Tổng hợp chất lỏng gia công kim loại

Tổng hợp chất lỏng gia công kim loại Tổng hợp chất lỏng gia công kim loại Tổng hợp chất lỏng gia công kim loại luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hµ néi - Luận văn thạc sĩ khoa học Ngành: công nghệ hoá học Tổng hợp chất lỏng gia công kim loại Trần thị hà Hà nội 2006 -1- Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực Những kết luận luận văn chưa công bố báo cáo khác Tác giả luận văn Trần Thị Hà -2- Mục lục Trang Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Mở đầu Chương I: Tổng quan 1.1 Quá trình gia công kim loại 1.1.1 Các trình gia công kim loại 1.1.2 Chất lỏng gia công kim loại: 11 1.1.3 Phân loại chất lỏng gia công kim loại 13 1.2 Các thành phần Chất lỏng gia công kim loại 14 1.2.1 Dầu khoáng 14 1.2.2 Chất tạo nhũ 17 1.2.2.1 Chất hoạt động bề mặt 17 1.2.2.2 Tính chất chất hoạt động bề mặt 18 1.2.2.3 Các chức chất HĐBM 21 1.2.2.4 Phân loại chất tạo nhũ 23 1.2.2.5 Hằng số cân tính ưa nước ưa dầu chất HĐBM với vai trò chÊt nhị ho¸ (Hydrophile – Lipophile balance) 25 1.2.3 Phơ gia tính 28 1.2.3.1 Phụ gia chống tạo bọt 28 1.2.3.2 Phơ gia diƯt khn 29 1.2.3.3 Phơ gia chống ăn mòn kim loại 29 1.2.3.4 Phụ gia cực ¸p (phơ gia chèng kĐt x­íc) 30 1.3 Tỉng hỵp chất nhũ hoá 30 1.3.1 Tổng quan dầu thực vËt 30 1.3.1.1 Sư dơng dÇu thùc vËt 30 30 1.3.1.2 Giới thiệu số loại dầu thực vật thông dụng 1.3.1.3 Thành phần hoá học dầu thực vật 31 1.3.1.4 Mét sè tÝnh chÊt quan träng cđa dÇu thực vật 33 1.3.1.5 Các phản ứng hoá học dầu thực vật 33 1.3.2 Phương pháp điều chế: 34 1.3.2.1 Tỉng hỵp metyl este: 34 1.3.2.2 Tỉng hỵp chÊt nhũ hoá không ion 35 1.3.2.3 Chất hoạt động không ion điều chế phản ứng axit béo víi etylen oxit 35 1.3.2.4 Ph¶n øng esterification cđa axit polyetylen glycol: 36 1.3.2.5 Phản ứng transesterification metyl este polyalcol: 36 1.3.3 Chuẩn bị nhũ cắt gọt kim loại 36 1.3.3.1 Phương pháp ngưng tụ 36 1.3.3.2 Phương pháp phân tán 36 1.4 Tính chất nhũ 37 1.4.1 Kích thước phân bố giät nhị: 37 1.4.2 §é nhít cđa nhị 38 -3- 1.4.3 Độ ổn định nhũ 38 1.4.3.1 Phương pháp tách pha phân tán ly tâm 38 1.4.3.2 Nhũ đặt ống thử chia độ 38 1.4.4 Sự bẻ gẫy nhũ 39 Chương II: Thực nghiệm 41 2.1 Phân tích thành phần axít béo dầu thực vật 41 2.2 Xác định số dầu thực vật 41 2.2.1 Xác định số axít (TCVN 6127, 1996) 41 2.2.2 Xác định số xà phòng (TCVN 6126,1996) 42 2.2.3 Xác định số Iốt (TCVN 6122- 1996) 43 2.2.4 Xác định hàm lượng nước (TCVN 2631-78) 44 2.2.5 Xác định độ nhớt động học (TCVN 3171-1995, ASTM-D445) 44 2.2.6 Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc kín (TCVN2693-1995,ASTM-D93) 45 2.2.7 Xác định tỷ trọng(ASTM - D1298 ) 46 2.3 Phương pháp phân tích sản phẩm 46 2.3.1 Chỉ số hyđroxyl (ASTM 1957) 46 2.3.2 Phương pháp phổ hấp phụ hồng ngoại 47 2.3.3 Phương pháp sắc ký khí : 48 2.4 Phân tích tiêu tính nhũ: 48 2.4.1 ăn mòn gang (IP 125/82/94): 50 2.4.2 Độ bền nhũ: 51 2.4.3 Đánh giá ăn mòn kim loại: Error! Bookmark not defined 2.5 Quá trình tổng hợp metyl este 52 52 2.5.1 Yêu cầu nguyên liệu : 2.5.2 Quá trình tổng hợp metyl este từ dầu thực vật 53 2.5.3 Cách tiến hành trình tỉng hỵp metyl este 54 2.6 Tỉng hỵp chÊt chÊt nhũ hoá: 56 2.6.1 Quá trình tổng hợp 56 2.6.2 Các thiết bị trình thực nghiệm 57 CHƯƠNG III 58 KếT QUả Và THảO LUậN 58 