含水流体中表面活性剂浓度的测定制造技术

提供了一种定量测定以水为基的机械加工用流体中阴离子表面活性剂浓度的单相法。该方法在约１．５－３．０和约９．５－１０．６ｐＨ范围内进行，包括：在以水为基的机械加工用流体中加入过量的氯化１，３－二癸基－２－甲基咪唑＊标准水溶液，在甲苯胺蓝指示剂存在下用聚乙烯基硫酸钾标准水溶液滴定过量的氯化１，３－二癸基－２－甲基咪唑＊。在一系列已知浓度的阴离子表面活性剂的标准水溶液中施用该方法，可获得对应于阴离子表面活性剂浓度的氯化１，３－二癸基－２－甲基咪唑＊量的值。这些值被用于从对样品采用该方法而获得的氯化１，３－二癸基－２－甲基咪唑＊的测定值从而定量地测定以水为基的机械加工用流体样品中阴离子表面活性剂的含量。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及定量测定含水官能流体中的组分浓度的分析方法。尤其是测定在以水为基的官能流体中阴离子表面活性剂浓度的分析方法。更具体而言，本专利技术涉及用于定量测定以水为基的官能流体(如机械加工用流体(切削液))的阴离子表面活性剂含量的单相滴定法。以水为基的官能流体包括很多种液体，例如机械加工用流体、水力(系统用)流体、冷却剂和热交换流体。以水为基的机械加工用流体广泛地应用于金属和非金属部件的机械成形。众所周知，以水为基的水力流体可用于传送和吸收能量，并可用于汽车的振动吸收部件。由于以水为基的机械加工用流体和水力流体在各种情况下的安全性、处理方便和环境优势以及成本优势而广泛用于工业和商业。这样的机械加工用流体可用于切割、研磨、切削、钻孔、拉削、铣削、模压、冲压、拉延和挤拉、金属和非金属(如玻璃和陶瓷)部件的机械成形中的旋压成形和轧制成形过程。这些以水为基的机械加工用流体和水力流体是多种组分的复杂混合物，每种组分在流体中发挥一种或多种功能。其它的以水为基的官能流体也是如此。例如，水可以作为主要的载体和冷却剂。在含水官能流体中的有机润滑剂的作用是减少磨擦和热的生成，并减少或防止相互接触部件的磨损。在流体中的腐蚀抑制剂的作用是减少或防止流体与金属或非金属部件接触时对部件的腐蚀或浸蚀。生物杀伤剂和杀菌剂减少或防止微生物浸蚀和流体的变质。流体中其它组分的作用有，例如防止发泡、沉淀金属污染物并减少或防止雾(misting)。众所周知，以水为基的官能流体尤其是以水为基的机械加工用流体和水力流体含有表面活性剂。这些表面活性剂具有多种功能，包括润滑作用和稳定流体中不溶于水组分的悬浮。含水官能流体组合物随使用尤其是长期使用，以及在苛刻操作条件(例如高温和高压强)下使用，会发生定性和/或定量的变化已为人知。如组合物中各组分的蒸发、反应(如氧化)、热分解和物理分解都会导致这些变化。另外，人们也了解含水官能流体，例如以水为基的机械加工用流体和水力流体在储藏尤其是在高温储藏，以及长期储藏期间会变质(即有害的化学和/或物理变化)。使用和/或储藏期间，以水为基的官能流体的化学和/或物理变化可导致降低流体功能的有效性、缩短流体的有效寿命，并且导致诸如增加磨损(如工具磨损)、磨擦、热量、微生物浸蚀、腐蚀、产生刮痕(如在机械加工操作中)和降低稳定性的问题。乳化型含水官能流体(如乳化型含水机械加工用流体和水力流体)的稳定性降低问题尤为显著。乳化物的分解会导致流体中重要组分的损失。以水为基的官能流体的变质还从经济上影响其成本的有效降低。控制、消除和补偿以水为基的官能流体在使用和/或储藏期间发生的化学和/或物理变化，从经济上和功能性工业上以及商品化使用这些流体来说都非常重要。对以水为基的机械加工用流体，控制、消除和补偿流体在使用和/或储藏期间发生的化学和/或物理变化，对保持流体的功能用途，最大使用寿命、防止金属和非金属部件的机械加工时磨擦和热量的有害作用(如超出公差的部件、变形部件、表面光洁度差和被划伤的部件等问题)极为重要。关于这点，测量和监测以水为基的官能流体在使用和/或储藏期间各组分的含量或浓度尤其重要。同样，要求测定生成期间各组分的浓度，以精确地控制生产的流体的质量。总的来说，本专利技术涉及含水官能流体(如机械加工用流体和水力流体)各组分浓度的测量和监测，尤其涉及在含水官能流体中表面活性剂浓度的测量和监测。阴离子表面活性剂一般并且常常存在于以水为基的机械加工用流体组合物、以水为基的水力流体组合物和其它以水为基的官能流体组合物中。现有
