【一種新型乳化劑的制備與性能探究（論文）8400字】

PAGEIII一種新型乳化劑的制備與性能研究目錄TOC\o"1-3"\h\u321641引言 186931.1微乳液概述 139411.2柴油乳化劑概述 216911.2.1乳化劑的分類 2139151.2.2乳化劑的作用機(jī)理 3110422實(shí)驗(yàn)部分 4133542.1實(shí)驗(yàn)儀器和藥品 4186002.1.1實(shí)驗(yàn)儀器 4325512.1.2實(shí)驗(yàn)試劑 4105622.2微乳化柴油制備過(guò)程 5100012.2.1乳化劑的制備 5297952.2.2增溶水量的測(cè)試 656642.3微乳化柴油熱點(diǎn)及凝點(diǎn)測(cè)試 6148463實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 71483.1主乳化劑配方的確定 7281403.1.1苯胺與環(huán)己胺制備的乳化劑及其回流效果研究 770503.1.2酸的含量對(duì)增溶水量的影響 7181643.1.3乙醇胺與二乙醇胺配比對(duì)乳化劑增溶水量的影響 8103243.2乳化劑復(fù)配效果研究 961493.2.1主乳化劑分別與司盤80、司盤60、司班40復(fù)配 944663.2.2主乳化劑與司盤80、MOA、OP-10多元復(fù)配 10327323.3不同配方微乳化柴油的冷熱點(diǎn)分析 10184244結(jié)論與展望 121578參考文獻(xiàn) 131引言微乳化柴油是一種新型的節(jié)能、環(huán)保燃料。在能源短缺、環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重的今天，它的發(fā)展關(guān)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外能源界的關(guān)注，近幾年在內(nèi)然機(jī)上使用微乳化燃料油在國(guó)外已開始報(bào)道[1]。提髙燃油的燃燒效率及降低燃燒廢氣中有害氣體含量的經(jīng)濟(jì)有效的途徑之一就是在燃料中摻水[2-3]，微乳化柴油的節(jié)能和環(huán)保雙重效益吸引眾多研究者展幵相關(guān)的研究。乳化柴油是將水和柴油按照一定比例通過(guò)乳化裝置及乳化機(jī)械加工形成的油包水（W/O）型乳液[4]。其具有操作簡(jiǎn)單、能耗低、污染少、氮氧化物明顯減少，且可適當(dāng)提高燃油效率等優(yōu)點(diǎn)[5]。由于乳化柴油中油份比例的減小,所以只要控制好乳化劑和乳化工藝，就能夠降低生產(chǎn)的成本，因此，微乳化柴油是既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能的好能源。在制備乳化柴油過(guò)程中，要使水均勻分散在柴油中，并穩(wěn)定存在，必須利用乳化劑降低油水之間的界面張力。但絕大多數(shù)現(xiàn)有的乳化劑只能在一定程度上降低油水界面張力，使柴油翻水形成乳濁液，很容易分層[6]。另一方面,雖然乳化劑在某種程度上能降低油水界面的表面張力,但絕大多數(shù)的乳化劑價(jià)格相對(duì)高昂,這便直接決定不能僅通過(guò)大幅度地增加乳化劑的用量來(lái)提高乳化柴油的穩(wěn)定性，這進(jìn)一步地限制了乳化柴油在工業(yè)中的應(yīng)用與推廣[7]。因而,尋找一種價(jià)格低廉且乳化效率較好的復(fù)合乳化劑成為了乳化柴油領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。本文就一種新型乳化劑的制備方法及其性能進(jìn)行探討。