3.1 Điều chế chất nhũ hoá 58 3.1.1 Khảo sát, lựa chọn nguyên liệu biến tính dầu thực vật 58 3.1.1.1 Xác định tính chất hóa lý thành phần axit béo 58 3.1.1.2 §é bỊn oxy hãa 59 3.1.2 BiÕn tÝnh dầu thực vật làm tổ hợp chất nhũ hóa 61 3.1.2.1 Phản ứng trao đổi este 61 3.2 Điều chế dầu nhũ gia công kim loại 69 3.2.1 Đánh giá, lựa chọn nguyên liệu 69 3.2.2 Khảo sát, phân tích đánh giá, lựa chọn dầu gốc khoáng 70 3.2.3 Đặc trưng nhũ cắt gọt kim loại 72 3.2.3.1 Động học trình tạo nhũ cắt gọt kim loại 72 3.2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền nhũ 78 3.2.4 Kết nghiên cứu độ bền nhũ phương pháp quang phổ hấp thụ UV/Vis 90 3.2.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền nhũ 91 3.2.4.2 Điều chế nhũ phân tích tính 99 -4- 3.2.5 Thành phần tính chất dầu nhũ gia công kim loại CHƯƠNG IV KếT LUậN TàI LIệU THAM KHảO 103 105 105 107 -5- Danh mục bảng Bảng 1: Chế độ làm việc khắc nghiệt số trình cắt gọt kim loại Bảng 2: Đặc tính vật lý hoá học loại dầu khoáng khác Bảng 3: Các thông số đánh giá theo phương pháp Bảng 4: Chỉ số cân HLB số pha dầu khác Bảng 5: Các thành phần axít béo mẫu dầu thực vật Bảng 6: Kích thước hạt tương đối Bảng 7: ảnh hưởng kích thước hạt lên vẻ bề nhũ 12 16 27 28 32 37 37 B¶ng 1: Lượng mẫu thử thay đổi theo số Iốt dự kiến Bảng 2: Đánh giá cường độ ăn mòn 43 51 B¶ng 1: TÝnh chÊt hãa lý cđa dầu thực vật sau tinh chế Bảng 2: Thành phần axit béo dầu thực vật, % khối lượng Bảng 3: Độ bền ô xy hoá dầu thực vật so với dầu khoáng Bảng 4:Tính chất hóa lý số dầu khoáng Bảng 5: Các thông số kỹ thuật đặc trưng loại dầu khoáng Bảng : Độ bền nhũ dầu nhũ cắt gọt với tỷ lệ APP-SOE/TWEEN 80 Bảng 7:Thành phần dầu nhũ cắt gọt kim loại MWF 01 Bảng 8: Kết đo ®iƯn thÕ ®iƯn cùc cđa thÐp c¸c mÉu nhị khảo sát Bảng 9: Các thông số đặc trưng đường cong phân cực thép Bảng 10: Tính chất hoá lý dầu nhũ MWF 01 58 59 59 70 71 84 99 100 102 104 -6- Danh mục hình vẽ Hình 1: Một số nguyên công gia công kim loại Hình 2: Mô trình gia công kim loại Hình 3: Chất lỏng gia công kim loại làm việc Hình 4: Cấu trúc nhũ tương Hình 5: CÊu tróc giät nhị thn H×nh 6: CÊu trúc giọt nhũ nghịch Hình 7: Vật rắn nước Hình 8: Tương tác kỵ nước Hình 9: Các mẫu dung dịch chất HĐBM Hình 10: Lực hút phân tử bề mặt lòng chất lỏng Hình 11: Sự định hướng phân tử rượu dung dịch nước Hình 12: Quá trình phá vỡ ổn định nhũ (nhũ o/w) Hình 13: Quá trình đông tụ 10 12 13 13 14 18 19 20 23 23 39 40 Hình 1: Sơ đồ đo điện tĩnh Error! Bookmark not defined Hình 2: Sơ đồ phép đo đường cong phân cực Error! Bookmark not defined Hình 3: Sơ đồ mô tả thiết bị trình tổng hợp metyl este 54 Hình 4: Sơ đồ mô tả thiết bị trình tổng hợp Sorbitol este 57 Hình 1:Phổ hồng ngoại metyl este dầu dừa 63 Hình 2: Phổ hồng ngoại sản phẩm phản ứng trao đổi este 64 Hình 3: ảnh hưởng nồng độ xúc tác đến độ chuyển hóa 65 Hình 4: ảnh hưởng nhiệt độ tới độ chuyển hóa 66 Hình 5: ảnh hưởng tỷ lệ khối lượng Sorbitol/Este 67 Hình 6: ảnh hưởng thời gian đến độ chuyển hóa 68 Hình 7: Phổ ký độ truyền qua đo nhũ dầu nước (o/w) 74 Hình 8: Phổ ký độ truyền qua đo nhũ nước dầu (w/o) 75 Hình 9: Sự dịch chuyển bề mặt phân chia pha nhũ dầu 77 Hình 10: Động học trình tạo kem 77 Hình 11: Sự dịch chuyển bề mặt phân pha nhũ dầu nước 78 Hình 12: Sự biến đổi độ truyền qua cđa líp