切削液乳化液用于金屬機(jī)械工業(yè)，以幫助切削過(guò)程，防止腐蝕，并改善潤(rùn)滑，冷卻，表面清潔和工具壽命。當(dāng)在機(jī)械加工過(guò)程中使用時(shí)，由于熱降解和污染，這些乳劑失去了其性能和有效性。這些乳劑的更換是含油廢水產(chǎn)生的原因。考慮到存在的風(fēng)險(xiǎn)和嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)，在將切削液廢水排放到環(huán)境中之前對(duì)其進(jìn)行處理是至關(guān)重要的。

切削液的礦物油基不隨其使用而改變，因此可以通過(guò)更換缺失的添加劑來(lái)多次回收。考慮到回收油相的可生物降解性差，回收是解決這些威脅殘留物的方法。在新切削液中重新使用回收的油相，可以防止其處置或燃燒，并減少對(duì)生產(chǎn)新資源的提取。

這項(xiàng)工作的目的主要是評(píng)估切削液廢液中油的百分比對(duì)回收過(guò)程的影響。

1. 材料和方法  

1.1 切削液乳化液的制備  

商用切削液OP 38 (潤(rùn)滑油)，一種由精制環(huán)烷基礎(chǔ)油、乳化劑、緩蝕劑和殺菌劑配制的混相切削液。

在蒸餾水中分別使用5、10、15、20、25和30 wt.%的切削液制備切削液乳化液(W/O)。在室溫(25℃)下，將所需量的濃縮物快速一步地加入到250毫升螺旋蓋的燒瓶中制備200mL乳狀液。在700轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，機(jī)械攪拌10分鐘，形成切削液乳化液。

1.2 物理穩(wěn)定性分析  

使用 LUMiSizer®進(jìn)行測(cè)試，轉(zhuǎn)速：4000 rpm、測(cè)試時(shí)長(zhǎng)：4h、溫度：25 ℃。

2. 結(jié)果與分析  

所有切削液乳化液(5%至30wt .%)透光率隨時(shí)間變化的圖譜如圖1所示，用以表征乳化液穩(wěn)定性。低透光率意味著高顆粒濃度，高透光率意味著低顆粒濃度。

此處以10%的樣品圖譜為例進(jìn)行分析。隨著實(shí)驗(yàn)的開始，體系開始分離，可以看出，樣品管的底部的透光率漸漸升高，呈左低右高的形態(tài)，顯示樣品底部顆粒（液滴）向界面遷移，這部分逐漸變澄清。觀察128-130mm區(qū)域內(nèi)，10%樣品的第一條譜線相較于30%的樣品譜線明顯高出很多，說(shuō)明10%的樣品很不穩(wěn)定，在獲得第一條譜線數(shù)據(jù)時(shí)已出現(xiàn)明顯分離。同時(shí)觀察到后續(xù)幾條譜線的間距由大變小，說(shuō)明體系內(nèi)較大的顆粒上浮速率較快；隨著時(shí)間的推移，體系內(nèi)還剩較小的顆粒，因?yàn)槠湎鄬?duì)移動(dòng)速率較慢。隨著實(shí)驗(yàn)的繼續(xù)，樣品頂部出現(xiàn)清晰的上浮層，值得注意的是乳析層中出現(xiàn)一個(gè)透光率接近90%的峰，推測(cè)較大的液滴在上浮層中發(fā)生了相互作用，最后出現(xiàn)破乳的行為，有油層析出。

5%相較于10%的樣品，初始時(shí)分離速度更快，同時(shí)未觀察到油層的析出，推測(cè)該含量的乳化切削液能很好的維持液滴的膜穩(wěn)定性，不出現(xiàn)破乳油析，但是可能形成了較大的液滴，導(dǎo)致初始分離速度較快。15%-30%的樣品相較于10%的樣品，實(shí)驗(yàn)后期112-128mm的透光率逐漸降低，接近10%，說(shuō)明體系中存在大量細(xì)小的顆粒，這對(duì)后續(xù)切削液的回收可能造成一定影響。

綜上所述，可以通過(guò)LUMiSizer®加速穩(wěn)定性分析儀快速確定10%為適宜的回收OP38切削液乳化液含油百分比。

圖1 OP38切削液乳化液的透光率圖譜  

3. 結(jié)論   

LUMiSizer®分散體系分析儀，應(yīng)用STEP技術(shù)，對(duì)配方穩(wěn)定性分析提供了快捷有效的工具。不僅可以同時(shí)檢測(cè)12個(gè)樣品，而且多波長(zhǎng)（近紅外870nm、藍(lán)光410nm）覆蓋多品類樣品的測(cè)試，為用戶可提供更多更深入的分析信息，極大提高了工作效率。