Nghiên cứu khả năng tách dầu thủy lực khỏi bề mặt phôi kim loại

Khi sử dụng ở các giới hạn nhiệt độ (ví dụ phải làm việc thường xuyên hoặc đột xuất trong điều kiện cực lạnh) cần sử dụng loại dầu có độ nhớt là các hợp chất cao phân tử. Các polym[r]

(1)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG -

ISO 9001-2015

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Sinh viên : Nguyễn Việt Anh Giáo viên hướng dẫn : Th.S Đặng Chinh Hải

(2)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG -

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁCH DẦU THỦY LỰC KHỎI BỀ MẶT PHÔI KIM LOẠI

KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Sinh viên : Nguyễn Việt Anh Giáo viên hướng dẫn : Th.S Đặng Chinh Hải

(3)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

-NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Sinh viên: Nguyễn Việt Anh Mã SV: 1412101032

Lớp: MT1801 Ngành: Kỹ thuật môi trường

(4)

1 Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp

- Tìm hiểu bước đầu tách dầu thủy lực khỏi bề mặt kim loại

- Tìm hiểu ảnh hưởng thời gian ngâm đến khả tách dầu khỏi bề mặt kim loại không tác động học tác động học

- Tìm hiểu ảnh hưởng tốc độ khuấy đến khả tách dầu thủy lực khỏi bề mặt kim loại

- Tìm hiểu chất hoạt động bề mặt có khả tách dầu thủy lực khỏi bề mặt kim loại có hiệu tốt

2 Phương pháp thực tập

- Làm phịng thí nghiệm - Thu thập, đánh giá số liệu

3 Mục đích thực tập

(5)

Người hướng dẫn thứ nhất:

Họ tên: Đặng Chinh Hải Học hàm, học vị: Thạc sĩ

Cơ quan công tác: Trường Đại học Dân lập Hải Phịng Nội dung hướng dẫn: Tồn khố luận

Người hướng dẫn thứ hai:

Họ tên:……… Học hàm, học vị:……… Cơ quan công tác:……… Nội dung hướng dẫn:………

Đề tài tốt nghiệp giao ngày 12 tháng 03 năm 2018

Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày… tháng… năm 2018

Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN

Sinh viên Người hướng dẫn

Nguyễn Việt Anh ThS Đặng Chinh Hải

Hải Phòng, ngày tháng năm 2018

Hiệu trưởng

(6)

1 Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp:

……… ……… ……… ……… ……… ……… ………

2 Đánh giá chất lượng khoá luận (so với nội dung yêu cầu đề trong nhiệm vụ Đ.T.T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…)

……… ……… ……… ……… ………

3 Cho điểm cán hướng dẫn (ghi số chữ):

……… ……… ………

Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2018

(7)

Lời mở đầu

Chương I : Tổng quan

I.1 Dầu thủy lực

I.1.1 Giới thiệu chung

I.1.2 Yêu cầu dầu thủy lực

I.2 Nhũ tương 12

I.2.1 Khái niệm nhũ tương 12

I.2.2 Phân loại nhũ tương 13

I.2.3 Các tác nhân tạo nhũ 15

I.2.4 Cách nhận biết nhũ tương dầu nước nhũ tương nước dầu 16

I.3 Lauryn sunfat 17

I.3.1 Nguồn gốc đặc điểm cấu tạo 17

I.3.2 Độc tính cơng dụng 17

I.3.3 Cơ chế tác dụng 18

I.4.CMC 18

1.4.1 Nguồn gốc cấu tạo 18

I.4.2 Tính chất CMC 19

I.5 Sắt (Fe) 20

I.5.1 Giới thiệu chung 20

I.5.2 Tính chất vật lý 21

I.5.3 Trạng thái tự nhiên 21

I.5.4 Tính chất hóa học 21

I.6 Hiện trạng tác hại dầu thủy lực với môi trường người [6] 23

I.6.1 Hiện trạng dầu thủy lực Việt Nam 23

I.6.2 Tác hại dầu thủy lực thải với môi trường người 24

I.6.2.1 Tác hại với môi trường 24

(8)

II.1 Nghiên cứu thực nghiệm tách dầu khỏi bề mặt kim loại dựa vào chất

hoạt động bề mặt 27

II.1.1 Sơ đồ thực nghiệm 27

II.1.2 Chất hoạt động bề mặt 30

II.1.3 Khuấy trộn học 30

II.1.4 Ảnh hưởng thời gian ngâm đến khả tách dầu khỏi bể mặt kim loại 31

II.1.4.1 Khơng có chất hoạt động bề mặt 31

II.1.4.2 Sử dụng chất hoạt động bề mặt lauryn sunfat 31

II.1.4.3 Sử dụng chất hoạt động bề mặt CMC 32

II.1.5 Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến khả tách dầu khỏi bề mặt kim loại 33

II.1.5.1 Khơng có chất hoạt động bề mặt 33

II.1.5.2 Sử dụng chất hoạt động bề mặt lauryn sunfat 33

II.1.5.3 Sử dụng chất hoạt động bề mặt CMC 34

Chương III Kết thảo luận 35

III.1 Ảnh hưởng thời gian ngâm đến hiệu xử lý dầu 35

III.1.1.Khơng có tác động học 35

III.1.2.Có tác động học 39

III.2 Ảnh hường tốc độ khuấy đến hiệu xử lý dầu thủy lực 43

Kết luận kiến nghị 47

(9)

(10)

(11)

Lời cảm ơn

Với lòng sâu sắc biết ơn em xin gửi tới thầy Thạc Sĩ Đặng Chinh Hải- người trực tiếp giao đề tài tận tình hướng dẫn em suốt thời gian thí nghiệm làm báo cáo tốt nghiệp Em cảm ơn thầy tạo điều kiện cho em học hỏi và tìm hiểu để hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Trong thời gian vừa qua, quãng thời gian không dài lại vô quý báu, giúp cho em nắm bắt hiểu rõ thêm nhiều kiến thức học mở mang them điều chưa biết Đây học kinh nghiệm bổ ích cần thiết cho đường học tập làm việc em sau này

Do điều kiện thời gian hiểu biết có phần hạn chế nên thực đồ án tốt nghiệp mắc phải vài sai sót, em mong thầy bạn đóng góp ý kiến để đồ án hoàn thiện Cuối em xin chúc thầy cơ sực khỏe để dìu dắt tiếp hệ sinh viên trưởng thành

(12)

Lời mở đầu

Hiện nước ta tiến hành cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, hịa nhập với phát triển văn minh nhân loại Các khu cơng nghiệp ngày gia tăng đầu tư đến từ nước vào thị trường Việt Nam Đặc biệt, ngành cơng nghiệp dầu khí ngày phát triển vượt bậc Nhưng kèm theo với phát triển nhanh chóng vấn đề nhiễm mơi trường ngày gia tăng nghiêm trọng khơng có kiểm sốt Nếu muốn đất nước phát triển song song với việc phát triển kinh tế phải với môi trường sạch, lành mạnh

Vì việc quản lý tài nguyên thiên nhiên bảo vệ môi trường chống ô nhiễm môi trường trở thành mối quan tâm quốc gia giới Mối quan tâm không dừng việc tuyên truyền mà nhiều quốc gia phát triển trở thành điều bắt buộc thiếu sống

Cùng với phát triển nhanh chóng cơng nghiệp dầu khí, vấn đề bảo vệ mơi trường chống nhiễm dầu q trình khảo sát địa chất tìm kiếm thăm dị khai thác dầu khí, gây nhiễm q trình sử dụng dầu mối quan tâm lớn

Hiện Việt Nam việc sử dụng dầu thủy lực ngày nhiều Nhưng với số lượng dầu thải ngồi mơi trường chưa kiểm sốt chặt chẽ làm ảnh hưởng đến mơi trường cảnh quan xung quanh Dầu thủy lực bám bề mặt kim loại chưa qua xử lý gây ảnh hưởng khơng nhỏ đến mơi trường Vì cần phải có biện pháp để khắc phục tình trạng này, số dùng phương pháp tách dầu vừa nhằm tiết kiệm nhiên liệu, vừa tiết kiệm ngân sách kinh tế xử lý, vừa bảo vệ môi trường tốt

(13)

Chương I : Tổng quan I.1 Dầu thủy lực [1], [2]

I.1.1 Giới thiệu chung

Dầu thủy lực hay gọi chất lỏng thủy lực sử dụng hệ thống thủy lực Tác dụng hệ thống truyền làm điều hịa lượng thơng qua việc sử dụng dầu nằm hệ thống kín Dầu hoạt động điều kiện động có áp lực Các thiết bị truyền động thủy lực sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, cần khuyếch đại lực cấu điều khiển phải đảm bảo hoạt động xác tin cậy Cơ cấu thủy lực cho hệ thống phanh thủy lực ví dụ đơn giản cho hệ thống

