静态和动态条件下：采用乳化法控制石蜡晶体的沉积
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辽宁石油化工大学毕业设计（论文）用纸 静态和动态条件下：采用乳化法控制石蜡晶体的沉积
孙淑安，康石王，吴彦晟 帕特里克。舒勒，杰佛逊 L.、杨春堂
1.能源电力与环境研究中心，分析化学与化学工程学院，加州理工大学，美国 2.雪佛龙德士古，能源生产和技术公司，休斯敦，德克萨斯州美国
ห้องสมุดไป่ตู้
摘 要
通过乳化法控制石蜡晶体的沉积，关于两种非离子表面活性剂系列选择；(聚
1 前言
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分子结构为 H 正构烷烃（CH2）NH 的是一种重要的有机建筑材料[1]。在溶剂 中添加溶剂（低分子量的石蜡）可以降低溶解时的溶解温度，他们往往被用于结 晶析出并沉积在冷却器表面时，他们通常低于蜡的出现温度（WAT） 。当石蜡的第 一晶体开始出现时为最高温度。使用密闭的系统来控制两种结晶成核过程，他们 为均匀和非均匀成核。异质成核发生在油水界面上，促进结晶的过程中均匀成核 的晶体则被隔离在烷烃之外。乳化石蜡均匀成核是小液滴型的，尤其是已知的液 滴和窄分布的液滴[2-4]中。相反，一个复杂系统中，这种小型乳化条件限制了液 滴的尺寸和隔离石蜡的杂质。这导致均匀形核和结晶温度的下降。在此条件下， 液滴的直径足够小可以控制的晶体结构。由于石蜡是从任何核种子的表面活性剂 膜中分离出来的，结晶温度降低导致晶体受到抑制。过低的温度随液滴尺寸的减 小，其直接的后果是导致均相成核，即 Cahn-希利亚德机制[3]。在这种情况下， 表面积比和表面效应的控制称为体积效应[5]。 密封系统的界面膜在异相成核作用中发挥重要的作用。通过非均匀成核控制 油水界面的晶体液滴与液滴相互作用[6-7]研究后，在石油中的形核率[8]和水乳液 的界面膜成膜率相近[9]。 表面活性剂 HLB（亲水脂溶性平衡）是为了确定给定条件下的乳液型和稳定 型的重要因素之一。班克罗夫特认为，这个阶段，表面活性剂优先于连续相的溶 解[10]。格里芬和戴维斯[12]提出了一种方法；格里芬已经实证了亲水和亲油之间 [13-14]。 的平衡值 （HLB） 此外， 戴维斯解决了乳化剂 HLB 有助于形成结晶体[15]。 在这项研究中两个系列的乳液，以及在一个固定量的表面活性剂其表面活性剂的 HLB 值序列得到了确定。 二维的概念应用在这项研究中体现在两种不同的化学结构
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一旦乳化石蜡晶体诱乳液中稳定石蜡晶体的形成，可以证明此处存在联合反应 乳液特性和剪切速率的影响 在图 8 中，结蜡随着剪切速率不同的表现。低温金属表面被放置在样品容器 上部可接触的油/乳区。在高剪切速率下的总存在被抑制静止或低速率剪切条件比 较。我们选择了 450 转的速度，发现没有明显的油水界面，应该是完整的乳液混 合，这也是一个介质速度，之后在静态条件下测试 250 转。 在测试序列中，在 0rpm 的静态条件下，测试 35 号和测试 45 号具有较高的油 水界面面积乳化。因此，这些乳剂产生比 Triton-X15 乳液更稳定。O/W 型乳液更 比 Triton-X114 和 Triton-X165 更稳定。考虑到抑制均相成核的结晶，在这种静态 下 RPM 结晶液滴变小（高 HLB 值的表面活性剂）的链烷烃更有效地抑制由均相成 核界面异质形核。两个程序均是可能的；双峰粒度分布测试是为了产生更高的界 面面积和较小的液滴。