褐煤蠟單獨乳化研究

褐煤蠟單獨乳化研究

石洪波 1 鄧運成 2
（ 1． 肥城礦業集團 菏澤聚隆能源有限公司，山東 菏澤 274000 ；
2． 棗莊礦業集團 盛源宏達化工有限公司，山東 滕州 277519 ）
【摘要】本文從乳液發展、乳液分類、乳液穩定等幾方面進行了考察，闡述了蠟乳液的應用前景，對蠟乳液的研發工作提出了指導和建議。

【關鍵詞】褐煤蠟；蠟乳液；乳化

0 概述 

為考察乳化溫度、乳化劑用量與乳化時間等因素對乳液 穩定性的影響，根據正交實驗結果，通過計算確定影響乳液 穩定性的因素（乳化時間、乳化溫度和乳化劑用量）的主次順 序，選出較優的水平組合，從而確定最優的實驗方案。 極差 R 最大的是溫度，說明溫度對實驗結果影響最大，而時間和乳 化劑用量對實驗的影響較小，即溫度是最主要因素。 實驗時， 溫度的變化會導致乳液性能發生更大的變化。 因此，溫度選 擇適合是實驗成功的關鍵。 由實驗影響因素的主次所確定的 最優方案為：乳化溫度 90℃ ，乳化時間 60min ，乳化劑與褐煤 蠟用量之比為 1 ： 1

1 影響乳液穩定性的因素 

1.1 乳化溫度對乳液穩定性的影響 乳化溫度對乳化蠟的穩定性影響較大。 溫度低時，不能 將石蠟有效的乳化，蠟乳液的親水性差，乳液不穩定；反之， 溫度過高，分子的熱運動加劇，不利于表面活性劑的定向吸 附，表面活性劑的親水性變差，乳化能力下降，制得的乳液的 穩定性降低，同時會產生大量泡沫。 另一方面，溫度越高，分 子運動越劇烈，碰撞幾率增大，又不易形成小粒徑的乳液。 因 此，溫度并非越高越好。 經實驗可知，褐煤蠟單獨乳化較佳乳 化溫度為 90℃

1.2 乳化時間對乳液穩定性的影響 

乳化時間也是制備石蠟乳狀液的一個重要因素，如果乳 化時間太短不能形成好的石蠟乳狀液；而乳化時間太長不但 增加成本，造成資源浪費，還會使石蠟乳狀液聚積結塊，影響 乳液整體效果。 褐煤蠟用量 1g ；乳化劑十二烷基苯磺酸鈉用 量 1.5g ，是褐煤蠟量的 1.5 倍；環己烷 15mL ；水 100mL ；乳化 劑加入方式為乳化劑在水中，水相加入油相；乳化溫度 80℃ ， 考察乳化時間對石蠟乳化效果的影響。 乳化時間為 30min 、 60min 時， 乳液穩定性較差， 而 40min 時的乳液效果不是很 好，僅 50min 時形成均一乳液。 因此， 50min 為較佳乳化時間。 1.3 乳化劑用量對乳液穩定性的影響。

為了考察乳化劑用量對乳液性能的影響，選擇十二烷基 苯磺酸鈉作為乳化劑，改變乳化劑與褐煤蠟用量之比，檢測 所制備的乳液的性能。 實驗中使用環己烷 15mL ，水 100mL ， 乳化劑添加方式為乳化劑在水中，水相加入油相，乳化溫度 80℃ ，乳化時間 40min 。 當乳化劑含量過高時，不僅會增加成 本，而且會使乳化效果變差，易在乳化過程中產生發泡現象； 但若乳化劑總含量過低，乳化效果達不到要求，導致液滴很 快破乳，使乳狀液分層，影響乳化效果。