1.1微乳液概述20世紀(jì)90年代以來(lái)，具有巨大市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Φ奈⑷橐簯?yīng)用領(lǐng)域迅速發(fā)展拓寬，在許多重要的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，如：功能材料制備、化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)、藥物傳遞、食品等領(lǐng)域，微乳液都具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，并且逐步滲透到日用化工、精細(xì)化工、材料科學(xué)等領(lǐng)域。如今，微乳液的制備及其應(yīng)用，已經(jīng)成為21世紀(jì)科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一[8]。Schulman等[9-10]最早提出“微乳液”的概念，微乳液一般由表面活性劑、助表面活性劑、油和水組成，是一種澄清透明、各向同性及熱力學(xué)穩(wěn)定的分散體系。微乳液一般分為三種類型：油包水型、水包油型和雙連續(xù)型微乳液。圖1-1示出了三種類型微乳液的結(jié)構(gòu)。圖1-1微乳液微觀結(jié)構(gòu)示意圖（a）W/O型微乳液；（b）O/W型微乳液；（c）雙連續(xù)型微乳液微乳化柴油是將互不相溶的柴油和水，在乳化劑的作用下，自發(fā)地形成熱力學(xué)穩(wěn)定的、各向同性的、顆粒分布均勻以及外觀透明的分散體系，粒徑通常10~100nm[11]。微乳化柴油的顏色與普通柴油基本相同，外觀透明、性質(zhì)穩(wěn)定、保存期長(zhǎng)，但制備微乳液需要大量乳化劑，因此，研制一種乳化成本低、穩(wěn)定性高的微乳化柴油成為研究焦點(diǎn)[12]。乳化液的形成為復(fù)合乳化劑加入油-水非連續(xù)體系中,乳化劑能降低油-水界張力和在界面上形成致密的界面復(fù)合膜,起定向吸附和保護(hù)液滴的作用[13]，而目前微乳狀液的形成和穩(wěn)定還沒(méi)有較為完整的理論，常見(jiàn)的理論有定向楔理論、界面張力理論、界面膜理論和電效應(yīng)理論[14]。1.2柴油乳化劑概述1.2.1乳化劑的分類乳化劑分子，可以看作是碳?xì)浠衔锓肿由系囊粋€(gè)或幾個(gè)氫原子被極性基團(tuán)取代而構(gòu)成的物質(zhì)[15]。因此，乳化劑有雙親結(jié)構(gòu)，都由極性的親水基團(tuán)和非極性的親油基團(tuán)兩部分組成。按照乳化劑親水親油性質(zhì)的不同，乳化劑可分為以下幾種[16-18]：（1）陰離子型乳化劑陰離子型乳化劑的活性部分（即親水基團(tuán)）在水相中傾向離解成陰離子的表面活性物質(zhì)。陰離子型乳化劑只能在堿性或中性條件下才能發(fā)揮作用，可以與其他陰離子型乳化劑或非離子型乳化劑復(fù)配使用。（2）陽(yáng)離子型表面活性劑陽(yáng)離子型乳化劑與陰離子型乳化性劑正好相反,是在水中電離生成正離子親水基團(tuán)的乳化劑,這類乳化劑較少,親水基團(tuán)一般為胺鹽,可分為胺鹽型和季胺鹽型,例如：N-十二烷基二甲胺。（3）非離子型乳化劑非離子型乳化劑在水中不會(huì)發(fā)生電離,其親水基團(tuán)是各種極性基團(tuán),例如聚氧乙烯醚類和聚氧丙烯醚類。這類乳化劑與其它類型的乳化劑有很好的相容性,能與很多乳化劑復(fù)配使用。（4）兩性乳化劑兩性乳化劑由非極性基團(tuán)、帶正電的基團(tuán)和帶負(fù)電的基團(tuán)組成。這類乳化劑在水中能表現(xiàn)出非常重要的性質(zhì),當(dāng)溶液為堿性時(shí),它表現(xiàn)出陰離子型乳化劑的特性，當(dāng)溶液為酸性時(shí)則表現(xiàn)出陽(yáng)離子型乳化劑的特性。