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为什么要进行预乳化处理,预乳化的意义?

2019-03-06 09:04:40 

首先需要明确的是什么是乳液的稳定性?


乳化稳定性是指乳化液保持明显稳定状态并且不产生两相分层不稳定现象的特性。乳化是液-液界面现象,两种不相溶的液体,如油与水,在容器中分成两层,密度小的油在上层,密度大的水在下层。若加入适当的表面活性剂在强烈的搅拌下,油被分散在水中,形成乳状液,该过程叫乳化。通常情况下影响乳化稳定性的因素有乳化设备、乳化温度、乳化时间以及搅拌速度等。


其次好的乳液具有什么样的特性?


乳化液的稳定性好,体现在在聚合过程中不能分层,而且泡沫不能过多。可用玻璃棒蘸取少量预乳化液,观察玻璃棒表面的预乳化液分布是否均匀,有无单体珠滴凝聚,有无气泡。乳化液的粘度应该适中,单体的乳化程度应适宜。可取样测粘度,以反应过程内不发生分层的乳液粘度值作为指标。


为什么要预乳化处理?


1. 采用半连续或连续乳液聚合工艺生产时,如不经过预乳化步骤,直接将单体加入正在聚合反应的体系中,被搅拌分散的单体液珠将会吸附临近的乳化剂分子及胶束,甚至吸收乳胶粒表面的乳化剂分子,造成乳胶粒发生聚并,进而产生凝胶效应。而将单体预乳化后,单体液滴周围包覆一层乳化剂分子,不会从体系中额外多去乳化剂,使反应体系稳定。


2. 在乳液聚合阶段Ⅱ末期,乳胶粒体积不断增长,相对来说表面包覆的乳化剂分子变少,进而影响体系稳定性。加入预乳化后的单体,相当于不断补充乳化剂,保证反应稳定持续的进行!


3. 若采用不断补充乳化剂的方法提到预乳化步骤,会造成具备乳化剂浓度升高,产生新的胶束,进而生成新的乳胶粒,致使乳胶粒尺寸分布变宽,或者出现双峰分布,影响乳液的性能。采用预乳化工艺,当滴加到反应体系中的单体液滴被消耗完后,附在单体表面的乳化剂分子转移到乳胶粒上,也就不存在产生新的乳胶粒状况了。


4. 在乳液共聚合中,采用预乳化工艺,可以有效的控制单体由于竞聚率所造成的共聚组成不均一性问题。


5. 采用预乳化工艺,乳化剂分两次加入,通过控制初次乳化剂用量,进而有效的控制乳胶粒的数目,进而有效的控制乳胶粒的尺寸!


预乳化的影响因素? 


1. 预乳液中单体液滴大小与最终乳液产品外光关系


2.乳化液的粘度随单体/水的比例增大而增大,当单体/水体积比大于3时,所得预乳液粘性迅速增大。


3. 预乳化搅拌速度的影响:在预乳化时,搅拌的作用是促进乳化剂溶解并形成胶束、把单体分散成单体珠滴。实验发现,在乳化剂的溶解过程以较慢的搅拌速度(<150r/min)搅拌分散后,再渐渐增强搅拌力度,这样可避免预乳化过程大量泡沫的产生。在加入单体时,搅拌速度要求快,但不致于使液体飞溅为宜。过快,单体分散过细,其表面自由能高,体系将趋于不稳定,粘度过大;而搅拌速度太小(<100r/min)时,不管搅拌时间多长,预乳化效果都不理想,往往在聚合反应过程即发生分层现象。实验结果显示,以300~400r/min的搅拌速度较适宜,时间为30分钟。


4. 温度的影响:乳化温度是影响乳化效果的另一个重要的因素。升高温度可以加大乳化剂在水中的溶解度、增加乳化剂分子聚集成胶束的速度、提高单体在胶束中的增溶量、乳化剂分子向单体液滴表面的扩散、吸附速度等,从而加快预乳液的形成速度。但温度过高,乳化剂分子运动过快,乳化剂形成界面膜的效率降低,不利于乳化进行,也不利于微乳液的稳定。因此,在设备的选择建议选用夹套设备,这样可以很好的控制温度。


5. 预乳液中水油比一般小于1:2,zui高时可到1:4。乳化液的粘度随单体/水的比例增大而增大,当单体/水体积比大于3时,所得预乳液粘性迅速增大。因此,可以根据实际需要,确定油水比例。

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