[发明专利]多分散复合材料乳液无效

专利信息
申请号: 200780051285.X 申请日: 2007-12-18
公开(公告)号: CN101627105A 公开(公告)日: 2010-01-13
发明(设计)人: 帕特里克·布吕内勒 申请(专利权)人: 钻石QC技术公司
主分类号: C10L1/32 分类号: C10L1/32;C10L1/08
代理公司: 北京邦信阳专利商标代理有限公司 代理人: 崔 华
地址: 加拿大*** 国省代码: 加拿大;CA
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摘要:
搜索关键词: 分散 复合材料 乳液
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种由乳液前体形成的乳液,该乳液前体有任意颗粒峰 分布,而结果成为一种具有最大化的所需化学和物理特性的单峰乳液。

背景技术

简单的两相乳液通常按分散相的浓度、分散液滴的尺寸分布和该乳 液的流变特性分类。分散相以体积计为0-30%的乳液已知为低内相比乳液 (LIPR),分散相以体积计为30-70%的乳液已知为中内相比乳液(MIPR), 并且分散相以体积计为70-100%的乳液已知为高内相比乳液(HIPR)。一 种乳液的流变性能可以是牛顿型或非牛顿型。该性能的程度将取决于用 于制造该乳液的两种液体的性质和浓度。对于水包油型(O/W)乳液,LIPR 乳液通常显示出牛顿型性能。随着分散的油相浓度升高,其性能逐渐变 为更多的非牛顿型。

R.Pal等[《石油工业中的乳液杂志》,第4章,乳液流变学]已经显 示O/W乳液可以被看作是牛顿型直至0.4的分散相体积(即40%分散相)。 这通过制造不同分散相浓度的O/W乳液并测量不同剪切速率(γ)的剪 切应力(τ)而实现。所有所述乳液含有同样平均直径的液滴并且在一 个恒定温度下进行。

用剪切应力(τ)和剪切速率的比定义一种乳液的粘度(η)。 这由该等式给出:

τ=ηγ·]]>

根据R.Pal等[《石油工业中的乳液杂志》,第4章,乳液流变学], 一种特定乳液的粘度取决于几个因子:

1.连续相的粘度。

2.分散相的体积分数。

3.分散相的粘度。

4.平均颗粒尺寸和分布。

5.剪切速率。

6.乳化剂的性质和浓度。

7.温度。

分散相的粘度有时对确定乳液的粘度有影响,特别是当发生液滴的 内循环时,降低了流场的变形而导致乳液粘度降低。在这样的体系中, 分散相的粘度升高将导致减弱的内循环并且相应地升高了有效乳液粘 度。根据R.Pal等[《石油工业中的乳液杂志》,第4章,乳液流变学], 当存在一种乳化剂时,内循环极大地被抑制,并且分散相液滴表现得更 像固体颗粒。因此,在本综述中讨论的一些实验涉及悬浮的固体颗粒而 非流体液滴,因为这样的体系行为非常类似。

虽然所有上述因子在确定所述乳液粘度上起作用,最重要的是所述 分散相的体积分数。爱因斯坦首先发现随着分散颗粒体积分数的升高, 所述系统的粘度同样上升。他提出一种悬浮液的相对粘度是:

ηr=1+2.5φ

其中ηr是所述乳液的相对粘度,并且φ是分散相的体积分数。该等式 是准确的但是应用性非常有限。所述悬浮液必须极度稀释(固体的总体 积小于1%)使颗粒彼此远离以致没有流体动力学力作用(如由范德华吸 引力和布朗运动导致)并且该颗粒是刚性球体。在该体系中,总体积在 1%以下,颗粒尺寸不会影响粘度。

此后已经提出几个基于实验的等式用于预测粘度和分散相浓度之间 的关系。最有名且广泛使用的等式是Krieger-Dougherty等式:

ηr=[1-φφmax]-[η]φmax]]>

其中,φmax是分散相的最大堆积浓度,并且[η]是特性粘度,它是所 述颗粒影响粘度的能力的一种测量(对于刚性球体=2.5)。

另一个常用的预测分散体粘度的等式是Mooney等式,

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