然而，采用單一乳化劑來(lái)配制微乳化柴油，往往需要相對(duì)較高的表面活性劑濃度，故乳化劑一般通過(guò)復(fù)配的方式應(yīng)用[19]。雖然我國(guó)對(duì)柴油微乳液的研究起步較晚，但最近幾年發(fā)展迅速，已開發(fā)出多種乳化劑配方。和絕大多數(shù)國(guó)外同類產(chǎn)品相比，國(guó)內(nèi)配方大都采用多種表面活性劑復(fù)配而成[20-24]，一般以非離子型表面活性劑為主，離子型表面活性劑為輔。1.2.2乳化劑的作用機(jī)理柴油和水是兩相互不相溶的體系，作為油包水的乳液，水是分散相，為使水的微小液滴在兩相交流中足夠穩(wěn)定，須使用柴油乳化劑。當(dāng)乳化劑分散于分散介質(zhì)的表面時(shí)，能形成薄膜或雙電層，使分散相帶有電荷，從而阻止分散相的小液滴互相凝結(jié)，使形成的乳濁液比較穩(wěn)定[25]。柴油乳化劑能使乳液穩(wěn)定的因素有三：其一，降低了油+水界面張力，即降低了ΔG，有利于乳液的穩(wěn)定存在；其二，柴油乳化劑的分子在界面處作定向吸附，生成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的界面膜，阻止分散相液滴的合并聚集[26]。其三，乳化劑在乳液聚合過(guò)程中具有分散和增溶作用[27]。2實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)儀器和藥品2.1.1實(shí)驗(yàn)儀器表2-1實(shí)驗(yàn)儀器儀器名稱生產(chǎn)廠家SZCL-2智能數(shù)顯控溫磁力攪拌器鞏義市英予華儀器有限責(zé)任公司DP-101D集熱式恒溫加熱磁力攪拌器鞏義市英峪高科儀器廠HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋常州易晨?jī)x器制造有限公司DK-S22電熱恒溫水浴鍋上海精宏實(shí)驗(yàn)儀器制造有限公司數(shù)顯恒溫水浴箱常州國(guó)華電器有限公司JJ500型電子天平常熟雙杰測(cè)試儀器廠BCD-152冷藏冷凍箱上海申花電器企業(yè)發(fā)展有限公司2.1.2實(shí)驗(yàn)試劑表2-2實(shí)驗(yàn)試劑試劑名稱純度生產(chǎn)廠家油酸分析純(AR)無(wú)錫市亞泰聯(lián)合化工有限公司肉豆蔻酸分析純(AR)無(wú)錫市亞泰聯(lián)合化工有限公司月桂酸分析純(AR)無(wú)錫市亞泰聯(lián)合化工有限公司環(huán)己胺分析純(AR)上海麥克林生化科技有限公司苯胺分析純(AR)上海麥克林生化科技有限公司乙醇胺分析純(AR)天津市福晨化學(xué)試劑廠二乙醇胺分析純(AR)天津市福晨化學(xué)試劑廠甲醇分析純(AR)西隴科學(xué)股份有限公司司班80分析純(AR)無(wú)錫市亞泰聯(lián)合化工有限公司司班60分析純(AR)江蘇省海安石油化工廠司班40分析純(AR)江蘇省海安石油化工廠脂肪醇聚氧乙烯醚MOA-3分析純(AR)江蘇省海安石油化工廠烷基酚聚氧乙烯醚OP-10分析純(AR)江蘇省海安石油化工廠2號(hào)柴油市售本地加油站2.2微乳化柴油制備過(guò)程2.2.1乳化劑的制備向50mL燒杯中加入10g由一定配比的油酸、肉豆蔻酸、月桂酸所組成的混合酸,然后加入1.4g的助劑甲醇,用保鮮膜密封燒杯，熱水浴反應(yīng)5min，觀察到固體顆粒全溶解于甲醇溶劑后取出，在室溫下緩慢冷卻一段時(shí)間，再向燒杯中加入3.8g環(huán)己胺或3.6g苯胺以及0.5g由乙醇胺和二乙醇胺所組成的混合胺，使反應(yīng)體系中酸堿物質(zhì)的量比接近1∶1，其中，環(huán)己胺物質(zhì)的量與乙醇胺和二乙醇胺總物質(zhì)的量比為9:1.5，反應(yīng)體系中堿微過(guò)量，將所配好的溶液置于磁力攪拌器上攪拌15min，待用。