kem (keo tơ) 78 H×nh 13: Các kết thay đổi độ bền nhũ nhũ dầu naphthen 79 Hình 14: Các kết biến đổi độ bền nhũ nhũ dầu paraphin 80 Hình 15: Biến đổi độ bền nhũ dầu paraphin 82 Hình 16: Sự phụ thuộc tốc độ tạo kem vào gia tốc ly tâm nhũ dầu paraphin 83 Hình 17: Sự phụ thuộc độ bền nhũ vào tỷ lƯ APP-SOE/TWEEN 80 85 H×nh 18: Sù phơ thc độ bền nhũ vào thành phần chất nhũ hoá 86 Hình 19: Phổ độ truyền qua kem nhũ dầu nước (o/w) 87 Hình 20: Biến đổi độ truyền qua tích hợp (113 114 mm) 88 Hình 21: Biến đổi độ truyền qua tích hợp (113 114 mm) 88 Hình 22: Phỉ hÊp thơ cđa nhị lo·ng (x50) 90 H×nh 23: Sự thay đổi số hấp thụ 91 Hình 24: Thay đổi số hấp thụ 92 Hình 25: Thay ®ỉi ®é dèc ®­êng cong chØ sè hấp thụ 93 -7- Hình 26: Phân tách pha nội nhũ dầu nước Hình 27: Biến ®ỉi chØ sè hÊp thơ H×nh 28: BiÕn ®ỉi ®é dèc ®­êng cong chØ sè hÊp thơ H×nh 29: Phân tách pha nội nhũ dầu nước điều chế với APP-SOE Tween 80 Hình 30: Biến ®ỉi ®é dèc ®­êng cong chØ sè hÊp thơ H×nh 31: Phơ thc thêi gian cđa ph©n bè kÝch th­íc giät nhị H×nh 32: Phơ thc thêi gian phân bố kích thước giọt nhũ Hình 33: Quan hệ điện cực thời gian ngâm thép Hình 34: Đường cong phân cực thép mẫu nhũ khảo sát 94 94 95 95 96 97 97 101 102 -8- Mở đầu C hất lỏng gia công kim loại đóng vai trò quan trọng gia công khí, công đoạn góp phần vào chất lượng sản phẩm cuối Trong trình gia công kim loại, việc sử dụng chất lỏng gia công cho đối tượng gia công cụ thể cần thiết nhằm đạt chất lượng sản phẩm suất cao sản xuất đem lại hiệu kinh tế xà hội Hiện nay, sản phẩm chất lỏng gia công kim loại sử dụng nước cung cấp từ hai nguồn: sản phẩm hÃng nước có giá bán cao sản phẩm sở sản xuất nước có chất lượng không ổn định Chính vậy, việc nghiên cứu sản xuất sản phẩm chất lỏng gia công kim loại có chất lượng giá bán hợp lý cần thiết Hơn nữa, với tình hình khan dầu mỏ nay, sản phẩm chất lỏng gia công kim loại bắt nguồn từ nguyên liệu dầu mỏ ngày đắt đỏ Việc nghiên cứu sử dụng phÇn dÇu thùc vËt biÕn tÝnh chÊt láng gia công kim loại có ý nghĩa quan trọng việc chủ động nguồn nguyên liệu hạ giá thành sản phẩm đồng thời tăng khả thân thiện môi trường sản phẩm Vì vậy, mục tiêu luận văn nghiên cứu sản xuất dầu nhũ hoá gia công kim loại sở biến tính dầu thực vật nhằm đáp ứng yêu cầu kinh tế kỹ thuật lĩnh vực gia công kim loại, góp phần đem lại hiệu sản xuất kinh doanh Kết cấu luận văn bao gồm: Chương I: Tổng quan gia công chất lỏng gia công kim loại Chương II: Thực nghiệm phương pháp phân tích đánh giá kết Chương III: Kết thảo luận Chương IV: Kết luận -9- Chương I: Tổng quan 1.1 1.1.1 Quá trình gia công kim loại Các trình gia công kim loại Quá trình gia công kim loại: trình khí biến đổi hình dạng bề mặt phôi kim loại nhằm tạo hình dạng bề mặt cho kim loại Một vài trình gia công kim loại thông thường [21]: Cắt Khoan lỗ Phay Khoan Tiện Khoan Honin Chuốt Bào Hình 1: Một số nguyên công gia công kim loại - 95 - Hình 28: BiÕn ®ỉi ®é dèc ®­êng cong chØ sè hấp thụ Độ dốc đường cong thay đổi nhũ loÃng điều chế với APP-SOE Tween 80 (HLB=11,0 10 % dầu) phụ thuộc nồng độ chất nhũ hoá Hình 29: Phân tách pha nội nhũ dầu nước điều chế với APP-SOE Tween 80 (HLB=11,0 10 % dầu) hàm phụ thuộc nông độ chất nhũ hoá sau 30 ngày để nhiệt độ thường Hình 3.29 cho thấy phân tách pha nhũ điều chế từ nồng độ chất