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影响线切割乳化液稳定性的主要因素分析

作者：苏州中航长风数控科技有限公司 | 来源：www.szcfedm.com | 浏览次数：

影响线切割乳化液稳定性的因素主要有以下几个方面：界面张力、界面膜的性质、界面电荷、乳状液分散介质的粘度等。
(1)界面张力
乳状液的高度分散具有巨大的油．水界面，是热力学上不稳定体系。为了降低体系得能量液滴间有自发并聚的倾向，因此低的油一水界面张力有助于体系得稳定。石蜡油一水体得Y o、)l，=4lmN·m-l,由于界面张力高所以得到的乳化液极不稳定。在水相中加入少量油酸(10。tool·L1)，因为油酸的HLB为1．03溶于油，乳化作用差不能有效地降低yOW。所以此时Yow只降至31 mN·m～，油水界面张力仍然较高，所以乳状液仍不稳定。在加入NaOH后将油酸中和成油酸钠，由于油酸钠的HLB值为18．0可作为O／W乳化剂，能有效的吸附于油水界面上使Y ow大幅度下降至7．2 mN·m一，得到了很稳定的O／W乳化液。
从上述的例子，可以看出低界面张力在形成稳定的乳状液中起到了重要作用。而乳化剂加入使得油．水两相的界面张力降低，促使乳状液稳定。
(2)界面膜的性质
界面张力是乳状液稳定的重要因素，界面张力的高低主要表明乳状液形成的难易，并非是乳状液稳定的唯一因素。界面膜的机械强度是决定乳状液稳定性的主要因素之一。界面膜的形成，是由于在油水体系中加入乳化剂后，由于决定乳化剂的两亲分子结构使得它既亲水又亲油，这就必然要吸附在油．水界面上，以亲水基伸进水中，亲油基伸入油中，定向排列在油水界面上形成界面膜。膜的机械强度决定了乳状液的稳定性。为了得到高强度的界面膜首先乳化剂量要充足，才能有足够的乳化剂分子被
吸附于油水界面上形成致密的膜。乳化剂分子的构型对膜的致密性也有一定的影响，直链型乳化剂在界面上的排列较带有支链的乳化剂更为紧密有利于乳化液的稳定。实验证明，若在乳化剂加入脂肪醇、脂肪酸及脂肪胺等等非离子型有机物，可与乳化剂在界面上形成混合膜而使表面粘度升高，从而大大提高界面膜的强度，并且还能有效地降低界面张力。
(3)界面电荷
乳状液的液珠上所带的电荷主要来源于所使用离子型乳化剂在水相中电离产生的乳化剂离子在液珠表面的吸附所致。它以疏水的碳氢链伸入油相，而以离子头生伸入水相的吸附态吸附于油一水界面上，使形成的O／W型乳化液中的油珠带电。若乳化剂为阴离子型表面活性剂油珠带负电荷，若乳化剂为阳离子型表面活性剂则油珠带正电荷。在带电的油珠周围还会有反离子呈扩散的状态分布，形成类似Stem模型的扩散双电子层。由于双电层的相互排斥作用，使油珠之间不易接近，从而阻止了油珠聚
集。以非离子型表面活性剂稳定乳状液，由于油珠与介质摩擦而产生电荷，电荷的符号与两相的介电常数有关。介电常数大的～相带正电电荷，介电常数小的一相带负电荷。纯水在20℃时介电常数￡约为80．08，而油相则要低得多。因此O／W型乳化液中的油珠带负电荷，而W／O型乳化液中的水珠带正电荷。因此在液珠相互靠近时就会产生电斥力，而防止液滴聚结使乳化液更加稳定。实际上对于非离子表面活性剂其稳定作用的主要原因是亲水的聚氧乙烯链水化后所形成的水化聚氧乙烯的空间位阻作用，阻止油珠间的聚结而是乳状液稳定。
(4)液滴的大小分布
影响液滴聚结速度的一个重要因素是液滴大小的分布。从动力学角度，液滴越小，在聚并速度相同的条件下，由乳化液变成两相彼此分离的液体所需要的时间越长，即乳状液越稳定。分散液滴的大小影响乳状液的稳定性，具有完全一样的大小分布的乳状液比具有较宽粒子分布但平均粒子大小与前者相同的乳状液要稳定得多。

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