調(diào)節(jié)上述乳化劑溶液中各組分的配比，重復(fù)以上步驟進(jìn)行試驗(yàn)。稱取一定質(zhì)量的上述乳化劑與司班、MOA、OP-10進(jìn)行復(fù)配，得到新的復(fù)配乳化劑。2.2.2增溶溶水量的測(cè)試取一定量的柴油于試管中，緩慢向試管中滴加一定量的復(fù)配乳化劑，震蕩均勻，然后逐滴緩慢滴加自來(lái)水，每加入一滴自來(lái)水并震蕩試管一次，在乳化劑的作用下，隨著自來(lái)水量的增加，體系會(huì)從透明變成半透明，震蕩試管后又會(huì)恢復(fù)透明，直到體系不能從半透明變回透明，繼續(xù)加水，體系會(huì)轉(zhuǎn)變成白色乳濁液。體系剛好轉(zhuǎn)變成乳濁液前，加入最后一滴的自來(lái)水之前的總水量為乳化柴油的最大摻水量[28]。2.3微乳化柴油熱點(diǎn)及凝點(diǎn)測(cè)試準(zhǔn)確稱取28g市售國(guó)標(biāo)柴油于50mL燒杯中，,然后向燒杯中加入4.45g復(fù)配乳化劑，將所配溶液置于磁力攪拌器上攪拌一段時(shí)間，觀察到溶液變得澄清后將燒杯取出，再向燒杯中加入1g左右的自來(lái)水，觀察到溶液由澄清變得渾濁，將溶液再次置于磁力攪拌器上攪拌，并記錄加入水的質(zhì)量，等到溶液由渾濁又變得澄清后取出，重復(fù)上述步驟，直至加入水的質(zhì)量為8.5g。取適量的上述微乳化柴油與試管，將試管置于40℃恒溫水浴箱中，恒溫加熱5min,觀察溶液是否變得渾濁，若溶液未變得渾濁則升高恒溫水浴箱溫度至41℃，5min后再次觀察溶液是否變得渾濁，產(chǎn)生破乳現(xiàn)象。重復(fù)上述步驟直至試管中的溶液破乳，記錄此時(shí)的恒溫水浴箱溫度，即為該乳化柴油的熱點(diǎn)。同樣取適量的上述乳化柴油于密封試劑管中，再將此試劑管置于恒溫冰箱中測(cè)其凝點(diǎn)。3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3.1主乳化劑配方的確定3.1.1反應(yīng)方法對(duì)乳化劑增溶影響稱取油酸6g,肉豆蔻酸3g,月桂酸1g,苯胺3.6g,環(huán)己胺3.8g以及甲醇1.4g按照不同的反應(yīng)方法配制4種乳化劑，探究回流與不回流兩種反應(yīng)方法對(duì)不同配方乳化劑增溶水量的影響。具體配方如表3-1-1所示。表3-1-1四種不同乳化劑配方的組成及反應(yīng)方式配方配方組成反應(yīng)方法油酸肉豆蔻酸月桂酸苯胺環(huán)己胺甲醇配方16g3g1g3.6g無(wú)1.4g不回流配方26g3g1g3.6g無(wú)1.4g回流2h配方36g3g1g無(wú)3.8g1.4g不回流配方46g3g1g無(wú)3.8g1.4g回流2h用膠頭滴管量取60滴柴油，12滴乳化劑于試管，震蕩澄清后逐滴加入自來(lái)水，每加入一滴自來(lái)水后觀察到體系變?yōu)槌吻逋该饕后w，繼續(xù)滴加水，直至加最后一滴水體系變渾濁為止，記錄此時(shí)加入水的總質(zhì)量。用不同配方的乳化劑重復(fù)以上步驟，進(jìn)行4組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3-1-2所示。表3-1-2四種不同乳化劑配方的增溶水量配方柴油用量乳化劑用量顏色破乳前滴水總量配方160滴12滴橙色16滴配方260滴12滴橙色15滴配方360滴12滴淡黃色25滴配方460滴12滴深黃色23滴如表3-1-1所示，4種乳化劑中，回流后的乳化劑與不回流的乳化劑所制備的乳化柴油的增溶水量變化不大，表明回流并無(wú)明顯作用反應(yīng)。