中圖分類號(hào)TQ225.24⁺2    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
Study on Relations Bet ween the Ouality Index of Span - 80 and the Stability of Emulsion
Guo Baoyi
(Vocational Technical College , Liaoning Technical University ， Fuxin 123000)Abstract : The relations between the index of span - 80 and the stability of emulsion were introduced in this paTest result showed that in the limit range to increase the volume of esterification matter , to relax the range of hyperdroxyl value and to reduce the moisture content is profitable to increase the stability of emulsion. The acid value ospan - 80 that was madc from diffrent quality oil acid had not comparability with the stability of cmulsion.Key words : Emulsion , Stability , Quality index

1、前言
司盤 - 80 的化學(xué)名稱為失水山梨糖醇單油酸酯，是一種典型的非離子型表面活性劑 ,具有較好的乳化、分散、滲透和增溶等特性。早在紡織、醫(yī)藥、食品、石油和金屬加工切削等行業(yè)中獲得了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，如今又廣泛的應(yīng)用于乳化炸藥的生產(chǎn)中。
乳化炸藥是采用乳化技術(shù)制成的 w/ o 型乳化液經(jīng)敏化而制得的。制造乳化炸藥的關(guān)鍵問(wèn)題是制成高質(zhì)量的乳化液，而制成高質(zhì)量乳化液的核心問(wèn)題是乳化劑。

乳化劑能吸附在界面上，降低界面張力，使互不相溶的油、水兩相液體形成高度均勻分散的膏狀乳膠體。乳化劑的效果好，可增強(qiáng)乳化炸藥分散相粒子與連續(xù)相界面膜的強(qiáng)度，提高分散相粒子堆積密度，提高乳化炸藥貯存穩(wěn)定性和爆炸性能 。乳化劑質(zhì)量的好壞直接決定著乳化炸藥質(zhì)量的好壞 。

形成 W/ o型乳化液要求乳化劑的 HLB(親水親油平衡)值處于3~6之間，目前國(guó)內(nèi)乳化炸藥生產(chǎn)中，使用的油相材料基本是以機(jī)油、石蠟、凡士林為主，它們形成 W/O乳化液所需的 HLB 值約為4，而司盤- 80的HLB值為 4.3，能很好地滿足所需要求。國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)廠家選擇乳化劑司盤 - 80 生產(chǎn)乳化炸藥。

2、 司盤- 80 的生產(chǎn)和質(zhì)量指標(biāo)
司盤 - 80 是以山梨醇、油酸為原料，在一定溫度下經(jīng)氫氧化鈉的催化作用，靠酯化反應(yīng)獲得的產(chǎn)物，反應(yīng)式如下:

由于山梨糖醇的脫水反應(yīng)實(shí)際上是很復(fù)雜的，生成物是多種化合物的混合物，因此，其酯化反應(yīng)產(chǎn)物也是多種多樣的 。上述反應(yīng)式只是山梨糖醇脫水酯化反應(yīng)的典型代表形式，也就是說(shuō)，油酸與山梨糖醇脫水酯化反應(yīng)的產(chǎn)物雖然主要是單脂肪酸酯，但也含有二脂肪酸酯、三脂肪酸酯、四脂肪酸脂等復(fù)雜產(chǎn)物。若脫水不完全有水存在時(shí)，還會(huì)發(fā)生脂化反應(yīng)的逆反應(yīng)，將嚴(yán)重降低產(chǎn)品中酯的含量。而脫水溫度過(guò)高又會(huì)使局部過(guò)熱造成碳化。因此應(yīng)采取較低溫度、高真空度的方法脫水，需要注意的問(wèn)題是防止沸騰跑料。
酯化反應(yīng)應(yīng)在一定的高溫下進(jìn)行，以獲得含量較高的失水山梨醇酯的混合物 。酯化時(shí)間短，酯化不完全，產(chǎn)物酸值高；酯化時(shí)間增長(zhǎng)，酸值下降；若反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，酯的分解反應(yīng)增加，表現(xiàn)出酸值由低反而回升。因此 ,控制一定的溫度和時(shí)間是制得優(yōu)質(zhì)司盤- 80 關(guān)鍵的工藝條件。催化劑有:NaOH、KOH、HPOA(85 %)等，無(wú)論采用何種催化劑，其作用原理都是釋放 H 或OH~ 激發(fā)酸醇酯化反應(yīng)，加快酯化反應(yīng)速度。

通用的司盤-80 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 司盤- 80 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(ZCB73003 - 88)

3、司盤 - 80 質(zhì)量指標(biāo)與乳化液穩(wěn)定性的關(guān)系
司盤- 80的質(zhì)量指標(biāo)是針對(duì)于它作為乳化劑、增稠劑、分散劑和防銹劑而制定的通用指標(biāo)是否能滿足乳化液(乳化炸藥) 穩(wěn)定性的特殊要求，還要進(jìn)行研究。
3.1 、酸值
酸值是反映乳化劑中游離油酸含量的指標(biāo)表示中和1g司盤- 80 樣品中的游離脂肪酸(油酸)所需要的氫氧化鉀毫克數(shù)。測(cè)定方法是：準(zhǔn)確稱取司盤- 80 試樣2g，置于250ml 錐形瓶中，加中性乙醇 50ml，振蕩使之溶解，以2~3 滴酚酞為指示劑，用 0.5N 氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定呈粉紅色，30s 內(nèi)不消失為止。

