乳化性能（共8篇）
乳化性能 篇1
乳化炸药因其具有抗水性好和爆轰感度强等优点,使得其在民爆行业有着广泛的应用。但从热力学角度来看,乳化炸药属于高分散相的不稳定体系,长时间储存时,乳化炸药容易出现分散相的聚集、破乳、变形、分层以及丧失爆轰能力等现象[1],这大大影响了乳化炸药的使用性能。因此提高乳化炸药的稳定性和爆轰性能,对其应用有非常重要的作用。
选择合适的乳化剂并优化其用量,能够显著提高乳化炸药的稳定性[2]。目前,常用的乳化剂有以Span - 80为代表的脂肪酸酯类、以T152、T154为代表的聚异丁烯丁二酸酐衍生物和复合乳化剂[3]。有研究表明,复合乳化剂制得的乳化炸药稳定性好于单一乳化剂[4,5]。本文采用一种新型醇胺乳化剂与Span - 80复合,制成复合乳化剂,考察其对乳化炸药稳定性能和爆轰性能的影响。
1 试验过程
1. 1 乳化剂的配比
Span - 80成乳能力较强,且生产成本低,在乳化炸药生产中广泛应用,但由于相对分子质量较小,形成的油膜强度较小,以致乳化炸药的稳定性较差。新型的醇胺乳化剂是采用聚异丁烯二酸丁二酸酐与多元醇发生酯化反应生产的聚烯基多元醇类高分子乳化剂,其中具有亲水性较强的羟基和酯基,乳化能力较强,且相对分子质量较大,乳化形成的油膜强度较大。本研究将二者按不同比例复合使用,考察其对乳化炸药稳定性的影响。乳化剂配比见表1。
1. 2 乳化炸药的制备
按照NH4NO370% ~ 80% ( 质量分数,下同) 、NaNO311% ~ 15% 、Ca(NO3)26% ~ 15% 的比例加入到水中,加热至120℃,制成水相。将复合蜡、机油以及复合乳化剂按照一定比例制得油相。将乳化器转速控制在300 r/min,把水相缓慢加入到油相中,再调整转速至1 600r/min,水相完全融入油相后形成乳胶基质。再采用化学发泡剂进行发泡处理,便制得乳化炸药。
1. 3 乳化炸药性能测试
高低温循环试验。因乳胶基质具有热力学不稳定性,环境温度变化可以导致乳化炸药的胶体状态被破坏,所以,用高低温循环试验考察其稳定性[6]。把制得的乳化炸药放在 - 20℃条件下保持3h,再放置在50℃下保持3 h,一冷一热作为一次循环试验,而后观察是否有晶体析出。同时,乳胶基质被破坏后,表面析出的硝酸盐开始增多,电导率随之增加,所以每次循环后,用电导率仪测定乳胶基质的电导率。
对于乳胶基质被破坏后析出的硝酸铵,可以用滴定的方法进行测定。甲醛与铵盐能够发生如下反应:
以酚酞为指示剂,用Na OH标准溶液滴定,可以按( 2) 计算出溶液中铵盐的含量。
式中,w为单位质量硝酸铵的析出量,% ; c为NaOH溶液的浓 度,mol / L; V为试样溶 液消耗NaOH溶液的体积,mL; V0为空白溶液消耗Na OH溶液的体积,mL; 0. 08004为硝酸铵的摩尔质量,g / mmol; m为试样质量,g。
爆轰性能测试主要包括: 爆速、猛度、作功距离及殉爆距离等,是乳化炸药量化使用性能的重要指标。将不同配比复合乳化剂制得的乳化炸药装入Φ32×160mm的药管中,装药密度为1. 13 ~1. 16 g / cm3,按照相应的国家标准测试其爆速、猛度、作功距离及殉爆距离等指标。
2 结果与讨论
2. 1 高低温循环试验
乳化炸药经不同次数的高低温循环试验后,用电导仪测乳胶基质溶液的电导率,结果见表2。
由表2可知,5种试样的电导率都随着高低温循环次数的增加而增大; 在相同循环次数条件下,电导率随之复合乳化剂中醇胺乳化剂含量的增大呈先减小后增大的趋势,4号试样的电导率最小。
对高低温循环后乳胶基质溶液中硝酸铵的析出量进行测量,结果见表3。
由表3可知,随着循环次数的增加,每个试样中硝酸铵的析出量都随之增加,其中4号式样析出的硝酸铵含量最低。
以4号式样为例,乳胶基质溶液的电导率与硝酸铵析出量随着高低温循环次数的增加其变化趋势有一定的一致性。因为乳胶基质经过高低温循环后,发生破乳,导致包括硝酸铵在内的硝酸盐析出,使得溶液的电导率提高。由于硝酸铵的强电解质,其析出量在一定程度上能够影响电导率的大小,但溶液中还有硝酸钠、硝酸钙等的析出,所以二者变化规律并不是完全一致[7]。
由表2、表3可知,采用复合乳化剂制得乳化炸药的稳定性要高于单一乳化剂,其中4号式样醇胺乳化剂占70% ,Span -80乳化剂占30% ,制得的乳化炸药稳定性最好。其原因是: 乳化炸药的稳定性主要是由乳化剂的亲油基与油相之间、亲水基与水相之间的亲和力决定,亲和力越强,所制得乳化炸药的稳定性也就越强; 采用醇胺乳化剂和Span- 80复合使用时,因醇胺乳化剂是高分子乳化剂,能够增加复合油相中的油膜厚度和强度,不容易被分散相中的硝酸盐破坏,从而能提高乳化炸药的稳定性; 油相的粘稠度对保持乳化炸药的外观和敏化气泡都有着重要作用,醇胺乳化剂具有高分子结构,采用复合乳化剂的乳化炸药油相粘度大于单一乳化剂,从而能够对絮凝现象的产生起到抑制作用,从而提高稳定性。4号式样的稳定性高于5号,主要与乳化剂的分子结构有关,5号采用单一的醇胺乳化剂,两种乳化剂复合使用,界面膜上更容易实现乳化剂分子的紧密堆积,能形成具有立体结构的复合膜,这样乳胶基质中的分子就不易凝结,从而有利于稳定性的提高。
2. 2 爆轰性能测试
复合乳化剂制得乳化炸药的爆轰性能测试结果见表4。由表4可知,随着复合乳化剂中醇胺乳化剂比例的增大,乳化炸药的各项爆轰性能指标均有不同程度的上升,但使用4号复合乳化剂的乳化炸药整体爆轰性能优于使用单一醇胺乳化剂的5号试样。
采用复合乳化剂制得乳化炸药的爆轰性能比较高的原因是: 醇胺乳化剂分子量更大,随着其比例的增加,复合乳化剂粘度增高,使得油相和水相能更好地包覆,乳化能更加完全,且复合乳化剂中含有的亲水基、亲油基的种类更多,从而提高了乳化炸药油相和水相结合的程度,使得连续相的界面膜不容易被破坏,从而提高乳化炸药的爆轰性能。
3 总结
乳化剂对乳化炸药的稳定性能和爆轰性能影响都比较大。本文采用新型高分子醇胺乳化剂与Span - 80乳化剂按照不同的比例复合使用,考察了其对乳化炸药性能的影响,结果表明:
