陽離子型乳化劑(Cationic Emulsifier)

直到現在為止,陽離子型乳化劑在水溶性切削油中並無特別重要性,並且僅使用在某些特別應用上。一般而言,其與陰離子性產品(anionic products)的不相容性(產生相互沉澱-reciprocal precipitation)是限制其使用的主要原因;陽離子型乳化劑會緊密吸附於金屬表面上,也因此一般而言其疏水性(hydrophobizing)被視為缺點。某些陽離子型乳化劑因在中性與酸性的酸鹼範圍內的有效性,使得它們在鋁加工之類的特殊需求上較偏好使用。其他較受偏好之處則為其對微生物活性(microbial activity)經常具有較佳的抵抗性(也就是抗菌性佳的意思),以及其在硬水中的安定性佳。四級銨鹽(quaternary ammonium salts)是此類陽離子型乳化劑中最重要的例子之一。

Cationic emulsifier structure

translated and studied from Lubricants and Lubrication P405

非離子型乳化劑(non-ionic emulsifiers)

此類乳化劑的重要性近來急速提升,其特殊的優勢在於一般而言在於在硬水中的安定性以及抗電解質性(electrolyte resistance),在寬廣的PH範圍內皆具安定性,但防鏽性較差常成為其缺點,主要來說,對金屬加工而言,只有乙氧基化產品(ethoxylated products)具有所有優勢,不同特性的客製化乳化劑可用不同斥水性分子(hydropholic molecules)接上所需長度的親水性聚氧乙烯(hydropilic polyethylene oxide)來製得。

接上的ehylene oxide分子數目定義為degree of ethoxylation.

下列物質在非離子型乳化劑製造中較具優勢:

  1. 烷基酚類(alkyl phenols) ( 壬基酚–nonylphenol 曾經是最重要的產品,但因為歐洲廢水問題立法禁止已經不再使用於配方之中)
  2. 醇類(alcohols)
  3. 酯肪酸類(fatty acids)
  4. 酯肪胺類(fatty amines)
  5. (酯肪醯胺類以及多元醇酯類)(fatty acid amides and esters of polyols ( sorbitan esters 尤為重要)):歐盟已禁止壬基酚聚乙氧基醇(nonylphenolethoxylates)的使用

 

最重要的非離子型乳化劑的化學結構列表

structures of most important non-ionic emulsifier

由於上述提及之主要的乙氧化非離子型乳化劑(ethoxylated non-inoic emulsifiers)的抗腐蝕性較差,故常與陰離子型乳化劑一起使用於金屬加工乳化中,某些乙氧化酯肪醯胺類(ethoxylated fatty acid amides)可以提供相當有效的抗腐蝕性則屬於特別的例外。

~translated from Lubricants and Lubrication P404~P406

最常使用在水性切削液中的腐蝕抑制劑(corrosion inhibitors)

  1. Aklali and alkanolamine salts of carboxylic acids
  2. Sulfonates
  3. Alkali and aklanolamine salts of naphthenic acids(naphthenates)
  4. Amine
  5. Amide
  6. Benzoic acid derivative(derivative of p-tert-butylbenzoic acid)
  7. Amine salts,acidic phospho acid ester
  8. Boron compounds(boric acid amide)
  9. Alkali nitrite(sodium nitrite)
  10. Alkali cabonate
  11. Carboxylic acid derivative
  12. Alkylsulfonamide carboxylic acids
  13. Arylsulfonamide carboxylic acids
  14. Fatty sarkosides
  15. Phenoxy derivatives
  16. Sodium molybdate