乳化蠟是包括石油蠟在內的各種蠟均勻地分散在水中,借助乳化劑的定向吸附作用,在機械外力作用下制成的一種含蠟含水的均勻流體。乳化蠟外觀為灰白色均質半透明液體,抗酸、抗堿、耐硬水、水溶性強、乳液穩(wěn)定,任意比例水稀釋不分層、不破乳、不結塊、保質期長、固含量高、分散性好。不同乳化蠟性能要求不同,但仍存在共同的性能要求,其主要技術指標包括:固含量、穩(wěn)定性、溶液pH值、粒徑分布、外觀等。
乳化蠟的制備乳化蠟大都以石蠟、微晶蠟或石油酯為原 料,以水為連續(xù)相加入乳化劑進行乳化成乳化蠟,其穩(wěn)定的關鍵是乳化劑。
乳化劑在乳化蠟中的作用是:①吸附在蠟-水相界面上降低界面張力,從而降低分散體系的自由能;②在界面上形成有一定強度的保護膜,對分散的蠟液滴起到保護作用。乳化蠟可以根據(jù)其使用的乳化劑類型分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型乳化蠟等。
制備乳化蠟的乳化設備有攪拌器、均質器、高頻震蕩器和超聲波乳化器等,根據(jù)不同的乳化要求,選擇合適的乳化設備,使蠟和水混合均勻,可達到較好的乳化效果。乳化蠟的制備方法主要有劑在水中法、劑在油中法、初生皂法、輪流加液法、轉相溫度法等5種。
外觀、熔點、粒徑大小、穩(wěn)定性和分散性是乳化蠟的通用指標。為獲得性能好的乳化蠟,除了乳化方法、設備等對乳液的性質有影響外,在制備乳化蠟時的工藝條件如乳化劑的HLB值、乳化溫度、乳化時間、攪拌速度等對其性能也有影響,具體的操作工藝條件根據(jù)蠟、乳化劑以及乳化蠟的用途通過實驗來確定。
1、乳化劑的選擇和用量
乳化蠟的乳化劑選用復合乳化劑,由親油乳化劑和親水乳化劑構成,兩種乳化劑之間相互作用具有協(xié)同性,其乳化效果較單一乳化劑更佳。
復合乳化劑的HLB值越高,表示乳化劑分子的親水性強,易形成O/W型乳狀液;反之,易形成W/O型乳狀液。O/W型乳狀液的乳化劑其HLB值常在8~18之間,由于HLB值與其應用性質的關系有關,乳化蠟的較佳HLB值的范圍在9~13之間。
乳化劑在蠟-水界面上形成一定強度的保護膜,因此膜的強度與乳化劑用量有密切的關系。乳化劑用量太小,形成的膜的強度不夠,不能起到保護作用。
乳化劑用量越大,乳化效果越好,這種說法是不正確的。這是因為乳化劑用量過多,有可能多余的乳化劑在乳液中形成膠束,影響乳化蠟的分散性和穩(wěn)定性。只有乳化劑的用量達到一定時才能達到最佳乳化效果。
2、乳化溫度
乳化蠟的乳化過程是乳化劑吸附在蠟-水界面上,形成堅固的保護膜建立穩(wěn)定雙電層的過程。從熱力學上看,吸附是放熱過程,因此,升高溫度對吸附過程的進行不利。但是蠟熔化需要一定的熱量,目的是使蠟熔化,降低它的內聚能,以便于攪拌時更好的分散,所以乳化溫度至少要高于蠟的熔點。
在制備乳化蠟時,常常采用高溫熔融、低溫乳化的方法。若乳化溫度升高,分子動能增加,親水性基團水化程度減小,乳化蠟易轉成為W/O型乳狀液。當溫度過高時,乳化劑分子的運動加劇,會降低乳化劑分子在蠟-水界面的定向吸附性能,混合液中蠟和乳化劑等反應激烈,還有可能迅速產(chǎn)生大量泡沫。溫度降低,乳化蠟易形成O/W型乳狀液。合適的乳化溫度是制備乳化蠟的關鍵。