用配方3和配方4的乳化劑所制備的乳化柴油的增溶水量都比較大，配方1和配方2的乳化劑制備的乳化柴油的增溶水量較小。因此，選定配方中胺類為環(huán)己胺且無(wú)需進(jìn)行回流操作。3.1.2酸的含量對(duì)增溶水量的影響稱取環(huán)己胺3.8g,甲醇1.4g，控制酸的總質(zhì)量為10g,調(diào)節(jié)油酸、肉豆蔻酸、月桂酸的用量，按照實(shí)驗(yàn)步驟制備不同配方的乳化劑，探究酸的含量對(duì)增溶水量的影響，具體配方如表3-1-3所示。表3-1-3不同乳化劑配方中三種酸的用量比配方配方組成三種酸的用量比油酸肉豆蔻酸月桂酸環(huán)己胺甲醇配方57g2g1g3.8g3.8g3.8g3.8g1.4g7∶2∶1配方66g3g1g1.4g6∶3∶1配方76g2g2g1.4g3∶1∶1配方86g1g3g1.4g6∶1∶3配方95g3g2g3.8g1.4g5∶3∶2配方105g4g1g3.8g1.4g5∶4∶1取柴油2.7g,乳化劑0.5g于試管，震蕩澄清后逐滴加入自來(lái)水，每加入一滴自來(lái)水后觀察到體系變?yōu)槌吻逋该饕后w，繼續(xù)滴加水，直至加最后一滴水體系變渾濁為止，記錄此時(shí)加入水的總質(zhì)量。按不同配方重復(fù)此實(shí)驗(yàn)?？疾烊榛瘎┡浞街兴岬慕M成對(duì)最大增溶水量的影響（見(jiàn)圖3-1-3）。圖3-1-3酸含量不同的乳化劑配方對(duì)增溶水量的影響從圖3-1-3可以看出，配方5與配方6的增溶水量較大,都達(dá)到1.2g以上。從配方6,7,8的增溶水量可以得出，當(dāng)油酸含量為酸總質(zhì)量的60%時(shí)，肉豆蔻酸的比重越大，增溶水量越大。反之，月桂酸的比重越大，增溶水量越小。觀察上圖的線性趨勢(shì)可以看出，隨著油酸的用量減少，配方的增溶水量總體上呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。造成上述現(xiàn)象的原因可能是油酸、肉豆蔻酸、月桂酸都為長(zhǎng)鏈脂肪酸，帶有親水基團(tuán)COO-、-OH以及親油基團(tuán)-CH2-，用油酸、肉豆蔻酸、月桂酸與胺類物質(zhì)合成的酰胺乳化劑具有較好的親水親油性能，能夠有效降低油水界面張力，但由于油酸的碳鏈長(zhǎng)度為18個(gè)碳原子，相比于碳鏈長(zhǎng)度為14個(gè)碳原子的肉豆蔻酸以及碳鏈長(zhǎng)度為12個(gè)碳原子的月桂酸，其對(duì)柴油微乳液體系具有更好的增溶作用。對(duì)比配方5與配方6，二者的增溶水量相近，但考慮到油酸的價(jià)格相對(duì)昂貴，為了降低成本，同時(shí)保障乳化劑性能，因此配方5中三種酸的用量比最為適宜。3.1.3乙醇胺與二乙醇胺配比對(duì)乳化劑增溶水量的影響乙醇胺和二乙醇胺具有良好的親油親水基團(tuán)且二者的價(jià)格相對(duì)便宜，同時(shí)，加入乙醇胺與二乙醇胺后，乳化劑中所形成的酰胺種類更豐富，制備的微乳化柴油增溶能力越強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)環(huán)己胺物質(zhì)的量與乙醇胺和二乙醇胺總物質(zhì)的量比接近9:1.5時(shí)，增溶性能最好。因此，在此條件下，控制其他組分含量不變，調(diào)節(jié)乙醇胺與二乙醇胺物質(zhì)的量比為3∶1、2∶1、1.5∶1、1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶3，探究乙醇胺與二乙醇胺配比對(duì)乳化柴油增溶水量的影響。為減小實(shí)驗(yàn)誤差，在不同溫度下進(jìn)行了3組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)圖3-1-3）。