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乳化蜡

乳化

  乳化蜡是包括石油蜡在内的各种蜡均匀地分散在水中,借助乳化剂的定向吸附作用,在机械外力作用下制成的一种含蜡含水的均匀流体。乳化蜡外观为灰白色均质半透明液体,抗酸、抗碱、耐硬水、水溶性强、乳液稳定,任意比例水稀释不分层、不破乳、不结块、保质期长、固含量高、分散性好。不同乳化蜡性能要求不同,但仍存在共同的性能要求,其主要技术指标包括:固含量、稳定性、溶液pH值、粒径分布、外观等。

乳化蜡的制备

  乳化蜡大都以石蜡、微晶蜡或石油酯为原  料,以水为连续相加入乳化剂进行乳化成乳化蜡,其稳定的关键是乳化剂。

  乳化剂在乳化蜡中的作用是:①吸附在蜡-水相界面上降低界面张力,从而降低分散体系的自由能;②在界面上形成有一定强度的保护膜,对分散的蜡液滴起到保护作用。乳化蜡可以根据其使用的乳化剂类型分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型乳化蜡等。

  制备乳化蜡的乳化设备有搅拌器、均质器、高频震荡器和超声波乳化器等,根据不同的乳化要求,选择合适的乳化设备,使蜡和水混合均匀,可达到较好的乳化效果。乳化蜡的制备方法主要有剂在水中法、剂在油中法、初生皂法、轮流加液法、转相温度法等5种。

乳化蜡制备影响因素

  外观、熔点、粒径大小、稳定性和分散性是乳化蜡的通用指标。为获得性能好的乳化蜡,除了乳化方法、设备等对乳液的性质有影响外,在制备乳化蜡时的工艺条件如乳化剂的HLB值、乳化温度、乳化时间、搅拌速度等对其性能也有影响,具体的操作工艺条件根据蜡、乳化剂以及乳化蜡的用途通过实验来确定。

  1、乳化剂的选择和用量

  乳化蜡的乳化剂选用复合乳化剂,由亲油乳化剂和亲水乳化剂构成,两种乳化剂之间相互作用具有协同性,其乳化效果较单一乳化剂更佳。

  复合乳化剂的HLB值越高,表示乳化剂分子的亲水性强,易形成O/W型乳状液;反之,易形成W/O型乳状液。O/W型乳状液的乳化剂其HLB值常在8~18之间,由于HLB值与其应用性质的关系有关,乳化蜡的较佳HLB值的范围在9~13之间。

  乳化剂在蜡-水界面上形成一定强度的保护膜,因此膜的强度与乳化剂用量有密切的关系。乳化剂用量太小,形成的膜的强度不够,不能起到保护作用。

  乳化剂用量越大,乳化效果越好,这种说法是不正确的。这是因为乳化剂用量过多,有可能多余的乳化剂在乳液中形成胶束,影响乳化蜡的分散性和稳定性。只有乳化剂的用量达到一定时才能达到Z佳乳化效果。

  2、乳化温度

  乳化蜡的乳化过程是乳化剂吸附在蜡-水界面上,形成坚固的保护膜建立稳定双电层的过程。从热力学上看,吸附是放热过程,因此,升高温度对吸附过程的进行不利。但是蜡熔化需要一定的热量,目的是使蜡熔化,降低它的内聚能,以便于搅拌时更好的分散,所以乳化温度至少要高于蜡的熔点。

  在制备乳化蜡时,常常采用高温熔融、低温乳化的方法。若乳化温度升高,分子动能增加,亲水性基团水化程度减小,乳化蜡易转成为W/O型乳状液。当温度过高时,乳化剂分子的运动加剧,会降低乳化剂分子在蜡-水界面的定向吸附性能,混合液中蜡和乳化剂等反应激烈,还有可能迅速产生大量泡沫。温度降低,乳化蜡易形成O/W型乳状液。合适的乳化温度是制备乳化蜡的关键。

  3、搅拌速度

  乳化设备的搅拌速度也影响乳化蜡的性能,搅拌速度过低不能使蜡和水混合均匀,影响稳定性。在乳化剂吸附到两相界面上形成胶团后,搅拌速度过高不利于牢固保护膜和分散双电层的形成,还会产生大量的液泡,对乳液的稳定性造成影响和造成能源浪费。

  搅拌方式也会影响乳化蜡的性能,开始时应采用较慢的搅拌速度,待蜡、水和乳化剂三者搅拌均匀时再增大搅拌速度,这样有利于蜡的分散。

  4、乳化时间

  乳化时间的长短直接影响乳化效率,乳化时间短,乳化蜡产品质量高,则表明乳化效率好。乳化时间短,造成蜡乳化不充分,形成的乳化蜡产品颗粒较大,稳定性差。但乳化时间过长会造成生产时间的增长和生产成本的增加。

  事实证明,乳化蜡颗粒的粒径在开始时随乳化时间的增长变小,有利于乳化蜡的稳定,但增长到一定时间时乳液粒径变化不大。

乳化蜡的应用

  1、乳化蜡在纺织方面的应用

  乳化蜡用于色织和巾被行业的上浆中,浆纱的手感滑爽,织造断头率下降,织物的开口清晰,可提高产品的一等品率。用于针织品的柔软整理时,手感丰满、柔软,是一种优良的柔软整理剂。

  国内一些大城市的研究部门先后研制并大批量生产乳化蜡,但在物理性能、色泽和使用效果上与国外产品相比,尚存在色泽深、气味大、质软发黏、可洗性差、甚至产生织物退蜡不净、造成印染斑疵等问题。

