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用光学显微镜对轧制乳化液的观察与分析

乳化液是一种亚稳定的油水两相平衡系统,其中的一相以液滴的形式分散于另一相中,分别称为分散相和连续相,形成水包油(O/W)或油包水(W/O)型乳化液。乳化液中分散相的形貌、大小与分布对乳化液的性质和应用效果有本质的影响。虽然乳化液作为金属加工液在机械加工和轧制等冷却润滑领域获得了广泛的应用,其制备和使用技术也较为成熟,但是目前尚未建立统一成熟的表征体系来定量分析乳化液的性能,而从微观角度对乳化液结构进行直接观察和分析的报道更少。陆芳琴等使用离线显微镜法分析了乳化液中油滴粒度,得到了油滴的有效大小与跟踪时间的坐标图;

利用激光共聚焦逐层扫描三维重建技术分析得出乳化液的类型、粒径大小和黏度等特性,并定性分析了乳状液界面膜物质组成;利用稳定性分析仪建立求平均迁移速率的方法,并通过STOCKES-EINSTEIN定律计算出液滴的平均粒径。这些研究方法较为精确,但对仪器设备的要求高,并且不能得到直观的乳化液微观结构图像。为此我们实验并提出了一种用光学显微镜观察乳化液微观结构的方法,以获得乳化液直观清楚的结构图像,实现对乳化液微观结构简便快捷的观察与分析。

1 实验方法

1.1实验设备与试样

本实验采用徕卡DM4M显微镜为主要观测仪器,观察的试样为镁合金板带轧制润滑冷却乳化液实验样品,实验的目的是观察乳化液样品的微观组织,以及不同的乳化剂加入了量对乳化液油滴结构和乳化液稳定性的影响。观察的乳化液试样由基础油(25号变压器油)、油性添加剂(十二醇)和复合乳化剂(十二烷基磺酸钠、司班80和吐温80)等配制成乳化油,配方如表1所示,然后加水制备成乳化油含量为10%的水包油型乳化液,取样进行实验观察,同时进行7天的稳定性测试。我们知道,稳定性越高析油量越少,为了建立一种标定使稳定性越高相应数值越高,以10ml减去析油量(ml)作为稳定性的指数。