表面活性剂在水基切削液中的应用

表面活性剂在水基切削液中应用十分**，它是水*属切削液的主要成分之一，其作用有多种，如乳化、防锈、润湿、润滑、防腐等。表面活性剂的用量和种类将直接影响水基切削液的性能。

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乳化作用所谓乳化作用就是使两种互不相溶的液体借助于表面活性剂的作用，降低它们之间的界面张力，使一种液体以极微小的状态均匀稳定低分散在另一种液体中。乳化剂都属表面活性剂，其分子由亲水、亲油两个基团组成。它能使乳化液稳定的因素有两个：其一是降低了油一水界面张力，即降低了界面自由能，有利于乳状液的稳定存在；二是乳化剂分子在界面处定向吸附，生成具有一定机械强度的薄膜，阻止分散相液滴的合并聚积。选用乳化剂一般可根据分散相的类型及乳状液的类型确定需要的亲水亲油平衡值hlb。hlb值低的表面活性剂通常形成w/o型乳状液，而hlb值高的表面活性剂则形成o/w型乳状液。表1给出了对于各种不同应用目的所需的hlb值范围。不管是油包水型(w/o)乳状液，还是永包油型(0/w)乳状液，其乳化剂的hlb值要与乳化物的hlb值相近，这是乳化的-条件。

目前切削液用的乳化油几乎都是水包油型(0/w)。在配制这种乳化液时，要使油相成分全部乳化。各种油相所需乳化剂的hlb值范围如表2所示。在实际应用中，也不能单靠hlb值来断定乳化剂。因为hlb值不能包括被乳化物和乳化剂的化学结构以及两者之间的关系。所以还要考虑其他一些因素：

一般选用乳化剂要考虑其离子型，以便得到比较稳定的乳液，这是因为乳化液粒子带同种电荷相互排斥之故；

选用乳化剂的憎水基和被乳化物结构相似以及选用乳化剂在被乳化物中易于溶解的表面活性剂，换句-，乳化剂的憎水基和被乳化物的结构越接近就越易被乳化，因为它们的结构越接近就越容易互溶，也就是亲和力越强，这样不但乳化力强，而且乳化剂用量也少；

当乳化油中还含有其他添加剂时，还应考虑其影响。

在水溶性切削液中，表面活性剂*主要的用途就是作乳化剂。用作乳化剂的表面活性剂通常为阴离子型和非离子型表面活性剂，如-二油酸酯、*、脂肪醇聚氧乙烯醚、吐温80、油酸三*、石油磺酸盐、-*磺酸盐、脂肪酸盐等。随着技术的发展，阳离子表面活性剂也逐渐被应用到切削液中，并且和阴离子型、非离子型表面活性剂复配使用，效果-，多种乳化剂复配，可以发挥它们的协同效应，从而提高乳化效率，有助于减少乳化剂的用量，而且具有不同hlb值的非离子表面活性剂复配时，其增溶能力**超过其中任何一个。

02

清洗作用在金属切削过程中，工件表面常粘有金属粉末、砂粒、油等污垢。为除去这些污垢，使切削液具有一定的洗涤能力，可在切削液中加入适量碱性物质如纯碱、三*，或其他表面活性剂如非离子表面活性剂如平平加、0p-7、op-10等；阴离子表面活性剂如脂肪酸皂、-*磺酸钠、十二-*钠等。切削液的清洗作用是润滑、渗透、分散等综合作用的结果。若采用非离子性表面活性剂和阴离子表面活性剂复配能起到**降低切削液表面张力的作用，从而满足切削液的清洗作用。

03

防锈作用在水溶性切削液中防锈剂*。防锈性能对于加工部位的、产品合格率以及机床的保养等有着十分重要的意义。切削液中使用的防锈剂许多都是表面活性剂，如油溶性防锈剂有石油磺酸盐钠、钙、钡盐等、金属皂等；水溶性防锈剂有-**、-**、三*、油酸三*、十二*二--等。开发防锈性能-、环境友好的水溶性防锈剂是近年来的发展趋势。

由于oma分子中同时含有多个-、-基等极性基团和长碳链烃基，因此，oma水溶性好，抗硬水、耐水解能力强，在ph值5~10水溶液中均能稳定存在，具有-的稳泡性和较好的润湿、乳化能力。实验结果表明，在水溶液中0ma对钢和铸铁有优良的防锈作用，对铜也有一定的防腐蚀能力。但由于oma的水溶液呈弱碱性，不适于做铝的腐蚀*。如果添加其他铝缓蚀剂，使之构成具有协同防腐蚀能力的体系，将获得满意的结果。oma适用于水*属切削液、水基难燃液压液等。

04

极压润滑作用通常认为乳化油含油较多，其润滑性要比不含油的透明切削液好。这是由于乳化油中的基础油是油性基团，依靠物理吸附作用黏附在摩擦表面，从而起润滑作用。但有关文献，表明，乳化油起润滑作用的并不是基础油，而是带极性基团的表面；活性剂。单独用这些表面活性剂溶于水所得溶液的摩擦系数和乳化；-本身的摩擦系数相近，甚至更小。而乳化油中如不含极性基团的；表面活性剂，摩擦系数就变大。这是由于带极性基团的表面活性剂在金属表面能形成物理或化学吸附，吸附膜比较牢固，能起到效果-的润滑作用。

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