圖3-1-3乙醇胺與二乙醇胺配比對(duì)增溶水量的影響根據(jù)圖3-1-3所示結(jié)果，在不同溫度下，當(dāng)乙醇胺與二乙醇胺的物質(zhì)的量比為1∶1時(shí)增溶水量都達(dá)到最佳，當(dāng)乙醇胺物質(zhì)的量大于二乙醇胺物質(zhì)的量或二乙醇胺物質(zhì)的量大于乙醇胺物質(zhì)的量時(shí)，增溶水量總體上呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。3.2乳化劑復(fù)配效果研究3.2.1主乳化劑分別與司班80、司班60、司班20復(fù)配按照上述的酸堿最佳配比配制一定量的主乳化劑，待用。選用柴油2.7g，主乳化劑0.5g，做最大增溶水量測(cè)試，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得主乳化劑配方在21C°時(shí)的最大增溶水量為1.45g，即可達(dá)45%摻水率?？刂茰囟?1℃,選用一定量的司班80、司班60、司班40與主乳化劑進(jìn)行兩兩復(fù)配，并對(duì)增溶水量以及復(fù)配的合適用量進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)圖3-2-1）。圖3-2-1復(fù)配乳化劑的最大增溶水量從圖3-2-1可以看出，司班80與主乳化劑復(fù)配后增溶水量與比司班60、司班40與主乳化劑復(fù)配的增溶水量都要高，當(dāng)司班80的用量為主乳化劑總量的4%時(shí)，增溶水量最大，為1.75g，與主乳化劑的最大增溶水量相比提升了0.3g。造成三種復(fù)配乳化劑增溶水量不同的原因可能是司班80、司班60以及司班40的分子結(jié)構(gòu)存在差異，司班40含碳數(shù)量小于司班80與司班60，而不同類型的司班表面活性劑親油端碳鏈結(jié)構(gòu)或含碳數(shù)量發(fā)生變化會(huì)導(dǎo)致該類表面活性劑的親水親油平衡值發(fā)生明顯變化，隨著碳鏈增長(zhǎng)，親油性增加，更易形成微乳液[29]，因此加入含碳數(shù)量更多的司班80與司班60的所制備的復(fù)配乳化劑的增溶水量更大，對(duì)比司班80與司班60，兩者雖碳鏈長(zhǎng)度相同，但司班80分子中存在雙鍵結(jié)構(gòu)，剛性結(jié)構(gòu)的引入使其界面膜強(qiáng)度增加，有效阻止分散相液滴的合并聚集，提高油水互溶比例。造成司班80用量繼續(xù)增加，增溶水量并沒(méi)有增高的原因可能是在油水界面上，司班分子與柴油中的界面活性組分共存，司班分子在界面達(dá)到相對(duì)吸附飽和的條件，因此，其濃度發(fā)生變化但界面張力變化較小，對(duì)增溶水量影響較小。3.2.2主乳化劑與司班80、MOA-3、OP-10多元復(fù)配選用司班80、MOA-3以及OP-10與主乳化劑進(jìn)行多元復(fù)配，司班80用量為主乳化劑用量的4%，設(shè)計(jì)兩種復(fù)配方案，方案一：主乳化劑+4%司班80+MOA-3，方案二：主乳化劑+4%司班80+OP-10。同時(shí)，對(duì)增溶水量以及MOA-3、OP-10復(fù)配的合適用量進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)圖3-2-2）圖3-2-2兩種復(fù)配方案的最大增溶水量從圖3-2-2可以看出，相比于主乳化劑的最大增溶水量1.45g,多元復(fù)配后的乳化劑增溶水量都得到了提升。方案一中，當(dāng)MOA-3的用量為主乳化劑含量的3%時(shí)，增溶水量達(dá)到最大，方案二中，當(dāng)OP-10的用量為主乳化劑含量的4%時(shí)，增溶水量達(dá)到最大。