3、攪拌速度
乳化設備的攪拌速度也影響乳化蠟的性能,攪拌速度過低不能使蠟和水混合均勻,影響穩(wěn)定性。在乳化劑吸附到兩相界面上形成膠團后,攪拌速度過高不利于牢固保護膜和分散雙電層的形成,還會產(chǎn)生大量的液泡,對乳液的穩(wěn)定性造成影響和造成能源浪費。
攪拌方式也會影響乳化蠟的性能,開始時應采用較慢的攪拌速度,待蠟、水和乳化劑三者攪拌均勻時再增大攪拌速度,這樣有利于蠟的分散。
4、乳化時間
乳化時間的長短直接影響乳化效率,乳化時間短,乳化蠟產(chǎn)品質量高,則表明乳化效率好。乳化時間短,造成蠟乳化不充分,形成的乳化蠟產(chǎn)品顆粒較大,穩(wěn)定性差。但乳化時間過長會造成生產(chǎn)時間的增長和生產(chǎn)成本的增加。
事實證明,乳化蠟顆粒的粒徑在開始時隨乳化時間的增長變小,有利于乳化蠟的穩(wěn)定,但增長到一定時間時乳液粒徑變化不大。
1、乳化蠟在紡織方面的應用
乳化蠟用于色織和巾被行業(yè)的上漿中,漿紗的手感滑爽,織造斷頭率下降,織物的開口清晰,可提高產(chǎn)品的一等品率。用于針織品的柔軟整理時,手感豐滿、柔軟,是一種優(yōu)良的柔軟整理劑。
國內一些大城市的研究部門先后研制并大批量生產(chǎn)乳化蠟,但在物理性能、色澤和使用效果上與國外產(chǎn)品相比,尚存在色澤深、氣味大、質軟發(fā)黏、可洗性差、甚至產(chǎn)生織物退蠟不凈、造成印染斑疵等問題。
國外一般是采用固體蠟片,如美國西達公司的CD-52蠟片,其主要成分為氫化的天然動植物油脂,再加入適量的乳化劑、抗靜電劑、柔軟劑等,有效成分高,幾近100%,具有較好的使用效果,特別是這些產(chǎn)品能全部皂化,不會影響織物的印染加工。
2、乳化蠟在人造板方面的應用
人造板的防水性能是衡量其質量的最主要的指標之一。在人造板的加工成型過程中,將乳化蠟和膠一起摻入,乳化蠟因顆粒度小,在人造板制造過程中,通過有效的破乳,可使微小的蠟顆粒從水相中析出,均勻地吸附在木纖維上,提高板材的防水、防潮性能和表面光潔度,提高了人造板的質量。乳化蠟使用量為0.3%~1.0%(蠟/干板),低于直接施蠟法的1.5%~2%。
采用乳化蠟不僅可以降低蠟的消耗量,在質量上的優(yōu)越性表現(xiàn)為蠟的平均顆粒度小和流動性好,使蠟能以細小的微粒均勻地分布在刨花板和纖維板中,再加上乳化蠟本身的特性使蠟微粒很好地吸附在板上而不黏網(wǎng)。
3、乳化蠟在造紙方面的應用
為了提高紙和紙板的表面強度以及防止水性液體(如書寫墨水)的擴散和滲透,必須添加助劑使紙面具有一定疏水性,這類化學品稱為“造紙施膠劑”。
乳化蠟加入紙漿后,經(jīng)加熱成型制成的紙張,在紙纖維上黏附了無數(shù)微小的蠟晶粒從而增進了紙的抗水性。另外,由于蠟晶粒在表面積聚,在減少紙面起毛的同時,增進了表面光滑,從而改善了其耐磨度和印刷性能。在壓光機的表面上施膠,還可以起到潤滑作用,有助于防止紙漿中的淀粉黏掉紙板表面,以保持紙面光潔美觀。
4、乳化蠟作為上光劑
乳化蠟作為上光劑具有填充、提高材料和制品表面光潔度的功能,被廣泛用于皮革、地板、家具、塑料制品及汽車上光等行業(yè)。