这是很简单的成核现象，更容易有效地控制。在静态条件 下的储蓄倾向相反降低界面张力；低界面张力反映了较高的油水界面区的异质形 核，解释了促进定义温度下结晶原理。但随着速度的增加，整体抑制和倾向变化 指搅拌速率为 450 转。我们将为更多这样的结果放在下一节的乳液和液滴变形点 观察粘度连接的探讨 山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯的案例作为 HLB 增加 IFT 减小的比对，说明平 均液滴大小的变化。因此，趋势相反的测试序列发生在 O/W 型区域；在 0rpm 的 静态条件下的减少至 450 转是稳定的 O/W 型乳液区域。 同样的现象将被得到应用； 在静态条件下，界面张力降低导致较大的液滴尺寸和双峰的分布，产生更多的异 质形核和更多的凝絮。而在高搅拌速率时是相反的。
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的表面活性剂 HLB 值中。在同一区域的固定数额显示出其他乳液的控制因素是固 定的；测试序列 HLB 值受 EO（氧化乙烯）链的长度的影响，山梨醇脂肪酸酯/聚 山梨酸酯系列是由不同的烷基链长度控制的。通过选择表面活性剂，我们试图解 释出现在乳化特性上的石蜡结晶现象。我们试图展示如何用不同的乳胶膜曲率表 示不同的亲水和亲油之间平衡（HLB）表面活性剂对石蜡结晶过程的影响。 此外，乳状液的类型和特点及剪切作用也是控制石蜡结晶的关键。剪切作用 对乳液在实际应用中的控制，如管道油等。在我们的研究中石蜡结晶是具有挑战 性的因素之一，因为乳液搅拌的速率不同。在这里，我们试图将这两种现象加以 应用。收集我们用低温金属板装置浸入乳液搅拌水浴加热的石蜡晶体。在这里， 我们也提出了新的见解，搅拌能力可以决定乳化石蜡结晶现象。
2 实验
2.1 药品
在西格玛奥德里奇购买卡盘或薄片形式的石蜡作为原料。熔点范围在 52℃和 65℃之间。链烷烃的气相色谱分析（GC）获得的分子量分布。图 1（a） ，烷烃的 模型用气相色谱分析。洗脱时间序列基于石蜡分子量。表面活性剂和联合碳化物 分别是从罗姆 哈斯和西格玛奥德里奇处购买的， 。所有表面活性剂的使用，无需 进一步纯化但是需要检测其实际浓度。图 2 显示了表面活性剂的信息。聚乙二醇 辛基苯基醚和山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯的信息可参考 17-20。 2.2 实验方法 乳液的制备 制备标准模型油溶型石蜡及其石蜡混合物的解决方案。在癸烷石蜡总浓度为
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重量的 4%。表面活性剂用水溶解后（如果表面活性剂是不溶于水我们采用超声波 发生器使其浑浊且均匀） ， 然后准备用油混合。 完全溶解混合物均匀晃动几个小时， 之后放在温度为 30℃的烤箱里（±3℃）保持 24h。WAT（蜡出现温度）占在 26℃ 至 27℃石蜡混合物溶液[25]重量的 4%。所有的表面活性剂使用固定量为 CMC 重 量的 0.1%。 由于我们是研究表面活性剂的本身能力， 我们消除了油/水比为 50／50 的体积油和水的变量。由于乳液的热力学不稳定，所有的乳剂在制备和制备之后 的第二天，没有相位变化和明显的凝血。 相行为的观察 该乳液制备后的第一天，因为这种非离子表面活性剂的相行为必须是建立在 固定温度和时间记录，所以在固定的时间记录在温度为 30℃的烤箱里的变化。 界面张力测量 采用旋转滴法测量界面张力。通过卡略斯等人[21]制作旋滴界面张力模型 510 从而得到了最大的石油层和底层水间的界面张力，进而被用于我们研究。将 2L 油 滴进入水相，达到平衡，直到在 30℃条件下没有液滴形状的变化为止。 黏度测量 通过记录电压能量的测量测定乳液的粘度（V） 。在图 3 中。在搅拌乳液记录 扭矩测量。对于乳液粘度所获得的能量值（V）需要保持相同搅拌速度。标准的硅 油是用于转换转矩的实际粘度。 光学显微 将该乳液从温度为 30℃的烤箱拿出。乳液滴放在温度为 22℃的载玻片上，然 后对其研究。乳液照片拍摄使用的是普通光学显微镜。在通光率正常的照片中，
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值的表面活性剂增加，聚合初始速率显示在一个 O/W 和 W/O 乳液区两个极小值。 这个初始的聚结率界面与油和水之间的张力有关（IFT ） 。因此，界面张力为最小 时。之后，界面张力增加到 W/O 和 O/W 型乳液区的最高点。因此，如果我们绘制 图形应在 X 轴和 Y 轴上表示界面张力的表面活性剂的 HLB 值，这些现象导致 M 形界面模式。但位置的最大值和最小值之间的点（最小和最大 HLB 值）是包括表 面活性剂的化学结构。 我们的研究中，选择了两个不同的化学结构，在一个给定的表面活性剂的 HLB 值控制乳液。测试序列的水包油（O/W）乳化液稳定随着 HLB 值增加，而对山梨 醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯系列有类似 HLB 值范围的相位反转。在图 5 中，相行为 和两个系列表面活性剂的界面张力显示。乳状液在 30℃左右时平衡。灰色的区域 表示浑浊的乳液和线油，乳化液被水界面分开。在测试序列的 IFT 减小直到到达 下一个给定的表面活性剂系列 O/W 型乳状液再次稳定， 即 IFT 再次增加到最低点。 而在那些山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯系列的界面张力降低到原油乳状液（W/O） 的初始值。然后在水乳液高界面张力的油（O/W）出现时，之后的界面张力降低。 因此，得到两个不同的化学结构，我们制备了一系列的各种乳状液，确定了石蜡 晶体对表面活性剂的影响。 乳液的液滴尺寸和静态再结晶 图 6 显示了液滴的大小和所选择的表面活性剂，使乳液分布的相对稳定。这 些照片是在 22℃以下的水占石蜡混合物溶液的重量 4%状态下拍摄的。 左边的照片 显示普通的光学显微镜看到的乳液液滴尺寸及其分布。右边的照片都是用激光拍 摄的，所以看到的石蜡晶体更清楚。乳剂取出烤箱之前，观察他们在等温条件下
3 结果与讨论
基于表面活性剂的 HLB 值对乳液的控制 设计的乳液，表面活性剂的 HLB（亲水性选择基于经验–亲水亲油平衡）序 列。低 HLB 值的疏水性的非离子表面活性剂产生的油包水（W/O）乳液和那些高 HLB 值产生水包油（O/W）乳化液。界面张力（IFT）基于 HLB 值序列的乳液系 列已经由博伊德[22]和 Ruckenstein[23]理论得出；当水和油相和表面活性剂的量为 相同同是固定值时，界面张力下降直至达到最小值点，随着 HLB 值随后增加。界 面张力、乳化稳定性是表面活性剂的关键性能。据博伊德等[22]的报道，当 HLB