3.3不同配方微乳化柴油的冷熱點(diǎn)分析實(shí)驗(yàn)前期為快速驗(yàn)證配方的適用性，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的柴油、乳化劑、水的用量都采用滴數(shù)計(jì)量，而在配方確定的情況下，為準(zhǔn)確測(cè)定乳化柴油的冷熱點(diǎn)，保障實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性，將滴數(shù)換算成克。因此，按照比例，準(zhǔn)確稱取28g國(guó)標(biāo)2號(hào)柴油于50mL燒杯中，然后向燒杯中加入4.5g復(fù)配乳化劑，分次加入自來(lái)水，直至加入自來(lái)水的總質(zhì)量達(dá)到8.5g。期間，每加入一次自來(lái)水必須置于磁力攪拌器上攪拌，攪拌一段時(shí)間后觀察乳化柴油是否依然保持澄清透光，是否出現(xiàn)破乳現(xiàn)象。取一部分試樣分別在恒溫水槽以及恒溫冰箱中測(cè)其熱點(diǎn)和凝點(diǎn)。采用不同的乳化劑配方，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3-3所示：表3-3不同配方的乳化柴油熱點(diǎn)及其冷點(diǎn)配方乳化劑組成乳化柴油顏色熱點(diǎn)冷點(diǎn)配方1主乳化劑淡黃色、透光48℃<3℃配方2主乳化劑+4%司班80淡黃色、透光43℃5℃配方3主乳化劑+4%司班80+3%MOA-3淡黃色、透光50℃3℃配方4主乳化劑+4%司班80+4%OP-10淡黃色、透光51℃3℃從表3-3可以看出配方1制備微乳化柴油，其冷點(diǎn)可達(dá)到3℃以下，而熱點(diǎn)只有48℃，有待提高，而用配方4所制備的微乳化柴油的熱點(diǎn)達(dá)到51℃，而冷點(diǎn)只有3℃。對(duì)比配方1與配方2，加入司班80后，乳化柴油的增溶水量得到了提升，但導(dǎo)致其熱點(diǎn)降低了，冷點(diǎn)抬升。4結(jié)論與展望4.1結(jié)論在能源緊張的今天，有效地利用現(xiàn)有能源和開發(fā)新能源，已受到各國(guó)的普遍重視，研究和開發(fā)新型微乳化柴油是緩解能源危機(jī)的有效措施，這意味著尋求價(jià)格低廉且乳化效率高的復(fù)合乳化劑成為乳化柴油領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文就一種新型乳化劑的制備方法及其性能進(jìn)行探討，得出如下主要結(jié)論：（1）主乳化劑的制備實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，油酸：肉豆蔻酸：月桂酸三種酸的用量比為60%∶30%∶10%，環(huán)己胺物質(zhì)的量與乙醇胺和二乙醇胺的總物質(zhì)的量比為9∶1.5，其中，乙醇胺與二乙醇胺物質(zhì)的量比為1∶1，即用42%的油酸、21%的肉豆蔻酸、7%的月桂酸、26%的環(huán)己胺、1.5%的乙醇胺和2.5%的二乙醇胺所制備的乳化劑效果最佳。主乳化劑與司盤80、MOA-3、OP-10進(jìn)行復(fù)配的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，主乳化劑+4%司班80+3%MOA-3和主乳化劑+4%司班80+4%OP-10兩種配方所制備的乳化柴油與單獨(dú)用主乳化劑制備的乳化柴油相比，其增溶水量得到了極大提高，同時(shí)，熱點(diǎn)溫度也提高了2-3℃，但不足的是，其冷點(diǎn)溫度并不理想。