nhũ hoá khác sau 30 ngày nhiệt độ thường Lượng - 96 nhũ phân tách giảm theo lượng chất nhũ hoá, kết phù hợp với sù biÕn ®ỉi ®é dèc ®­êng cong chØ sè hÊp thụ ảnh hưởng hàm lượng dầu Hình 3.30 biểu diễn ảnh hưởng hàm lượng dầu lên độ bền nhũ Các chất nhũ hoá điều chỉnh giá trị HLB 11,0 2.5 % khối lượng nồng độ chất nhũ hoá (sử dụng hỗn hợp APP-SOE Tween 80) Khi lượng dầu tăng độ bền nhũ giảm khoảng 30 % khối lượng dầu Dường như, gia tăng pha dầu có ảnh hưởng xấu lên độ bền nhũ Tuy nhiên, ảnh hưởng hàm lượng dầu lên độ bền nhũ dầu nước tương đối nhỏ so với ảnh hưởng HLB hàm lượng chất nhũ hoá, độ dốc đường cong số hấp thụ thay đổi khoảng (0,2x10-3) hàm lượng nước tăng từ đến 40 % khối lượng, tương đương với gần 0,5 % khối lượng biến đổi hàm lượng chất nhũ hoá (từ 2,5 % khối lượng chất nhũ hoá) Hình 30: Biến đổi độ dốc ®­êng cong chØ sè hÊp thơ R, nhị lo·ng điều chế từ APP-SOE Tween 80 (HLB=11,0 2,5 % chất nhũ hoá) hàm phụ thuộc hàm lượng dầu - 97 - Hình 31: Phụ thc thêi gian cđa ph©n bè kÝch th­íc giät nhị điều chế từ APP-SOE Tween 80 (HLB=11,0, 2,5 % khối lượng chất nhũ hoá, 10 % dầu) sau pha loÃng 500 lần đo nhờ sử dụng kỹ thuật nhiễu xạ ánh sáng Hình 32: Phơ thc thêi gian cđa ph©n bè kÝch th­íc giät nhũ điều chế từ APP-SOE (2,5 % khối lượng chất nhũ hoá, 10 % dầu) sau pha loÃng 500 lần đo nhờ sử dụng kỹ thuật nhiễu xạ ánh sáng Vì phương pháp số hấp thụ cung cấp phân bố kích thước gián tiếp, quan sát thấy phân bố kích thước giọt c¸c hƯ nhị lo·ng theo thêi gian Cã thĨ so sánh khác biệt hai phương pháp Do ®ã, sù - 98 phơ thc thêi gian cđa ph©n bố kích thước giọt kiểm tra nhờ sử dụng kỹ thuật nhiễu xạ tia sáng Các hình 3.32 3.33 cho thÊy sù phơ thc thêi gian cđa ph©n bố kích thước giọt nhũ pha loÃng tới 500 lần pha dầu Nhũ với hỗn hợp chất nhũ hoá APP-SOE Tween 80 giá trị HLB=11,0 sử dụng (hình 3.15), với APP-SOE (HLB=9,3) (hình 3.16 ) Từ hình 3.25, nhũ với trị số HLB 11,0 bền vững nhũ có HLB 9,3 Cả hai nhũ chứa 2.5 % khối lượng chất nhũ hoá 10 % khối lượng dầu Trong hình 25, phân bố giọt dầu nhỏ phân bố kích thước ban đầu hẹp, phân bố kích thước dần dịch chuyển phía kích thước hạt lớn trở nên rộng hơn, nhờ tạo đồng thời kết tụ hạt nhỏ với theo thời gian Trong hình 3.32, phân bố kích thước giọt dịch chuyển phía kích thước lớn hơn, nhanh rộng nhiều hình 3.31 Nói chung, chØ sè hÊp thơ gi¶m theo thêi gian ë bÊt kỳ bước sóng nào, số lượng giọt giảm trình phá nhũ (tự phát) Hơn nữa, số hấp thụ bước sóng dài giảm nhanh nhiều so với trường hợp bước sóng ngắn, hạt lớn tạo kem với tốc độ nhanh nhiều so với hạt nhỏ Nhũ bền số hấp thụ giảm nhanh Do đó, phương pháp hữu hiệu, nhanh chóng tương đối đơn giản để đánh giá độ bền nhũ Nhận xét: Hiệu phương pháp đo số hấp thụ đánh giá độ bền nhũ đà khẳng định qua thực nghiệm Chỉ số hấp thụ xác định theo thời gian nhũ loÃng, độ dốc đường cong số hấp thụ dược so sánh Các yếu tố khác ảnh hưởng tới độ bền nhũ, giá trị HLB chất nhũ hoá, nồng độ chất nhũ hoá hàm lượng dầu thử nghiệm phương pháp Kỹ thuật xác định số hấp thụ đà so sánh với phương pháp lắng tách sau 30 ngày nhiệt độ thường - 99 Theo kết thu được, giá trị HLB cần thiết dầu paraphin 11,0 độ bền nhũ tăng lượng chất nhũ hoá tăng Hàm lượng dầu tăng làm giảm độ bền nhũ Các kết phù hợp với kết phương pháp lắng tách Qua