乳化蠟顆粒細、成膜好、膜透明度高,在皮革中用于底、中頂層的涂飾,在皮革表層形成一層均相且連續(xù)的薄膜,微觀上薄膜很平滑,對光波產(chǎn)生較強烈的反射作用,從而具有光澤感,還能增加皮革的防水功能、提高涂層耐熱性、在干燥成膜過程中改善涂層收縮性和改善成革手感等作用。
5、乳化蠟在農業(yè)方面的應用
在農業(yè)上,乳化蠟主要用作果蔬保鮮劑、植物保護劑和防凍劑、土壤保濕保溫劑。在新采摘的果蔬表面浸漬或噴涂乳化蠟溶液,待其風干后形成一層極薄的透明被膜保護層。
保護層可增強果蔬表皮的防護作用,適當堵塞果蔬的表皮毛孔,抑制呼吸作用,減少水分蒸發(fā)和營養(yǎng)損耗,防止皺縮萎蔫,抑制微生物侵入,防止腐敗?;ɑ鼙徊烧螅A先將其在水中浸泡,然后再用乳化蠟處理,花卉的壽命可明顯延長。
在植物莖、葉噴涂稀的乳化蠟乳液后,由于保護層的形成,可有效地阻止水分蒸發(fā),從而減輕干旱、凍害、日光灼燒等氣候條件對植物的影響。在農田土壤表面噴灑稀的蠟乳液后,可有效地阻止土壤水分的蒸發(fā)和熱量散失,從而可有效地起到保濕保溫的效果。
6、乳化炸藥蠟
乳化炸藥是一種由氧化劑水溶液與油類經(jīng)乳化而形成的W/O型乳膠體,與其他添加劑混合而成的乳脂狀、膠狀、軟體或固體爆破劑。因其具有抗水性能強、爆轟性能好、生產(chǎn)使用安全以及環(huán)境污染小等優(yōu)點而得到廣泛應用。
乳化炸藥用蠟(油相材料)在乳化炸藥中是關鍵組分之一,約占炸藥組成總質量的3%~6%。其作用是均勻涂覆于硝酸銨(乳化炸藥中氧化劑的主要成分)等粉末表面,阻止水汽的滲入,提高其抗吸濕性和抗結塊性,為炸藥提供良好的儲存穩(wěn)定性和爆炸性能。另外,它也作為敏化劑和還原劑,為炸藥提供足夠的爆轟敏感度,維持炸藥零氧平衡,減少毒氣產(chǎn)生量。
7、乳化蠟在其他方面的應用
在輕工和橡膠等行業(yè),乳化蠟除用作上光劑外,還可用作涂料和助劑。如在制造乳膠手套的預硫化過程中,加入一定量的乳化蠟,可改進鑄模的抗黏性,使手套易于脫模;在汽車輪胎、傳送帶涂料等中添加乳化蠟,可改進產(chǎn)品的防龜裂、抗氧化、防黏等性能。
乳化蠟作為陶瓷生產(chǎn)過程中的潤滑劑可以促進胚體的成形,防止黏模,使產(chǎn)品易于脫模,提高成品質量和成品率。當使用質地較差的高嶺土原料時,加入乳化蠟可彌補其塑性差的缺點或改善初制品的強度,以取代價格昂貴的聚乙烯醇。
乳化蠟作為基本原料制得的鋼筋混凝土固化劑,可以防止混凝土在固化過程中表面水分過度蒸發(fā),促進水泥水合作用的正常進行。
同時乳化蠟還可以用在化妝品方面,結構型和半固體型乳化液傾向于應用到皮膚上或者黏液制品中。比如洗液和乳脂等,一般都是由復雜的組分組成,這些成分的穩(wěn)定性和可適用范圍很廣。這些乳液的物化性質對于優(yōu)化生產(chǎn)工藝、優(yōu)化一些藥物和應用到皮膚美容品的生產(chǎn)中是非常有幫助的。
2018-08-14 13:47:23 520 http://www.yiqi.com/citiao/detail_1224.html 熱門標簽: