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根據工藝要求, 乳化液要具有四個基本功能, 即冷卻性、潤滑性、防銹性、清洗性。因此乳化液的成分主要由油、乳化劑、防銹劑和水組成。機械加工廠使用的乳化液通常都是水包型( 即O/ W 型)。其中乳化油的含量占2% 一5% , 水的含量占95 % 以上。因為其中乳化劑的作用, 油以細微的顆粒高度16.地分散在水中, 其粒徑大都在0.1 一2.0之間。乳化液中的乳化劑實際上絕大多數都是表面活性劑, 即在低濃度下能顯著地降低水的表面張力的物質。因為乳化液配方的不同, 其中使用的乳化劑種類也各不相同。人接觸最多的表面活性劑是肥皂、磺化油等。在軋制、研磨機械產品時所配制的乳化液中的乳化劑, 則往往采用復合型表面活性劑。這些表面活性劑大部分是烴基化合物,如陰離子型表面活性劑中的脂及酸皂、甘油一酸脂、乙二醇等; 非離子型表面活性劑中的醚鍵型與醋鍵型以及陽離子型的胺鹽、四胺鹽等。這些表面活性劑從其結構上講有一個共同的基本特點: 是一種兩性物質。它的一端是由碳氫長鏈等組成的非極性憎水基團, 易溶于油中; 另一端是極性親水基團,易溶于水中。圖為脂肪酸鈉溶于水時模型。由于表面活性劑的存在, 使得原本是非極性憎水型的油滴變成了帶負電荷的膠核,并且因為其巨大的表面積而具有了巨大的表面能。由于極性的影響和表面能的作用, 帶負電荷的油滴膠核吸附水中的反離子( 即帶正電荷的離子) 或極性水分子形成膠體雙電層結構。由于膠核和離子在水中均作布朗運動, 反離子便擴散于水中, 距膠核表面近的反離子濃度高, 距離愈遠, 反離子濃度愈低, 膠團顆粒中最靠近膠核表面的是一層牢固的水化膜, 它與膠核緊密結合在一起, 難以分離; 在其外部還有結合緊密的吸附層和結構松散但很厚的擴散層。吸附層和擴散層的反離子總電荷數與膠核表面電位形成離子的電荷數相等, 故整個膠團為電中性。當膠核在水中作布朗運動時, 膠核連同吸附層和被吸附得較為牢固的擴散層中的一部分反離子一起移動, 而擴散層外圍反離子則被甩掉, 這樣, 運動中的膠粒便顯示了電性。由于反離子為帶正電荷的離子, 所以乳化油膠粒為一帶負電荷的膠粒, 其與電位相當高, 通常在40 一7 0 之間。這些油珠外面包的一層有彈性的、厚層的雙電層和所帶的同性電荷的排斥力, 阻止了油滴間相互碰撞并大, 使油滴能夠長期穩定地存在與水中, 成為乳化液。由于乳化液中有不飽和脂肪酸存在, 在大氣中氧和二氧化碳的作用下發生不同程度的酸敗, 并產生難聞的臭味, 這時就必須將其排放, 更換新的乳化液。配方不同, 乳化液抗酸敗的能力也不一樣, 因而排放周期也不一樣。生產中的銅、鐵、陽光和熱都能加速油脂的氧化變質, 而產生的臭味是由于厭氧菌的進一步分解作用造成的。
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