thấy kỹ thuật đo số hấp thụ đơn giản, nhanh, tương đối xác đánh giá độ bền nhũ Điều chế nhũ phân tích tính Từ kết nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến nhũ cắt gọt kim loại sử dụng chất nhũ hoá tổng hợp APP-SOE chất phụ gia khác, tiến hành xác định thành phần nhũ tối ưu điều chế nhũ cắt gọt MWF 01 bảng 3.7 Bảng 7:Thành phần dầu nhũ cắt gọt kim loại MWF 01 Thành phần dầu nhũ cắt gọt Phần trăm khối lượng (%) Dầu SN70 78,99 Chất nhũ hoá TWEEN80 6,00 Dầu thực vật biến tính APP-SOE 14,00 Phụ gia 1,01 Đánh giá ăn mòn kim loại a) Phép đo thay đổi ®iƯn thÕ tÜnh theo thêi gian Sù thay ®ỉi ®iƯn điện cực theo thời gian thép nghiên cứu tiến hành đo nước cất dung dịch nước làm mát với chất ức chế ăn mòn khác nhau: Mẫu nhũ M1: nước Mẫu nhũ M2: nhị sư dơng NP7 MÉu nhị M3: nhị sư dơng (APP-SOE/TWEEN80) MÉu nhị M4: nhị sư dơng (APP-SOE/TWEEN80+phơ gia chèng ăn mòn) Điện cực so sánh: điện cực Ag (Ag/AgCl,KCL b·o hoµ ) - 100 Tr­íc tiÕn hµnh phép đo, mẫu điện cực mài nhẵn rửa nhiều lần nước cất Kết đo ghi lại bảng 3.8 Bảng 8: Kết ®o ®iƯn thÕ ®iƯn cùc cđa thÐp c¸c mÉu nhũ khảo sát Thời điểm ghi kết (phút) Điện thÕ ®iƯn cùc (mV) cđa thÐp MÉu M1 MÉu M2 MÉu M3 MÉu M4 -541 -515 -869 -692 -548 -560 -916 -659 -512 -587 -943 -625 -498 -603 -975 -630 -440 -648 -1054 -624 -458 -608 -1088 -624 -383 -547 -704 -630 -405 -496 -517 -509 -374 -436 -352 -560 -356 -418 -284 -576 10 50 100 500 1000 5000 10000 Các số liệu đo biểu diễn đồ thị hình 3.33 1200 (M1) (M2) (M3) (M4) - ThÕ ®iƯn cùc (mV) 1000 800 600 400 200 10 100 Thêi gian (phót) 1000 10000 - 101 - Hình 33: Quan hệ điện cực thời gian ngâm thép Nhận xét: Nhìn chung điện điện cực thép tất mẫu nhũ thử nghiệm có xu hướng dịch chuyển phía giá trị dương Mẫu nhị cã chøa APP-SOE/TWEEN80 (M3) cã ®iƯn thÕ ®iƯn cùc ban đầu dịch chuyển theo chiều âm, sau chuyển mạnh phía dương Điều chứng tỏ ban đầu thép tương tác với chất nhũ hoá tạo nên màng có tác dụng bảo vệ bề mặt kim loại Tới thời điểm định màng phát triển thành lớp màng đủ kín sít che phủ bề mặt toàn bề mặt kim loại khiến kim loại rơi vào trạng thái thụ động Khi kim loại bị ăn mòn với tốc độ thấp Quan sát bề mặt điện cực sau phép đo cho thấy: - Đối với mẫu nhũ M1, M2, M3, bề mặt điện cực xuất lớp màng xám Đây sản phẩm tương tác chất nhũ hoá với thép tạo nên sản phẩm ăn mòn - Đối với dung dịch M4, bề mặt hợp kim sáng trước đo Điều cho thấy chất ức chế ăn mòn đà tạo thành bề mặt điện cực lớp màng đơn phân tử kín sít có tác dụng bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn tốt b) Đường cong phân cực thép Phép đo đường cong phân cực thực với hệ ba điện cực: Điện cực nghiên cứu: thép CT3; Điện cực so sánh: điện cực Ag/AgCl,KCl bÃo hoà ; Điện cực đối: điện cực lưới Pt Các dung dịch nghiên cứu: Mẫu nhũ M0: n­íc MÉu nhị M1: nhị th­êng MÉu nhị M2: nhị sư dơng NP7 MÉu nhị M3: nhị sư dơng (APP-SOE/TWEEN80) - 102 MÉu nhị M4: nhị sư dơng (APP-SOE/TWEEN80+phụ gia chống ăn mòn) Phép đo thực quét khoảng từ 0,5 đến 2,0 V với tốc độ quét mV/s Các kết phép đo biểu diễn dạng phổ đường cong phân cực hình M4 1.6 M3 M1 1.2 0.8 E(mV/SCE) M2 M0 0.4 0.0 -0.4 -0.8 -1.2 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 lg(i,A/cm2) H×nh 34: Đường cong phân cực thép mẫu nhũ khảo sát Các thông số đặc trưng đường cong phân cực thép