Dầu thủy lực môi trường lượng Mặc dù dầu dùng cho hệ thống thủy lực có chức làm giảm ma sát chống mài mòn cho chi tiết gọi chất lỏng thủy lực dầu thủy lực Các chất lỏng nhóm dầu cơng nghiệp quan trọng sử dụng rộng rãi công nghiệp, đặc biệt máy công cụ, cấu lái… Chất lỏng thủy lực sử dụng phương tiện vận tải đường đường thủy, máy bay hệ thông phanh

I.1.2 Yêu cầu dầu thủy lực

Để truyền lực cách hiệu quả, chất lỏng thủy lực phải có đặc tính chịu nén tốt, có khả bơi trơn phận chuyển động hệ thống thủy lực Trong thực tế, dầu gốc dầu mỏ (dầu khống) đáp ứng yêu cầu bôi trơn trên, pha thêm phụ gia có chất liệu phù hợp, dầu khoáng loại dầu nhờn thủy lực lý tưởng

(14)

thép với vỏ bơm thép, bơm pittong, mài mòn tải trọng cao tiếp xúc kim loại thép: khớp nối guốc làm crom lên pittong thép Đối với bơm khía, kích thước bánh khác có tải trọng trung bình, u cầu tính chống mài mịn dầu khơng phải vấn đề quan trọng chọn loại dầu có độ nhớt thích hợp

Các đặc tính quan trọng khác chất lỏng thủy lực:

- Tính bền oxy hóa: quan trọng xu hướng tăng nhiệt độ khối dầu sử dụng hệ thủy lực

- Tính bền nhiệt: chống tự phá hủy tác dụng nhiệt xúc tác bề mặt kim loại tiếp xúc

- Tính chống ăn mịn: để tránh tác dụng có hại kim loại hệ thủy lực

- Tính lọc được: để tránh tượng tắc bầu lọc cặc cặn lắng hình thành phản ứng với nước dầu

- Tính tách nước: để tránh tượng tạo nhũ lượng nước nhỏ lọt vào hệ thống ngưng tụ

- Tính chống tạo bọt khí: để tránh tác động bọt khí bảo đảm chịu nén tốt

- Khả tương hợp: để tránh độ trương nở tác động có hại vật liệu gioăng, thường sử dụng hệ thủy lực

(15)

Việc lựa chọn chất lỏng bôi trơn phù hợp để sử dụng điều kiện khác nhua tùy thuộc nhiều vào loại bơm, hệ thống thiết kế, điều kiện hoạt động ảnh hưởng môi trường Chất lỏng thủy lực hoạt dộng khoảng nhiệt độ rộng điều kiện khí hậu khí hậu khác phải có tính nhớt nhiệt tốt nhãi độ nhớt thay đổi thay đổi nhiệt độ Yêu cầu đảm bảo loại dầu có số độ nhớt hẳn so với loại dầu nhờn gốc mỏ bình thường

Đặc tính chất lỏng thủy lực để xác định tính chất lý hóa tính sử dụng tỷ trọng, độ nhớt, số độ nhớt, mối tương quan độ nhớt với áp suất, nhiệt độ bắt cháy, độ nén, khả tạo bọt, xâm thực, tinh phá nhũ, tính bơi trơn, tính chống ăn mịn, độ ổn định oxy hóa nhiệt, số axit điểm anilin

 Tỉ trọng có liên quan đến nhiều tới độ nhớt độ nén Nó ảnh hưởng tới công suất truyền thủy lực xác định lượng dự trữ tổng dầu nhờn hệ tuần hoàn Dùng dầu nhờn tỷ trọng cao cho phép giảm kích thước hệ truyền động thủy lực có dùng cơng suất

 Độ nhớt tính nhớt nhiệt đóng vai trị lớn tính sử dụng dầu Khi nhiệt độ khởi động thấp, dầu phải có độ nhớt thấp Khi nhiệt độ làm việc tương đối cao dầu nhờn phải có độ nhớt đảm bảo cho hệ truyền thủy lực hoạt động bình thường, dầu khơng bị chảy mạnh Trong thực tế, để đảm bảo hoạt động hệ truyền thủy lực bền vững có hiệu quả, độ nhớt dầu phải nằm khoảng 12-100 mm2/s Nhiệt độ cao chấp nhận để sử dụng chất lỏng nhiệt độ mà hoạt động hệ thủy lực đạt hiệu 75% so với định mức Nhiệt độ thấp nhiệt độ mà chất lỏng có khả tuần hồn hệ thủy lực tác động áp suất bơm Khi đó, cơng suất bơm không thấp 30% so với định mức Do yêu cầu trên, giới hạn nhiệt độ tương đương cho khả làm việc dầu hệ thủy lực nhiệt độ mà độ nhớt khơng nhỏ 100mm2/s, nhiệt độ âm nhiệt độ độ nhớt khơng q 3000-7000 mm2

(16)

 Chỉ số độ nhớt thể tính chất nhiệt dầu Chỉ số độ nhớt đạt từ 80 trở lên, dầu thủy lực có tính nhớt nhiệt tốt Nếu từ 50-60 không đạt yêu cầu chất lỏng thủy lực thuộc loại dầu có độ nhớt cao Chỉ số độ nhớt dầu thủy lực lên đến 110-300 Dưới áp suất cao độ nhớt tăng đến mức dầu nhờn đặc tính chất lỏng trở thành thể dẻo Khi thay đổi điều kiện ban đầu dầu nhờn lại có độ nhớt ban đầu

 Độ bền nhớt khả dầu quánh giữ độ nhớt có số độ nhớt lực cở học phân tử phụ gia bị phá vỡ hệ tuần hoàn dầu áp lực hệ thủy lực Độ nhớt bền số độ nhớt phụ thuộc vào tỷ lệ phụ gia độ nhớt dầu Cho phép độ nhớt dầu thủy lực đặc giảm khoảng 5-20% so với độ nhớt ban đầu 500C, phụ thuộc vào yêu cầu nơi sử dụng

 Đối với dầu nhờn có số độ nhớt cao nhiệt độ làm việc hệ thủy lực nên cao nhiệt độ đông đặc dầu 100C Nhiệt độ làm việc hệ thủy lực có nhiệt độ âm nên xác định theo độ nhớt lớn dầu dầu bơm qua ống dẫn dầu

 Độ nén tính chất quan trọng chất lỏng thủy lực Để đảm bảo cho hoạt động hệ thủy lực, chất lỏng cần có độ nén nhỏ nhất, giá trị độ nén thường biểu diễn môđun co dãn Chỉ áp suất lớn (hơn 4.103N/m2), thể tích chất lỏng khống giảm 15-20% Chất lỏng silic thường có độ nén lớn

(17)

 Tính chống tạo nhũ khả dầu nhờn làm lắng nhanh nước lẫn vào dầu Tất loại dầu thủy lực làm việc điều kiện lẫn nước đểu phải có khả chống tạo nhũ Dầu nhờn có tính chống tạo nhũ tới bị lẫn nươc tạo thành nhũ tương nước-dầu bền vững, làm giảm độ nhớt dầu, làm giảm khả chống ma sát, làm tang nhiệt độ đơng đặc…Tính chống tạo nhũ dầu tăng lên pha phụ gia đặc biệt

 Tính bơi trơn cao chất lỏng đặc biệt cần thiết hệ thủy lực hoạt động có bơm cánh quạt Ở số kết cấu bơm cánh quạt, hoạt động với tốc độ quay lớn, tải trọng lớn nhiệt độ chỗ lớn phá hủy màng nhờn dầu, gây nên tiếp xúc kim loại với kim loại, gây tai biến mài mòn Để tránh tượng mài mòn tượng dính, người ta pha vào dầu thủy lực phụ gia chống mài mòn, để tạo màng bảo vệ nhiệt độ định Chất lỏng thủy lực đa dạng đáp ứng yêu cầu loại máy bơm dầu nhờn pha phụ gia đảm bảo bôi trơn bề mặt thép, không phá hủy chi tiết làm hợp kim khác

 Tính chống ăn mòn dầu nhờn thủy lực nhằm triệt tiêu tác động hoạt động lên bề mặt kim loại axit hữu tạo nên oxy hóa nước lẫn vào dầu q trình vận hành hoạt tính phụ gia số kim loại Ăn mòn kim loại đen thường xảy nước lẫn dầu Ăn mòn kim loại màu tác động axit hữu tạo thành dầu số phụ gia bị oxy hóa Nước lẫn vào dầu thành phần bị gỉ đẩy mạnh trình oxy hóa axit hữu Hơn nữa, mẫu gỉ bị rơi vào vùng ma sát làm tăng mài mòn Cùng với vật phầm sản phẩm oxy hóa chúng phá hủy hoạt động van, bơm Q trình ăn mịn kim loại màu tăng lên với tăng nhiệt độ