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自然冷却的变化。图 6（a）的左手侧，为该测试乳液的图片。通过测试 35 号和 45 号的乳液，液滴的密度太低而利于观察（事实上是他们不是乳液） 。从这一系列 制备稳定的 O/W 型乳液。平均粒径随着 HLB 值的增加而减小，同时界面张力的界 面曲率变化稳定，更多的是石油区领导到更小的液滴，而且越来越多。图 6（b） 的左边，为山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯系列的显示。观察到 O/W 型乳状液是足 够稳定的。界面张力降低了平均液滴大小 在图片上的蜡晶是用激光拍摄的，所以观察地更加清楚。所有的激光图片需 要等到样品自然冷却至 22℃才能拍照。石蜡晶体主要分布在油水界面的反射表面 上。液滴内的烷烃有杂质可抑制结晶，结晶可以减小非均匀形核形成的可能性。 成核发生在表面活性剂膜产生的过程中。随着时间的推移，石蜡晶体也显示出了 液滴的状态，油水界面启动结晶。在表面异质形核中，由于在界面上的吸附，乳 化剂降低表面张力。当时范德瓦尔斯相互作用发生了乳化剂和油分子的疏水部分 之间的反应。乳化剂可以催化填料层石蜡晶体的成核。 在图 7 中， 从光学显微镜照片获得了液滴尺寸分布和 1000m×7.3mm 面积下降 的数量。所有的数字都是从同一地区获得的。在测试序列 O/W 乳状液滴从 114 降 低到 165 测试。在山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯系列中，从 span20 至 tween20 平均 液滴尺寸的增加。当液滴尺寸的增加而下降分布。双峰粒度分布较大使界面面积 更有利异质形核的形成。因此，较大的液滴双峰分布有望通过非均匀成核促进石 蜡结晶。当均质形核发生了内部烷烃延缓结晶温度下降引起的结晶。这可以解释 小液滴沉积少的原因。此条件下乳化液滴应该是稳定且易控制晶体。 一旦石蜡结晶变成固体，作为骨架支持对拉普拉斯压力[24]形成稳定的乳液。
乙二醇辛基苯基醚和山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯，用 HLB（亲水亲油平衡）的
数量作为实验参数。从 C21 到 C48 碳数的增加石蜡混合物在癸烷（C10）中被溶解之 后用来作为模型标准油。当低于析蜡温度低时石蜡在金属板表面（WAT）上开始 结晶。对于乳液的性质和界面张力（IFT） ，还有液滴尺寸，获得了其分布和乳液 的相行为。对乳液进行粘度和扭矩的测量。两个不同的系列表面活性剂具有不同 的化学结构会产生不同的乳化特性，不同于石蜡沉积的 HLB 值范围。 当剪切速率足够高时混合乳化石蜡完全结晶，在冰冷的金属表面与油和水之 间的界面发生强烈的变化。对石蜡结晶的控制在乳液中的解释是异质形核在油水 界面与液滴的内部均匀成核。当非均匀形核为主时，晶体的形成促进了均相成核 为主的晶体形成。当原料被添加到乳液中，有乳化变形而变化的乳液结构打破乳 液液滴。因此，可以用液滴尺寸及其分布，界面张力和粘度等参数来解释这一现 象。这项研究表明不同乳液的石蜡结晶可以控制在一定搅拌速度下。
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放大水晶影像因激光的强度而减弱。 冷盘石蜡沉积装置 在图 4 所示，是冷盘石蜡沉积装置。在玻璃容器制备乳液，这些容器被放置 在水箱里利用流水控制其温度。流动的水连接到冷铝金属板，将其放入乳液石蜡 晶体。铝金属表面温度为 8℃，样品环境温度为 30℃以上。在冷水线上保持 30 分 钟得到金属表面上的石蜡沉积。在收集了从金属表面得到的石蜡晶体并删除任何 含有溶剂的杂质。 气相色谱分析 在样品中用冷柱注射 Varian3400， 气相色谱仪配备氢火焰离子化检测器 （FID） 分析。色谱柱为一个人工真皮模板保护柱一 Rtx-1 柱（5m） （30m×0.53mm，相厚 度 0.25m） 。烤箱是控温范围是从 50℃（1 min 等温）到 325°C（20 min 等温）即 10℃/min。载气的流速为 4.8ml/min。之后添加到不同样品中测量其正构烷烃的相 对浓度。
