论文部分内容阅读
传统的切削液大多以矿物油为基础油,生物降解能力差,对生态环境和操作人员的身体健康产生危害。现代机械制造业的快速发展,对切削液的需求也越来越高,无论是改进切削工艺、改善供液方式,还是加强对切削液的管理控制,都不能从根本上杜绝切削液的危害。面临巨大的人身安全及生态环境的挑战,最理想的途径是设计开发绿色环保的切削液的配方。目前,国内针对切削液的研究多集中在单纯对基础油改性或新的添加剂的开发方面,鲜有对切削液微乳体系的稳定性以及与基础油配伍性良好的添加剂的选择方面的研究。本课题选用结构均一,对添加剂感受性良好,低毒低害的环烷基油以及生物降解性良好的植物油和合成酯作为切削液的基础油代替矿物油,同时积极探寻与基础油配合性能良好的表面活性剂,从而设计优化切削液配方,延长切削的使用寿命,减少废液的排放和环境的污染,节约能源,降低生产成本。实验选择不同种类的表面活性剂乳化基础油(环烷基油、合成酯、植物油)和水形成微乳液,从表面活性剂的HLB值、碳链长度、头部基团数目、剂油比、阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的复配比例以及辅助添加剂用量等方面,探讨表面活性剂结构对于水、基础油及添加剂形成的微乳体系稳定性的影响,对比研究表面活性剂与基础油的配伍性。通过所得到的稳定配方的数目以及表面张力仪、接触角测试仪、光透过率测试、动态激光粒度仪、泡沫高度测试等表征手段,对配方进行综合评价,选择与各类基础油适配性能最优的表面活性剂,确定辅助添加剂的最优用量。综合考虑得到的稳定配方数目、平均粒径、泡沫高度以及接触角大小得到以下结论：(1)非离子表面活性剂的头部基团数目介于5-20之间,碳链长度在12-18之间的烷基酚醚与十二烷基苯磺酸钠以低的剂油比复配,对环烷基油的乳化效果最优；(2)MOA系列、支链系列、TX系列中C链长度小于18,亲水基团数目大于6而又不超过20的非离子表面活性剂以及TW-80作为主乳化剂,与十二烷基磺酸钠以3：1复配,剂油比选择1：1,对合成酯的乳化效果最优；(3) MOA-8、308、TX-10、SG-10、SG-40以及TW-40与石油磺酸钠及十二烷基苯磺酸钠复配,对植物油的乳化效果最优。