乳化剂对柴油微乳液粘度的影响

第 30卷第 5期 VoL30No．5 唐 山师 范学 院 学报 Journal ofTangshan Teachers College 2008年9月 Sep．2008 剂对柴油微乳液粘度的影响 刘征原，黄艳娥 (唐山师范学院 化学系，河北 唐山 063000) 摘 要：实验比较了不同乳化剂复配体系加溶水量大小，并研究了在相同乳化荆复配时不同加入量对柴油微乳 液粘度的影响。结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，离子表面活性剂在总表面活性荆中含量较高时加溶水量较高，三组分乳化剂复配较两 组分复配加溶水量高；无论是用何类型的乳化荆组合的两组分或三组分复配乳化剂，随着乳化剂含量的增加，微 乳液粘度均增加，但三组分乳化剂复配制备出的柴油微乳液粘度增加趋势较两组分平缓。 关键词：乳化剂；柴油：微乳液：粘度：加溶量 中图分类号：TQ028 文献标识码：A 文章编号：1009．91l5(2008)05．0036．03 Influences of the E mulsifiers on Viscosity of Diesel Oil M icro—emulsion LIU Zheng—yuan，HUANG Yan—e (Chemistry Depa~ment ofTangshan Teachers College，Hebei Tangshan 063000，China) Abstract：The water solubilization in the different emulsifiers compounded system is compared，and the effect of the amount of the same compounded emulsifier on the viscosity of micro-emulsion is researched．The experiment results show that water am ount of solubilization is high in the micro-emulsified diesel oil when the percentage content of ionic surfactant is hi曲 in the total surfactant amount．Compared with the utilization of two emulsifiers，the water amount of solubilization is higher when three emulsifiers are mixed into the micro-emulsified diesel oil．The viscosities of micro-emulsifled diesel oils all increase with the increasing of the percentage content of emulsifiers，whatever kind of emulsifiers are compounded．The increasing trend of viscosity is much flatter when three emulsifiers are compounded． Key words：emulsifier；diesel oil；micro-emulsion；viscosity；solubilization Of water 目前，柴油掺水乳化和微乳化燃料作为一项重要的节能 和环保技术得到了世界各国的广泛关注 J，我国在该领域 也进行了大量的研究，但对微乳化柴油的实际应用还有一系 列的问题需要解决，如对微乳化柴油的经济性能、稳定性能、 流动性能、燃烧性能、腐蚀性能等问题需认真研究解决措施； 对燃烧过程的节油机理需做更深入的研究和讨论；对柴油发 动机的动力性和排放状况须进一步考察以确定最佳节油和 排放效果的掺水量和工作条件等。 上述问题中，微乳柴油的流动性对其在雾化室内的雾化 状况有很大影响。粘度小的微乳柴油流动性好，在雾化时需 克服内摩擦而消耗的力小，所以雾化颗粒小，蒸发表面增大， 同时蒸发速率增大，在使用过程中，喷射出的微乳柴油量较 多，达不到节油的效果，经济性差。反之，粘度大的微乳柴 油雾化困难，造成喷射出的微乳柴油量少，发动机达不到所 需的功率。因此，配制出与纯柴油粘度相近的微乳柴油在原 柴油机上才能达到良好的实际应用效果。