中的亲油基、亲水基会插入同性质的一侧,使其自身处于水-油界面处。在乳化的过程中,乳化剂的量与乳化温度成反比。提高乳化温度时液体分子之间的距离增加,表面层分子所受液体内部的吸引力减少,因而表面张力降低;
3. 在体系中加入乳化剂后,在降低界面张力的同时,形成一层界面膜,界面膜对分散相液滴具有保护作用,使其在布朗运动中的相互碰撞的液滴不易聚结,而液滴的聚结(破坏稳定性)是以界面膜的破裂为前提,因此,界面膜的机械强度是决定乳状液稳定的主要因素之一。
当乳化剂浓度较低时,界面上吸附的分子较少,界面膜的强度较差,形成的乳状液不稳定。乳化剂浓度增高至一定程度后,界面膜则由比较紧密排列的定向吸附的分子组成,这样形成的界面膜强度高,大大提高了乳状液的稳定性。
降低体系的界面张力,是使乳状液体系稳定的必要条件:而形成较牢固的界面膜是乳状液稳定的充分条件。乳状液的形成是大自然自发运动的结果,它符合自发运动的基本规则即增熵和降能。
含有较压添加剂的切削油,不论对任何材料的切削加工,当切削速度不**过60m/min时都是有效的。在高速切削时,由于发热量大,油基切削液的传热效果差,会使切削区的温度过高,导致切削油产生烟雾、起火等现象,并且由于工件温度过高产生热变形,影响工件加工精度,故多用水基切削液。
乳化液把油的润滑性和防锈性与水的较好冷却性结合起来,同时具备较好的润滑冷却性,因而对于大量热生成的高速低压力的金属切削加工很有效。与油基切削液相比,乳化液的优点在于较大的散热性,清洗性,用水稀释使用而带来的经济性以及有利于操作者的卫生和*而使他们乐于使用。实际上除特别难加工的材料外,乳化液几乎可以用于所有的轻、中等负荷的切削加工及大部分重负荷加工,乳化液还可用于除螺纹磨削、槽沟麻削等复杂磨削外的所有磨削加工,乳化液的缺点是*使、霉菌繁殖,使乳化液中的有效成分产生化学分解而发臭、变质,所以一般都应加入毒性小的**杀菌剂。
化学合成切削液的优点在于经济、散热快、清洗性强和较好的工件可见性,易于控制加工尺寸,其稳定性和抗能力比乳化液强。润滑性欠佳,这将引起机床活动部件的粘着和磨损,而且,化学合成留下的粘稠状残留物会影响机器零件的运动,还会使这些零件的重叠面产生锈蚀。
水基切削液
一般在下列的情况下应选用水基切削液:
对油基切削液潜在发生火灾危险的场所;
高速和大进给量的切削,使切削区**于高温,冒烟激烈,有火灾危险的场合。
从前后工序的流程上考虑,要求使用水基切削液的场合。
希望减轻由于油的飞溅护油雾和扩散而引起机床周围污染和肮脏,从而保持操作环境清洁的场合。
从价格上考虑,对一些易加工材料护工件表面质量要求不高的切削加工,采用一般水基切削液已能满足使用要求,又可大幅度降低切削液成本的场合。
当的耐用度对切削的经济性占有较大比重时(如价格昂贵,刃磨困难,装卸时间长等);机床精密度高,不允许有水混入(以免造成腐蚀)的场合;机床的润滑系统和冷却系统*串通的场合以及不具备废液处理设备和条件的场合。均应考虑选用油基切削液。
参考配方
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水基切削液常见配方
矿物油:8%~20% + 妥尔油:1~8% + PEG600:4%~5%+ 油酸三胺:5%~6% + 氯化石蜡:1~3% + 脂肪醇聚氧乙烯醚:3%~5% + NP-10:3~5% + 四:1%~2% + **硅消泡剂:1~2% + 酒石酸钠:1~2% + 石油磺酸钠:4%~5% + 水:余量
油基切削液常见配方
硫化脂肪酸酯(YD-3015):5% + 硫化猪油YD-1810B:2% + 氯化石蜡(T301):2% + 环氧大豆油 :1% + 150SN基础油:余量 [1]
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