2.2不同基礎(chǔ)油的油水界面張力

界面張力是影響乳狀液穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)，不同基礎(chǔ)油的油水界面張力不同，且復(fù)合劑對不同基礎(chǔ)油界面張力的影響差異較大。未加復(fù)合劑的基礎(chǔ)油與加復(fù)合劑的基礎(chǔ)油與水之間的動(dòng)態(tài)界面張力分別見圖3和圖4。

圖3未加復(fù)合劑時(shí)的油水界面張力■—基礎(chǔ)油A；●—基礎(chǔ)油B；▲—基礎(chǔ)油C。圖4同

圖4加入復(fù)合劑時(shí)的油水界面張力

由圖3可以看出：未加復(fù)合劑時(shí)，基礎(chǔ)油A的界面張力最大，基礎(chǔ)油B的界面張力次之，基礎(chǔ)油C的界面張力最小；隨著時(shí)間的延長，不同基礎(chǔ)油的界面張力均逐漸降低，基礎(chǔ)油中芳烴和膠質(zhì)等極性組分含量越大，界面張力越低，最后達(dá)到一個(gè)平衡值。這是因?yàn)?，隨著時(shí)間的延長，基礎(chǔ)油中的活性物質(zhì)逐漸吸附到油水界面上，導(dǎo)致界面張力逐漸下降，最終達(dá)到吸附與脫附的動(dòng)態(tài)平衡，界面張力基本不變。從圖3還可以看出，隨著基礎(chǔ)油中極性組分含量的增大，界面張力達(dá)到平衡值的時(shí)間增加。這可以解釋為基礎(chǔ)油的極性組分含量越大，在組分分子的擴(kuò)散交換速率差異較小的情況下，達(dá)到吸附-脫附平衡的時(shí)間越長。

由圖4可以看出，加入復(fù)合劑后，界面張力急劇降低，因?yàn)榧尤氲膹?fù)合劑多為表面活性劑，表面活性劑吸附到油水界面，表現(xiàn)出更強(qiáng)的活性，導(dǎo)致界面張力大幅降低，使乳狀液體系更穩(wěn)定，導(dǎo)致基礎(chǔ)油的分水性變差。

表4為復(fù)合劑對基礎(chǔ)油平衡界面張力的影響。從表4可以看出，復(fù)合劑的加入導(dǎo)致不同基礎(chǔ)油界面張力下降的程度差異較大，其中基礎(chǔ)油A的油水界面張力下降程度最大，基礎(chǔ)油B的油水界面張力下降程度居中，基礎(chǔ)油C的油水界面張力下降程度最小。這可能是由表面活性劑和基礎(chǔ)油所含極性組分在油水界面上的競爭吸附所導(dǎo)致的，基礎(chǔ)油所含極性組分越多，在界面上的吸附量越大，表面活性劑分子吸附到油水界面的量就越少，而表面活性劑比基礎(chǔ)油所含極性組分的活性高，所以綜合表現(xiàn)為其界面張力降低值越小。

表4復(fù)合劑對基礎(chǔ)油平衡界面張力的影響

2.3不同基礎(chǔ)油的油水界面剪切黏度

界面剪切黏度的大小可以反映油水界面膜的強(qiáng)度，對分水性影響很大。復(fù)合劑對不同基礎(chǔ)油的油水界面剪切黏度的影響分別見圖5～圖7。

圖5復(fù)合劑對基礎(chǔ)油A界面剪切黏度的影響▲—加復(fù)合劑；■—未加復(fù)合劑。圖6、圖7同

圖6復(fù)合劑對基礎(chǔ)油B界面剪切黏度的影響

圖7復(fù)合劑對基礎(chǔ)油C界面剪切黏度的影響

由圖5～圖7可以看出，復(fù)合劑的加入導(dǎo)致基礎(chǔ)油的油水界面剪切黏度增大。其原因是：表面活性劑等極性物質(zhì)吸附到油水界面，大大增加了其界面成膜分子的排列緊密程度，且表面活性劑可能與基礎(chǔ)油本身所含的膠質(zhì)等極性化合物反應(yīng)形成致密性更強(qiáng)的界面膜，從而導(dǎo)致剪切黏度增加。不同基礎(chǔ)油的界面剪切黏度隨著剪切速率的增加而降低，表現(xiàn)出三維體系所具有的假塑性流體的特性。在開始檢測時(shí)，剪切黏度瞬間大幅度降低，以后降低幅度趨于平緩。這是因?yàn)?，油水平衡一段時(shí)間后，界面上達(dá)到吸附和脫附平衡的狀態(tài)，已形成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較大的界面膜，在開始檢測時(shí)，界面膜結(jié)構(gòu)瞬間遭到破壞，剪切黏度大幅度降低；隨著剪切速率的增加，界面膜結(jié)構(gòu)逐漸遭到破壞，強(qiáng)度逐漸下降，最終趨于平衡狀態(tài)。

比較圖5～圖7可知，基礎(chǔ)油A，B，C的界面剪切黏度依次增加，基礎(chǔ)油A的油水界面剪切黏度基本小于200 mPa·s，基礎(chǔ)油B的界面剪切黏度在300～400 mPa·s之間，而基礎(chǔ)油C的界面剪切黏度大于1 000 mPa·s。這是因?yàn)榛A(chǔ)油A，B，C所含的極性組分依次增加，而吸附到油水界面的極性物質(zhì)越多，且與表面活性劑反應(yīng)生成的致密性物質(zhì)越多，其形成的油水界面膜強(qiáng)度越大，因此界面剪切黏度依次增大。從圖2可以看出，基礎(chǔ)油A，B，C的分水性依次變差。界面活性理論認(rèn)為，界面活性組分吸附到油水界面上，形成一層黏彈性界面膜，對分散相起保護(hù)作用。界面剪切黏度的大小可以反映油水界面膜的強(qiáng)度，對乳狀液穩(wěn)定性有很大的影響。油水界面剪切黏度越大，乳狀液越穩(wěn)定，分水性越差；界面剪切黏度越小，乳狀液越不穩(wěn)定，分水性越好。

3結(jié)論

(1)芳烴、膠質(zhì)等極性化合物含量不同是導(dǎo)致基礎(chǔ)油分水性不同的主要原因；加入復(fù)合劑后乳狀液的穩(wěn)定性增加，使分水性變差。

(2)基礎(chǔ)油所含極性組分越多，其油水界面張力越低。復(fù)合劑導(dǎo)致油水界面張力降低，基礎(chǔ)油所含的極性化合物越多，復(fù)合劑導(dǎo)致其油水界面張力下降的幅度越小。基礎(chǔ)油所含極性組分越多，其油水界面剪切黏度越大，復(fù)合劑導(dǎo)致油水界面剪切黏度增加。

(3)界面張力越小，乳狀液越穩(wěn)定；界面剪切黏度越大，其界面膜強(qiáng)度越高，乳狀液越穩(wěn)定，分水性越差。