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注:⑴相对于花生油用量50克计(下同) 产品乳化率随催化剂的变化趋势如下图:
产品乳化率/08060402000.000.200.400.600.80催化剂用量/g1.00
图3-1 催化剂用量对产品乳化率的影响曲线
由此图分析可知,随着催化剂用量的提高,产品的乳化率也逐步提高。但当催化剂环烷酸钴的用量达到05克时,产品乳化率的上升趋势不是很明显,基本上升的幅度很小。从经济效益来考虑,当然是催化剂用量既少又能达到最佳的效果为宜,所以本论文确定环烷酸钴的用量为05克时,反应即能很好地进行,达到较好的乳化效果。
3.2.2 NaHSO3用量对产品乳化率的影响
利用磺化反应得到的皮革加脂剂,同硫酸化油脂相比,它具有更强的耐酸碱能力和良好的耐硬水性能,因此,它具有一定的优越性。常用的磺化剂有:三氧化硫、硫酸、氯磺酸、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等。本论文选用亚硫酸氢钠作磺化剂,试验了其用量对乳化率的影响。反应温度为78~82℃,反应时间为18小时,脱水时间为10小时。如图3-2所示。
表3-2 磺化剂NaHSO3用量的影响
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试验编号 5 6 7 8
NaHSO3⑴(g) 产品性状 6.125 12.25 12.25 15.00
物 物 物 物
乳液稳定性 乳化率(%) 分层 分层 分层 油,少许乳液分层
橙黄色胶状有较多乳液79.68 橙黄色胶状有少许乳液90.82 橙黄色胶状有少许乳液91.11 橙黄色胶状有少许浮89.53
注:⑴均配成40.00﹪水溶液,表值为NaHSO3净用量。 产品乳化率随磺化剂用量的变化趋势如下图:
100产品乳化率/?60402000.005.0010.0015.0020.00磺化剂用量/g
图3-2 磺化剂用量对产品乳化率的影响曲线
由此图分析可知,随着乳化剂用量的提高,产品的乳化率也逐渐提高,但当NaHSO3为15克时,产品乳化率有下降趋势,并且乳液有少许浮油出现,说明此反应反应不完全。原因可能是随着磺化剂的增加,在反应时生成了磺酸或亚硫酸酯,使反应体系粘度增大,阻碍了进一步反应,导致有浮油出现,所以加磺化剂要适中,本论文中确定NaHSO3用量为12.25g为宜。
3.2.3 磺化剂NaHSO3的浓度对产品乳化率的影响
表3-3 NaHSO3浓度的影响
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试验编号 NaHSO3浓产品性状 乳液稳定乳化率/%
度/%
9 6 7 10
28.57 40.00 40.00 50.00
状物 状物 状物 状物
性
橙黄色胶基本不乳 6.70
化 液分层 液分层 液分层
橙黄色胶有少许乳 90.82 橙黄色胶有少许乳 91.11 橙黄色胶有少许乳 90.42
产品乳化率随磺化剂浓度的变化趋势如下图:
100 产品乳化率/?604020002040磺化剂浓度/`80
图3-3 磺化剂浓度对产品乳化率的影响曲线
由此图分析可知,随着NaHSO3的增加,但当NaHSO3浓度为40%时,乳化率变化不大,从经济利益考虑,用量最少已达到最佳效果为宜,所以选NaHSO3浓度为40%。
3.2.3 乳化剂用量对产品乳化率的影响
因为反应原料花生油和NaHSO3水溶液为互不相溶的两相,所以要使反应顺利进行,必须添加一定量的乳化剂,使两相充分接触反应。本文采用十二烷基磺酸钠为乳化剂,试验了其用量的影响,结果见表3-4。
表3-4 乳化剂用量对产品乳化率的影响
试验编号 乳化剂用产品性状 乳液稳定乳化率/%
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量/g
11 12 13
0.25 0.50 0.75
橙黄色胶状物 橙黄色胶状物 橙黄色胶状物
性
有少许乳 85.15 液分层
有少许乳 92.30 液分层
有少许乳 92.93 液分层
产品乳化率随乳化剂用量的变化趋势如下图:
100产品乳化率/?60402000.000.200.400.600.801.00乳化剂用量/g
图3-4 乳化剂用量对产品乳化率影响曲线
由此图分析可知,产品的乳化率随着乳化剂用量的增加而增加,当乳化剂的用量为0.50g和0.75g时,乳化率相差不多,所以从经济角度讲,选择0.5g为宜。
3.2.5 两种乳化剂的对比
十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠都是表面活性剂,都有乳化作用,本文用其作对比实验。
表3-5 乳化剂十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠的对比
试验编乳化剂乳化剂产品性乳液稳乳化率/% 号
名称 基苯磺酸钠
用量/g
状
定性
14 十二烷 0.50 橙黄色有少许 91.53
胶状物 乳液分
层
12 十二烷 0.50 橙黄色有少许 92.30
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基磺酸钠
胶状物 乳液分
层
由此表可见,十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠在加入相同量的条件下乳化效果基本相同,但十二烷基苯磺酸钠用的是分析纯,而十二烷基磺酸钠用的是工业品,可见十二烷基磺酸钠要比十二烷基苯磺酸钠便宜的多,所以本文用十二烷基磺酸钠而不用十二烷基苯磺酸钠。
3.3 实验的注意事项
1.本文实验反应时间一定要足够长,随着反应时间的延长,磺化程度加深,乳化性也随之增加。实验反应时间最好为18小时。 2.脱水时间要长。因为亚硫酸化反应为可逆反应,产品中水分的存在有利于发生逆反应,再生成 NaHSO3。所以产品必须脱水完全,否则,产品存放过程在中,乳化性会变差。脱水时间以10小时为宜。 3.本文实验空气为反应物,所以要经常鼓入空气,并且要注意控制一定的空气流量,尤其在开始反应的1小时内要鼓入大量空气,使花生油能够充分反应。
4.本文实验从开始反应一直到最后脱水都得进行搅拌,这是一个重要的环节 ,尤其在开始反应的小时内要进行强烈搅拌,使反应充分进行。
5.本文实验反应温度不易过高,也不易过低,以78~82℃为宜。因为油脂氧化是一个复杂的自由基链式反应,温度对该反应影响较大。反应温度的升高对链的传递有利,可促使油脂的氧化反应;但随着温度的进一步升高,链终止反应占主导地位,过氧化物也会逐步被分解,从而导致过氧化值的降低,所以以78~82℃为宜。
结论
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