孙淑安，康石王，吴彦晟 帕特里克。舒勒，杰佛逊 L.、杨春堂
1.能源电力与环境研究中心，分析化学与化学工程学院，加州理工大学，美国 2.雪佛龙德士古，能源生产和技术公司，休斯敦，德克萨斯州美国
ห้องสมุดไป่ตู้
摘 要
通过乳化法控制石蜡晶体的沉积，关于两种非离子表面活性剂系列选择；(聚
1 前言
辽宁石油化工大学毕业设计（论文）用纸
分子结构为 H 正构烷烃（CH2）NH 的是一种重要的有机建筑材料[1]。在溶剂 中添加溶剂（低分子量的石蜡）可以降低溶解时的溶解温度，他们往往被用于结 晶析出并沉积在冷却器表面时，他们通常低于蜡的出现温度（WAT） 。当石蜡的第 一晶体开始出现时为最高温度。使用密闭的系统来控制两种结晶成核过程，他们 为均匀和非均匀成核。异质成核发生在油水界面上，促进结晶的过程中均匀成核 的晶体则被隔离在烷烃之外。乳化石蜡均匀成核是小液滴型的，尤其是已知的液 滴和窄分布的液滴[2-4]中。相反，一个复杂系统中，这种小型乳化条件限制了液 滴的尺寸和隔离石蜡的杂质。这导致均匀形核和结晶温度的下降。在此条件下， 液滴的直径足够小可以控制的晶体结构。由于石蜡是从任何核种子的表面活性剂 膜中分离出来的，结晶温度降低导致晶体受到抑制。过低的温度随液滴尺寸的减 小，其直接的后果是导致均相成核，即 Cahn-希利亚德机制[3]。在这种情况下， 表面积比和表面效应的控制称为体积效应[5]。 密封系统的界面膜在异相成核作用中发挥重要的作用。通过非均匀成核控制 油水界面的晶体液滴与液滴相互作用[6-7]研究后，在石油中的形核率[8]和水乳液 的界面膜成膜率相近[9]。 表面活性剂 HLB（亲水脂溶性平衡）是为了确定给定条件下的乳液型和稳定 型的重要因素之一。班克罗夫特认为，这个阶段，表面活性剂优先于连续相的溶 解[10]。格里芬和戴维斯[12]提出了一种方法；格里芬已经实证了亲水和亲油之间 [13-14]。 的平衡值 （HLB） 此外， 戴维斯解决了乳化剂 HLB 有助于形成结晶体[15]。 在这项研究中两个系列的乳液，以及在一个固定量的表面活性剂其表面活性剂的 HLB 值序列得到了确定。 二维的概念应用在这项研究中体现在两种不同的化学结构
辽宁石油化工大学毕业设计（论文）用纸
一旦乳化石蜡晶体诱乳液中稳定石蜡晶体的形成，可以证明此处存在联合反应 乳液特性和剪切速率的影响 在图 8 中，结蜡随着剪切速率不同的表现。低温金属表面被放置在样品容器 上部可接触的油/乳区。在高剪切速率下的总存在被抑制静止或低速率剪切条件比 较。我们选择了 450 转的速度，发现没有明显的油水界面，应该是完整的乳液混 合，这也是一个介质速度，之后在静态条件下测试 250 转。 在测试序列中，在 0rpm 的静态条件下，测试 35 号和测试 45 号具有较高的油 水界面面积乳化。因此，这些乳剂产生比 Triton-X15 乳液更稳定。O/W 型乳液更 比 Triton-X114 和 Triton-X165 更稳定。考虑到抑制均相成核的结晶，在这种静态 下 RPM 结晶液滴变小（高 HLB 值的表面活性剂）的链烷烃更有效地抑制由均相成 核界面异质形核。两个程序均是可能的；双峰粒度分布测试是为了产生更高的界 面面积和较小的液滴。