  国外一般是采用固体蜡片,如美国西达公司的CD-52蜡片,其主要成分为氢化的天然动植物油脂,再加入适量的乳化剂、抗静电剂、柔软剂等,有效成分高,几近,具有较好的使用效果,特别是这些产品能全部皂化,不会影响织物的印染加工。

  2、乳化蜡在人造板方面的应用

  人造板的防水性能是衡量其质量的Z主要的指标之一。在人造板的加工成型过程中,将乳化蜡和胶一起掺入,乳化蜡因颗粒度小,在人造板制造过程中,通过有效的破乳,可使微小的蜡颗粒从水相中析出,均匀地吸附在木纤维上,提高板材的防水、防潮性能和表面光洁度,提高了人造板的质量。乳化蜡使用量为0.3%~1.0%(蜡/干板),低于直接施蜡法的1.5%~2%。

  采用乳化蜡不仅可以降低蜡的消耗量,在质量上的优越性表现为蜡的平均颗粒度小和流动性好,使蜡能以细小的微粒均匀地分布在刨花板和纤维板中,再加上乳化蜡本身的特性使蜡微粒很好地吸附在板上而不黏网。

  3、乳化蜡在造纸方面的应用

  为了提高纸和纸板的表面强度以及防止水性液体(如书写墨水)的扩散和渗透,必须添加助剂使纸面具有一定疏水性,这类化学品称为“造纸施胶剂”。

  乳化蜡加入纸浆后,经加热成型制成的纸张,在纸纤维上黏附了无数微小的蜡晶粒从而增进了纸的抗水性。另外,由于蜡晶粒在表面积聚,在减少纸面起毛的同时,增进了表面光滑,从而改善了其耐磨度和印刷性能。在压光机的表面上施胶,还可以起到润滑作用,有助于防止纸浆中的淀粉黏掉纸板表面,以保持纸面光洁美观。

  4、乳化蜡作为上光剂

  乳化蜡作为上光剂具有填充、提高材料和制品表面光洁度的功能,被广泛用于皮革、地板、家具、塑料制品及汽车上光等行业。

  乳化蜡颗粒细、成膜好、膜透明度高,在皮革中用于底、中顶层的涂饰,在皮革表层形成一层均相且连续的薄膜,微观上薄膜很平滑,对光波产生较强烈的反射作用,从而具有光泽感,还能增加皮革的防水功能、提高涂层耐热性、在干燥成膜过程中改善涂层收缩性和改善成革手感等作用。

  5、乳化蜡在农业方面的应用

  在农业上,乳化蜡主要用作果蔬保鲜剂、植物保护剂和防冻剂、土壤保湿保温剂。在新采摘的果蔬表面浸渍或喷涂乳化蜡溶液,待其风干后形成一层极薄的透明被膜保护层。

  保护层可增强果蔬表皮的防护作用,适当堵塞果蔬的表皮毛孔,YZ呼吸作用,减少水分蒸发和营养损耗,防止皱缩萎蔫,YZ微生物侵入,防止腐败。花卉被采摘后,预先将其在水中浸泡,然后再用乳化蜡处理,花卉的寿命可明显延长。

  在植物茎、叶喷涂稀的乳化蜡乳液后,由于保护层的形成,可有效地阻止水分蒸发,从而减轻干旱、冻害、日光灼烧等气候条件对植物的影响。在农田土壤表面喷洒稀的蜡乳液后,可有效地阻止土壤水分的蒸发和热量散失,从而可有效地起到保湿保温的效果。

  6、乳化zha

  乳化zha是一种由氧化剂水溶液与油类经乳化而形成的W/O型乳胶体,与其他添加剂混合而成的乳脂状、胶状、软体或固体bao剂。因其具有抗水性能强、爆轰性能好、生产使用安全以及环境污染小等优点而得到广泛应用。

  乳化zha用蜡(油相材料)在乳化zha中是关键组分之一,约占zha组成总质量的3%~6%。其作用是均匀涂覆于硝酸铵(乳化zha中氧化剂的主要成分)等粉末表面,阻止水汽的渗入,提高其抗吸湿性和抗结块性,为zha提供良好的储存稳定性和爆炸性能。另外,它也作为敏化剂和还原剂,为zha提供足够的爆轰敏感度,维持zha零氧平衡,减少毒气产生量。

  7、乳化蜡在其他方面的应用

  在轻工和橡胶等行业,乳化蜡除用作上光剂外,还可用作涂料和助剂。如在制造乳胶手套的预硫化过程中,加入一定量的乳化蜡,可改进铸模的抗黏性,使手套易于脱模;在汽车轮胎、传送带涂料等中添加乳化蜡,可改进产品的防龟裂、抗氧化、防黏等性能。

  乳化蜡作为陶瓷生产过程中的润滑剂可以促进胚体的成形,防止黏模,使产品易于脱模,提高成品质量和成品率。当使用质地较差的高岭土原料时,加入乳化蜡可弥补其塑性差的缺点或改善初制品的强度,以取代价格昂贵的聚乙烯醇。

  乳化蜡作为基本原料制得的钢筋混凝土固化剂,可以防止混凝土在固化过程中表面水分过度蒸发,促进水泥水合作用的正常进行。

  同时乳化蜡还可以用在化妆品方面,结构型和半固体型乳化液倾向于应用到皮肤上或者黏液制品中。比如洗液和乳脂等,一般都是由复杂的组分组成,这些成分的稳定性和可适用范围很广。这些乳液的物化性质对于优化生产工艺、优化一些药物和应用到皮肤美容品的生产中是非常有帮助的。

 

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