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三重微乳化技術(shù)
閱讀：1040 發(fā)布時(shí)間：2023-7-5微乳液是由水、油、表面活性劑（surfactant）和助表面活性劑（cosurfactant）在適當(dāng)?shù)谋壤滦纬傻耐该骰虬胪该?、各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系。微乳化液與常規(guī)乳化液的一些性質(zhì)做了簡(jiǎn)略比較。
微乳液與乳狀液的本質(zhì)區(qū)別表現(xiàn)為兩個(gè)方面：
（1）微乳液是熱力學(xué)穩(wěn)定體系，而乳狀液只是動(dòng)力學(xué)意義上的穩(wěn)定；
（2）微乳液小球的粒徑小于10nm，所以微乳液呈透明或半透明；而乳液小球的粒徑為100∽500nm，故體系是渾濁的。
（1）超低的界面張力：在微乳液體系中油/水界面張力可降至超低值10-3∽10-4mN.m-1,而一般的油/水界面張力通常為70 mN.m-1，加入表面活性劑能降低至20 mN.m-1左右。
（2）很大的增溶量：O/W型微乳液對(duì)油的增溶量一般為5%左右，而W/O型微乳液對(duì)油的增溶量一般為60%左右。
（3）粒徑：微乳液液滴的大小一般為10∽100nm，膠束的大小一般為1∽10nm，微乳液的粒徑介于膠束與乳狀液之間。
（4）熱力學(xué)穩(wěn)定性：微乳液很穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間放置也不會(huì)分層和破乳。
1、劑在水中法。乳化劑溶于水中，在激烈攪拌下將油相加入，可得O/W型乳液。
2、劑在油中法。乳化劑溶于油相，再加水，直接制得W/O型乳液。繼續(xù)加水至變型，可得O/W型乳液。這樣制得的O/W型乳液粒度小，穩(wěn)定性高。
3、輪流加液法。將油和水輪流加入乳化劑中，每次少量。
4、瞬間成皂法。制備用皂穩(wěn)定的乳液，可將脂肪酸溶于油相，將堿溶于水相。在劇烈攪拌下將兩相混合，在界面上瞬間形成脂肪酸皂，從而得到穩(wěn)定的乳液。
5、界面復(fù)合物生成法。采用復(fù)合乳化劑時(shí)，將親油性強(qiáng)的乳化劑溶于油相，將親水性強(qiáng)的乳化劑溶于水相。兩相混合時(shí)，界面上二種乳化劑形成復(fù)合物，從而使乳狀液穩(wěn)定。
6、自發(fā)乳化法。不需要機(jī)械攪拌，把油、水和乳化劑加在一起自發(fā)地形成乳狀液。
在提高原油采收率中的應(yīng)用
在當(dāng)前各種各樣的能源中，原油發(fā)揮著重要的作用，約占世界能源的40%。但是，原油是非再生資源，儲(chǔ)量在逐年下降。因此，提高原油采收率，以增加原油供應(yīng)，其重要性不言而喻。所謂提高原油采收率是指通過(guò)注入原來(lái)油藏中沒(méi)有的各種物料驅(qū)替出原油。一次采油是靠地下油藏自身的壓力開(kāi)采；二次采油是指用注氣或注水等手段使油藏中局部增加壓力；三次采油則是指二次采油后所采用的任何技術(shù)，微乳液驅(qū)油是其中比較有效的一種。
微乳技術(shù)用于三次采油，從60年代就已開(kāi)始，70年代的兩次石油危機(jī)大大加速了這方面的工作。微乳液之所以能驅(qū)油，最主要的原因是微乳液能產(chǎn)生超低的油-驅(qū)替液界面張力。二次采油后，剩余的油粘附在地層的毛細(xì)管孔道中，油水界面張力約30N/m，由此得出，驅(qū)動(dòng)殘余油的壓差一般為100Kg/cm-2/m-1，而注水的壓差只有2～4Kg/cm-2/m-1，所以單靠注水不能采出這部分原油。加入微乳液可使表面張力降低到10-3N/m，因而可以大大提高采收率。
在燃料油中的應(yīng)用