理論上分析，酸值低表示油酸與失水山梨酵成反應(yīng)進(jìn)行的完全，生成的多，游離的油酸量少。游離的油酸是含一個(gè)雙鍵的不飽和酸，對(duì)乳化液穩(wěn)定性具有一定的負(fù)面效應(yīng)，所以司盤 - 8的酸值較低可以提高乳化液的穩(wěn)定性。但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的司盤- 80的酸值對(duì)乳化液穩(wěn)定性的影響不具有可比性(見(jiàn)表 2)

表2司盤 80酸值對(duì)乳化液穩(wěn)定性影響

從表 2 結(jié)果可以看出，無(wú)法從酸值來(lái)分析不同產(chǎn)地的司盤 - 80 對(duì)乳化液穩(wěn)定性的影響分析。其原因是 ：酸值只是反映司盤 - 80 游離脂肪酸的含量，而不同的廠家生產(chǎn)司盤 - 80 所用的油酸質(zhì)量相差很大，一些廠家仍用冷榨法，不經(jīng)精餾或精餾不嚴(yán)造成油酸質(zhì)量嚴(yán)重波動(dòng)，個(gè)別廠家所用的油酸中含有 10 %~20 %的硬脂酸，這樣制得的產(chǎn)品中混有司盤 - 60，將嚴(yán)重影響乳化效果和乳化夜的穩(wěn)定性，但測(cè)酸值卻不能反映出這種差別，因此，無(wú)法用酸值來(lái)比較不同質(zhì)量的油酸生產(chǎn)出的司盤 - 80 性能的優(yōu)劣。只有用相同質(zhì)量的油酸，采用相同的投料比，生產(chǎn)出的司盤 - 80其酸值對(duì)乳化液穩(wěn)定性的影響才具有可比性。此外酸值可以反映投料比、催化劑種類和加入量是否恰當(dāng)，酯化溫度是否過(guò)低或過(guò)高，也可提醒使用者，產(chǎn)品是否由于儲(chǔ)存不當(dāng)或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而發(fā)生了酯的酸敗現(xiàn)象。

3.2、皂化值
皂化值指中和 1g司盤- 80 樣品中的游離脂肪酸和皂化其中所含的化合酸(酯類) 所需要的氧化鉀毫克數(shù)。測(cè)試方法是：準(zhǔn)確稱取 1.5~2g試樣(準(zhǔn)確至0.0002g)置于帶回流冷凝器的250ml錐形瓶中，用移液管吸收 0.5N 氫氧化鉀酒精溶液25ml，置于水浴鍋加熱回流1h，使皂化反應(yīng)完全，停止加熱，并用少量中性乙醇沖洗冷凝器壁取下冷卻，加2~3 滴酚酞指示劑，用0.5N 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至粉紅色恰好退去為止，同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。

皂化值表示1g司盤- 80 中游離的脂肪酸和化合成脂的脂肪酸的總量，該物理量除具有和酸值同樣的意義外，還能用以估計(jì)化合脂肪酸的性質(zhì)。皂化值越大，酯化物的含量可能越多，乳化劑的親油性可能越強(qiáng) 它是直接影響 HLB 值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所以應(yīng)該保持在一定的范圍內(nèi)。在實(shí)際應(yīng)用中還是由于受油酸質(zhì)量的影響，使皂化值和乳化液穩(wěn)定性之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系難以尋找，而酯化物的百分含量卻和乳化液的穩(wěn)定性有一定的關(guān)系見(jiàn)表 3。

表3 皂化值酯化物含量與穩(wěn)定性關(guān)系

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著乳化劑中酯化物含量的增加，乳化液的穩(wěn)定性也隨著增加，至于與皂化值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)不上，還有待進(jìn)一步研究。
3.3 羥值
羥值指中和 1g司盤 80 試樣醋酰化的醋酸所用氫氧化鉀的毫克數(shù)。羥值表示乳化劑中親水基-OH的多少，羥值越大，表示油酸和醇中- OH 結(jié)合的數(shù)量越少親水性越強(qiáng)，也是影響司盤 - 80 HLB 值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
我國(guó)現(xiàn)行的司盤- 80 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是通用的，針對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)這一特殊行業(yè) ，經(jīng)大量實(shí)踐說(shuō)明放寬羥值指標(biāo)范圍能取得良好的效果，使乳化炸藥的穩(wěn)定性提高，乳化炸藥生產(chǎn)一般控制司盤80的羥值為 200~260mgKOH·g^-1。
司盤 - 80的水分越大，在貯存過(guò)程中越容易發(fā)生水解，降低酯化物含量并導(dǎo)致分層，所以要求水分越低越好，保證司盤 - 80 不變質(zhì)對(duì)保持乳化液的穩(wěn)定性是有利的。
4、主要結(jié)論與建議
(1)不同質(zhì)量的油酸生產(chǎn)出的司盤 - 80 對(duì)乳化液穩(wěn)定性的影響，不能用酸值來(lái)比較。
(2)在一定范圍內(nèi)，隨著司盤 - 80 酯化物含量的增加，乳化液的穩(wěn)定性也增加。
(3)在乳化炸藥生產(chǎn)中，司盤 - 80 值應(yīng)控制為 200~260mgKOH·g^-1。
(4)應(yīng)采用液相色譜儀檢測(cè)司盤 - 80 的組分含量，弄清楚各組分對(duì)乳化液穩(wěn)定性的影響，逐步建立起更科學(xué)的質(zhì)量指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)
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