dung dịch nghiên cứu cho bảng 3.9 Bảng 9: Các thông số đặc trưng đường cong phân cực thép mẫu nhũ khảo sát M0 Dung M1 dịch M2 M3 đo M4 Rp Ohm 14203 39262 47028 56453 73195 Các thông số đường cong ph©n cùc E corr E pit I corr ´ 107 I pit ´ 107 V V A A 18,3670 -0,52324 0,088 1269,2 6.6443 -0.53112 1,258 349,7 5.5286 -0.46997 4.6056 -0.52755 3.5522 -0.46428 - E pit V 0,61124 1,78912 - - 103 - NhËn xÐt: Cã thĨ quan s¸t thÊy mét số đặc điểm khác biệt đường cong phân cực thép mẫu nhũ có chất ức chế ăn mòn, sau: + Đối với mẫu nhũ M0: không tồn khoảng điện thụ động đường cong phân cực hợp kim mẫu khác + Đối với mẫu (M1-M4): nhánh phân cực anốt, xuất khoảng điện đặc trưng cho thụ động thép Trên đường cong phân cực anốt thép tất dung dịch cho thấy tồn giá trị điện mà dòng điện tăng đột biến Điện đặc trưng cho tính chất ăn mòn cục thép gọi điện ăn mòn lỗ (E pit ) mật độ dòng điện gọi mật độ dòng đục lỗ (pit) bề mặt thép Giá trị E pit = E pit - E corr đặc trưng cho khả chịu ăn mòn lỗ (pitting) thép Các số liệu cho bảng 4-6 cho thấy giá trị DE pit c¸c mÉu sư dơng chÊt øc chÕ lớn hẳn so với mẫu khác Hay nói c¸ch kh¸c mÉu nhị cã chøa phơ gia øc chÕ có khả chịu ăn mòn cao, đặc biệt khả chịu ăn mòn cục ăn mòn lỗ (pitting) cao nhiều so với mẫu không ức chế Nhận xét: Qua kết khảo sát tính bảo vệ kim loại mẫu nhũ nghiên cứu, cã thĨ nhËn thÊy r»ng nhị cã tÝnh b¶o vƯ kim loại cao nước Tuy nhiên, tính đặc thù gia công kim loại đòi hỏi nhũ phải có tính bảo vệ kim loại thời hạn định nên chất ức chế ăn mòn kim loại thường sử dụng để nâng cao tính bảo quản tạm thời nhũ chi tiết gia công kim loại 3.2.5 Thành phần tính chất dầu nhũ gia công kim loại Dầu nhũ cắt gọt MWF 01 tạo với thành phần nh­ sau: + DÇu SN 70: 78,99% - 104 + Chất nhũ hoá TWEEN80: 6,00% + Dầu thực vật biến tÝnh APP-SOE: 14,00% + Phơ gia diƯt khn Biozit: 1,00% + Phụ gia chống tạo bọt Antifoam: 0,01% Phân tích kiểm tra, đánh giá tính làm việc sản phẩm dầu nhũ cắt gọt kim loại MVO nhờ kü tht thư nghiƯm theo bé tiªu chn ASTM D cho chất lỏng gia công kim loại cho kết sau: Bảng 10: Tính chất hoá lý dầu nhũ MWF 01 TT Chỉ tiêu Phương pháp phân Giá trị điển tích hình Cảm quan Mắt thường Chất lỏng màu nâu suốt Mùi Đặc trưng 20 Khối lượng riêng, d , ASTM D 1298 880-900 4 kg/m §é nhít, η 40 C, mm /s Trị số xà phòng, mg KOH/g Trị số axit, mg KOH/g Nhiệt độ đông đặc, C Độ bền bảo quản Ăn mòn gang ASTM D 445 20-40 ASTM D 2896 24 ASTM D 974 ASTM D 97 ASTM D 2850 IP125/82/94 10 -15 Đạt Đạt - 105 CHƯƠNG IV KếT LUậN Bản luận văn đà thực nội dung nghiên cứu sau: - Tổng hợp lý thuyết gia công kim loại chất lỏng gia công kim loại, nguyên tắc biến đổi hoá học loại dầu thực vật làm tổ hợp phụ gia cho chất lỏng gia công kim loại - Tổng hợp lý thuyết chất nhũ hoá dầu thực vật - Đà khảo sát phân tích, đánh giá, lựa chọn nguyên liệu tổng hợp chất lỏng gia công kim loại: + Đối với dầu thực vật: Dầu dừa + Đối với dầu khoáng: SN-70 - Đà tổng hợp Sorbitol Este có tính chất phù hợp làm chất nhũ hoá cho chất lỏng kim loại Quan sát trình phản øng, ta nhËn thÊy ®iỊu kiƯn tèi ­u ®Ĩ thùc phản ứng là: + Khối lượng sorbitol là: 36g + Khối lượng metyl este là: 27g + Khối lượng pyridine là: 200 g + Xúc tác Metoxit Natri(9%trong xylen) 0,27 g (1% metyl este) + Nhiệt độ phản ứng là: 100 C ữ 110 C + áp suÊt th­êng + Thêi gian ph¶n øng giê - Đà pha chế dầu nhũ cắt gọt MWF 01 tạo với thành phần sau: + Dầu SN 70: 78,99% + ChÊt nhị ho¸ TWEEN80: 6,00% + DÇu thùc vËt biÕn tÝnh APP-SOE: 14,00% + Phơ gia diƯt khn Biozit: 1,00% + Phơ gia chèng t¹o bät Antifoam: 0,01% - 106 - Đà sử dụng phương pháp phân tích đánh giá tính dầu nhũ gia công kim loại thu như: + Phương pháp ly tâm để đánh giá độ bền nhũ + Phương pháp quang phổ hấp phụ UV/Vis + Phương pháp điện hoá để đánh giá khả chịu ăn mòn kim loại Từ kiểm nghiệm tính ưu việt chất nhũ hoá tìm công thức tối ưu cho chất lỏng gia công kim loại Các kết đạt luận văn sở tạo tiền đề cho việc tiếp tục phát triển hệ chất lỏng gia công kim loại sở hợp chất đà nghiên cứu với tính ưu việt kinh tế Với khuôn khổ luận văn không cho phép việc nghiên cứu rộng hơn, mà tập trung sâu vào giải vấn đề cụ thể tạo chất lỏng dầu nhũ gia công kim loại sở Sorbitol este hoá dầu thực vật làm tổ hợp phụ gia Vì vậy, để có kết nghiên cứu tổng quát gia công chất lỏng gia công kim loại, cần thiết phải có điều kiện nghiên cứu sâu rộng Qua đó, đưa sản phẩm cuối vào thực tế sử dụng tốt - 107 TàI LIệU THAM KHảO tiếng việt [1] Vũ An, Đào Văn Tường (2005), Tổng hợp biodiesel thân thiện môi trường từ dầu bông, tuyển tập báo cáo khoa học hội nghị xúc tác hấp phụ toàn quốc lần thứ III [2] Vũ An, Đào Văn Tường, Tổng hợp biodiesel thân thiện môi trường từ dầu cọ, Tạp chí hoá học ứng dụng (tháng 11/2005) [3] Kiều Đình Kiểm (1998), Cỏc sn phm du m hóa dầu, Nhà xuất Khoa học kỹ thut [4] Nguyễn Quang Lộc, Lê Văn Thạch, Nguyễn Năng Vinh (1997), Kỹ thuật ép dầu chế biến dầu, mỡ thực phẩm, Nhà xuất khoa học kỹ thut [5] Từ Văn Mặc (2003), Phõn tớch hoỏ lý: Phương pháp phổ nghiệm nghiên cứu cấu trúc phân tử, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà nội [6] Đinh Thị Ngọ (2001), Húa hc du m, Nh xuất Khoa học kỹ thuật [7] Ph¹m ThÕ Th­ëng (1992), Hóa học dầu béo, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [8] C.V Philipop, Dụng cụ cắt gọt, Nhà xuất Hải phịng [9] C.Kajdas (1993), DÇu mì bôi trơn, Nh xut bn Khoa hc k thut [10] B.I Koxtetxki, Ma sát bôi trơn hao mòn, Nh xut bn Khoa hc k thut [11] Trương Ngọc Liên, ăn mòn bảo vệ kim loại, Nh xut bn Khoa học kỹ thuật - 108 TiÕng ANh [12] Jean Poro (1994), Émulsions, micro-émulsions, émulsions multiples [13] Martin J Schichk (1967), Nonionic surfactant, Marcel Dekker, inc., New york [14] D.R.Karsa, Industrial application of surfactants [15] Kenneth J Lissant (1976), Emulsion and emulsion technology [16] John Texter (2002), Reactions and synthesis in surfactant systems [17] Cutting fluid management for small machining Operations, Iowa waste reduction center/ University of Northern Iowa [18] Kao Corporation, Basic information about surfactants [19] Douglas Godfrey, William R Herguth, CEO, Physical and Chemical Properties of Mineral Oils That Affect Lubrication, http://www.herguth.com/technical/Physical.HTM [20] Institute of advanced Manufacturing Sciences and Waste Reduction and Technology Transfer Foundation, Shop Guide to Reduce the Waste of metalworking fluid [21] Shell Corporation, Metal working, module No 13 Shell Lubricants self learn Technical training courses [22] J.A Schey (1983), Tribology in metal working: Friction, Lubrication and wear