(18)

cơ, mảnh kim loại bị mài mòn chất bẩn khác Loại dầu nhờn có độ ổn định bền hóa học nhiệt dộ làm việc lớn sản xuất từ dầu gốc, qua tinh chế cao có phụ gia chống oxy hóa

 Trị sơ aixt tiêu đặc trung dầu thủy lực Tuy nhiên qua đánh giá q trình oxy hóa dầu thủy lực sử dụng

 Tính tiếp xúc cảu dầu với vật bịt kín tiêu chất lượng quan trọng Dưới tác dụng nhiệt độ cao tiếp xúc với dầu, trở nên cứng giịn Do đó, dầu nhờn rị rỉ qua mặt bích phá hủy hoạt động hệ truyền động cuối làm vỡ hệ truyền động

 Điểm anilin dầu gốc thể tính làm cao su nở dầu nhờn Loại dầu có chất lượng cao, điểm anilin từ 95-1000C

I.1.3 Phân loại chất lỏng thủy lực loại dầu thủy lực I.1.3.1 Phân loại chất lỏng thủy lực

Do có khác hệ thống thủy lực, điều kiện môi trường hoạt động khác nhau, nhiệt độ nghiệt nên nhóm chất lỏng thủy lực bao gồm số lớn sản phẩm mà tính chất chúng khác cách đáng kể tình trạng giống trường hợp dầu bánh rang dầu động cơ, đòi hỏi phải phân loại chất lỏng thủy lực Phân loại ISO 674/34 (bảng 1) phân chia chất lỏng thủy lực theo loại Theo cách phân loại thành phân hóa học dầu thể cách rõ ràng từ dầu khống chưng cất trực tiếp đến sản phẩm có phụ gia (gồm tất phụ gia quan trọng nhất), từ chất tạo nhũ tương đến dầu tổng hợp Phân loại ý đến số tính chất quan trọng sản phẩm

Bảng 1: Phân loại chất lỏng thủy lực theo tiêu chuẩn 674/34 Kí hiệu chất lỏng Đặc tính chung chất lỏng

HH Dầu khống tinh chế khơng chứa chất

ức chế

HL Dầu khống tinh chế có chứa chat ức

(19)

Kí hiệu chất lỏng Đặc tính chung chất lỏng

HM Kiểu HL có tính chất chống, mài mịn

được cải thiện

HR Kiều HL có số độ nhớt cải thiện

hơn

HV Kiểu HM có số độ nhớt cải thiện

hơn

HG Kiểu HM có tính chất chống kẹt, đảm bảo

chuyển động không trượt- nhảy

HS Chất lỏng tổng hợp khơng có tính chất

chống cháy đặc biệt

HFAE Nhũ tương chống cháy dầu

nước có chứa tối đa 20% tổng lượng chất cháy

HFAS Dung dịch chống cháy hóa chất pha

trong nước chưa tối thiểu 80% nước

HFB Nhũ tương chống cháy nước

dầu chứa tối đa 25% chất cháy

HFC Dung dịch chống cháy polymer

nước chứa tối thiểu 35% khối lượng nước

HFDR Chất lỏng tổng hợp chống cháy sở

este axit photphoric

HFDS Chất lỏng chống cháy dựa sở

clohydrocacbon

HFDT Chất lỏng chống cháy sở hỗn hợp

của HFDR HFDS

(20)

động học 400

C Dầu nhờn thủy lực chia 18 loại có khoảng độ nhớt từ 2-1500 mm2/s 400C Phân loại bao gồm chất lỏng có gốc dầu mỏ từ dầu hỏa đến dầu nhờn xylanh Mỗi loại dầu ký hiệu số, số giá trị trung bình ±10% giá trị độ nhớt nhiệt độ khác nhau, phụ thuộc vào tính chất nhiệt dầu bôi trơn

Bảng 2: Hệ phân loại theo độ nhớt ISO 3448-75

Kí hiệu theo độ nhớt Độ nhớt trung bình 400C, mm2/s

Độ nhớt động học 400C , mm2/s

Min Max

VG 2.2 1,98 2,42

VG 3.2 2,88 2,52

VG 4.6 4.14 5,06

VG 6.8 6,12 7,48

VG 10 10 9,00 11,0

VG 15 15 13,5 16,5

VG 22 22 19,8 24,2

VG 32 32 28,8 35,2

VG 46 46 41,1 50,6

VG 68 68 61,2 74,8

VG 100 100 90,0 110

VG 150 150 135 165

VG 220 220 198 242

VG 320 320 288 352

VG 460 460 414 586

VG 680 680 612 748

VG 1000 1000 900 1100

VG 1500 1500 1350 1650

(21)

nhiều kiểu sản phẩm khác Thông thường chất lỏng thủy lực chia thành bốn loại chính:

a) Các sản phẩm gốc dầu khoáng b) Các chất tạo nhũ tương

c) Các dầu tổng hợp d) Các chất lỏng gốc nước

I.1.3.2 Các loại chất lỏng thủy lực

a) Dầu thủy lực gốc dầu khống

Các loại dầu bao gồm nhóm sản phẩm quan trọng sử dụng rộng rãi HH HL, HR, HV HC (xem bảng ) Chúng tương thích với hầu hết vật liệu có hệ thống thủy lực, tiếp nhận tốt loại phụ gia khác nhau, có khoảng nhiệt độ làm việc rộng có khả bơi trơn tự nhiên tốt tương đối rẻ Nhược điểm chúng khả chống cháy Các dầu thủy lực gốc khống sản xuất có độ nhớt cách xa nhiều, từ VG 10 đến VG 100 theo phân loại ISO

b) Các loại chất lỏng thủy lực tổng hợp

Một vài loại dầu tổng hợp este axit phosphoric, polyglycol xylycol thích hợp để làm dầu thủy lực Chúng thuộc loại dầu có khả chịu lửa, đặc tính quan trọng điều kiện làm việc mỏ than, xưởng nấu thép xưởng đúc, đặc biệt hệ thống thủy lực nằm gần hệ thống có nhiêt độ cao, chẳng hạn hệ thủy lực lò nung Các sản phẩm giá cao nhiều so với sản phẩm truyền thống, giới hạn định chúng lại thỏa mãn tất đòi hỏi cần cho hệ thống thủy lực tính tương thích vấn đề cần phải xem xét cụ thể loại chất lỏng tổng hợp riêng

(22)

định oxy hóa đảm bảo Các hydrocacbon tổng hợp loại chất lingr thủy lực kiểu Chúng oligomer alphaolefin polymer hóa

c) Các chất nhũ tương

Các chất nhũ tương xếp vào nhóm HFAE HFB (theo bảng 2) gồm chất nhũ tương kiểu dầu – nước nước dầu, kiểu thứ có tầm quan trọng lớn Hàm lượng nước cao khó bị cháy Chúng sử dụng rộng rãi giá thành thấp Tuy nhiên khả chống mài mòn nhũ dầu nước nhũ nước dầu Sở dĩ nhũ nước dầu (nhóm HFB) dầu khống pha liên tục D o vậy, nhũ nước dầu có khả chống ăn mòn tốt Nhũ, đặc biệt nhũ dầu nước, bị hỏng bị vi khuẩn công

Các nhũ nước dầu tương thích với hầu hết vât liệu bao gói làm kín trừ caosu butyl Da vật liệu xốp bị trương nở hấp thụ nước Sơn hợp chất nối đường ống bụ nhũ nước dầu ảnh hưởng Các nhà sản xuất nhũ nên làm phép kiểm tra có liên quan đến sơn hợp chất làm kín

d) Các chất lỏng gốc nước

Các chất lỏng gốc nước – dung dịch nước làm đặc polymer (nhóm HFG) – thường tốt nhũ dầu nước xét khả chống mài mòn Các chất lỏng hỗn hợp cyar glycol polyete tan nước với chất ức chế gỉ, ăn mòn chất ức chế oxy hóa Chúng cịn pha thêm phụ gia chống mài mòn

Để thực có chất lỏng chống lửa, hàm lượng nước phải đạt đên 35% Các polyete đặc biệt với trọng lượng phân tử nằm 20000 40000 sử dụng làm chất làm đặc có tính ổn định trượt cho chất lỏng thủy lực gốc nước

I.1.3.4 Giải thích ký mã hiệu tiêu lý hóa dầu thủy lực

(23)

- Khả chịu nén

- Tương thích với vật liệu làm kín - Khả tách khí chống tạo bọt

- Độ ổn định trượt trường hợp chất lỏng không Newton - Khả xuyên qua lưới lọc liên quan đến đòi hỏi quan trọng chất lỏng thủy lực, độ chúng

Bảng 3: Các phương pháp thử nghiệm ASTM chủ yếu chất lỏng thủy lực để đánh giá đặc điểm chúng

