Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng canxi hydroxit đến tính chất của mỡ canxi

Mỡ canxi được chê tạo từ dầu có độ nhớt thấp, sử dụng chất làm đặc xà phòng canxi được tổng hợp từ Ca(OH)2, dầu thầu dầu và axit béO 12- hydroxy stearat. Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của hàm lượng canxi hydroxit (Ca(OH)2) đến tính chất của mỡ canxi. Từ kết quả này chỉ ra rằng khi thay đổi hàm lượng Ca(OH)2 trong khoảng ±4% so với lượng lý thuyết không làm mất tính ổn định cấu trúc và các tính chất của mỡ..
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng canxi hydroxit đến tính chất của mỡ canxi Nghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG CANXI HYDROXIT ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA MỠ CANXI Nguyễn Ngọc Sơn*, Võ Hoàng Phương, Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Đình Dương, Nguyễn Thị Hương Tóm tắt: Mỡ canxi được chê tạo từ dầu có độ nhớt thấp, sử dụng chất làm đặc xà phòng canxi được tổng hợp từ Ca(OH)2, dầu thầu dầu và axit béO 12- hydroxy stearat. Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của hàm lượng canxi hydroxit (Ca(OH)2) đến tính chất của mỡ canxi. Từ kết quả này chỉ ra rằng khi thay đổi hàm lượng Ca(OH)2 trong khoảng ±4% so với lượng lý thuyết không làm mất tính ổn định cấu trúc và các tính chất của mỡ.. Từ khóa: Canxi hydroxit, Xà phòng hóa, Mỡ canxi ướt. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Mỡ bôi trơn trên cơ sở xà phòng canxi có khả năng chống chịu điều kiện ẩm ướt rất tốt. Nhược điểm lớn nhất của loại mỡ này đó là độ ổn định cơ tính kém và nhiệt độ nhỏ giọt thấp [1-2]. Hiện nay đã có những loại mỡ phức trên cơ sở xà phòng canxi và một số loại xà phòng khác đã dần khắc phục được một số nhược điểm này [2-5]. Tuy nhiên, nhờ vào khả năng chịu nước tốt nên hiện nay trong các nhà máy sản xuất và sữa chữa vũ khí của quân đội ta vẫn sử dụng loại mỡ canxi nhiệt độ thấp cho mục đích bảo quản, niêm cất cũng như sữa chữa các vũ khí, trang bị. Hiện nay, một số cán bộ nghiên cứu thuộc Viện Hóa học-Vật liệu đang nghiên cứu chế tạo loại mỡ tương đương sản phẩm nhập khẩu của LB Nga nhằm chủ động sản xuất và thay thế sản phẩm này. Quá trình nghiên cứu chế tạo nhóm nghiên cứu nhận thấy hàm lượng vôi (Ca(OH)2) trong mỡ có ảnh hưởng rất đáng kể đến các đặc trưng của sản phẩm mỡ chế tạo được. Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu đạt được về vấn để này. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Hoá chất – nguyên liệu - Dầu khoáng gốc parafin, độ nhớt 15 mm2/s (UAE) - Axit stearic, axit 12-hydroxy stearic (Trung Quốc) - Ca(OH)2 (hàm lượng ≥99,0%), NaOH (Trung Quốc) - Dầu thầu dầu (Ấn Độ) 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Quy trình chế tạo mỡ Trong bài báo này, mỡ canxi nhiệt độ thấp được chế tạo theo công nghệ ướt [2]. Quá trình chế tạo gồm 2 giai đoạn: - Xà phòng hóa trong môi trường dầu khoáng: hỗn hợp gồm dầu khoáng gốc (20% tổng lượng sử dụng), axit 12-hydroxy stearic, dầu thầu dầu, Ca(OH)2 và nước theo một tỷ lệ nhất định và một lượng rất nhỏ NaOH được đun nóng đến nhiệt độ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học – Vật liệu, 10 - 2015 147  Hóa học và Kỹ thuật môi trường 96oC kết hợp khuấy. Duy trì hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ này trong thời gian 3,5 giờ kết hợp khuấy trộn cho quá trình xà phòng hóa xảy ra hoàn toàn. - Tạo cấu trúc mỡ: Sau khi xà phòng hóa xảy ra hoàn toàn, dừng gia nhiệt, bắt đầu quá trình làm nguội rất chậm, tốc độ 1,5oC/phút, đến 65oC. Quá trình làm nguội cưỡng bức bằng chất tải nhiệt gián tiếp kết hợp với đưa từ từ lượng dầu khoáng (80% tổng lượng sử dụng) còn lại vào pha phân tán. Sau khi lượng dầu được đưa vào hết, mỡ tạo thành được để nguội về nhiệt độ phòng và đem xác định các tính năng trưng của chúng. 2.2.2. Xác định đặc trưng xà phòng hóa Các đặc trưng của quá trình xà phòng hóa như thời gian phản ứng, hiệu suất phản ứng được xác định bằng cách đo chỉ số xà phòng hóa hỗn hợp phản ứng sau những khoảng thời gian nhất định. Chỉ số xà phòng hóa không đổi khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hỗn hợp phản ứng được lấy ra, ngâm vào nước nóng 80oC trong vòng 1 giờ để tách hoàn toàn lượng Ca(OH)2 chưa phản ứng, sau tách mẫu, đem sấy khô trước khi tiến hành xác định chỉ số xà phòng hóa theo phương pháp ASTM D94. 2.2.3. Xác định các đặc trưng của sản phẩm mỡ tạo thành Mẫu mỡ tạo thành khi chế tạo theo các đơn khác nhau được xác định hai tính chất quan trọng nhất là xác định nhiệt độ nhỏ giọt theo ASTM D 566 và độ đặc (độ xuyên kim) ASTM D217. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Tính toán quá trình xà phòng hóa theo lý thuyết Tính toán tỷ lệ các nguyên liệu xà phòng hóa dựa vào chỉ số xà phòng hóa của dầu thầu dầu, axit 12-hydroxy stearit và hàm lượng Ca(OH)2 hiệu dụng trong nguyên liệu vôi sử dụng. Trong bài báo này, dầu thầu dầu đã được sơ chế, làm sạch, có chỉ số xà phòng hóa là 182 mg KOH/g. Chỉ số xà phòng hóa của axit 12-hydroxy stearit dạng thương phẩm được sử dụng là 184 mg KOH/g. Ca(OH)2 có hàm lượng hiệu dụng là 99.3%. Từ các số liệu này, lượng vôi cần thiết để xà phòng hóa 1 g dầu thầu dầu và 1 g axit 12-hydroxy stearit được tính lần lượt như sau: + Lượng vôi cần thiết để xà phòng hóa 1 g dầu thầu dầu theo lý thuyết: + Lượng vôi cần thiết để xà phòng hóa 1 g axit 12-hydroxy stearit theo lý thuyết: Từ đây tính được lượng Ca(OH)2 cần thiết để xà phòng hóa hết hỗn hợp chất béo ...