这是很简单的成核现象，更容易有效地控制。在静态条件 下的储蓄倾向相反降低界面张力；低界面张力反映了较高的油水界面区的异质形 核，解释了促进定义温度下结晶原理。但随着速度的增加，整体抑制和倾向变化 指搅拌速率为 450 转。我们将为更多这样的结果放在下一节的乳液和液滴变形点 观察粘度连接的探讨 山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯的案例作为 HLB 增加 IFT 减小的比对，说明平 均液滴大小的变化。因此，趋势相反的测试序列发生在 O/W 型区域；在 0rpm 的 静态条件下的减少至 450 转是稳定的 O/W 型乳液区域。 同样的现象将被得到应用； 在静态条件下，界面张力降低导致较大的液滴尺寸和双峰的分布，产生更多的异 质形核和更多的凝絮。而在高搅拌速率时是相反的。
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的表面活性剂 HLB 值中。在同一区域的固定数额显示出其他乳液的控制因素是固 定的；测试序列 HLB 值受 EO（氧化乙烯）链的长度的影响，山梨醇脂肪酸酯/聚 山梨酸酯系列是由不同的烷基链长度控制的。通过选择表面活性剂，我们试图解 释出现在乳化特性上的石蜡结晶现象。我们试图展示如何用不同的乳胶膜曲率表 示不同的亲水和亲油之间平衡（HLB）表面活性剂对石蜡结晶过程的影响。 此外，乳状液的类型和特点及剪切作用也是控制石蜡结晶的关键。剪切作用 对乳液在实际应用中的控制，如管道油等。在我们的研究中石蜡结晶是具有挑战 性的因素之一，因为乳液搅拌的速率不同。在这里，我们试图将这两种现象加以 应用。收集我们用低温金属板装置浸入乳液搅拌水浴加热的石蜡晶体。在这里， 我们也提出了新的见解，搅拌能力可以决定乳化石蜡结晶现象。
2 实验
2.1 药品
在西格玛奥德里奇购买卡盘或薄片形式的石蜡作为原料。熔点范围在 52℃和 65℃之间。链烷烃的气相色谱分析（GC）获得的分子量分布。图 1（a） ，烷烃的 模型用气相色谱分析。洗脱时间序列基于石蜡分子量。表面活性剂和联合碳化物 分别是从罗姆 哈斯和西格玛奥德里奇处购买的， 。所有表面活性剂的使用，无需 进一步纯化但是需要检测其实际浓度。图 2 显示了表面活性剂的信息。聚乙二醇 辛基苯基醚和山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯的信息可参考 17-20。 2.2 实验方法 乳液的制备 制备标准模型油溶型石蜡及其石蜡混合物的解决方案。在癸烷石蜡总浓度为
辽宁石油化工大学毕业设计（论文）用纸
重量的 4%。表面活性剂用水溶解后（如果表面活性剂是不溶于水我们采用超声波 发生器使其浑浊且均匀） ， 然后准备用油混合。 完全溶解混合物均匀晃动几个小时， 之后放在温度为 30℃的烤箱里（±3℃）保持 24h。WAT（蜡出现温度）占在 26℃ 至 27℃石蜡混合物溶液[25]重量的 4%。所有的表面活性剂使用固定量为 CMC 重 量的 0.1%。 由于我们是研究表面活性剂的本身能力， 我们消除了油/水比为 50／50 的体积油和水的变量。由于乳液的热力学不稳定，所有的乳剂在制备和制备之后 的第二天，没有相位变化和明显的凝血。 相行为的观察 该乳液制备后的第一天，因为这种非离子表面活性剂的相行为必须是建立在 固定温度和时间记录，所以在固定的时间记录在温度为 30℃的烤箱里的变化。 界面张力测量 采用旋转滴法测量界面张力。通过卡略斯等人[21]制作旋滴界面张力模型 510 从而得到了最大的石油层和底层水间的界面张力，进而被用于我们研究。将 2L 油 滴进入水相，达到平衡，直到在 30℃条件下没有液滴形状的变化为止。 黏度测量 通过记录电压能量的测量测定乳液的粘度（V） 。在图 3 中。在搅拌乳液记录 扭矩测量。对于乳液粘度所获得的能量值（V）需要保持相同搅拌速度。标准的硅 油是用于转换转矩的实际粘度。 光学显微 将该乳液从温度为 30℃的烤箱拿出。乳液滴放在温度为 22℃的载玻片上，然 后对其研究。乳液照片拍摄使用的是普通光学显微镜。在通光率正常的照片中，