Tính chất Phương pháp thử

Trị số axit ASTM D 974

Đặc tính tạo nhũ nhiệt độ cháy ASTM D1401

Đặc tính tạo bọt ASTM D92

Độ bền thủy phân ASTM D892

Độ bền thủy phân ASTM D2619

Khả bôi trơn

- Đánh giá mài mòn bơm thủy lực - Đánh giá mài mòn máy bốn bi

ASTM D2882 ASTM D2266

Chống oxy hóa ASTM D943

Nhiệt độ đơng đặc ASTM D97

Tính chất chống gỉ, chống ăn mòn ASTM D665

Tỷ trọng ASTM D1401

Độ nhớt ASTM D445

Chỉ số độ nhớt ASTM D2270

Hàm lượng nước ASTM D1744

I.2 Nhũ tương [3], [4], [5]

I.2.1 Khái niệm nhũ tương

(24)

lâu đời liên quan đến việc chế biến sữa Các điều kiện tạo nên nhũ tương điều kiện để chế tạo hệ keo có pha phân tán vào mơi trường phân tán lỏng Nhũ tương bền vững sa lắng khối lượng riêng hai pha phân tán gần

Nhũ tương: hệ phân tán cao hai chất lỏng mà thơng thường khơng hịa tan với Thể (thể phân tán) giọt nhỏ phân tán thể (chất phân tán) Tùy theo môi trường chất phân tán mà người ta gọi nhũ tương nước dầu hay dầu nước

I.2.2 Phân loại nhũ tương

Nhũ tương phân loại theo tính chất pha phân tán môi trường phân tán theo nồng độ pha phân tán hệ

- Theo cách phân loại dầu: Người ta chia thành nhũ tương chất lỏng không phân cực chất lỏng phân cực (VD: nhũ tương dầu nước) loại nhũ tương thuận nhũ thương loại 1, nhũ tương chất lỏng phân cực chất lỏng không phân cực (VD: nhũ tương nước dầu) nhũ tương nghịch nhũ tương loại hai

+ Nhũ tương loại thường kí hiệu D/N: pha phân tán dầu pha liên tục nước

+ Nhũ tương loại hai thường kí hiệu N/D: pha phân tán nước pha liên tục dầu

+ Theo cách phân chia thứ hai: Nhũ tương chia thành dạng nhũ tương loãng, đậm dặc, đậm đặc

Nhũ tương loãng: nhũ tương chứa độ 0,1% pha phân tán Ví dụ điển hình cho loại nhũ tương nhũ tương dầu máy nước tạo nên máy nước làm việc

Các hạt nhũ tương lỗng có kích thước khác với kích thước nhũ tương đặc đậm đặc Các nhũ tương loãng hệ phân tán cao có đường kính hạt dao động xung quanh 10-5

(25)

nhũ hấp phụ ion lớp điện ly vơ có mặt môi trường, với lượng nhỏ Khi khơng có chất điện ly lạ bề mặt hạt nhũ tương hấp phụ ion hydroxyl hydro có mặt nước hấp phụ ion hóa phân tử nước

Nhũ tương đậm đặc: Là hệ phân tán lỏng – lỏng chứa lượng tương đối lớn pha phân tán, đạt tới 74% thể tích Nồng độ xem cực đại cho nhũ tương đậm đặc, trường hợp nhũ tương đơn phân tán ứng với thể tích cao giọt hình cầu khơng bị biến dạng cho dù kích thước hạt nhỏ Đối với nhũ tương pha phân tán giới hạn có tính chất quy ước nhũ tương đó, giọt nhỏ vận chuyển giọt lớn

Vì nhũ tương đậm đặc thường chế tạo phương pháp phân tán nên kích thước hạt tương đối lớn, vào khoảng 0,1 - 1µm lớn Như hạt hệ thấy kính hiển vi thường, chúng xếp vào loại hệ vi dị thể Các giọt nhũ tương đậm đặc có chuyển động Brown chuyển động mạnh kích thước giọt nhỏ

Các nhũ tương đậm đặc dễ sa lắng sa lắng dễ dàng khác biệt khối lượng riêng pha phân tán môi trường phân tán cao Nếu pha phân tán có khối lượng riêng bé mơi trường phân tán có sa lắng ngược, nghĩa giọt lên hệ

Độ bền vững nhũ tương đậm đặc quy định nguyên nhân khác nhau, phụ thuộc vào chất nhũ hóa Vì cần phải biết chất nhũ hóa dùng để chế tạo nhũ tương thuộc loại khảo sát nguyên nhân tính bền vững tập hợp nhũ tương đậm đặc

(26)

Các nhũ tương đậm đặc điều kiện xác định chế tạo với độ chứa lớn thể tích pha phân tán với độ chứa nhỏ môi trường phân tán Dung dịch chất nhũ hóa nằm hạt pha phân tán dạng màng mỏng Độ dày màng nhũ tương đạt tới 100A0

bé hơn, tùy thuộc vào chất cảu chất nhũ hóa Để chế tạo nhũ tương có nồng độ cao độ bền vững hệ bị phá vỡ Tính chất học nhũ tương đậm đặc cao nồng độ nhũ tương lớn

I.2.3 Các tác nhân tạo nhũ

Các tác nhân tạo nhũ đóng góp phần quan trọng q trình làm ổn định nhũ tương Chỉ thời gian gần đây, số tác nhân tạo nhũ đưa vào sử dụng rộng rãi

* Phân loại tác nhân tạo nhũ

Nếu phân loại cách đơn giản chia tác nhân tạo nhũ thành dạng sau:

-Các chất hoạt động bề mặt -Các chất có sẵn tự nhiên -Các chất rắn phân tán mịn

Sự phân chia có tính ước lệ tùy thuộc vào cách chia người nghiên cứu chất có sẵn tự nhiên chất hoạt động bề mặt

Sự phân chia giúp phát nhóm thứ có chứa chất tẩy rửa tổng hợp Trong nhóm thứ hai chứa vật liệu như: alginat, gốc xenlulo, chất lỏng sterol Nhóm thứ ba nghiên cứu phịng thí nghiệm

* Phân loại chung a Anionic:

+) Axit Cacboxylic +) Este Sunfuric

(27)

+) Các keo anion ưa nước b Cationic

+) Muối amin

+) Hợp chất có nhóm amoni +) Các bazơ khơng có nitơ c Các chất trung tính +) Liên kết ete

+) Liên kết amin

 Phân loại theo tính chất chất hoạt động bề mặt

- Các hợp chất có sẵn tự nhiên đưa ra: alginat, chất có nguồn gốc xenlulo, keo không tan nước, chất béo

- Người ta nhận thấy rằng, chất rắn bị phân chia phân tán nhỏ có số hữu hạn hợp chất làm tác nhân nhũ tương hóa

-Các tác nhân nhũ hóa chất hoạt động bề mặt

I.2.4 Cách nhận biết nhũ tương dầu nước nhũ tương nước dầu

Nhũ tương xác định cách xác định tính chất pha ngồi sau:

- Xác định khả thấm ướt nhũ bề mặt ghét nước - Thử khả hòa tan nước vào nhũ tương

- Thêm vào nhũ tương chất màu hịa tan vào môi trường phân tán nhuộm màu môi trường

- Xác định độ dẫn điện nhũ tương

Nếu nhũ không thấm ướt bề mặt ghét nước, hịa tan vào nước: Nhũ bị nhuộm màu thêm chất màu hịa tan nước, có độ dẫn điện cao nhũ tương thuộc loại dầu/nước

(28)

I.3 Lauryn sunfat

I.3.1 Nguồn gốc đặc điểm cấu tạo

 Nguồn gốc

Lauryl sulfate điều chế ethoxylation rượu dodecyl Kết ethoxylate chuyển thành este acid sulfuric Lauryl sulfate natri (còn gọi sodium dodecyl sulfate hay SLS) sản xuất tương tự, khơng có ethoxylation SLS lauryl sulfate ammonium (ALS) thường sử dụng thay sản phẩm tiêu dùng

 Đặc điểm cấu tạo

Lauryl sulfate chất tẩy rửa chất hoạt động bề mặt tìm thấy nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân (xà phịng, dầu gội đầu, kem đánh răng,…) Lauryl sulfate chất tạo bọt hiệu

Cơng thức hóa học CH3(CH2)10CH2(OCH2CH2)nOSO3- Đôi số đại

diện n quy định tên, ví dụ lauryl-2 sulfate Các sản phẩm thương mại khơng đồng số nhóm ethoxyl, số n trung bình, n phổ biến cho sản phẩm thương mại n =

Hình 1: Cấu trúc khơng gian Lauryn sunfat

I.3.2 Độc tính cơng dụng

(29)