1) 相比单一乳化剂,醇胺乳化剂和Span -80,按照适当比例复合使用的乳化剂能够降低乳化炸药在高低温循环试验时的电导率和硝酸铵析出量,且二者变化具有一定程度的一致性,能提高乳化炸药的稳定性能,较优的比例为醇胺乳化剂占70% 、Span - 80占30% 。
2) 复合乳化剂亲水基、亲油基的种类和数量更多,能够提高乳胶基质中油相和水相结合的程度,从而提高乳化炸药的爆轰性能,综合对比5个试样,由比例为醇胺乳化剂占70% 、Span - 80占30% 乳化剂制得的乳化炸药爆轰性能较优。本研究为复合乳化剂在乳化炸药工业生产中的推广提供了一定的借鉴。
乳化性能 篇2
【关键词】乳化炸药;工业控制计算机;可编程序控制器;自动控制系统
1、引言
近年来，随着民爆行业管理不断加强和技术改造持续推进，工业炸药生产线的技术装备水平与安全保障条件得到了较大幅度提高，推进了民爆行业技术的不断进步。
2、SGR-3型乳化炸药生产线的简介
2007年我公司引进了石家庄成功机电有限公司的SGR-3型乳化炸药连续生产线，该生产线实现了远程视频监控、微机自动控制。2007年9月投入试生产，2008年7月经过国家经信部的验收，已经过多年正常生产运作，使我们在生产工艺、设备、安全管理技术等主面有了很大的认识和进步。
2.1生产工艺概述 乳化炸药主要由硝酸铵、硝酸钠、水按工艺配方要求配制成的水相溶液和复合蜡、乳化剂按工艺配方要求配制成的油相溶液经过乳化器的连续搅拌和剪切下进行乳化，形成一种油包水的乳化基质，经过浸冷机直接浸水冷却后，在复合敏机入加入膨胀珍珠岩敏化剂（物理敏化）或加入化学发泡剂（化学敏化）均匀搅拌，乳化基质经敏化出来即为乳化炸药。乳化炸药生产工艺流程主要包括：水相、油相溶液制备、乳化、冷却、敏化、半成品输送、装药、包装、成品输送、成品入库。
2.2制药工序的主要设备 SGR-3型乳化炸药生产工艺为连续生产工艺，主要生产设备有乳化器、布料机、浸冷机、吹风机、敏化机，其中乳化器、敏化机为制药的关键设备。
2.3生产线安全性 乳化器无密封，消除密封摩擦热，从乳化至装药工序间、设备内无压力、无螺杆泵输送，生产线各工序、各设备间不传爆，各工序、各设备内生产完毕无存药、无废药产生，危险源少，生产时工序存药量少于300公斤，生产线各设备以低转速运转，视、声频、数据网络远程监控，生产实现自动化控制。
2.4生产线自动控制系统概述 SGR-3型乳化炸药生产线自动控制系统是技术转让方为该自动乳化炸药生产线专门开发设计的自动控制系统，由控制柜、操作台、工业控制计算机、触摸屏、视频监控电视、电子墙、可编程序控制器（PLC）及各种传感器、变送器、执行机构等硬件和系统控制软件组成。自动控制系统构成是采用先进的集散控制（DCS）技术，利用工业控制机、触摸屏、工业电视等设备集中监控整个生产线，动态显示工艺流程和关键设备的运转情况，完成数据处理、数据存储和管理等工作。以可编程序控制器（PLC）为核心，控制各个子系统，具有参数监控、修改、调节、超限报警、故障报警、停机及自诊断等功能。对生产过程中的水油相流量、敏化剂流量、温度、压力、电流、断水、过载、乳化机主轴位移等参数进行实时监测，超出系统设定值，系统可实现报警、自动停机，确保安全生产。
2.5生产线产能及在线定员定量 SGR-3型乳化炸药生产线实现了3～10吨/小时的大产能，现场巡视员及监时操作员共两人已满足生产要求，无固定操作人员，在线存药量小于300kg。
2.6重点设备的安全特性及技术参数
1）乳化器安全特性及技术参数：单级乳化，减少乳化工序危险源;敞开式结构，无机械密封装置，常压（或低压）乳化方式，消除关键生热隐患;实现970r/min低转速，可变频调速，外夹套通冷却水，消除乳化高溫点的产生;特有的定、转子结构——同时完成初乳和三次精乳，转子动平衡;生产的乳化基质流散性好，经试验不具备雷管感度，结构简单、维护方便，本质安全度高。
技术参数：1）工作压力：小于0.15Mpa;2）蒸汽压力：0.4Mpa;3）乳化温度：小于120℃;4）电机功率：15kw;5）额定转速：970r/min;6）转子线速度：14.9m/s;7）产能与装机功率之比：400kg/kw;8）转子与定子径向间隙：5mm;9）转子轴向间隙：5mm;10）物料出口直径： 50mm;11）有效容积：4.7L。
2）布料机、浸冷机安全技术特性：采用直接过水冷却、全敞开式的冷却输送方式，炸药基质通过布料机时，由布料机压成连续的薄层均匀分布在浸冷皮带上，直接进水冷却，最后基质经过吹风机沥水由安装在浸冷机的刷板卸入敏化机中，在冷却及基质输送过程中无摩擦、无撞击出现，基质厚度可调薄至1cm以下薄层，并在水中传输，能阻隔爆轰传播。
3）敏化机安全技术特性：敞开设计，设备的顶部与底部都采用快卸式敞开结构，保证停产时零存料;低 转 速，20～130rpm可调，达到柔性混拌效果而又不造成胶体破坏;可实现化学敏化、物理敏化、复合敏化;强度可调，可根据产量进行混合强度调节;环保生产无粉尘、无噪音、无震动;本质安全，7mm以上大间隙、低转速、敞开常压。
3、乳化炸药产品性能
SGR-3型乳化炸药生产线生产出的乳化炸药产品质量优质、稳定，产品经国家民用爆破器材（南京理工大学）质量监督检验中心检测，各项性能均达到GB18095-2000《乳化炸药》标准要求，深受新老客户的欢迎。
3.1检测报告：
产品名称：2号岩石乳化炸药，炸药生产日期：2012年8月20日，敏化方式：物理敏化，检测机构：国家民用爆破器材产品（南京理工大学）质量监督检测中心，检测日期：2012年9月11至12日
检测结果：见下表
4、结语
SGR-3型乳化炸药生产线自投产以来，经过多年生产证实，生产工艺、生产设备、安全性能、生产自动化技术等，基本满足《工业和信息化部关于民用爆炸物品行业技术进步的指导意见》工信部安[2010]227号文一期目标、二期目标、三期目标及《关于提升工业炸药生产线本质安全生产水平的指导意见》工信部安【2012】301号文的要求。
参考文献
[1]李海雄.湖南长沙410012，SGR一3型乳化炸药生产线自动控制系统浅谈.自动化技术与应用，1003—7241（2009）09～0117 04.