American Society of metals, Metals Park, Ohio [23] P Walstra in P Becher, ed (1983,p.74), Encyclopedia of Emulsion Technology, Marcel Dekker [24] P Becher (1965), Emulsions: Theory and Practice, Reinhold, New York [25] P Sherman (1969), Emulsion Science, Academic Press, Inc., New York [26] Kenneth J.Lissant (1974), Emulsion and emulsion technology In to parts, N.Y, Marcel Becker [27] J T C.Boehm and J.Lyklema in A.L Smith, ed, (1976, p.23), Theory and Practice of Emulsions Technology, Academic Press, Inc., New York [28] K L Mottal (1994), Micellization, solublization and microemulsions [29] Samuel C.THOmasjr (US), U.S 20050075252A1 (2005) [30] Howards of Ilford, Ltd., British 872,293 (1961) [31] M.Jorsmo, Vegetable oil as a base for lubricants, Especially Straight Cutting oils [32] S Mahanti (2001), trens in metalworking fluids, [33] Staat, F Vallet Vegetable oil methyleste as a diesel substitute Chem.Ind 21, 863-865 - 109 [34] Xiaowen Guo, Zongming Rong, Xugen Ying, Calculation of hydrophile– lipophile balance for polyethoxylated surfactants by group contribution method, Department of Chemistry, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, People’s Republic of China, December 2005 [35] Yokota et al, U.S Pat 0116309 (Jun.17,2004) [36] R van Compernollea, D.C McAvoyb, A Sherrenc, T Windd, M.L Canoa, S.E Belangerb, P.B Dorna, K.M Kerrb, Predicting the sorption of fatty alcohols and alcohol ethoxylates to effluent and receiving water solids, Received 17 February 2005; received in revised form September 2005; accepted October 2005 [37] Eva Fern´andez, Jos´e M Benito, Carmen Pazos, Jos´e Coca, Irene Ruiz, Guillermo R´nos, Regeneration of an oil-in-water emulsion after use in an industrial copper rolling process, Received 13 October 2004; accepted 22 December 2004, Available online 10 February 2005 [38] M Di Serio, P Iengo, R Gobetto, S Bruni, E Santacesaria, Ethoxylation of fatty alcohols promoted by an aluminum alkoxidesulphate catalyst, Received 27 November 1995; accepted April 1996 [39] Kungl Tekniska HogskoLan, Surfactants based on natural products — [40] [41] [42] [43] [44] Enzymatic synthesis and functional characterization, Fredrik Viklund Stockholm 2003, Department of Biotechnology Royal Institute of Technology Ullmann’s Encyclopedia of Industriall Chemical, vol A10, p 102, 108, 111, 129 Ullmann’s Encyclopedia of Industriall Chemical, vol A19, p 160 Ullmann’s Encyclopedia of Industriall Chemical, vol A 10, p 286 Ullmann’s Encyclopedia of Industriall Chemical, vol A 19, p 505- 590 Dieter Klamann, Lubricants and Related Products, Esso A.G.Research center Hamburg – Harburg Federal Republic of Germany ... cụ gia công Nhược điểm khắc phục cách sử dụng chất lỏng gia công kim loại 1.1.2 Chất lỏng gia công kim loại: Chất lỏng gia công kim loại: chất lỏng dùng để bôi trơn làm mát trình gia công kim loại. .. trình gia công kim loại 1.1.2 Chất lỏng gia công kim loại: 11 1.1.3 Phân loại chất lỏng gia công kim loại 13 1.2 Các thành phần Chất lỏng gia công kim loại 14 1.2.1 Dầu khoáng 14 1.2.2 Chất tạo nhũ... bọt chất lỏng gia công kim loại khác tuỳ thuộc vào thành phần chất lỏng gia công kim loại Khả khống chế cách bổ sung lượng nhỏ chất chống tạo bọt vào chất lỏng gia công kim loại Silicon lỏng,