高含蜡石蜡乳状液的研制及影响因素探讨_全红平

1、高含蜡石蜡乳状液的研制及影响因素探讨全红平黄志宇刘畅(西南石油大学化学化工学院,成都610500摘要以石蜡为主要原料,采用剂在油中法制备了石蜡乳状液。考察了乳化剂类型和用量、乳化水用量、乳化温度、乳化时间、搅拌速度对石蜡乳化效果的影响。结果表明,复配乳化剂优于单一乳化剂,且复配-型乳化剂效果最好。并确定了最佳乳化工艺条件:复配-型乳化剂用量10%,乳化水用量65%70%,乳化温度90,乳化时间30min ,搅拌速度1000r /min 。在此条件下,石蜡乳状液蜡含量为30%35%,具有较好的稳定性和分散性。关键词石蜡乳状液高含蜡乳化剂收稿日期:2006-11-28。作者简介:全红平,在读硕士研

2、究生,主要研究方向为油田应用化学。石蜡是一种石油烃混合物,在皮革、造纸、纺织及日用化工等方面均有广泛的应用。石蜡及其他动植物蜡在室温都呈固态,不溶于水,溶于有机溶剂。在工业和日常生活中,由于有机溶剂的大量使用,给环保造成了巨大压力。因此,将石蜡以微粒分散于水中制成O /W 型乳状液,开发出适应环保要求的产品越来越受到重视。乳化蜡是一种可以自由流动的液体混合物,其中蜡被分散在含乳化剂的水包蜡悬浮体内,状态稳定1。本文所述研究,以石蜡为主要原料,采用剂在油中法,制备石蜡乳状液。考察了各种因素对石蜡乳化效果的影响,制得一种乳白、微透明、高含蜡、稳定性好的石蜡乳状液。1实验1.1石蜡乳化机理石蜡乳状液

3、是一种热力学不稳定的体系,放置时两液体易分离。要使石蜡分散于水中成为高分散、均匀、稳定的乳状液,必须选择合适的乳化剂并通过一定的乳化工艺来实现。乳化剂是一种表面活性剂,使石蜡滴稳定分散于水中形成微小的液滴而不易聚结析出,并使其表面定向吸附乳化剂分子,在石蜡水界面形成具有一定机械强度的界面膜是石蜡乳化的关键2。1.2石蜡乳状液的制备采用剂在油中法,将一定量石蜡切碎,放入反应器中,并置于90恒温水浴中加热,使其熔化,缓慢搅拌,并加入一定量乳化剂,高速搅拌10min 后,缓慢加入预热水于反应器中,反应30min ,得到石蜡乳状液。1.3性能测试方法1.3.1稳定性测定将石蜡乳状液放入800型离心机中

4、,以4000r /min 离心15min ,不分层为稳定性好,分层为稳定性差。1.3.2石蜡乳状液类型评定采用冲淡法。取少许石蜡乳状液,加入少量水,轻轻搅拌,易与水掺合者为水包油型(O /W ,反之,为油包水型(W /O 。1.3.3分散性测定3分散性参照农乳的测定方法,分为五等级,一级最好,五级最差。一级:将石蜡乳状液滴入水中,能迅速地分散成带蓝色荧光云雾状分散液,稍加搅动后成蓝色或苍白色透明溶液。二级:将石蜡乳状液滴入水中,能迅速自动分散成蓝白色云雾状带荧光的分散液,稍加搅动成蓝色半透明溶液。三级:将石蜡乳状液滴入水中,呈白色云雾状或条状分散液,搅动后得乳白色稍带荧光的不透明乳液。四级:将

5、石蜡乳状液滴入水中,呈白色微粒浮在水面,搅动后仍能成为乳白色不透明的乳液。五级:将石蜡乳状液滴入水中,呈大颗粒浮在水面,搅动后虽能乳化,但立即发生分层,石蜡上浮。1.4石蜡乳状液物理性能外观为半透明或白色粘稠状,略带蓝光;石蜡含量在30%35%;4000r/min离心15min,不分层;放置30d无分层无沉淀。2结果与讨论2.1乳化方法的选择42.1.1剂在水中法将乳化剂直接溶于水中,在剧烈的搅拌下将石蜡加入,可直接得到O/W型乳状液。若想得到W/O 型,则继续加入石蜡直至变为W/O型乳状液。2.1.2剂在油中法将乳化剂溶于石蜡相,有两种方式可得乳状液:(1将混合物直接加入水中,制得O/W型乳