盛宏至 曾采用 Span80和 Tween60作乳化剂，研究了水／甲醇／柴油体系乳化 液的流变特性和粘度，发现随乳化剂用量增加，乳化液粘度 上升，特别是当水含量高于 40％时，乳化液粘度急剧增加。 但对柴油微乳液体系，乳化剂的种类及其加入量对柴油微乳 液粘度的影响至今还没有系统的研究。本文将对该问题进行 探讨，找出不同乳化剂及其加入量对柴油微乳液体系粘度影 响的关系。 l 实验部分 收稿日期：2007．02．28 作者简介：刘征原 (1975．)，女，河北承德人，唐山师范学院化学系实验师。 ． 36． 维普资讯 http://www.cqvip.com 刘征原，等：乳化剂对柴油微乳液粘度的影响 1．1 实验 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 1．1．1 选定乳化剂及助乳化剂 根据乳化剂的 HLB值和碳链长度及对柴油的相容性和 加水后的乳化性，选定乳化剂 D08／1021、AEO．3、TX．4、 ABS、6501、1306，助乳化剂为『F戊醇。 1．1．2 乳化剂复配及柴油微乳液的制备 戊醇为助乳化剂的条件下 ， 定总乳化剂用量 (2．0g)及柴油量 (20．0g)，分别对两种表面活性剂按照质 量比分别为 0：10～10：0进行复配；对双组分复配中力IJ 水量 较高且稳定的乳化剂按 定比例与第三种组分进行三组分 复配，质量比仍分别为 0：10～10：0。 将配制好的乳化剂与定量柴油搅拌均匀后，加入相同量 的正戊醇，制备jIi澄清稳定的柴油微乳液。然后将该增溶水 量逐步减小，制备iIi一系列的微乳液样品备用。 1．1．3 柴油微乳液粘度测定 利用乌氏粘度计测量微乳液样品粘度 (以流{I{时间计)， 考察不 乳化剂及加入量对柴油微乳液的粘度的影响。 1．2仪器和试剂 磁力)JII热搅 拌器 (87．1型 )；奥豪斯精密电子天平 (AR1140型)；机械秒表 (803型)； 氏粘度计。 D08／1021、AEO．3、TX．4等均为工业品，正戊醇为化 学纯；柴油 (0 ，燕山石化公叫)。 2 结果与讨论 2．1 乳化剂的复配及柴油微乳液的制备 ． 2．1．1 两组分乳化剂的复配及柴油微乳液的制备 SI： 2．(g：g) 图 1 两组分乳化剂的复配及加溶水量 (1)阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配 从 1中 D08／1021卜j AEO一3、TX．4和 1306两组分复 配后制得柴汕微乳液的最人力IJ溶水量变化fff1线可以看fJ【，复 配乳化剂比 一乳化剂 I溶水量J-表现⋯丫较好的协 效果，并口．，在有 D08／1021加入的体系中，D08／1021表现 j}{了明 的力lJ溶水量作用，而与之复配的1 离l了乳化剂则可 能主要起到了稳定膜的作用。通过 24h稳定性考察选定三种 双组分乳化剂复配比，D08／1021：AEO-3(6：4)，D08／1021： TX-4 (8：2)，D08／1021：1306 (7：3)。 (2)阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配 从图1中ABS与TX．4两组分复配时的加溶水量变化曲 线可以看出，ABS质量分数在 100％-,-80％时，加溶水量较大。 当低于 80％时，加溶水量下降很快，说明，加溶水量受 ABS 质量分数影响很人，但制备出的柴油微乳液 24h稳定性差。 暂定乳化剂配比ABS：TX，4(2：8)。 (3)非离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配 从 1中6501与 AEO．3两组分复配时的加溶水量变化 曲线可以看出，6501质量分数在该体系中为 100％-,-50％时， 加溶水量均较人。当 6501质量分数为 80％时，加溶水量最 大为 3．26 mL。当AEO．3超过 50％时加溶水量下降很快。通 过 24h稳定性考察选定乳化剂复配比为6501：AEO-3(8：2)。 2．1．2 三组分乳化剂的复配及柴油微乳液的制备 将选H{的双组分复配乳化剂分别 与第三种乳化剂复配， 通过加溶水量及 24h稳定情况选定三种乳化剂复配比例。 ( 1 S：I 3．tg g， 图 2 三组分乳化剂的复配及加溶水量 从图2中可以看出，对于 D08／1021：1306=7：3(g：g)作 为吲定组分后再 J二j TX．4复配，随着 TX．4质量分数的增加， 加溶水量在很大范刚内都较高 (2．55mL～4．18mL)，最火力I1 水量为 4．18mL(20．9％)，此时 TX．