Laurylsulfate chất hoạt động bề mặt sử dụng chất tẩy rửa chất hoạt động bề mặt tìm thấy nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân (xà phịng, dầu gội đầu, kem đánh răng,…) Lauryl sulfate chất tạo bọt hiệu

I.3.3 Cơ chế tác dụng

Chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt nước Các phân tử lauryl sulfate hấp phụ lên bề mặt pha lỏng tạo thành chất hấp phụ hydrat hóa mạnh hình thành áp suất, tạo cho hạt dầu độ bền vững lớn, cản trở kết dính chúng lại với

Lauryl sulfate có nhóm có cực hợp chất sulfonat etoxysulfat gắn vào chuỗi hyđrocacbon Các nhóm tổng hợp mang điện âm, chúng liên kết yếu với ion (của sắt, magiê, canxi) nước nhờ khả tốt

I.4.CMC

1.4.1 Nguồn gốc cấu tạo

Lần sản xuất vào năm 1918 Kể từ giới thiệu thương mại Hoa Kì Hercules Incorporated vào năm 1946, CMC (carboxymethyl cellulose, dẫn xuất cellulose với acid chloroacetic) sử dụng ngày rộng rãi chức quan trọng như: chất làm đặc, ổn định nhũ tương, chất kết dính,…

CMC bán tinh khiết tinh khiết sử dụng dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm chất tẩy rửa,…

Carboxymethyl cellulose (CMC) polymer, dẫn xuất cellulose với nhóm carboxymethyl (-CH2COOH) liên kết với số nhóm hydroxyl

các glucopyranose monomer tạo nên khung sườn cellulose, thường sử dụng dạng muối natri carboxymethyl cellulose

Dạng natri carboxymethyl cellulose có cơng thức phân tử là: [C6H7O2(OH)x(OCH2COONa)y]n

(30)

Đơn vị cấu trúc với mức độ thay 0.20 178.14 đvC Đơn vị cấu trúc với mức độ thay 1.50 282.18 đvC Phân tử kích thước lớn khoảng 17,000 đvC (n khoảng 100)

Hình 2: Cấu trúc khơng gian Carboxymethyl cellulose (CMC)

I.4.2 Tính chất CMC

 Là chế phẩm dạng bột trắng, vàng, không mùi hạt hút ẩm

CMC tạo dung dịch dạng keo với nước, khơng hịa tan ethanol

 Phân tử ngắn so với cenllulose  Dể tan nước rượu

 Dùng thực phẩm với liều lượng 0,5-0,75%  Cả dạng muối acid tác nhân tạo đông tốt  Tạo khối đông với độ ẩm cao (98%)

 Độ độ tạo đơng cịn phụ thuộc vào hàm lượng acetat nhôm  Hầu hết CMC tan nhanh nước lạnh

 Giữ nước nhiệt độ

 Chất ổn định nhũ tương, sử dụng để kiểm soát độ nhớt mà không gel  Chất làm đặc chất ổn định nhũ tương

 CMC sử dụng chất kết dính khn mẫu cho cải tiến dẻo  Là chất kết dính ổn định, hiệu lực phân tán đặc biệt cao tác

dụng chất màu

(31)

để hòa tan nước trộn bột nước nóng, để hạt cenllulose methyl phân tán nước, nhiệt độ hạ xuống khuấy hạt bị tan Dẫn xuất 0.4 CMC khơng hịa tan nước

 Độ nhớt: với CMC dẫn xuất 0.95 nồng độ tối thiểu 2% cho độ nhớt 25Mpa 250C CMC anion polymer mạch thẳng cho chất lỏng gọi dung dịch giả Dung dịch 1% thông thường có pH = – 8,5, pH< độ nhớt tăng, chí kết tủa Do khơng sử dụng CMC cho sản phẩm có pH thấp, pH >7 độ nhớt giảm Độ nhớt CMC giảm nhiệt độ tăng ngược lại Độ nhớt CMC chịu ảnh hưởng ion kim loại:

o Cation hóa trị 1: tác dụng điều kiện thường (trừ Agar+)

o Cation hóa trị 2: Ca2+, Mg2+ làm giảm độ nhớt

o Cation hóa trị 3: Al3+

, Cr3+, Fe3+ tạo gel

 Khả tạo đơng: CMC có khả tạo đông thành khối vững với độ ẩm cao (98%) Độ tốc độ tạo đông phụ thuộc vào nồng độ CMC, độ nhớt dung dịch lượng nhóm acetat thêm vào để tạo đơng Nồng độ tối thiểu để CMC tạo đông 0.2% nhóm acetat 7% so với CMC

I.5 Sắt (Fe)

I.5.1 Giới thiệu chung

 Sắt nguyên tố kim loại phổ biến đứng thứ tư hàm lượng vỏ trái đất Người ta cho nhân trái đất chủ yếu gồm sắt niken Sắt chiếm 1,5% khối lượng vỏ trái đất

 Sắt có động vị: 54Fe (5,8%), 56Fe (91,8%), 57Fe (2,15%), 58Fe ( 0,25%)

 Số thứ tự: 26 Khối lượng nguyên tử: 55,847

- Cấu hình electron: [Ar] 3d6 4s2 Bán kính nguyên tử (Å): 1,26 - Độ âm điện theo Pauling: 1,83

(32)

- Năng lượng Ion hóa I1 = 7,9 eV, I2 = 16,18eV, I3 = 30,63 eV

Hình 3: Quặng sắt

I.5.2 Tính chất vật lý

- Màu trắng xám, dẻo, dễ rèn, dễ dát mỏng, kéo sợi; dẫn nhiệt dẫn điện đồng nhơm

- Sắt có tính nhiễm từ nhiệt độ cao (8000C) sắt từ tính T0nc =

15400C

I.5.3 Trạng thái tự nhiên

Là kim loại phổ biến sau nhôm, tồn chủ yếu dạng: - Hợp chất: oxit, sunfua, silicat

- Quặng: hematit đỏ (Fe2O3 khan), hematit nâu (Fe2O3.nH2O), manhetit

(Fe3O4), xiđerit (FeCO3) pirit (FeS2)

I.5.4 Tính chất hóa học

(33)

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

Tác dụng phi kim

Sắt tác dụng với hầu hết tất phi kim đun nóng Với phi kim có tính oxi hóa mạnh ơxi Clo tạo thành hợp chất sắt có số oxi hóa +3

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

3Fe + 2O2 = Fe3O4

Đối với phi kim yếu lưu hùynh, tạo thành hợp chất sắt có số oxi hóa +2

Fe + S = FeS

Kết luận: tùy phi kim, sắt bị oxi hóa thành Fe2+ hoặc Fe3+

Tác dụng với axit

a Với H+ (HCl, H2SO4 loãng ) → muối sắt (II) + H2

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2

b Tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh (HNO3, H2SO4 đậm đặc)

- Fe thụ động với H2SO4 đặc nguội HNO3 đặc nguội → dùng

thùng Fe chuyên chở axit HNO3 đặc nguội H2SO4 đặc nguội

- Với dung dịch HNO3 loãng → muối sắt (III) + NO + H2O:

Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

- Với dung dịch HNO3 đậm đặc → muối sắt (III) + NO2 + H2O:

Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

- Với dung dịch H2SO4 đậm đặc nóng → muối sắt (III) + H2O + SO2:

2Fe+ 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Tác dụng với nước

Fe không tác dụng với nước nhiệt độ thường, nhiệt độ cao, sắt phản ứng mạnh với nước:

3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (< 570

C) Fe + H2O → FeO + H2 (> 570

0

C)

(34)

Fe đẩy kim loại yếu khỏi muối → muối sắt (II) + kim loại

Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2

Fe tham gia phản ứng với muối Fe3+

→ muối sắt (II): 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2

Chú ý: Với muối Ag+, Fe tham gia phản ứng để tạo thành muối Fe3+:

Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag

Fe(NO3)2 + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag

I.6 Hiện trạng tác hại dầu thủy lực với môi trường người [6]

I.6.1 Hiện trạng dầu thủy lực Việt Nam

Cùng với nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa nước nhà, năm nước ta đưa vào sử dụng hàng triệu động cơ, phương tiện giao thông, thiết bị biến thế, máy công nghiệp, … Hàng loạt nhà máy, khu công nghiệp, phân xưởng công nghệ ứng dụng các quy trình kỹ thuật có sử dụng lượng lớn dầu thủy lực

Dầu thủy lực sử dụng rộng rãi đa dạng nhiều động Hàng năm lượng dầu thủy lực sử dụng cho thiết bị máy móc khơng ngừng tăng lên lẽ dĩ nhiên kéo theo lượng lớn dầu thải

(35)

biến thế, tuabin,…), dễ dàng tưởng tượng tầm quan trọng việc sử dụng hợp lý tiết kiệm dầu thủy lực đến mức