早在1913年，英國(guó)劍橋大學(xué)就提出在發(fā)動(dòng)機(jī)中摻水燃燒的思路。1981年國(guó)際燃燒協(xié)會(huì)第一屆年會(huì)上決定把摻水燃料作為三大節(jié)能措施之一。隨著能源供需矛盾的日益突出，節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境已成為世界性研究課題。當(dāng)今油料尤其是柴油的價(jià)格不斷攀升，每噸批發(fā)價(jià)近4000元。因此，油包水型微乳化柴油，這種新型的節(jié)能燃料，成為近期研究的熱點(diǎn)。
微乳化柴油其節(jié)能和環(huán)保性能有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)依據(jù)。水本身并不燃燒，，內(nèi)燃機(jī)使用含水燃料之所以能節(jié)能，不是水代替了燃料，而是促進(jìn)了燃燒，使原有的燃燒更完善。眾說(shuō)周知，水是由氧和氫兩種元素組成的，在氣缸高溫高壓燃燒中會(huì)發(fā)生一系列附加的化學(xué)反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生大量的O、H和OH自由基，這些物質(zhì)大大活化了整個(gè)燃燒過(guò)程。第一，是利用自身分解氧充分助燃，抑制了未燃碳的提前排放，使之更燃燒，從而節(jié)省了燃油；第二，利用水在一切固體和液體中比熱最大的特性迅速吸收動(dòng)力零部件熱量而減少膨脹性磨擦，降低了自耗功而節(jié)省了油料，增加了功率；第三，減少積炭和結(jié)焦，含水燃料可減少局部高溫缺氧脫氫裂解烴類結(jié)成炭顆粒，且使燃燒室各壁面和噴油頭、火花電極等突出部位溫度均化，保證整體正常工作，從而達(dá)到降耗的目的；第四，促使二次霧化，由于水的沸點(diǎn)低而蒸發(fā)早，水蒸氣產(chǎn)生的壓力突破油包水所形成的薄膜，產(chǎn)生微爆效應(yīng)，使油、水都得到了在化油器之后的再次霧化，不僅大大提高了燃燒利用率而節(jié)能，且增加了功率，減少尾氣污染30%以上。
在石蠟中的應(yīng)用
微乳化蠟以石蠟和高效乳化劑等為原料乳化而成，其具有乳液微粒小、穩(wěn)定性好、透明等特點(diǎn)。
微乳化蠟可用于人造板工業(yè)。我國(guó)的各種纖維板和刨花板都不同程度地使用微乳化蠟作防水劑。在造紙業(yè)，如果采用微乳化蠟施膠，不僅可改善紙張質(zhì)量，還可降低成本。在紡織業(yè)，微乳化蠟主要用作柔軟劑和上漿助劑。在農(nóng)業(yè)，微乳化蠟主要用于果蔬保鮮和植物保護(hù)。果蔬采收后用水果保鮮微乳化蠟處理，可防止因生理衰老、病菌及機(jī)械損傷等引起的腐爛變質(zhì)。在植物保護(hù)方面，微乳化蠟可防止干旱、凍害、日灼等氣候條件對(duì)植物的有害影響?；ɑ鼙徊烧笙扔盟荩缓笤儆梦⑷榛炋幚?，可延長(zhǎng)花卉的壽命。在皮革制造業(yè)，用微乳化蠟處理的皮革，可以使皮革表面具有蠟質(zhì)手感、清爽、光亮度好。微乳化蠟在陶瓷生產(chǎn)中用作潤(rùn)滑劑，可以促進(jìn)胚體形成，易于脫模，提高成品質(zhì)量。微乳化蠟還可作為塑料制品及汽車的上光劑。
微乳化蠟的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，其發(fā)展前景十分看好。
在潤(rùn)滑劑中的應(yīng)用
金屬加工按使用特性分為金屬切削液和金屬成型液（含拉拔、軋制、鍛壓等）兩大類。每一品種再按介質(zhì)狀況分為油基型(Straight oil)和水基型(Water fluid)。水基液又分為可溶性油(Soluble Oil)、半合成液(Semi-synthetics)（亦稱為微乳液(microemulsion)）和合成液(Synthetics)。乳化液是礦油中加入乳化劑溶于水后形成的；半合成液是由油、水、表面活性劑、助表面活性劑、和各種添加劑形成的透明油狀液體；合成液則不含油，是一些化合物直接加入水后形成的透明液體。微乳化油是一種介于乳化油和合成切削液之間的新型金屬加工液產(chǎn)品，它既具有乳化油的潤(rùn)滑性，又有合成切削液的清洗性，逐步發(fā)展為乳化油和合成液的換代產(chǎn)品。