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

 

陰離子乳化劑(anionic emusifiers)

在傳統上,此類型乳化劑在水溶性切削液及許多非切削程序上既是使用時間最久,也是市佔率最高的產品。人類使用皂類的歷史悠久,其成分為長鏈有機酸(如硬脂酸或油酸)或脂肪酸(fatty acids)所形成的鈉鹽或鉀鹽。用於水包油乳化(oil-in-water)中最常見的的鹼性皂(alkali soaps)是鈉皂(sodium soaps)。鈉皂要完全發揮其乳化功能有著必須要處於PH值相對較高的環境下(PH值接近10)的限制。如此高的PH值在許多金屬加工程序上是不適合的,因為這會產生皮膚的不適及問題。

要處理高PH值下才能使用的問題,已經可以用加入胺皂(胺鹽)(amine soaps)的方式來解決。胺皂較鈉皂不受PH值影響,在PH約8時,仍有良好的乳化安定性。常用胺鹽類別為ethanolamine, 此類別下mono-ethanolamine(MEA),di-ethanolamine(DEA)及triethanolamine(TEA)皂尤為重要。di-ethanolamine及morpholine胺鹽已漸不使用,因其會產生有害物質(nitrosalmine)。

一般使用胺皂或鈉皂的缺點是,它們會與水中的鎂或鈣離子或與金屬加工中所產生的重金屬離子(如拉伸銅線所產生的銅離子)作用而產生水不溶性鹽類,結果會使得部分乳化劑失去活性並開始沉澱,並使乳化開始不安定。不溶於水而沉澱的皂類另一方面來說,也會造成金屬加工過程中或循環系統的問題。

環烷酸(naphthenic acid)的鈉鹽及胺鹽不像前述的鹽類易受水中鎂鈣離子影響,因為其所產生的鎂鹽或鈣鹽比有機酸皂類(carboxylic acid soaps)所產生的更易溶於水中。但有一個明顯的缺點是環烷酸所產生的鹼皂(alkali soaps)產生泡沫的傾向較高。

磺酸鹽類(sulfonate)廣泛的使用在水溶性切削液中,最常見的被稱為天然磺酸鹽(natural sulfonates)或者石油磺酸鹽(petroleum sulfonates),為產製白油(white oil)的製程中所產生的副產物,磺酸鹽類的防鏽性佳,以化學上而言,此類型產品主要可視為芳香/脂肪(aromatic/aliphatic)礦物油碳氫化合物的磺酸鈉鹽類,故也被稱為烷基芳基磺酸鹽類(alkylaryl sulfonates),用於金屬加工上的磺酸鹽類分子量約介於350~500之間,因為分子量增加,乳化性就會降低,而所謂的合成磺酸鹽類,其重要性日增,最重要的產品是十二烷基苯磺酸鹽(dodecylbenzene sulfonate)(鈉鹽)的芳香族產物,總而言之,磺酸鹽類跟其他陰離子乳化劑相比,在PH值大於8.5所產生的乳化安定性佳,且較皂類對硬水的抵抗力更好。

對天然脂肪作磺化反應,可得到磺化脂肪油,是一種常用於金屬加工乳化的陰離子乳化劑,特別適合用於脂肪油(fatty oil)的乳化,最常見的磺化脂肪油是磺化蓖麻油(sulfated castor oil),磺化魚油以及磺化菜籽油(sulfated colza oil),不像磺酸鹽類,硫酸鹽(sulfate)分子上的硫並不直接與碳原子相接,而是與氧相接,因此會有酸性水解(acidic hydrolysis)的傾向,以磺化油類作為乳化劑,需要對PH的控制特別注意,也需要特殊的緩衝系統(buffer system)。

磷酸酯的胺鹽提供良好的防鏽性及極壓特性,也使其在作為陰離子乳化劑的應用性上眾多,然而,許多磷酸鹽類(phosphates)卻有較不被喜愛的起泡性(forming properties),有許多特別的化合物特別作為水性冷卻液中的防鏽抑制劑(corrosion inhibitor),也具有與陰離子乳化劑相同的表現,例如sarcosine鹽類。

 

陰離子型乳化劑的化學結構列表

Anionic emulsifier structure table

 

 

 

 

金屬加工油添加劑種類-1

為了滿足不同的需求及功能,金屬加工油中必需加入化學添加劑(additives)來達成目標,這些需求及功能包括乳化、防鏽、潤滑、微生物抑制、PH值調整( PH buffering)、成份耦合(coupling)、消泡、分散以及潤溼(wetting)。

這些添加劑大部分是陰離子(anionic)或非離子性(nonionic)的有機化學品,大部分是液態,因為易於進行摻配,一些常使用的化學品類型如fatty acid、fatty alkanolamides、esters、sulfonates、soaps、ethoxylated surfactant、chlorinated paraphins、sulfurized fats 、sulfurized oils以及各式各樣不同的biocide/fungicide,這些化學品也經常使用在一般家用或個人用途上。

每一種用在金屬加工油的功能性添加劑(functional additive)都貢獻各自的功能而組成完整的配方,為了確保金屬加工油維持在最佳的表現,加入添加劑後所造成的影響由化學家測試後得以確認。許多添加劑的性質都是互相排斥的,一般而言,如果加工油具有絕佳的生物及硬水安定性,那麼其廢液可能就較難以處理;如果它的潤滑性極佳,那麼可能就較不易進行清潔。

節錄自Metalworking fluids,second edition , P129~130

金屬加工油的功用

金屬加工油的主要功能是用來協助切削、研磨、或者是金屬成型,提供加工物件良好品質及精度的同時亦能延長加工工具的使用時間。加工油在冷卻潤滑金屬-加工工具的同時也一併將工件上殘留的粉末及碎片沖走。在進行下一段加工程序或組裝之前的時間裏,加工油也應該能夠提供已加工物件適當的室內防銹能力。水性的金屬加工油應該能防止微生物的滋生與其帶來的不適氣味。

節錄自Metalworking Fluids,second edition, p129

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誰需要油品檢測?

誰需要油品檢測?

1、油品已使用一段時間,卻不了解是否已到換油時機。

2、長期使用某一油品,雖對油品表現十分滿意,卻苦無類似產品可供選購,或亦無法了       解類似產品與原油品相似度有多高。

3、欲從事油品產品開發之工作,卻苦無相關檢測設備可供使用,或根本不了解需檢測何      種項目以供產品開發使用。

4、國外廠商下單,國外所用油品是否可就近於本地採購?

 

 

 

從公共危險物品標示看政府的作為

一間公司只要開始放置公共危險物品,就要開始幫它作標示牌,一種公共危險物品要一塊牌子以上來標示,請問這有什麼用嗎? 公安環保消防人員時常到廠關切廠商是否符合各項法規,怎麼都不曾看見主管經濟、工業、建設等對人民荷包有幫助的相關人員到廠關切營運呢? 實在不得不懷疑這個政府從上到下只會怕事,對廠商的死活根本就沒有興趣。

2014-11-12_12-26-37

危險物品場所標示1危險物品場所標示2危險物品場所標示3