1.4 乳化劑加入方式對乳液穩定性的影響 

以十二烷基苯磺酸鈉為乳化劑乳化褐煤蠟，選擇乳化溫 度為 80℃ ，乳化時間 50min ，乳化劑用量與蠟用量相等，考察 乳化劑添加方式不同對乳液穩定性的影響，以十二烷基苯磺 酸鈉為乳化劑乳化褐煤蠟時，采取乳化劑在油中，水相加入 油相的乳化劑添加方法制得的乳液均一、穩定，整體效果比 較好。

1.5 選用不同乳化劑對乳液穩定性的影響 

乳化劑為司班 80 、吐溫 80 、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸 鈉連用時，乳液成粘稠狀，靜置一段時間后呈凍狀；當使用司 班 80 、吐溫 80 、十二烷基苯磺酸鈉時，出現凝膠現象，流動性 差； 直接使用司班 80 與吐溫 80 或者使用吐溫 80 與硬脂酸 兩種乳化劑時效果較好，制備出的乳液均一，呈乳白色；而僅 使用十二烷基苯磺酸鈉，當乳化劑占總量 1.50% 時，出現分層 現象，當乳化劑占總量 2.00% 時凝膠，效果均不好。

以上現象說明，當乳化劑種類多時乳化過程復雜，各乳 化劑之間量的配比關系難以掌握， 從而加大了實驗難度，所 以大多數實驗中乳化效果并不是很好；而單個乳化劑使用時 乳化效果難以達到讓人滿意的程度，因此，乳化劑應復合使 用，過多過少均影響效果，一般以兩種為宜。 對于本實驗來 說，使用司班 -80 與吐溫 -80 的效果較佳。

2 其他因素對乳液穩定性的影響 

2.1 攪拌速度對乳液穩定性的影響 

攪拌速度的大小同樣影響著蠟乳液的性能，攪拌速率的 大小直接影響到混合強度，混合不充分，那么油、水、乳化劑 得不到充分混合，乳狀液的液滴也必然不均勻。 在一定的混 合強度范圍內，混合強度越大，液滴就越小、越均勻，從而使形成的乳狀液越穩定。 制備乳 狀液時，攪拌速度的增加使乳狀液的穩定性大大增強。

當攪拌速度比較小時，所得乳液粒徑為過大，這是由于 乳化的剪切力不足， 不能使蠟與乳化劑充分的分散開來，導 致乳液穩定性差； 當攪拌速度大于 1000r/min 時， 乳液粒徑 小，乳液的穩定性很好。 但攪拌速度也不能過快，否則會帶入 大量氣泡，使得消泡困難，影響生產操作，同時耗能過高。 因 此乳化過程中要恰當的控制攪拌速度， 一般控制在 700-1 400r/min 比較適宜。

2.2 溶劑量對乳液穩定性的影響 

本實驗采用環己烷來溶解褐煤蠟和石蠟。

 因為在使用乳化劑時有時會起泡，在泡沫相當多的情況 下，當溶劑為 10 毫升， 15 毫升， 20 毫升很容易被氣泡阻隔而 使真正參與溶解褐煤蠟的環己烷量相對減少，從而不能夠完 全溶解褐煤蠟，所以環己烷的量應該適當過量，一般為 30ml ； 而對于某些乳化劑來說，當其加入時不會起泡或起泡量較少 時，環己烷的量應在 15ml 較適宜。

3 實驗結論 

本文通過對乳化劑種類及用量及乳化較佳工藝條件的 確定，制備出了性能穩定、揩光性好的蠟乳液。

 褐煤蠟乳液的制備采用十二烷基苯磺酸鈉作為乳化 劑， 褐煤蠟用量為油相質量的 3.7% ， 乳化劑用量與褐煤蠟 用量相等，乳化水用量為乳液總質量的 88% ，乳化溫度控制 在 90℃ 左右，乳化時間為 60min ，制備出的褐煤蠟乳液穩定 性好。

【參考文獻】
［ 1 ］李寶才，張惠芬 . 云南褐煤蠟的研究 [J]. 燃料化學學報， 1999(03)．