6、状液。(2将水直接加入混合物中,制得W/O型乳状液。若想得到O/W型,则继续加入水直至变为O/W型乳状液。2.1.3初生皂法用皂稳定的O/W或W/O型乳状液皆可用此法制备。将脂肪酸溶于石蜡中,将碱溶于水中,二者接触,在界面有皂生成,得到稳定的乳状液。2.1.4交替添加法将水和石蜡轮流加入乳化剂中,每次只加少量。综上所述,剂在油中法较简单,且所得乳状液的粒度较小而且均匀,产品稳定。因此,选择剂在油中法的第2种方法制备高含蜡石蜡乳状液。2.2乳化剂类型及用量的筛选2.2.1乳化剂类型石蜡乳状液是热力学不稳定体系,放置一段时间后石蜡易聚积析出而失去石蜡乳状液的特性。影响石蜡乳状液稳定性的因素很多,其

7、中乳化剂类型影响最大。乳化剂的选择通常以亲油亲水平衡值(H LB为依据,Griffin提出的表面活性剂的亲油亲水平衡值是一个用来衡量表面活性剂分子中的亲水部分和亲油部分对其性质所作贡献大小的物理量。因此,可选择出与乳化石蜡的H LB值(913相近的乳化剂作为乳化蜡的最佳乳化剂。但以HLB值为依据的乳化剂选择法并不很精确,不能完全反映出乳化剂和被乳化物间的内在联系5。因此,须以实验结果选择乳化剂。乳化剂用量(质量分数,下同10%,乳化时间30min,乳化温度90,搅拌速度1100r/min,考察不同乳化剂对石蜡的乳化效果,结果见表1。表1不同乳化剂对石蜡的乳化效果乳化剂稳定性分散性乳液类型Spa

8、n-80差五级W/OSpan-60差五级W/O Tween-60差四级O/WOP-10差四级O/W十二烷基苯磺酸钠一般三级O/W复配-差三级W/O复配-好二级O/W复配-较好三级O/W由表1可知,复配型乳化剂制备的石蜡乳状液稳定性、分散性均优于单一乳化剂,复配-型乳状液的稳定性、分散性最好。因此,选用复配-型乳化剂。2.2.2乳化剂用量其他条件不变,考察复配-型乳化剂用量对石蜡的乳化效果,结果见表2。表2复配-型乳化剂用量对石蜡乳化效果的影响乳化剂用量,%稳定性分散性8一般四级9较好三级10好二级11好二级12好二级13好二级由表2可知,当复配-型乳化剂的用量大于10%时,石蜡乳状液的稳定性和

9、分散性都好。因此,确定复配-型乳化剂用量为10%。2.3乳化水用量的选择乳状液的质量与乳化水的用量有关,乳化水用量过少不能得到O/W乳液;乳化水用量过多,不能得到高含蜡乳状液。其他条件不变,复配-型乳化剂用量10%,考察乳化水用量对石蜡乳化效果的影响,结果见表3。表3乳化水用量对石蜡乳化效果的影响乳化水用量,%稳定性分散性乳液类型55差五级W/O60差三级O/W或W/O65好二级O/W70好二级O/W75较好二级O/W80一般二级O/W由表3可知,要形成O/W型石蜡乳状液,乳化水用量不低于60%。当乳化水用量在65% 70%时,形成的石蜡乳状液的稳定性和分散性都好;当乳化水用量大于75%后,形

10、成的石蜡乳状液的稳定性变差。因此,乳化水用量以65%为宜。2.4乳化温度的选择石蜡乳化时需要一定的热量,使石蜡熔融,在搅拌过程下迅速而充分地分散成小颗粒。其他条件不变,乳化水用量65%,考察乳化温度对石蜡乳化效果的影响,结果见表4。表4乳化温度对石蜡乳化效果的影响乳化温度/稳定性分散性乳液类型80一般四级O/W85较好三级O/W90好二级O/W95好二级O/W由表4可知,当乳化温度为9095时,形成的石蜡乳状液稳定性和分散性均好,乳化温度以90为宜。2.5乳化时间的选择乳化时间也是制备石蜡乳状液的一个重要因素,如果乳化时间太短不能形成好的石蜡乳状液;乳化时间太长不但增加成本,还会使石蜡乳状液聚

