4-(2-nitrobutyl)morpholine(CAS#2224-44-4)以及4,4′-(2-ethyl-2-nitrotrimethylene)dimorpholine(CAS#1854-23-5)的混合物已經證實具有作為金屬加工液中殺菌劑(真菌及細菌)的功效，雖然其有效成份屬於甲醛(formaldehyde)系列, 但此混合物並不以釋放甲醛作為其殺菌的效用來源。而此混合物的水溶性不佳，而油溶性優，可直接加入許多金屬加工濃縮液的配方之中，特別是溶水油(water-soluble oil)。事實上，它是少數油溶性的殺真菌劑之一。若要使其抑制真菌及細菌的效能最佳化，其劑量應至500~1000ppm有效成分為佳。
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。
translated and studied from Lubricants and Lubrication P405
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：
最重要的非離子型乳化劑的化學結構列表
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
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
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