乳化性能 篇3
乳化沥青残留物性能决定着乳化沥青的使用性能。而乳化沥青残留物的性能又与乳化剂浓度有着必然联系,该文采用动态剪切流变仪(DSR试验仪)测试残留物复合模量的方法,比对分析3种不同乳化剂浓度的乳化沥青残留物,分析乳化剂浓度对乳化沥青残留物性能的影响关系。
1 原材料与试验方法
1.1 原材料
1)基质沥青:
试验采用盘锦90#A级道路石油沥青,其主要性能为:软化点(环球法)45.5 ℃,针入度(100 g,25 ℃,5 s)(0.1 mm)98,延度(15 ℃)>120 cm.。
2)乳化剂:
制备乳化沥青的三种乳化剂分别命名为CS1、CS2和CS3。乳化沥青的信息如表1所示。3种乳化沥青的乳化剂浓度随着标号的增大而增加,其中CS2的乳化剂浓度为实际生产的乳化沥青乳化剂浓度。试验中的所有材料均来自于荷兰乳化剂公司,并且未加任何处理。所有的乳化沥青在使用之前均会进行振荡操作并用玻璃棒进行搅拌,达到取样均匀的效果。
3)其它外掺剂:
无,为防止外掺剂对残留物性能的影响,该试验在制备乳化沥青过程只使用基质沥青、乳化剂和蒸馏水3种材料。
1.2 乳化沥青残留物制备工艺
为更好的模拟乳化沥青在实际路面服役过程中的环境,该研究使用EN 13074乳化沥青的残留物作为研究对象。在整个流程中,根据时间和温度制度的不同分为3个阶段,如图2所示。
1.3 试验方法
该试验采用美国TA公司研制的动态剪切流变仪DSR(AR2000ex)来表征乳化沥青残留物和纯沥青的流变性能,仪器装有控温室,并采用液氮控制温度,控温精度可达±0.1 ℃。试验采用的频率范围为0.3～400 rad/s,采用应变控制模式,在同一温度下不同频率的扫描过程中,施加给测试样品的应变为恒定值并确保在材料的线性粘弹性范围内。试验的温度同样选取为8个温度点:-10 ℃,0 ℃,10 ℃,20 ℃,25 ℃,35 ℃,45 ℃和55 ℃。
1)残留物应变扫描:
由于生产三种乳化沥青的源沥青相同,试验采取随机选取乳化沥青的残留物进行应变扫描,确定沥青的线性粘弹性范围,
2)残留物频率扫描:
从应变扫描所得的线性粘弹性范围中选取应变进行频率扫描,得到复数模量与乳化剂浓度在不同温度点的数据结果。
2 结果与分析
2.1 残留物应变扫描分析
应变扫描分析结果见图3,线性粘弹性范围可以定义为一个较小的应变区间,在这个应变区间内复数模量大小不受施加应变水平的影响。SHRP报告中将线性粘弹性范围定义为在应变扫描试验过程中,复数模量G*下降到95%之前的应变区域。如图3所示,就乳化沥青残留物来说,随着测试温度的升高,复数模量G*的值下降,且温度越高,G*的值越小。在材料的线性粘弹性范围内,G*不为应变的函数,即G*不随施加的应变水平变化而变化,呈现一条直线。随着应变水平的增加,G*开始有下降的趋势,当施加的应变水平进入非线性粘弹性范围,复数模量开始出现明显的下降。同时试验过程中发现,在测试温度较低的情况下,当应变水平很小的时候G*就开始出现下降,同时可以观察到材料出现破坏,在这些温度点下无法评价此时的应变水平。从所得到沥青线性粘弹性范围内选取应变进行频率扫描试验。
2.2 残留物频率扫描分析
如图4所示,基于不同测试温度下的频率扫描结果,以20 ℃为参考温度,按照时温等效原则进行平移,则可以得到关于复数模量和相位角的主曲线,从更广泛的温度或频率范围评价乳化沥青残留物及纯沥青的粘弹性能。
主曲线拟合结果表明:CS3乳化沥青的残留物的复合模量比CS1,CS2大,但是在整个频率域范围内CS3相位角却比CS1,CS2的相位角小,表明材料的性能向更加趋于弹性发展。当CS2与CS1比较时,同样地,在低频区域即对应高温从相位角和复合模量大小比较,CS2残留物的性能也向弹性方向发展。由此可知,随着乳化剂的增加,乳化沥青物的弹性部分增加。这说明一定范围内的乳化剂浓度增加有利于乳化沥青残留物在高温下具有更好的抵抗变形能力。
3 结 论
a.乳化沥青残留物的线性粘弹性范围与试验温度有良好的相关性,并随着温度的升高而增大。
b.在一定范围内,随着乳化剂浓度增大,乳化沥青残留物的复合模量增大,相位角减小。说明在一定浓度范围内,乳化剂浓度增加,乳化沥青残留物弹性部分增加,因此在高温下具有更好的抵抗变形能力。
摘要：通过对3种不同乳化剂浓度的乳化沥青残留物性能的测试,确定了乳化沥青残留物在不同测试温度下的线性粘弹性范围,采用主曲线对比方法分析了不同乳化剂浓度乳化沥青残留物之间的流变性能差异,探讨了线性粘弹性范围的变化规律。
关键词：乳化剂,沥青残留物,流变性能
参考文献
[1]JTG E40—2011,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[M].人民交通出版社,2011.
[2]徐光霁.硬质乳化沥青蒸发残留物流变性能研究[D].武汉理工大学,2012.
[3]肖晶晶,郑南翔,宋哲玉.乳化剂对改性乳化沥青性能影响及机理研究[J].郑州大学学报:工学版,2008,29(9):5-9.
改性乳化沥青性能影响因素研究 篇4
1 试验准备及方案
1.1 试验材料与设备
沥青,SK-70#基质沥青;乳化剂,国内常用的阳离子乳化剂(RA);改性剂,国内常用的SBR胶乳改性剂(RB);pH值调节剂,盐酸,质量分数为36%~38%;胶体磨,德国生产,型号AF 90S/2H-12,转速2850 r/min。
1.2 试验方案
为研究乳化剂和改性剂用量及乳化工艺(分先乳化后改性和边乳化边改性两种)对改性乳化沥青性能的影响,笔者设计了三套试验,分别制备改性乳化沥青,对其乳化效果及基本性能进行测试。
2 乳化剂用量对改性乳化沥青性能的影响
2.1 试验条件
乳化剂(RA)对改性乳化沥青性能影响试验设计如下:沥青采用SK-70#,SBR胶乳(GB)掺量固定为3.5%,采用油水比60∶40,调节皂液pH值至2.0,胶体磨剪切速度2 850 r/min,剪切时间3 min,分别改变乳化剂(RA)用量(1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%),采用先乳化后改性的工艺(工艺流程见图11)制备改性乳化沥青,并测其性能。
2.2 试验结果分析
试验结果如表1及图1—6所示。
结合表1中试验数据及图1—6的变化趋势,在相同的试验条件下,可得出以下结论:
1)由图1可知,随着乳化剂用量增加,乳液筛上剩余量显著降低,当乳化剂用量为1.2%时,乳液筛上剩余量为0.1%,满足规范≤0.1%的要求;当乳化剂用量为1.8%时,乳液筛上剩余量为0。由此可知,随着乳化剂用量的增加,乳液筛上剩余量逐渐下降,乳化效果逐渐变好。
2)由图2可知,随着乳化剂用量增加,乳液标准黏度不断减小,乳液变得越来越稀,流动性越来越好。
3)由图3可知,随着乳化剂用量增加,延度呈先增大后变小的抛物线变化趋势。
4)由图4、图5可知,乳液蒸发残留物的针入度、软化点随着乳化剂用量的增加,均呈先增大后变小再增大的趋势,但变化范围很小。
5)由图6可知,随着乳化剂用量增加,乳液贮存稳定性测试值不断减小,贮存稳定性逐渐变好。
3 不同掺量SBR胶乳改性剂对改性乳化沥青性能的影响
3.1 试验条件
改性剂SBR胶乳(RB)对改性乳化沥青性能影响试验设计如下:固定乳化剂(RA)用量1.8%,其他试验条件同“2.1试验条件”,分别改变SBR胶乳改性剂(RB)掺量(0、1.5%、3.0%、4.5%),采用先乳化后改性的工艺(工艺流程见图11)制备改性乳化沥青,并测其性能。
3.2 试验结果分析
试验结果如表2及图7—10所示。
从表2可以得出,随着改性剂掺量的增加,5℃延度、软化点逐渐增大,25℃针入度变小,1 d贮存稳定性变差,改性乳化沥青筛上剩余量及标准黏度变化不大,基本上无影响。
SBR改性乳化沥青是一种复合型热力学不稳定体系,除了与乳化沥青具有相似的特性外,由于加入了胶乳,增加了不稳定因素,所以改性乳化沥青的贮存稳定性比乳化沥青更差。
考虑到成本及经济效益,可根据具体工程需要确定合理的SBR胶乳改性剂掺量。
4 制备工艺对改性乳化沥青性能的影响
4.1 试验条件
制备工艺对改性乳化沥青性能影响试验设计如下:沥青采用SK-70#,乳化剂RA用量1.8%,改性剂SBR胶乳(GB)掺量3.5%,其他试验条件同“2.1试验条件”,分别采用图11和图12所示的先乳化后改性(A)工艺和边乳化边改性(B)工艺制备改性乳化沥青,并测其性能。
4.2 试验结果分析
试验结果如表3所示。
结合表3中数据可以得出,不同的乳化工艺对乳液各项性能指标均无太大的影响。A、B两种乳化工艺制备的乳液短时间(1 d)的贮存稳定性均较好,长时间(5 d)的贮存稳定性B乳化工艺较A乳化工艺好,对乳液其他性能的影响均不大。
5 结论
1)乳化剂占乳液总量的比例虽小,但其对乳液的筛上剩余量、1 d贮存稳定性、标准黏度及乳液蒸发残留物的延度有较大的影响,对蒸发残留物的针入度及软化点的影响较小。不同乳化剂用量下制备的乳液性能差异较大,分析原因认为乳化剂分子结构及乳化剂中杂质或其他不利因素的存在对沥青性能起着提高或降低的作用。
2)不同掺量SBR胶乳对乳液各项性能的改性效果各不相同,改性乳化沥青筛上剩余量及标准黏度随改性剂掺量的增大变化不大,基本上无影响;沥青高温稳定性及低温抗开裂性随改性剂掺量的增大均有较大的改善;改性乳化沥青的贮存稳定性比乳化沥青更差,且随改性剂掺量的增大而变差。
4)不同的乳化工艺制备出来的改性乳化沥青无明显的优劣差异。根据试验设备情况,考虑到操作的方便程度和可行性,今后乳化沥青的改性试验可采用先乳化后改性的试验方法。
5)改性乳化沥青性能影响的其他因素,如乳化剂皂液pH值大小、皂液和沥青的试验温度、不同种类的乳化剂及基质沥青、稳定剂的种类及用量、蒸发残留物的试验方法、复配乳化剂及改性剂的影响等等,均需进一步的研究。
参考文献
[1]交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南[M].北京:人民交通出版社,2005.
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[3]朱中华.乳化剂剂量对改性乳化沥青性能的影响研究[J].交通标准化,2008,(10):91.
乳化性能 篇5
工业炸药大体分为三种：铵梯炸药（被淘汰产品）；铵油炸药；乳化炸药[1]。
岩石粉状乳化炸药[2]是一种新型不含单质炸药的高性能无梯工业炸药。以氧化剂水溶液为分散相、可燃剂油相为连续相，在乳化剂存在的条件下，通过乳化工艺制备油包水型乳胶基质，然后采用先进的喷雾制粉工艺制成粉状乳化炸药。具有抗水、无毒、良好的爆炸性能等特点，现场使用，装药方便，做功能力大。因此广泛应用在金属的开采，铁路、公路的建设及特种爆破作业等行业。
通过长期对岩石粉状乳化炸药的质量检验，发现在生产过程中有时会生产出不合格产品的问题。本文就影响其性能的因素进行了理论研究和实践分析，得出了优化生产的结论。
1 岩石粉状乳化炸药的配方及其制造工艺
1.1 制造工艺
粉状乳化炸药组成和制造工艺简单，工艺主要分为两个阶段：第一阶段是制备乳胶基质：氧化剂的水溶液与可燃材料复合油相[5]用乳化剂制胶状物质。即成为乳化炸药；第二阶段是将乳胶基质通过干燥技术制成粉状乳化炸药。
1.2 炸药配方
岩石粉状乳化炸药配方粉状乳化炸药的组分主要由含水的氧化剂、乳化剂和油相可燃剂组成，它的配方如表1。
2 影响炸药质量因素及解决方案
2.1 硝酸铵（原材料）
用来制造混合炸药。由于硝酸铵来源广泛、价格便宜、含氧丰富、安全性好，用它制成的炸药威力较大，感度适中。所以硝铵成为应用最广泛的氧化剂。
2.2 乳化剂粘度（原材料）
乳化剂：粉状乳化炸药采用的乳化剂，主成分是聚异丁烯丁二酰亚胺[3]，属非聚合型无灰分散剂，因其具有独特乳化机理，在使用中通过物理吸附和化学吸附作用可形成相当稳定的乳胶粒子。乳化剂具有大分子框架结构，在乳化炸药制备中不形成胶束，而是以单分子溶解在油中，所以它能形成单分子膜吸附于界面。
由于各乳化剂生产厂原材料来源不同，合成工艺条件也不尽相同，制成的乳化剂成分不一，结构比较复杂。目前，国家未出台制作粉状乳化炸药的乳化剂标准，各家都使用自己的企业标准。表2可见，采用同一产地的乳化剂制成粉状乳化炸药，产品贮存期性能稳定；不同厂家的乳化剂混合使用后，产品性能衰减较快，有时达不到贮存期性能指标要求。
2.3 油水配比（半成品）
油水配比影响乳化质量，也影响制粉顺利进行，它是制粉的关键参数，直接影响炸药爆炸性能和贮存稳定性。油水配比值是经过研制方科学论证，反复试验得来的。油水配比出现失调，若油相比例大，形成的油膜厚，影响得率，并且加大设备负荷；若水相比例大，形成的油膜包覆效果差，虽然容易制粉，但产品贮存性能明显下降。只有按技术方提供的油水配比组织生产，方能确保产品质量稳定。具体在实际产能中可以体现出来，当产能4.5t/h时，其含水量较大，爆速，殉爆距离，猛度都不好。而且很不利于成品的包装。所以在实际生产当中控制室人员应当认真做好油水相流量数据记录，两相混合工序人员也应当注意现场流量计的示数，同时我们质量检验人员也应做好半成品的检验工作，以便能较早发现存在的问题，不让厂里蒙受损失。
2.4 温度
油相、水相制备过程中的溶解温度过低，物料溶化不完全，不利于油相、水相的输送；溶解温度过高，易造成乳化基质温度过高，加大冷却系统的做功能力，长时间如此会使出药温度升高，自然冷却时易结块；保温时间过久、温度过高，会使复合蜡中的敏化剂、乳化剂等失效，生产出来的产品不符合国家规定。
2.5 储存环境
炸药在生产过程中要求：干、细、匀，在储存时就只有干。当空气中的相对湿度>80%时，炸药就易结块，其爆速、殉爆距离等性能参数就会下降。对于储存环境—成品库，我们公司地处关中地带，空气相对湿度一般较低，不会影响到成品的储存。只需定期查看干湿温度计的示数即可。
3 结论
综上所述，影响粉状乳化炸药质量的主要因素涉及硝酸铵质量、复合油相品质、油水配比、温度、储存环境等。根据长期的质量检验北方民爆集团渭南分公司目前将采取各项措施防止这些因素导致的质量问题。今后在这些问题上会严格遵守工艺。
要防止生产出废品、次品，技术质量安全室就要加强对岩石粉状乳化炸药的了解和学习。研究乳化炸药的原理，掌握原理，了解工艺，可以从根本上防止废次品的产生，同时保证生产出优质的产品。
参考文献
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[2]民用爆破器材研究所.高性能乳化炸药———粉状乳化炸药[J].南京理工大学,2001.
乳化炸药生产设备的安全性能探讨 篇6
乳化炸药自出现起, 人们便认为其生产过程是比较安全的, 因为乳化炸药的摩擦感度、撞击感度以及热感度等方面, 远远低于粉状铵梯炸药的各项指标, 同时乳化炸药在实际应用中具有抗水性能好、爆炸性能高以及污染性小等特点, 使其在我国社会生产领域中的应用范围较为广泛。迄今为止, 我国共有100多家炸药生产企业建设了乳化炸药生产线, 但是部分炸药生产企业在生产乳化炸药过程中发生了数起恶性爆炸事故, 这是因为在乳化炸药生产过程中还有很多安全隐患, 尤其是基质的生产设备部位最容易导致乳化炸药在生产中出现安全隐患。
一、乳化炸药关键生产设备的安全性分析
现阶段乳化炸药生产过程中最具危险的因素便是热爆燃, 而且这一观点在乳化炸药生产领域中被广泛认可, 因为不同规格乳化炸药的配方是不同的, 因此, 乳化炸药在生产中所采用的材料差异则使其受热的变化规律和危险程度也不尽相同。针对不同型号、不同工艺流程的乳化炸药在生产过程中, 设备设计上的缺陷、工艺设计的不配套以及管理上的疏忽等, 都会导致乳化炸药在生产过程中出现严重的安全事故, 例如, 乳化炸药在间断性生产过程中反应釜拌翅断裂、周涛销键脱落、精乳器中基质堵塞、螺杆泵空转或断流时间较长、管道式生产工艺系统压力过高以及冷却水中断等, 这些都会直接导致乳化炸药在生产中容易造成安全事故。因此, 炸药生产企业在生产不同规格、不同生产工艺的乳化炸药时, 需要根据其材料特点与工艺特点对生产设备进行针对性设计, 将容易导致其生产中出现安全隐患的因素有效排除, 这样才能保证乳化炸药的安全生产。
二、乳化器的安全性能
根据科学实验研究发现, 两个物体在麻擦过程中会有90%以上的做功转化为热能, 而乳化器作为乳化炸药生产过程中的关键设备, 其转子线速度最高可以达到7-45m/s左右, 机械密封摩擦面相对运动速度在实际上可以达到1-11m/s左右, 而其在生产过程中表面温度的不断升高不仅会导致搅拌装置和机械密封性容易受到损坏, 同时也会导致乳化炸药生产材料在生产中发生严重的爆炸事故。通过多个文献我们可以发现, 国内历次乳化器的燃烧爆炸事故都是因摩擦升温而造成的, 因此, 乳化炸药在生产过程中要科学、合理的降低乳化器转速, 通过提高乳化剂乳化力来降低机械搅拌所需要的湍流场强度, 从而可以有效降低乳化器转速, 对降低乳化器在生产中的摩擦生热有着重要作用。乳化炸药生产中的乳化器也可以采用单涡轮结构、冷却结构以及自动保护措施等, 单涡轮结构可以在减少乳化器摩擦点的同时减少其摩擦累计热, 冷却结构可以及时消除乳化器搅拌与摩擦产生的热量, 而自动保护措施可以根据乳化器实际运行情况进行自动调整, 如果发现乳化器温度过高可以及时的自动紧急停机。
三、螺杆泵的安全性能
乳化炸药在生产过程中泵送是其连续生产工艺中的重要组成部分, 而泵送过程也是乳化炸药生产中极为容易发生事故的生产环节, 例如, 螺杆泵在实际生产中的不良运行, 会导致乳化炸药整个生产线出现严重的爆炸事故, 而且在我国已有数起乳化炸药生产事故就是由螺杆泵引起。乳化炸药生产工艺中的泵送过程会对物料介质产生一定的机械作用, 而乳化炸药基质在受到机械作用下会产生气泡, 所以在泵送过程中一旦遇到剧烈摩擦、高温、挤压以及碰撞等因素作用下, 会导致其出现严重的爆炸事故。炸药生产企业要根据乳化炸药的工艺、物料等特点, 选择可以满足乳化炸药生产工艺要求的螺杆泵型号, 在选择过程中可以根据被传送液态物料的质量、性质以及压力等, 同时也要根据被传送液态物料的粘度和腐蚀性来调整泵的转速, 可以通过减少管路长度、增大管路直径来减少螺杆泵内部的压力。螺杆泵在启动前要确定吸、排阀全开, 这样对防止螺杆泵运行过程中的过载、吸空以及干转等有着重要作用, 同时也要对进入到螺杆泵内部的液态物料进行多次过滤, 将液态物料中的固态杂质全部除去, 这对防止螺杆泵运行过程中出现断流现象有着重要作用, 同时也要根据企业安全生产规定对其进行严格的定期检查。
四、装药设备的安全性
现阶段乳化炸药生产过程中所使用的装药设备主要有RZ12-1型装药机、RZY-6型装药机以及EL20-1型装药机, 其中RZ12-1型和RZY-6型乳化炸药装药机采用的是旋转双缸进行填料, 而且其在实际生产中具有自动定量的功能。在填料结束之后主副油缸活塞的协调作用会通过传导并完成乳化炸药的药卷装填, 这种装药设备的结构较为简单、控制性能较好、操作较为简便, 但是其自动化程度相对较低, 在实际生产过程中需要大量人工对其进行操作, 而这边导致装药设备的安全性能受到很大影响, 由于人工操作的失误会导致其发生严重的安全事故。EL20-1型乳化炸药装药机是在上述两种型号装药设备基础上改良而成, 其在实际运行中通过液压传动的方式来完成填料, 而且其自动化工作能力基本可以满足乳化炸药生产需求, 这对提高其生产效率和节约人工等方面有着重要作用。但是由于受到当前科技水平的制约, 导致其在实际应用中的故障发生率相对较高, 尤其实在密封工作环境下十分容易发生故障, 严重时会导致乳化炸药生产中发生安全事故。
结语
乳化炸药生产过程中有很多因素都会导致其出现安全问题, 因此, 炸药生产企业在提高安全生产意识的同时, 要根据工艺、物料等特点对设备本身的安全性进行针对性设计, 这样才能在乳化炸药生产过程中真正提高生产线的本质化安全水平, 对保证企业生产效益、工作人员的生命安全有着重要意义。
参考文献
[1]黎涛.乳化炸药生产过程中的安全性分析.工业安全与环保.2010 (3) .
[2]徐鹏.浅谈乳化炸药生产过程中安全性.煤矿爆破.2008 (2) .
润滑油抗乳化性能影响因素分析 篇7
1 试验仪器和材料
试验仪器有SD-L抗乳化性能测定仪(温度控制精度为±1℃,转速1500r/min),100mL容量的量筒(高度23.2mm,内径28mm);试验材料有符合GB/T6682要求的蒸馏水,60℃～90℃的分析纯石油醚和分析纯无水乙醇。
2 试验结果与分析
2.1 蒸馏水的影响
2.1.1 蒸馏水电导率的影响
在试验方法中,对蒸馏水的电导率、可氧化物质含量、吸光度、蒸发残渣和可溶性硅指标等均有要求。但由于实验室对水质检测的方法有限,我们只能对蒸馏水电导率的变化进行检测。试验结果见表1。
2.1.2 蒸馏水pH值的影响
实验室在对GB/T7305新老试验方法比对时发现,GB/T7305-87试验方法中,要求蒸馏水的pH值在6.2～7.5的范围内,而在2003版的方法中,对蒸馏水的pH值没有要求。为此实验室分别在蒸馏水中加入含量为0.1mol/L盐酸及0.05mol/L氢氧化钾溶液,改变蒸馏水的pH值,考察蒸馏水pH值对抗乳化试验结果的影响,试验结果见表2。
2.2 微量留存试剂的影响
为考察清洗试剂对抗乳化试验结果影响,实验室在依次用石油醚,无水乙醇冲洗搅拌叶片后,不经风干,直接放入油样中进行测试,试验结果见表3。
2.3 内燃机油污染的影响
内燃机油的污染会对机器的运转造成很大的影响,而在润滑油中尤其是汽轮机油在灌装和运输的过程中都会有一定的影响,对其性能影响变化较大。在管线以及泵中,如果残留的存油清理不净的话,必将会造成污染。调合系统洁净度的大小对于汽轮机油有着重要的影响,在这过程中,内燃机油对汽轮机油的影响较大,尤其是在抗乳化方面,所产生的负面影响更大。之所以产生这种现象是因为在内燃机油中会添加功能性的添加剂,而添加剂又是以清净的分散剂为主,其在性能方面属于表面活性剂,对于水界面的表面张力有所影响,会使其降低,从而导致减弱油品的分水能力致使乳化现象的产生。在实验中选择了L-TSA32汽轮机油、L-TSA46汽轮机油和L-HM46抗磨液压油3个样品,分别加入1%柴油机油CF-415W-40,搅拌均匀,模拟油品被污染状况,进行抗乳化性能测试,结果见表4。
结语
不论是在测试结果还是长期的使用经验当中,润滑油抗乳化性能测定结果都与蒸馏水的电导率、PH值等有直接的影响,同时在测定过程中残留的微量试剂也会对结果有一定的影响,所以在进行抗乳化测试时,需要保证实验室的环境及各项实验设备都要满足实验的标准,做到对设备的清洗、维护、风干等工作,从而避免因残留而造成润滑油品的乳化,从而保证油品的润滑性能得以提高,有效的延长了机械设备的使用寿命和功能的正常发挥。
参考文献
[1]谢泉,顾军慧.润滑油品研究与应用指南[M].北京:中国石化出版社,2007:220-224.
茶树精油对乳化膜材料性能的影响 篇8
壳聚糖资源丰富,具有良好的生 物相容性、成 膜性、透气性、吸水性、止血性、促进伤口愈合、可降解吸收等[3,4]优点,是一种理想的医用缓释材料。茶树精油原产于澳洲,为茶树的提取物,属于植物源次生代谢产物,纯天然无副作用,从无色到淡黄色,清澈、低黏度,具有杀菌 消炎、治疗化 脓伤口及 灼伤、晒伤等功效[5,6,7]。但是茶树精 油不溶于 水,壳聚糖溶 液单纯与其混合很难形成状态稳定的铸膜液制备成膜。
因此,本研究结合壳聚糖和茶树精油的优势,采用壳聚糖为成膜材料,吐温-80为乳化剂,茶树精油作为抗菌剂,制备壳聚糖基茶树精油抗菌乳化膜材料,并且研究精油浓度对膜性能的影响,旨在研制一种天然的新型伤口敷料。
1实验部分
1.1材料与仪器
茶树精油 (TTO),南宁创新 医药科技 有限公司;壳聚糖(CS,平均分子量为50万,脱乙酰度 >80%),乙酸、吐温-80、甘油、氯化钠、氢氧化钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、蛋白胨、牛肉膏、琼脂,均为生化试剂,国药集团化学试剂有限公司。
傅立叶红外光谱仪(NicoletiS10),美国赛默飞世尔公司;智能电子拉力机 (XLW(G)-PC),济南兰光 机电技术 有限公司;隔水式恒温培养 箱(GNP-9080),上海三发 科学仪器 有限公司;超净工作台 (SW-CJ-1BU),苏州安泰 空气技术 有限公司;紫外可见分光光度计(UV-2450),日本岛津公司;5系微米千分尺,台州机械工人科技有限公司。
1.2试样制备
首先准确称取1g壳聚糖溶于50mL乙酸溶液[2%(vt,体积分数,下同)]中,磁力搅拌均匀后加入甘油(0.4%)作为增塑剂,形成壳聚糖乙酸溶液;接着取一定量的乳化剂吐温-80与茶树精油混合均匀,加入到上述壳聚糖乙酸溶液中,高速均质后静置脱泡即得铸膜液;最后将铸膜液倒入水平放置的15cm×15cm自制玻璃模具中,在50℃下干燥一定时间后揭膜,得到茶树精油/壳聚糖乳化膜。不含茶树精油,加入吐温-80的壳聚糖膜作为空白对照样。
1.3表征与测试
1.3.1厚度测定
每张膜随机取10个点测量,用精度为0.001mm的微米千分尺测量膜的厚度,取10次的平均值。
1.3.2吸水性
按照YY/T0471.1-2004标准。将制备 的薄膜分 别剪成5cm×5cm大小,称重,将其浸入37℃氯化钠、氯化钙的试验液中(其质量为试 样的40倍),移入干燥 箱内在37℃下保持30min后移出,用滤纸吸干膜表面液体后称重。以每克膜吸收溶液的平均质量表示吸收量。吸水量计算公式为:
式中:WA表示吸水量,g·g-1;W1表示膜吸 水前质量,g;W2 表示膜吸水后质量,g。
1.3.3水蒸气透过率
按照YY/T0471.2-2004标准。首先称量并记录容器、试样和液体的质量,精确到0.0001g;然后将容器放入恒温恒湿箱(37℃,10%RH)中,样品向上;18~24h后,从干燥箱或培养箱中取出容器,并记录试验时间(T),精确到5min,对容器、试样和液体重新 称重,精确到0.0001g。水蒸汽 透过率计 算公式:
式中:MVTR表示水蒸气透过率,g·m-2·d-1;W1表示试验前容器、样品和液体的总质量,g;W2表示试验后容器、样品和液体的总质量,g;S表示容器口的截面积,m-2;T表示试验时间,d。
1.3.4舒适性
按照YY/T0471.4-2004标准,采用拉伸试验机测量膜的舒适性,即适应人体形状和运动的能力,包括可伸展性和永久变形性。试验样品宽度为2.5cm,拉伸速率300mm/min,使样品伸长20%,取3次测量的平均值。计算公式:
式中:E表示可伸展性,N·cm-1;ML表示最大载荷,N。
式中:PS表示永久变形,%;L1表示拉伸前膜上两标距间的距离,mm;L2表示拉伸后膜上两标距间的距离,mm。
1.3.5红外光谱测试
采用NicoletiS10型傅里叶 红外光谱 仪在4000400cm-1光谱范围,经KBr压片后对样品进行红外光谱测试。
1.3.6抑菌性
测试菌种为大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。首先将膜分别剪成直径约5mm的圆片,并经紫外灯灭菌,然后吸取0.1mL浓度在104~105cfu/mL菌悬液涂布于固体培养基平皿上,接着用无菌镊子夹取膜片贴在各种含菌平皿上,将其置于37℃的培养箱中培养18~24h后,测量抑菌圈直径。
1.3.7缓释性
利用紫外分光光度法对茶树精油/壳聚糖膜的释放性能进行测定。准确称取0.1g的壳聚糖膜置于50mL0.01mol/LpH7.4磷酸盐缓冲液(PBS)中振荡。使用紫外分光光度计在265nm处测定在PBS缓冲液中不同时间的壳聚糖膜萃取溶液吸光度。以吸光度为纵坐标,时间为横坐标,作茶树精油壳聚糖膜的释放曲线。
2结果与讨论
2.1精油浓度对膜舒适性的影响
医用敷料要贴合人体皮肤,具有较佳的舒适性,必须有可伸展性和较小的塑性形变[8]。取一定量的茶树精油与适量吐温-80充分混合均匀,再加入到2%(wt,质量分数,下同)壳聚糖、0.4%甘油的2%乙酸溶液中,吐温-80的体积浓 度为0.4%,茶树精油体积浓度分别为0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%,高速均质,静置后制膜。测试膜的厚度和舒适性,结果见表1。
表1显示,精油的加入显著增加了膜的 厚度并降 低了膜的可伸展性和永久变形性,提高了膜的舒适性能。这 是由于吐温-80包裹形成的精油乳滴进入到壳聚糖的结晶区中,膜厚度有所增加,并减弱了壳聚糖分子间的相互作用,破坏了壳聚糖膜的晶体结构,降低了膜的结晶 度。因此,加入精油 后,乳化膜的韧性和弹性被改善。
当精油浓度较低时,随着精油浓度的增加,膜的可伸展性和永久变形性逐渐升高。这是由于精油乳滴与壳聚糖分子间的相互作用有利于调整壳聚糖膜的非结晶区分子的空间排列,特别是减弱了壳聚糖分子间由于正电荷效应产生的斥力,使得壳聚糖分子排列更加一致。因此,膜的可伸展性和永久变形有所升高。但是,当精油浓度较高时,精油乳滴的效应在壳聚糖膜中起了主导作用。精油乳滴使得壳聚糖分子相对滑动加剧,完全破坏了壳聚糖的结晶区,使得壳聚糖膜强度显著降低。因此,随着精油浓度的增加,膜的可伸展性和永久变形逐渐降低。
2.2精油浓度对膜透气吸水性的影响
伤口处的组织液渗出聚集会对皮肤的完好性造成严重后果,但是又不能使伤口过于干燥导致伤口干裂。因此,伤口敷料不仅需要较高的水蒸气透过性,也需要较好的保水吸水性。
如表2所示,精油的加入使壳聚糖膜的吸水性大大降低,且随着精油浓度的增加,膜的吸水性逐步降低。说明 壳聚糖分子间的空间被大量的精油乳滴占据,使得壳聚糖膜无法因吸水而溶胀。这一点与2.1的情形相似。精油乳滴首先占据壳聚糖膜的结晶区,而结晶区是壳聚糖膜吸水溶胀最明显的区域;其次,精油乳滴再占据壳聚糖膜的非结晶区,进一步减弱壳聚糖膜的溶胀效应。因此,茶树精油/壳聚糖膜的吸水性下降分为两个阶段。
水蒸气透过率均达到了1800g·m-2·d-1以上,可以满足伤口保持干燥的要求。水蒸汽透过率随精油浓度的变化而变化,分为3个阶段。第1阶段,精油乳滴渗入壳聚糖结晶区内,导致壳聚糖膜的孔道阻塞,并且这些孔道由壳聚糖的羟基和氨基构成,是亲水性孔道。精油乳滴的进入使得孔 道的疏水性增强,水蒸气透过率明显下降;第2阶段,精油乳滴 进入壳聚糖非结晶区,壳聚糖分子重新排列,壳聚糖膜的取向度增大,孔道增多,水蒸气透过率增大;第3阶段,精油乳滴分布浓度继续上升,继续阻塞壳聚糖膜原非结晶区的亲水性孔道,导致水蒸气透过率再次下降。
2.3精油浓度对膜抑菌性的影响
膜的抗菌测试过程中,干膜直径为5mm,在培养基中吸水溶胀后的膜直径在6mm左右。由表3可见,未加精油的CS膜没有抑菌效果,因为所用 的CS分子量较 大,抑菌作用 较弱[9];精油的添加赋予膜较好的抑菌性能,对金黄色葡萄球菌的抑制效果要优于大肠杆菌,符合文献指出的植物源提取物对革兰氏阳性菌的抑制作用要明显优于革兰氏阴性菌[10]。随着精油浓度的增加,膜外围的精油浓度差也增大,导致精油的扩散速率增大,抑菌圈直径也逐渐增大。这说明茶树精油/壳聚糖膜具有一定的缓释作用。
2.4精油浓度对膜缓释性的影响
如图1所示,茶树精油/壳聚糖膜在实验的初始阶段,匀速释放包覆的精油乳滴。初始释放速率随精油浓度的增大而升高。随后释放速率逐渐减慢。这一释放过程是典型的扩散过程。这说明茶树精油从膜中扩散出来是由壳聚糖膜中的精油与PBS中的精油浓度差所推动的。当释放时间达到6h时,茶树精油的释放速率几乎为零。可以认为,6h后茶树精油已完全释放。
2.5红外光谱分析
图2是不同精油浓度乳化膜的红外谱图。
图2(a)显示,加入不同 浓度精油 的乳化膜 在3500~3000cm-1处的吸收峰是羟基的伸缩振动和氨基中N-H键对称和不对称伸缩振动。而图2(b)中显示,在3500~3000cm-1范围,精油浓度从0%~1.0%变化时,膜的透过率随着精油浓度的增加而降低,这可能是因为精油乳滴进入到壳聚糖的结晶区,破坏了壳聚糖分子间的氢键,减弱了羟基氢和氨基氢的束缚,导致羟基和氨基中O-H和N-H键的伸缩振动加强;精油浓度从1.0%~1.5%变化时,膜的透过率升高,这可能是由于精油乳滴进入壳聚糖的非结晶区,导致杂乱的壳聚糖分子重新排列,新的氢键的形成,羟基和N-H键伸缩振动减弱;当精油浓度继续提高,过多精油乳滴完全破坏了壳聚糖膜内的氢键,膜的透过率逐渐下降。2852cm-1和2920cm-1这2个特征峰,是饱和的C-H键伸缩振动的结果。另外,2个特征峰最强带是1556cm-1和1407cm-1处,与-OH平面弯曲以及和氨基中的N-H键的弯曲振动有关。从图2(c)中可知,在这2个峰处,膜的透过率变化趋势与3500~3000cm-1处的吸收峰类似,均是从精油浓度0%下降到1.0%,再升高到1.5%,接着再下降至2.5%。造成这一结果的原因可能也与之类似,吸收峰的变化直接反映了膜体系中氢键的形成与断裂。
3结论
以壳聚糖为缓释基材,茶树精油为抗菌剂,利用铸膜法成功制备壳聚糖基茶树精油缓释乳化膜材料,并研究茶树精油浓度对膜性能的影响。结果表明:茶树精油的添加提 高了膜的韧性、弹性和抑菌效果。随着精油浓度增加,膜的吸水性呈现下降的趋势,水蒸汽透 过性呈现 下降上升 再下降的 趋势。而且,茶树精油/壳聚糖膜具有一定的缓释效 果,随着时间 的推移精油慢慢释放,因此,抑菌圈也随之增大。这些说明茶树精油/壳聚糖膜可以作为一种新型缓释伤口敷料。
参考文献
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