（2）在制備主乳化劑的過(guò)程中，對(duì)苯胺以及環(huán)己胺兩種試劑進(jìn)行增溶水量測(cè)試，發(fā)現(xiàn)用苯胺制備的乳化劑油水互溶比例極小，而用環(huán)己胺制備的乳化劑能夠達(dá)到較好的效果，但用環(huán)己胺制備的乳化柴油冷熱點(diǎn)并不理想。因此，可以考慮在乳化劑中同時(shí)添加苯胺與環(huán)己胺進(jìn)行測(cè)試，探究是否能夠改變?cè)撆浞剿苽涞娜榛裼屠錈狳c(diǎn)。（3）在探究乳化柴油增溶水量的過(guò)程中，除上述實(shí)驗(yàn)外，還用了一定濃度的碘化鉀溶液進(jìn)行試驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用的自來(lái)水換成碘化鉀溶液進(jìn)行增溶水量測(cè)試和冷熱點(diǎn)測(cè)試，結(jié)果表明，最大增溶水量得到了較大提升，遠(yuǎn)高與上述乳化劑配方，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是由于乳化劑配方中的肉豆蔻酸、月桂酸等離子型乳化劑與碘化鉀溶液中的離子相互促進(jìn)電離，在水中電離生成的離子為親水基團(tuán)，導(dǎo)致增溶能力大大提升。然而其熱點(diǎn)溫度卻只有40℃，冷點(diǎn)也異常的高，因此，考慮到冷熱點(diǎn)因素，放棄該方案。雖然結(jié)果并不理想，但探究的過(guò)程具有一定的參考意義。4.2展望在能源緊缺、環(huán)境污染日益凸顯的今天，研究、探索和開發(fā)微乳化柴油是未來(lái)緩解能源和環(huán)境問(wèn)題的重要途徑。而本實(shí)驗(yàn)對(duì)一種新型乳化劑以及與該乳化劑與其他助劑的復(fù)配效果進(jìn)行研究探討，發(fā)現(xiàn)在該乳化劑以及其他復(fù)配乳化劑的作用下油水能夠以較高的比例互溶，且用該乳化劑制備的乳化柴油顏色外觀并沒(méi)有發(fā)生太大的改變，讓人更容易接受。同時(shí)，對(duì)于其他類型乳化劑也是值得探索，從而不斷挖掘它在乳化柴油領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，以及其他應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)[1]李蒙俊,姜積真.柴油微小乳狀液的制備[J].能源研究與利用,1997(01):29-32.[2]賀占博.燃油摻水技術(shù)的新進(jìn)展[J].化學(xué)世界,1995(01):6-8.[3]楊培志,華冬梅,趙德智,張穎.柴油微乳液研制及影響因素的考察[J].遼寧化工,2006(03):133-136.[4]李建彤,韓萍芳,呂效平.乳化柴油研究及其應(yīng)用進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2004(04):364-369.[5]李科宇,蔣劍春,李翔宇.乳化柴油的研究進(jìn)展[J].生物質(zhì)化學(xué)工程,2010,44(01):44-50.[6]許干,王如庭,董國(guó)群.柴油乳化的研究及其進(jìn)展[J].化工時(shí)刊,2007(10):45-49.[7]上官民,劉有智,焦緯洲,馮國(guó)琳.乳化柴油研究進(jìn)展及應(yīng)用[J].化工中間體,2011,7(01):6-8+14.[8]崔正剛,殷福珊.微乳化技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1999[9]HOARTP,SCHULMANJH.Transparentwaterinoildispersions:theoleopathicbydromicelle[J].Nature,1943,152:102-103．[10]SCHULMANJH,STOECKENIUSW，PRINCEL.Mechanismoformat