11、积结块。其他条件不变,乳化温度90,考察乳化时间对石蜡乳化效果的影响,结果见表5。表5乳化时间对石蜡乳化效果的影响乳化时间/min稳定性分散性乳液类型20差四级O/W25一般三级O/W30好二级O/W35好二级O/W40一般四级O/W45一般五级O/W由表5可知,当乳化时间小于30min时,不能形成好的石蜡乳状液;当乳化时间为3035min 时,形成的石蜡乳状液稳定性和分散性都好。因此,乳化时间以30min为宜。2.6搅拌速度的选择石蜡粒度的大小及其分散程度影响着石蜡乳状液的稳定性。石蜡粒度的大小不仅与乳化剂有关,还与搅拌速度有直接关系。稳定的乳状液中粒子粒度一般是0.15m,0.1m以下粒子

12、会因布朗运动互相碰撞而合并,5m以上粒子会因沉降而不稳定3。其他条件不变,乳化时间30min,考察搅拌速度对石蜡乳化效果的影响,结果见表6。表6搅拌速度对石蜡乳化效果的影响搅拌速度/r·min-1稳定性分散性乳液类型700差四级O/W800一般三级O/W900一般二级O/W1000好二级O/W1100好二级O/W1200好二级O/W由表6可知,搅拌速度大于1000r/min时,乳状液稳定性和分散性好;但搅拌速度不宜太快,因为这样不好控制,且能耗高。因此,搅拌速度以1000r/min为宜。3结论(1复配型乳化剂比单一型乳化剂的乳化效果好,复配-型乳化剂能用于制备高含蜡石蜡乳状液。(2确

13、定了石蜡乳状液最佳制备条件:乳化水用量65%70%,复配-型乳化剂用量10%,乳化温度90,乳化时间30min,搅拌速度1000r/min。(3制得的石蜡乳状液中蜡含量高达30% 35%,且稳定性和分散性好。参考文献1王锦.石蜡稳定乳状液的制备及性能.山东轻工业学院学报, 1997,11(2:24272应向东,张声光.石蜡乳液的制备及影响因素探讨.建筑人造板,1996,(4:11123戴跃玲,孙永琳.60#石蜡乳状液的研制.辽宁化工,1995,(2: 8124李凤艳,赵天波.多功能、高附加值乳化蜡产品的生产及应用.精细化工,1997,14(1:33365刘艳新,赵传山,韩岭.影响石蜡乳化的因素

14、.造纸科学与技术,2004,23(4:3537,43Preparation of High Wax Emulsion andInvestigation on Affecting FactorsQuan HongpingHuang ZhiyuLiu Chang(College of Chemistry and Chemical Engineering,Southwest Petroleum Unive rsity,Chengdu610500A bstractThe wax emulsions were prepared with paraffin wax as main material by

15、e mulsifier-in-oil method.The effects of the type and quantity of the emulsifier,emulsifying water,the temperature and time of emulsification,and stir speed on the emulsification were investigated.The experimental result indicated that compound emulsifier was better than sole emulsifier and the effe

16、ct of compound-emulsifier was the best in all.The optimum condition was as follows:dosage of compound-emulsifier10%,emulsifying water65%70%,emulsification temperature 90,emulsification time30min,stir speed1000r/min.The wax c ontent in the paraffin wa x emulsion r eached 30%35%under this c ondition.I

17、t showed excellent stability and dispersive property.Key Wordshigh wax,paraffin wax emulsion,emulsifier亚洲和中东的石化影响在增大由美国化学周刊和SRI咨询公司召集在上月于迪拜召开的中东石化展望会议上,印度信诚工业公司认为,在今后10年内,亚洲和中东在全球的石化影响将进一步增大。会议强调了中国、印度和中东在石化工业中作用日显的重要性。分析人士指出,石化工业正在以不同的增长模式向中东和亚洲转移。原料易得和其低成本正在驱动中东增长模式。中国的发展由其出口导向性经济、低成本劳务和规模经济快速增长而引领。在印度,其发展由基于人均收入的国内消费、庞大人口及人口增长所驱动。亚洲比欧洲和北美具有人口统计上的优势,包括相对较年青和较快增长的人口,以及信息技术革命和较低的劳务成本,这都具有竞争优势,从而使亚洲在国际贸易中所占的份额在增大。世界人口约一半在亚洲,发展中亚洲经济年增长率平均在8%9%。乙烯、丙烯、PE和PP能力的主要增长将在中国、印度和中东,其中中东将增长最多。此外,一些新的全球石化工业领先者正在涌现,包括沙特阿拉伯的萨比克、中国的中国石化集团公司、印度的信诚工业公司、中国台湾的台塑集团、韩国的L G公司和伊朗的伊朗国家