辽宁石油化工大学毕业设计（论文）用纸
值的表面活性剂增加，聚合初始速率显示在一个 O/W 和 W/O 乳液区两个极小值。 这个初始的聚结率界面与油和水之间的张力有关（IFT ） 。因此，界面张力为最小 时。之后，界面张力增加到 W/O 和 O/W 型乳液区的最高点。因此，如果我们绘制 图形应在 X 轴和 Y 轴上表示界面张力的表面活性剂的 HLB 值，这些现象导致 M 形界面模式。但位置的最大值和最小值之间的点（最小和最大 HLB 值）是包括表 面活性剂的化学结构。 我们的研究中，选择了两个不同的化学结构，在一个给定的表面活性剂的 HLB 值控制乳液。测试序列的水包油（O/W）乳化液稳定随着 HLB 值增加，而对山梨 醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯系列有类似 HLB 值范围的相位反转。在图 5 中，相行为 和两个系列表面活性剂的界面张力显示。乳状液在 30℃左右时平衡。灰色的区域 表示浑浊的乳液和线油，乳化液被水界面分开。在测试序列的 IFT 减小直到到达 下一个给定的表面活性剂系列 O/W 型乳状液再次稳定， 即 IFT 再次增加到最低点。 而在那些山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯系列的界面张力降低到原油乳状液（W/O） 的初始值。然后在水乳液高界面张力的油（O/W）出现时，之后的界面张力降低。 因此，得到两个不同的化学结构，我们制备了一系列的各种乳状液，确定了石蜡 晶体对表面活性剂的影响。 乳液的液滴尺寸和静态再结晶 图 6 显示了液滴的大小和所选择的表面活性剂，使乳液分布的相对稳定。这 些照片是在 22℃以下的水占石蜡混合物溶液的重量 4%状态下拍摄的。 左边的照片 显示普通的光学显微镜看到的乳液液滴尺寸及其分布。右边的照片都是用激光拍 摄的，所以看到的石蜡晶体更清楚。乳剂取出烤箱之前，观察他们在等温条件下
3 结果与讨论
基于表面活性剂的 HLB 值对乳液的控制 设计的乳液，表面活性剂的 HLB（亲水性选择基于经验–亲水亲油平衡）序 列。低 HLB 值的疏水性的非离子表面活性剂产生的油包水（W/O）乳液和那些高 HLB 值产生水包油（O/W）乳化液。界面张力（IFT）基于 HLB 值序列的乳液系 列已经由博伊德[22]和 Ruckenstein[23]理论得出；当水和油相和表面活性剂的量为 相同同是固定值时，界面张力下降直至达到最小值点，随着 HLB 值随后增加。界 面张力、乳化稳定性是表面活性剂的关键性能。据博伊德等[22]的报道，当 HLB
