Dầu nhũ cắt gọt kim loại được điều chế trên cơ sở sử dụng dầu khoáng làm môi trường phân tán, chất nhũ hóa là dầu thực vật biến tính và một số phụ gia Triethanolamine tea, tween polysorbate 80 tính năng khác.
Trong phần này, tiến hành khảo sát biến tính một số loại dầu thực vật sẵn có trong nước như: dầu sở, dầu lạc… làm thành phần chất nhũ hóa, cũng như các điều kiện công nghệ biến tính chúng.
Cơ sở của việc biến tính dầu thực vật là chuyển hóa các thành phần Glyxerit sang sản phẩm trung gian của quá trình là các metyl este dầu thực vật nhờ phản ứng trao đổi este với xúc tác kiềm:
Đây là phản ứng thuận nghịch vì vậy muốn đạt độ chuyển hóa cao thì phải dùng dư rượu. Thường sử dụng tỷ lệ mol rượu/dầu từ 5/1 đến 9/1.
Từ sản phẩm trung gian Metyl Este dầu thực vật này, tiếp tục tạo ra các sản phẩm Amit dầu thực vật.
R1COOR + H2NC2H4OH ® R1CONHC2H4OH + ROH
Tuỳ thuộc vào chủng loại dầu thực vật cũng như các điều kiện tiến hành phản ứng có thể thu được hỗn hợp các Amít dầu thực vật có thể sử dụng làm chất nhũ hoá thích hợp cho dầu nhũ cắt gọt kim loại.
Cuối cùng, dầu nhũ cắt gọt kim loại được điều chế bằng phương pháp khuấy trộn cơ học các thành phần: dầu khoáng, chất nhũ hoá, các phụ gia Triethanolamine tea, tween polysorbate 80, chất hoạt động bề mặt tính năng để tạo thành một chất lỏng đồng nhất và ổn định.
Dưới đây là sơ đồ tổng quát quá trình điều chế nhũ cắt gọt kim loại trên cơ sở biến tính dầu thực vật:
Quá trình tổng hợp chất nhũ hóa từ dầu thực vật
Thực chất đây là quá trình amit hóa dầu thực vật.
Yêu cầu về nguyên liệu
+ Tác nhân Amit hoá: Monoetanol amin (MEA), có độ tinh khiết cao (trên 99%).
+ Xúc tác: Kiềm (NaOH, KOH), CH3O-
+ Metyl Este dầu dừa đã tinh chế.
+ Các hoá chất phụ trợ khác.
Cách tiến hành quá trình tổng hợp amit
Các thiết bị trong quá trình thí nghiệm
Hệ thống phản ứng là một bình cầu ba cổ, dung tích 300ml. Một cổ cắm nhiệt kế để khống chế nhiệt độ theo yêu cầu, một cổ lắp sinh hàn để ngưng tụ Mono Etanol Amin (MEA) bay hơi lên quay lại thiết bị phản ứng, một cổ để nạp hỗn hợp Mono Etanol Amin và xúc tác vào thiết bị phản ứng, một máy khuấy từ có bộ phận gia nhiệt.
Sơ đồ mô tả thiết bị của quá trình phản ứng như sau:
1.Thiết bị khuấy từ
2. Bình phản ứng.
3. Nhiệt kế.
4.Sinh hàn.
Hình 2.1. Thiết bị phản ứng
Cách tiến hành quá trình tổng hợp amit
Metyl Este được cân một lượng chính xác theo tính toán trước khi cho vào thiết bị phản ứng. Lắp hệ thống phản ứng như sơ đồ trên, sau đó bật máy khuấy và tiến hành gia nhiệt tới 60˚C. Cho từ từ hỗn hợp amin và KOH (KOH hoà tan trong monoetanol amin) vào thiết bị phản ứng, amin với hỗn hợp KOH/CH3OH, amin với CH3O-/CH3OH. Sau khi cho hết, tiếp tục gia nhiệt đến nhiệt độ phản ứng đã định (960C) và giữ cố định ở nhiệt độ này trong suốt thời gian phản ứng. Hệ thống phản ứng ở đây hoàn toàn là khép kín để ngăn cản sự mất mát amin.
Quá trình thu hồi Metanol: Trong quá trình phản ứng metanol thoát ra được ngưng tụ và chuyển vào bình chứa riêng để quay trở lại trong quá trình chuyển đổi este.
Tách amin : Amin dư được phân tách bằng chưng cất chân không và được sử dụng trở lại trong hỗn hợp phản ứng đầu.
Độ chuyển hóa được tính theo công thức:
C= (m0-mi)/m0 x100%
Trong đó: m0 : Khối lượng metyleste ban đầu
mi : Khối lượng metyleste còn lại