4在总表面活性剂中的质 量分数为 80％。 对于 D08／1021：TX-4=8：2(g：g)弭与 6501复配，随着 6501质量分数的增加，加溶水量增加，当 6501的质量分数 为 20％时，力I1 水量达 4．30mL(21．5~／6)。 此外 ，由三组分复配体系 口J‘以看Ⅲ，I5丌离了乳化剂 D08／1021与极性较强的非离子乳化剂 6501 体系中所占的 比例较大，此时 加入第三种非离．了乳化剂时，可以增大加 溶水量，_日．表现出了较好的稳定性，但当加入的第三种乳化 剂极性较强时，力Il溶水量和稳定性均下降，说咧两种极性基 团起到了抑制作用。 通过两组分与三组分乳化剂复配的加浴水量比较可得 知，总体上三组分乳化剂复配的力IJ溶水量优十两组分复配体 系，且以适量的阳离子表面活性剂和另外两种非离子表面活 ． 37， 维普资讯 http://www.cqvip.com 第30卷第5期 唐 山师范学院学报 2008年9月 性剂复配效果较好。 2．2 不同乳化剂及加入量下柴油微乳液粘度 2．2．1 两组分乳化剂复配及不同加入量 图 3为 D08／1021：AEO．3=6：4、D08／1021：TX．4=8：2、 ABS：TX-4=8：2、6501：AEO．3=8：2时柴油微乳液流过毛细管 所需时间与柴油微乳液总乳化剂用量之间的关系曲线。从图 中可以看出，随着乳化剂用量的增加，微乳液流过毛细管所 需时间即粘度均呈增加的趋势 。当乳化剂 的加入量较低 (0．2g~2．2g)时，粘度增 加较为缓 慢 ；在加 入量较大 (2．2g~3．2g)时，其粘度变化不 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf ，有些乳化剂复配比下 的柴油微乳液粘度有下降趋势。 图 3 微乳柴油粘度与乳化剂 (两组分复配)用量的关系 2．2．2 三组分乳化剂复配及不同加入量 图 4 微乳柴油粘度与乳化剂 (三组分复配)用量的关系 图 4为 D08／1021：1306：TX．4=7：3：40、D08／1021：TX．4： 6501=9：36：5、6501：AEO．3：1306=8：2：15时微乳化柴油粘度与 ． 38． 总乳化剂的量之间的关系。 由图4可知，三组分乳化剂的复配制得的微乳液粘度同 样随乳化剂量的增加而增加，但增加的趋势很缓慢，乳化剂 量超过 16％后，粘度变化出现一拐点，且在最初加乳化剂时 粘度较纯柴油小。说明不同种类的乳化剂对微乳液的粘度影 响相似，乳化剂的加入量是影响微乳液粘度的主要因素。 3 结论 通过柴油与不同复配的乳化剂混合制各的微乳液进行 加水量及粘度比较，得出以下结论： (1)离子表面活性剂在总表面活性剂中含量较高时复 配制得的柴油微乳液加溶水量较高。三组分乳化剂复配较两 组分复配加溶水量大。 (2)不论是离子与非离子表面活性剂复配、非离子与 非离子表面活性剂复配还是三组分乳化剂的复配，其粘度的 变化均随乳化剂含量的增加而增加。三组分乳化剂复配制各 得的微乳液粘度增加趋势较两组分平缓。 (3)对于三组分复配体系制得的澄清柴油微乳液，乳 化剂加入量较少 (1~／o--2％)时，粘度低于纯柴油，但随加 入量增大，一直呈上升趋势。 【参考文献】 【1】李铁臻，侯滨．微乳化柴油配方的研制【J】．润滑油，2002， 17(5)：15-17． 【2】谢新玲，王红霞，张高勇，等．微乳化柴油研究进展【J】．河南 化工，2003，(11)：1-3． 【3】谢新玲，王红霞，张高勇，等 柴油微乳化技术研究【J】．日用 化学工业，2004，1：13．16． 【4】周雅文，张高勇，刘云等．燃油微乳化技术及其研究进展【J】． 化学世界，2004，6：329-332． 【5】顾全荣，胡宏纹．燃料油掺水乳化液的研究进展【J】．化工时 刊，1996，10(5)：3 【6】Genova,Calogero，Pappa．Hybrid liquid fuel composition in aqueous microemulsion[P]．US：5259851，1993． 【7】Leung R Shah DO．Sotubilization and phase equilibria of water-in-oil microemulsion[J]．J．Colloid Interface Sci． 1987，120(2)：330-344． 【8】盛宏至，张宏策，吴东垠，等．水／甲醇和柴油乳化液的粘度 特性实验研究【J】．燃烧科学与技术，2004，(6)：202-206． (责任编辑、校对：琚行松) 维普资讯 http://www.cqvip.com