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        乳化與去乳化的研究

        摘要:我們通過研究不同表面活性劑體系高效化學破乳劑的合成與復配以及液液兩相乳狀液的形成、穩定、凝聚、消除機理,探討了乳狀液穩定性的影響因素,乳狀液消除的機制。研究了不同化學結構的表面活性劑,對生物乳化體系消除的機理和乳化消除的動力學過程。通過研究不同表面活性劑復配后協同破乳化的機制,破乳劑與助溶劑、穩定劑等添加試劑之間的相互作用及配伍性,篩選得到高性能適合系列復合破乳劑,同時考察了無機鹽離子、溫度等因素對破乳效果的影響。針對不同的生物乳化體系,考察了不同生物質成分與表面活性劑成分作用的機制,研究針對不同生物質體系**適破乳劑復配技術。結合實際生產過程及原材料研究了高效復合化學破乳劑的現場應用工藝。
        **詞:乳化 去乳化 乳化劑 液體 研究
        前言:乳化是一種液體以極微小液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體中的作用。乳化是液-液界面現象,兩種不相溶的液體,如油與水,在容器中分成兩層,密度小的油在上層,密度大的水在下層。若加入適當的表面活性劑在強烈的攪拌下,油被分散在水中,形成乳狀液,該過程叫乳化。乳化液是指**少有一種液體以液珠的形式分散在另一種液體中形成的一種高度分散的非均相體系。乳化壓裂液是20世紀70年代發展起來的壓裂液體系,分為水包油乳化壓裂液和油包水乳化壓裂液兩種類型。乳化體系具有良好的增粘能力,粘度調節方便,濾失量低等特點,在20世紀70年代中期到80年代有較快的發展,并作為經濟有效的壓裂液使用于低壓油氣藏。水包油乳化壓裂液具有比油包水乳化壓裂液摩阻小、流變性便于調節、易返排的優點,在我**新疆、吐哈等油田多次施工并取得了一定的效益。
        理論上,油相和水相在沒有表面活性物質的作用下,是不會發生乳化作用的,但在實驗中發現大慶原油與水在一定程度上都發生了乳化作用.實驗采用4種不同的水源分別與原油混合振蕩發生了乳化作用,從各種水源與油的界面張力、原油黏度以及原油的組分和各種水源的礦化度等方面進行了研究和探討。這些研究對于進一步認識原油與水的乳化作用,涉及的相態變化以及認識和了解驅油機理具有重要的理論和實際意義。[1]
        一、 乳化的理論與原理
            乳狀液是化妝品中**廣泛的劑型,從水樣的流體到粘稠的膏霜等。因此,乳狀液的討論對化妝品的研究和生產及保存和使用有著極其重要的意義。
        乳化原理 在制備乳狀液時,是將分散相以細小的液滴分散于連續相中,這兩個互不相溶的液相所形成的乳狀液是不穩定的,而通過加入少量的乳化劑則能得到穩定的乳狀液。對此,科學工作者從不同的角度提出了不同的理論解釋,這些乳狀液的穩定機理,對研究,生產乳狀液的化妝品有著重要的理論指導意義。
        二、乳化技術與方法
        乳狀液是由水相和油相所組成的,乳狀液的制備一般是先分別制備出水相和油相,然后再將它們混合而得到乳狀液。
        乳化方法 制備乳狀液的乳化方法,除了前述的初生皂法、劑在水中法、劑在油中法之外,還有油、水混合法,轉相乳化法,低能乳化法低能乳化法簡記為LEE。[2]
        三、影響乳化的各種因素
        1、乳化設備
        制備乳狀液的機械設備主要是乳化機,它是一種使油、水兩相混合均勻的乳化設備,目前乳化機的類型主要有三種:乳化攪拌機、膠體磨和均質器。乳化機的類型及結構、性能等與乳狀液微粒的大?。ǚ稚⑿裕┘叭闋钜旱馁|量(穩定性)有很大的關系。一般如現在還在化妝品廠廣泛使用的攪拌式乳化機,所制得的乳狀液其分散性差。微粒大且粗糙,穩定性也較差,也較易產生污染。但其制造簡單,價格便宜,只要注意選擇機器的合理結構,使用得當,也是能生產出一般復合質量要求的大眾化的化妝品的。膠體磨和均質器是比較好的乳化設備。近年來乳化機械有很大進步,如真空乳化機其制備出的乳狀液的分散性和穩定性**。格里芬(Griffin)曾對不同類型乳化機與乳狀液粒徑大小分布關系進行過試驗研究,其結果如下表。乳化設備與微粒粒徑分布關系乳化機類型 微粒大小范圍(微米)1%乳化劑 5%乳化劑 10%乳化劑推進式攪拌渦輪式攪拌器膠體磨均質器。
        2、溫度
        乳化溫度對乳化好壞有很大的影響,但對溫度并無嚴格的限制,如若油、水皆為液體時,就可在室溫下依借攪拌達到乳化。一般乳化溫度取決于二相中所含有高熔點物質的熔點,還要考慮乳化劑種類及油相與水相的溶解度等因素。此外,二相之溫度需保持近相同,尤其是對含有較高熔點(70℃以上)的蠟、脂油相成分,進行乳化時,不能將低溫之水相加入,以防止在乳化前將蠟、脂結晶析出,造成塊狀或粗糙不均勻乳狀液。一般來說在進行乳化時,油、水兩相的溫度皆可控制在75℃-85℃之間,如油相有高熔點的蠟等成分,則此時乳化溫度就要高一些。另外在乳化過程中如粘度增加很大,所謂太稠而影響攪拌,則可適當提高一些乳化溫度。若使用的乳化劑具有一定的轉相溫度,則乳化溫度也**好選在轉相溫度左右。乳化溫度對乳狀液微粒大小有時亦有影響。如一般用脂肪酸皂陰離子乳化劑,用初生皂法進行乳化時,乳化溫度控制在80℃時,乳狀液微粒大小約1.8-2.0μm,如若在60℃進行乳化,這時微粒大小約為6μm。而用非離子乳化劑進行乳化時,乳化溫度對微粒大小影響較弱。
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