Một nguồn bổ sung dầu nhớt đáng kể đem lại hiệu kinh tế cao việc tái sinh đưa vào sử dụng lại lượng lớn dầu thủy lực thải Tái sinh dầu thủy lực thải lĩnh vực đem lại hiệu kinh tế lớn góp phần đáng kể vào việc bảo vệ mơi trường Theo tính tốn, tái sinh sử dụng cách hợp lý, mức giá dầu tái sinh thấp từ 40 đến 70% so với giá trị dầu thủy lực tiêu chất lượng gần tương đương

Dầu thủy lực thải xếp vào loại chất thải nguy hại, khó phân hủy cần phải thu gom tái chế, số trường hợp đặc biệt cần phải tiêu hủy Tuy nhiên Việt Nam nay, Nhà nước chưa có quy định tái chế sử dụng dầu thải Phần lớn lượng dầu thủy lực thải thu gom bán cho sở sản xuất dùng làm chất đốt thay dầu đốt Một phần lượng dầu thủy lực thải lút đổ môi trường làm ô nhiễm nguồn nước đất Một phần không nhỏ sở tư nhân thu gom tái chế chui công nghệ độc hại, ô nhiễm môi trường Một số lượng nhỏ thu gom sơ chế công ty môi trường Điều đáng báo động lượng không nhỏ dầu thủy lực thải tái chế đưa vào sử dụng sở tư nhân (đặc biệt dầu thủy lực động ô tô, xe máy) Các loại dầu thủy lực tái chế không kiểm định tiêu chất lượng Do sử dụng quy trình tái chế lạc hậu độc hại nên loại dầu tái chế không đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng tất nhiên gây tác hại lâu dài không mong muốn cho động sử dụng cho môi trường sức khỏe cộng đồng

I.6.2 Tác hại dầu thủy lực thải với môi trường người I.6.2.1 Tác hại với môi trường

(36)

Cụ thể sau: Môi trường đất

Làm tăng thành phần kim loại nặng có đất Gây nhiễm đất mặt, làm thay đổi hệ vi sinh vật lớp đất

Cùng với thời gian, dầu thủy lực thải ngấm xuống đất, hòa lẫn vào mạch nước ngầm trở nên vô nguy hiểm đời sống người

Các chất độc hại từ dầu thủy lực thải khơng cịn qua q trình thẩm thấu vào lòng đất mà tồn trực tiếp thực phẩm tươi sống Hậu đặc biệt nghiêm trọng người ăn phải thực phẩm dầu thải có chứa nhiều kim loại nặng kẽm, chì Chì có khả gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên, gây rối loạn tạo huyết người tiếp xúc trực tiếp khả dẫn đến gây ung thư lớn

Môi trường nước

Làm cho nước bị nhiễm kim loại nặng Giảm chất lượng nước, ô nhiễm nước

Dầu mặt nước khơng tan nước Cho nên lan tỏa hết khả mà lan tràn có diện tích lớn mặt nước Dầu lên làm giảm quang hợp thực vật nước Điều dẫn đến chuỗi thức ăn tự nhiên khơng hình thành làm cho sinh vật bị chết dần

Mơi trường khơng khí

Trong dầu có số thành phần khác gây nên nhiễm có thành phần góp mặt danh sách chất độc hại nhiễm có lẽ phải kể đến hidrocacbon chiếm thành phần nhỏ, lưu huỳnh, nito…Những chất gặp điều kiện lí tưởng ánh sáng, nhiệt độ làm cho chúng bốc lên gây nhiễm trầm trọng cho khơng khí

I.6.2.2 Tác hại người

(37)

thành phần có cấu trúc đa vịng Càng chứa nhiều chất đa vòng, dâu nhớt đánh giá cao chất lượng Thế sức khỏe người , chất có chứa cacbon coi chất gây ung thư Ngồi ra, thành phần dầu thủy lực có nhiều chất khác gây ảnh hưởng cho sức khỏe, đặc biệt dung môi bay lên gây độc hít phải, người lớn hít phải cịn gây độc khốn chi trẻ em Đặc biệt trẻ sơ sinh có sức đề kháng Các chất độc hại xâm nhập qua da, hệ tiêu hóa, nhanh qua đường hơ hấp vào thể ảnh hưởng đến thần kinh, máu, gan, …

Trong thành phần dầu mỡ công nghiệp có chứa nhiều chất gây ung thư hợp chất có vịng thơm benzene, ethylbenzene, toluene, xylene… Ngồi ra, chứa chất ảnh hưởng đến hệ thần kinh gây đau đầu, chóng mặt, nơn mửa, bất tỉnh chí bị tử vong

(38)

Chương II: Thực nghiệm

II Chuẩn bị

Các hóa chất sử dụng -Dầu thủy lực

-Nước cất

-Dung dịch lauryn sunfat -Dung dịch CMC

Các thiết bị sử dụng thí nghiệm -12 miếng sắt nhỏ

-Cân điện tử

-Máy khuấy gia nhiệt -Máy khuấy từ

-Cốc thí nghiệm 250ml -Cốc thí nghiệm 100 ml -Giấy lọc

II.1 Nghiên cứu thực nghiệm tách dầu khỏi bề mặt kim loại dựa vào chất hoạt động bề mặt

(39)

Không tác động học

(40)

Có tác động học

(41)

Các bước tiến hành sau:

- Bước 1: cân 12 miếng sắt cân điện tử để xác định khối lượng ban đầu miếng sắt

- Bước 2: Nhúng miếng sắt vào dầu thủy lực sau đợi phơi khơ cân lại để xác định khối lượng miếng sắt sau dầu thủy lực bám dính bề mặt miếng sắt

- Bước 3: lấy khoảng 12 cốc thí nghiệm đựng chất hoạt động bề mặt đong cốc 30 ml dung dịch

- Bước 4: lấy 12 miếng sắt nhúng dầu thủy lực cho vào cốc dung dịch cốc ta ngâm miếng sắt khoảng thời gian khác Sau ngâm đủ thời gian, ta vớt miếng sắt lên :

o Không tác động học: ta rửa qua miếng sắt nước sau ngâm qua chất hoạt động bề mặt phơi khô

o Tác động học:

• Ta dùng máy khuấy từ rửa miếng sắt Sau ta khuấy tốc độ cố định khuấy mức thời gian khác Khuấy xong đem phơi khơ

• Ta dùng máy khuấy từ rửa miếng sắt Ta khuấy thời gian cố định tốc độ khuấy thay đổi Khuấy xong đem phơi khô

- Bước 5: sau đem cân 12 miếng sắt để xác định lượng dầu thủy lực bám lại miếng sắt

II.1.2 Chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt dùng giảm chất lỏng cách làm giảm sức căng bề mặt bề mặt tiếp xúc hai chất lỏng Chất lỏng em sử dụng để tách dầu thủy lực lauryn sunfat CMC Hai chất hoạt động bề mặt có giá thành rẻ có khả tách dầu cao

II.1.3 Khuấy trộn học

(42)

Mục đích trình khuấy trộn là:

- Thực q trình thủy cơ: tạo nhũ tương, hịa tan - Thực trình trao đổi nhiệt

- Thực q trình nhiệt: đun nóng

- Việc khuấy trộn trở nên đa dạng với nhiều dung dịch khuấy khác tùy loại độ nhớt thể tích cần khuấy

II.1.4 Ảnh hưởng thời gian ngâm đến khả tách dầu khỏi bể mặt kim loại

II.1.4.1 Khơng có chất hoạt động bề mặt

Ban đầu xác định khối lượng miếng sắt cân điện tử Rồi dùng miếng sắt cân nhúng vào dầu phơi khô sau đem cân lại lần để xác định lại khối lượng miếng sắt ngấm dầu thủy lực Đong cốc nước cất có dung tích 30ml vào cốc đong thí nghệm 100ml Rồi ta thả miếng sắt vào cốc nước ngâm theo mốc thời gian 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút Khi ngâm đủ thời gian ta vớt miếng sắt lên

- Không tác động học: ta đem miếng sắt nhúng vào cốc nước cất chuẩn bị trước Ta khơng khuấy miếng sắt nước mà rửa qua lần vớt lên phơi khô đem cân lại để xác định khối lượng dầu bám dính cịn lại bề mặt miếng sắt

- Tác động học: miếng sắt vớt lên ta đem phơi khơ, sau mang miếng sắt thả vào cốc nước cất chuẩn bị trước đem tác động học máy khuấy từ mục đích nhằm rửa lớp dầu cịn sót lại miếng sắt Với miếng sắt ta khuấy khoảng thời gian khác phút, phút, phút, phút với tốc độ khuấy cố định 20 vòng/phút Sau khuấy từ xong, vớt miếng sắt cốc đợi khô đem cân lại để xác định khối lượng dầu lại bề mặt miếng sắt