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自然冷却的变化。图 6（a）的左手侧，为该测试乳液的图片。通过测试 35 号和 45 号的乳液，液滴的密度太低而利于观察（事实上是他们不是乳液） 。从这一系列 制备稳定的 O/W 型乳液。平均粒径随着 HLB 值的增加而减小，同时界面张力的界 面曲率变化稳定，更多的是石油区领导到更小的液滴，而且越来越多。图 6（b） 的左边，为山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯系列的显示。观察到 O/W 型乳状液是足 够稳定的。界面张力降低了平均液滴大小 在图片上的蜡晶是用激光拍摄的，所以观察地更加清楚。所有的激光图片需 要等到样品自然冷却至 22℃才能拍照。石蜡晶体主要分布在油水界面的反射表面 上。液滴内的烷烃有杂质可抑制结晶，结晶可以减小非均匀形核形成的可能性。 成核发生在表面活性剂膜产生的过程中。随着时间的推移，石蜡晶体也显示出了 液滴的状态，油水界面启动结晶。在表面异质形核中，由于在界面上的吸附，乳 化剂降低表面张力。当时范德瓦尔斯相互作用发生了乳化剂和油分子的疏水部分 之间的反应。乳化剂可以催化填料层石蜡晶体的成核。 在图 7 中， 从光学显微镜照片获得了液滴尺寸分布和 1000m×7.3mm 面积下降 的数量。所有的数字都是从同一地区获得的。在测试序列 O/W 乳状液滴从 114 降 低到 165 测试。在山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯系列中，从 span20 至 tween20 平均 液滴尺寸的增加。当液滴尺寸的增加而下降分布。双峰粒度分布较大使界面面积 更有利异质形核的形成。因此，较大的液滴双峰分布有望通过非均匀成核促进石 蜡结晶。当均质形核发生了内部烷烃延缓结晶温度下降引起的结晶。这可以解释 小液滴沉积少的原因。此条件下乳化液滴应该是稳定且易控制晶体。 一旦石蜡结晶变成固体，作为骨架支持对拉普拉斯压力[24]形成稳定的乳液。
乙二醇辛基苯基醚和山梨醇脂肪酸酯/聚山梨酸酯，用 HLB（亲水亲油平衡）的
数量作为实验参数。从 C21 到 C48 碳数的增加石蜡混合物在癸烷（C10）中被溶解之 后用来作为模型标准油。当低于析蜡温度低时石蜡在金属板表面（WAT）上开始 结晶。对于乳液的性质和界面张力（IFT） ，还有液滴尺寸，获得了其分布和乳液 的相行为。对乳液进行粘度和扭矩的测量。两个不同的系列表面活性剂具有不同 的化学结构会产生不同的乳化特性，不同于石蜡沉积的 HLB 值范围。 当剪切速率足够高时混合乳化石蜡完全结晶，在冰冷的金属表面与油和水之 间的界面发生强烈的变化。对石蜡结晶的控制在乳液中的解释是异质形核在油水 界面与液滴的内部均匀成核。当非均匀形核为主时，晶体的形成促进了均相成核 为主的晶体形成。当原料被添加到乳液中，有乳化变形而变化的乳液结构打破乳 液液滴。因此，可以用液滴尺寸及其分布，界面张力和粘度等参数来解释这一现 象。这项研究表明不同乳液的石蜡结晶可以控制在一定搅拌速度下。
辽宁石油化工大学毕业设计（论文）用纸
放大水晶影像因激光的强度而减弱。 冷盘石蜡沉积装置 在图 4 所示，是冷盘石蜡沉积装置。在玻璃容器制备乳液，这些容器被放置 在水箱里利用流水控制其温度。流动的水连接到冷铝金属板，将其放入乳液石蜡 晶体。铝金属表面温度为 8℃，样品环境温度为 30℃以上。在冷水线上保持 30 分 钟得到金属表面上的石蜡沉积。在收集了从金属表面得到的石蜡晶体并删除任何 含有溶剂的杂质。 气相色谱分析 在样品中用冷柱注射 Varian3400， 气相色谱仪配备氢火焰离子化检测器 （FID） 分析。色谱柱为一个人工真皮模板保护柱一 Rtx-1 柱（5m） （30m×0.53mm，相厚 度 0.25m） 。烤箱是控温范围是从 50℃（1 min 等温）到 325°C（20 min 等温）即 10℃/min。载气的流速为 4.8ml/min。之后添加到不同样品中测量其正构烷烃的相 对浓度。