纺丝油剂中乳化行为的研究

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纺丝油剂是纤维纺丝过程中必不可少的化学品,其中用量很大的一类油剂为乳化型油剂。本文以月桂酸聚氧乙烯酯LAE-9、聚乙二醇600二油酸酯DQA-600作为复合乳化剂、矿物油为油相,模拟纺丝油剂乳化体系。研究了该体系下微乳液制备的条件及其性能,并进一步分析了油相、抗静电剂等对其性能的影响。研究表明:LAE-9与DQA-600质量配比为73时,可显著降低体系油-水界面张力,从而减小乳液的粒径;当复合乳化剂与矿物油150N质量配比为5∶5~9∶1时,可以形成一定浓度的微乳液,且73时浓度范围最宽;在此配比下,乳液随含水量变化其状态发生显著地改变(由W/O型转变为O/W型),进而引起了乳液的电导率及粘度随含水量变化显著地改变:含水量小于20.97%时,随含水量增加乳液电导率缓慢增加,之后迅速增大,含水量超过64.12%后又迅速下降;乳液粘度随浓度增加先增大后减小,并在浓度为50%时达到最大值。随油相矿物油比例的增大,所制备乳液粒径有所增;而当乳液浓度小于20%时,浓度变化对乳液粒径影响并不大,但温度的升高使乳液粒径增大且分布变宽;浓度的增大引起胶团数量增加,从而导致乳液浊度也随之增大。  在相同的复合乳化剂配比下,油相矿物油粘度越小,制备的乳液体系油-水界面张力也就越小,矿物油更容易被乳化,表现在伪三元相图中就是微乳区的范围扩大,且乳液粒径下降;另一方面,其相应制备的乳液粘度下降、电导率增大,其原因是粘度越小的矿物油分子量越小,所含烷基烃链越短,更容易被分散,体系中乳液微液滴数量增多,流动阻力变小,同时碰撞产生的瞬时电荷也就增多。  乳液中加入抗静电剂或油酸对其制备及其性能方面均有不同程度的影响:抗静电剂加入降低了乳液中油-水间界面张力,促进乳液的乳化效果;增大了乳液电导率;降低了乳液对温度的敏感性;与此同时,使乳液微胶团表面形成双电层,乳液稳定性提高,微乳区范围扩大。加入抗静电剂或油酸都使得乳液运动粘度有一定程度地增大。在粒径方面,加入抗静电剂后乳液粒径变小。相反,加入油酸后乳液粒径增大,且增强了乳液对温度变化的敏感性。  通过对模拟纺丝油剂体系乳化行为的系统研究表明:在该乳化体系中,被乳化物性能、抗静电剂等添加剂对乳液性能有显著影响;被乳化物分子量越大,乳液粒径越小,所需乳化剂的HLB值偏低;抗静电剂的加入可在乳液液滴表面形成双电层,减小乳液粒径,降低乳液的温度敏感性。
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