II.1.4.2 Sử dụng chất hoạt động bề mặt lauryn sunfat

(43)

chúng mốc thời gian cố định 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút Khi đạt đủ thời gian ta vớt miếng sắt lên

- Không tác động học: đem miếng sắt vớt lên nhúng qua cốc nước cất Ta không tác động lực vào cốc nước mà nhúng rửa qua lần vớt phơi lần đem cân để xác định khối lượng dầu cịn lại bám dính bề mặt miếng sắt

- Tác động học: ta đong cốc nước cất sau ta thả miếng sắt phơi khô đem tác động học khuấy từ Với miếng sắt ta khuấy khoảng thời gian khác phút phút, phút, phút với tốc độ khuấy cố định 20 vịng/phút Mục đích khuấy từ nhằm loại bỏ lượng dầu bám lại bề mặt miếng sắt Sau khuấy từ xong ta gắp miếng sắt lên đợi khô đem cân lại để xác định xem dầu bám lại bề mặt sắt không

II.1.4.3 Sử dụng chất hoạt động bề mặt CMC

Đong dung dịch CMC pha chế từ bình cất vào cốc đong thí nghiệm 100ml Ta đong cốc khoảng 30ml thả miếng sắt ngấm dầu vào cốc Sau ngâm miếng sắt khoảng thời gian cố định 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút Khi ngâm đủ thời gian ta gắp miếng sắt lên

- Không tác động học: chuẩn bị cốc nước cất thả miếng sắt vào cốc Ta không tác động lực vào cốc nước mà nhúng qua lần để rửa lớp dầu lớp dung dịch CMC bám miếng sắt gắp miếng sắt đợi khô đem cân lại để xác định khối lượng dầu cịn bám dính bề mặt miếng sắt không

(44)

ra đợi khô đem cân lại nhằm xác định xem cịn dầu bám dính lại bề mặt miếng sắt không

II.1.5 Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến khả tách dầu khỏi bề mặt kim loại

II.1.5.1 Khơng có chất hoạt động bề mặt

Đầu tiên ta xác định khối lượng miếng sắt cân điện tử Rồi dùng miếng sắt cân nhúng vào dầu phơi khơ sau đem cân lại lần để xác định lại khối lượng miếng sắt ngấm dầu thủy lực Đong cốc nước cất có dung tích 30ml vào cốc đong thí nghệm 100ml Rồi ta thả miếng sắt vào cốc nước ngâm theo mốc thời gian 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút Khi ngâm đủ thời gian ta vớt miếng sắt lên Các miếng sắt vớt lên ta đem phơi khơ, sau đem miếng sắt thả vào cốc nước cất đem tác động học máy khuấy từ mục đích nhằm rửa lớp dầu cịn sót lại miếng sắt Ta khuấy tốc độ khác 20 vòng/phút, 40 vòng/phút, 60 vòng/phút, 80 vòng/phút Mỗi miếng sắt ta khuấy mốc thời gian cố định phút Khuấy xong ta gắp miếng sắt đợi khô đem cân lại nhằm xác định xem dầu bám dính lại bề mặt miếng sắt khơng

II.1.5.2 Sử dụng chất hoạt động bề mặt lauryn sunfat

(45)

II.1.5.3 Sử dụng chất hoạt động bề mặt CMC

(46)

Chương III Kết thảo luận III.1 Ảnh hưởng thời gian ngâm đến hiệu xử lý dầu

Thời giam ngâm yếu tố quan trọn đến việc tách dầu khỏi bề mặt kim loại Thời gian ngâm lâu hiệu tách dầu chất hoạt động bề mặt tốt

Kết thí nghiệm khảo sát thời gian ngâm tách dầu thủy lực khỏi bề mặt kim loại thể thí nghiệm sau:

III.1.1.Khơng có tác động học

Khơng có chất hoạt động bề mặt

Dung dịch ngâm nước cất, diện tích bề mặt miếng sắt 20cm2 Mẫu M1(g) Thời gian ngâm (phút) M2 (g)

1 0,025 30 phút 0,019

4 0,025 60 phút 0,016

7 0,025 90 phút 0,014

10 0,025 120 phút 0,013

Bảng 4: Ảnh hưởng thời gian ngâm nước cất khơng có tác động học

Chú thích:

+ M1: khối lượng dầu bám miếng sắt sau ngâm qua dầu thủy lực + M2: khối lượng dầu lại sau tác dụng với chất hoạt động bề mặt

Hình 6: Số gam dầu cịn lại ngâm nước cất khơng có

0,019

0,016

0,014

0,013

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02

(47)

 Sử dụng chất hoạt động bề mặt laurny sunfat

Dùng dung dịch ngâm lauryn sunfat, diện tích bề mặt miếng kim loại 20cm2

Mẫu M1(g) Thời gian ngâm (phút) M2(g)

2 0,021 30 phút 0,019

5 0,021 60 phút 0,014

8 0,021 90 phút 0,011

11 0,021 120 phút 0,01

Bảng 5: Ảnh hưởng thời gian ngâm dung dịch lauryn sunfat khơng có tác động học

Chú thích:

Hình 7: Số gam dầu cịn lại ngâm dung dịch lauryn sunfat khơng có tác động học

 Sử dụng chất hoạt động bề mặt CMC

Dùng dung dịch ngâm CMC, diện tích bề mặt miếng kim loại 20cm2

0,019

0,014

0,011

0,01

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02

(48)

Mẫu M1 (g) Thời gian ngâm (phút) M2 (g)

3 0,023 30 phút 0,019

6 0,023 60 phút 0,015

9 0,023 90 phút 0,013

12 0,023 120 phút 0,012

Bảng 6: Ảnh hưởng thời gian ngâm dung dịch CMC khơng có tác động học

Chú thích:

Hình 8: Số gam dầu lại ngâm dung dịch CMC khơng có tác động học

 Biều đồ chung:

Thời gian ngâm (phút) 30 60 90 120

M2 nước cất 0,019 0,016 0,014 0,013

M2 dung dịch CMC 0,019 0,015 0,011 0,01

M2 dung dịch lauryn sunfat 0,019 0,014 0,013 0,012

Bảng 7: Ảnh hưởng thời gian ngâm chất hoạt động bề mặt không tác động học

0,019

0,015

0,013

0,012

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02

(49)

Hình 9: Số gam dầu cịn lại ngâm ba chất hoạt động bề mặt không tác động học

Nhận xét: Qua biểu đồ hình 9, ta thấy biểu đồ có ba đồ thị đường tiệm cận đến trục hoành Qua khảo sát, khối lượng dầu bám lại miếng sắt cho tác dụng học thời gian ngâm 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút ta ghi nhận kết (như bảng 9) Kết khối lượng dầu thủy lực lại sau không tác động học thời điểm tối ưu 60 phút Đồ thị biểu diễn đường tiệm cận dung dịch lauryn sunfat thời điểm 60 phút có khối lượng dầu cịn lại mdầu cịn lại=0,014g.Trong khí đồ thị

biểu diễn đường tiệm cân dung dịch nước cất thời điểm 60 phút có khối

0,019

0,016

0,014

0,013 0,019

0,015

0,013

0,012 0,019

0,014

0,011

0,01

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02

0 20 40 60 80 100 120 140

nước cất CMC

(50)

lượng dầu lại mdầu lại=0,016g đồ thị dung dịch CMC thời điểm 60

phút có khối lượng dầu cịn lại mdầu cịn lại=0,015g Từ ta rút kết luận rằng,

đồ thị biểu diễn đường tiệm cận dung dịch lauryn sunfat có khối lượng dầu lại hiệu so với khối lượng dầu hai đồ thi nước cất dung dịch CMC

III.1.2.Có tác động học

Sử dụng máy khuấy từ nhằm tác động học lên bề mặt kim loại để rửa lớp dầu bám lại miếng sắt sau ngâm qua chất hoạt động bề mặt Ta khuấy tốc độ cố định 20 vòng/phút khuấy mức thời gian phút, phút, phút, phút

 Khơng có chất hoạt động bề mặt

Dùng dung dịch ngâm nước cất, diện tích bề mặt miếng kim loại 20cm2

Mẫu M1 (g) Thời gian khuấy (phút) M2 (g)

1 0,024 phút 0,017

4 0,024 phút 0,015

7 0,024 phút 0,012

10 0,024 phút 0,011

Bảng 8: Ảnh hưởng thời gian ngâm nước cất có tác động học

Chú thích:

(51)

Hình 10: Số gam dầu lại ngâm dung dịch nước cất có tác động học

 Sử dụng chất hoạt động bề mặt lauryn sunfat

Mẫu M1 (g) Thời gian khuấy (phút) Kết (g)

2 0,02 phút 0,017

5 0,02 phút 0,011

8 0,02 phút 0,006

11 0,02 phút 0,005

Bảng 9: Ảnh hưởng thời gian ngâm dung dịch lauryn sunfat có tác động học

Chú thích:

0,017

0,015

0,012

0,011

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

(52)

Hình 11: Số gam dầu cịn lại ngâm dung dịch lauryn sunfat có tác động học

Dùng dung dịch CMC, diện tích bề mặt miếng kim loại 20cm2

Mẫu M1 (g) Thời gian khuấy (phút) M2 (g)

3 0,023 phút 0,017

6 0,023 phút 0,013

9 0,023 phút 0,01

12 0,023 phút 0,009

Bảng 10: Ảnh hưởng thời gian ngâm dung dịch CMC có tác động học

Chú thích:

Hình 12: Số gam dầu cịn lại ngâm dung dịch CMC có tác động học

0,017 0,011 0,006 0,005 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

0

0,017 0,013 0,01 0,009 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

(53)

 Biểu đồ chung:

Thời gian khuấy (phút)

M2 nước cất (g) 0,017 0,015 0,012 0,011

M2 dung dịch CMC 0,017 0,013 0,01 0,009

M2 dung dịch lauryn sunfat 0,017 0,011 0,006 0,005

Bảng11: Ảnh hưởng thời gian ngâm chất hoạt động bề mặt có tác động học

Hình 13: Số gam dầu lại ngâm ba chất hoạt động bề mặt có tác động học

Nhẫn xét: Qua biểu đồ hình 13, ta thấy biểu đồ có đồ thị đường tiệm cận đến trục hoành Qua khảo sát, khối lượng dầu bám lại miếng sắt cho tác dụng học thời điểm khuấy phút, phút, phút, phút ta ghi nhận kết (như bảng 13) Kết khối lượng dầu thủy lực lại sau tác động học thời điểm tối ưu phút Đồ thị biểu diễn đường tiệm cận dung dịch lauryn sunfat thời điểm phút có khối lượng dầu cịn lại mdầu cịn lại=0,011g.Trong khí đồ thị biểu diễn đường

tiệm cận dung dịch nước cất t thời điểm phút có khối lượng dầu cịn lại mdầu cịn lại=0,015g đồ thị dung dịch CMC thời điểm phút có khối lượng

dầu cịn lại mdầu cịn lại=0,013g Từ ta rút kết luận rằng, đồ thị biểu diễn

đường tiệm cận dung dịch lauryn sunfat có khối lượng dầu cịn lại hiệu so với khối lượng dầu hai đồ thi nước cất dung dịch CMC

0,017 0,015 0,012 0,011 0,017 0,013 0,01 0,009 0,017 0,011 0,006 0,005 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

0

(54)

III.2 Ảnh hường tốc độ khuấy đến hiệu xử lý dầu thủy lực

Dùng máy khuấy từ để khảo sát mức độ rửa lớp dầu bám lại miếng sắt sau ngâm qua chất hoạt động bề mặt Ta khuấy tốc độ khác 20 vòng/phút, 40 vòng/phút, 60 vòng/phút, 90 vòng/phút khuấy mức thời gian cố định phút

 Khơng có chất hoạt động bề mặt

Dung dịch ngâm nước cất, diện tích bề mặt miếng kim loại 20cm2

Mẫu M1 (g) Tốc độ khuấy (vòng/phút) M2 (g)

1 0,023 20 0,015

4 0,023 40 0,012

7 0,023 60 0,009

10 0,023 80 0,008

Bảng 12: Ảnh hưởng thời gian ngâm nước cất tác động học khuấy từ

Chú thích:

Hình 14: Số gam dầu cịn lại ngâm dung dịch nước cất có tác động học

0,015

0,012

0,009

0,008 0,015

0,012

0,009

0,008

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016

(55)

 Sử dụng chất hoạt động bề mặt lauryn sunfat

2 0,019 20 phút 0,015

5 0,019 40 phút 0,006

8 0,019 60 phút 0,002

11 0,019 80 phút 0,001

Bảng 13: Ảnh hưởng thời gian ngâm dung dịch lauryn sunfat tác động học khuấy từ

Chú thích:

Hình 15: Số gam dầu cịn lại ngâm dung dịch lauryn sunfat tác động học khuấy từ

Dùng dung dịch ngâm CMC, diện tích bề mặt miếng kim loại 20cm2

0,015

0,006

0,002

0,001

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016

(56)

3 0,021 20 0,015

6 0,021 40 0,009

9 0,021 60 0,005

12 0,021 80 0,004

Bảng 14: Ảnh hưởng thời gian ngâm dung dịch CMC tác động học Chú thích:

Hình 16: Số gam dầu lại ngâm dung dịch CMC tác động cơ học khuấy từ

Biểu đồ chung

Tốc độ khuấy (vòng/phút) 20 40 60 80

M2 nước cất (g) 0,015 0,012 0,009 0,008

M2 dung dịch CMC (g) 0,015 0,009 0,005 0,004

M2 dung dịch lauryn sunfat (g) 0,015 0,006 0,002 0,001

Bảng 15: Số gam dầu lại ngâm ba chất hoạt động bề mặt có tác động học khuấy từ

0,015

0,009

0,005 0,004

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016

(57)

Hình 17: Số gam dầu lại ngâm ba chất hoạt động bề mặt có tác động học khuấy từ

Nhận xét: Qua biểu đồ hình 17, ta thấy biểu đồ có ba đồ thị đường tiệm cận đến trục hoành Qua khảo sát, khối lượng dầu bám lại miếng sắt cho tác dụng học khuấy từ tốc độ khuấy 20 vòng/phút, 40 vòng/phút, 60 vòng /phút, 80 vòng/phút ta ghi nhận kết (như bảng 17) Kết khối lượng dầu thủy lực lại sau tác động học khuấy từ tốc độ khuấy 40 vòng/phút hiệu Đồ thị biểu diễn đường tiệm cận dung dịch lauryn sunfat tốc độ khuấy 40 vòng/phút có khối lượng dầu cịn lại mdầu cịn lại=0,006g.Trong khí đồ thị biểu diễn đường tiệm

cận dung dịch nước cất tốc độ khuấy 40 vịng/phút có khối lượng dầu cịn lại mdầu cịn lại=0,012g đồ thị dung dịch CMC tốc độ khuấy 40 vịng/phút có

khối lượng dầu cịn lại mdầu cịn lại=0,009g Từ ta rút kết luận rằng, đồ thị

biểu diễn đường tiệm cận dung dịch lauryn sunfat có khối lượng dầu cịn lại hiệu so với khối lượng dầu hai đồ thi nước cất dung dịch CMC

0,015 0,012 0,009 0,008 0,015 0,009 0,005 0,004 0,015 0,006 0,002 0,001 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

(58)

Kết luận kiến nghị

Kết luận

Sau thời gian nghiên cứu tài liệu hồn thành thí nghiệm giúp em hoàn thành bước đầu đề tài “ Nghiên cứu tách dầu thủy lực khỏi bề mặt kim loại” Qua thử thách bước hành trang để em sau có kinh nghiệm hữu ích cho cơng việc thực tế

Từ kết thu em đưa kết luận sau:

1 Đã tiến hành phân tích chất hoạt động bề mặt phát dùng dung dịch lauryn sunfat để tách dầu thủy lực khỏi bề mặt kim loại phương pháp hiệu

2 Thời gian ngâm có ảnh hưởng đến việc tách dầu khỏi bề mặt kim loại Thời gian ngâm khơng có tác động học khoảng thời gian 60 phút khoảng thời gian tách dầu hiệu

3 Thời gian ngâm có tác động học thời điểm khuấy phút hiệu để tách dầu khỏi bề mặt kim loại

4 Tốc độ khuấy có ảnh hưởng đến việc tách dầu khỏi bề mặt kim loại Tốc độ khuấy 40 vòng/phút tác động khuấy từ khoảng tốc độ tối ưu tách dầu hiệu

Kiến nghị:

Do thời gian báo cáo có hạn nên em nghiên cứu hai yếu tố ảnh hưởng ảnh hưởng thời gian ngâm ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu xử lý dầu thủy lực bề mặt kim loại Do cần phải có nghiên cứu sâu để hoàn thiện đề tài

(59)

Tài liệu tham khảo

[1]C.Kajdas, Dầu mỡ bôi trơn, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội

[2]Tổng công ty xăng dầu Việt Nam (Petrolimex), Công nghệ chế biến dầu mỏ sản phẩm nó, NXB Hà Nội, 1997

[3]Nguyễn Sinh Hoa, Hóa keo, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội, 1998 [4]Trần Văn Nhâm, Hóa keo, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội, 2004

[5]Nguyễn Hữu Phú, Hóa lý hóa keo, NXB Khoa Học Kĩ Thuật Hà Nội, 2003