中有许多方法可定量测定以水为基的官能流体(如机械加工用流体)中表面活性剂的含量。对于以水为基的机械加工用流体，现有技术的定量分析方法一直主要优选使用两相滴定技术，来测定阴离子表面活性剂含量，因为采用该技术可达到一定的精确度。现有技术中，水/有机溶剂两相滴定技术采用了水相和有机溶剂相。这一技术涉及在水/有机溶剂(如氯仿)的两相介质和指示剂体系(如dimidium bromide/羊毛罂红蓝)中以阳离子滴定剂(如氯化鲸蜡基三甲铵)滴定在已知量的以水为基的机械加工用流体(如加工金属用流体)中的阴离子表面活性剂。这种方法中，滴定时形成有色的配合物，其萃取物进入有机溶剂相标志滴定的终点。用浓度已知的阴离子表面活性剂的水溶液代替以水为基的机械加工用流体，重复相同的测定步骤。滴定机械加工用流体样品的阳离子表面活性剂水溶液的滴定剂量与用于滴定已知阴离子表面活性剂浓度的阴离子表面活性剂水溶液的同一阳离子表面活性剂水溶液的滴定剂量相比较，可计算在以水为基的机械加工用流体中阴离子表面活性剂的量(即阴离子表面活性剂浓度)。在两相滴定过程中，必须频繁振动体系，以确保表面活性剂之间的有效接触和完全反应，以及在有机溶剂层形成的有色配合物的溶解。在这一方法中，有机溶剂必须基本不溶于水。指示剂还必须能与阳离子滴定剂形成基本不溶于水但能显色和溶解在有机溶剂中的配合物，配合物在有机溶剂中显示的颜色区别于任一指示剂在水中可能有的颜色。两相滴定法虽然提供了合格的结果，但是存在一些缺陷。例如，消耗时间、需要频繁振动、依赖于为获得阳离子和阴离子表面活性剂之间的完全反应的有效振动、需要使用有机溶剂、有机溶剂的处理问题、有机溶剂还可能对健康有害以及相当高的费用。因此，需要能用于定量测定含水官能流体的阴离子表面活性剂含量，又没有上述两相法的缺点的可靠方法。因此，本专利技术的一个目的是提供以水为基的官能流体中的阴离子表面活性剂含量的定量测定方法。本专利技术的另一个目的是提供克服现有技术用于以水为基的官能流体中阴离子含量的水/有机溶剂两相定量测定法的缺点，定量测定以水为基的官能流体的阴离子表面活性剂含量的方法。本专利技术还有一个目的是提供定量测定以水为基的机械加工用流体和水力流体中阴离子表面活性剂含量的单相法。本专利技术的另一个目的是提供定量测定以水为基的官能流体中阴离子表面活性剂含量的单相法。本领域的技术人员由下面的说明书和权利要求书能了解到，用本专利技术的单相定量分析方法能完成上述和其它的目的。本专利技术提供的单相定量分析方法可用于测定以水为基的官能流体中阴离子表面活性剂含量。本专利技术提供的定量测定以水为基的官能流体中阴离子表面活性剂含量的单相法包括下列步骤a)将官能流体的pH值调节至所选定的一组pH值范围内，b)在官能流体中加入甲苯胺蓝指示剂，c)在甲苯胺蓝指示剂存在下，在已知量含水官能流体中加入已知量的1，3-二癸基-2-甲基咪唑鎓卤化物标准水溶液，d)以控制的已知量，加入聚乙烯基硫酸碱金属盐滴定剂的标准水溶液，直到甲苯胺蓝指示剂的蓝色变成粉红色，e)计算已知量的以水为基的官能流体中阴离子表面活性剂消耗的1，3-二癸基-2-甲基咪唑鎓卤化物量，f)绘制反应的1，3-二癸基-2-甲基咪唑鎓卤化物量与阴离子表面活性剂浓度在一定pH范围内的特定标准曲线和g)比较步骤e)中1，3-二癸基-2-甲基咪唑鎓卤化物消耗量与步骤f)绘制的标准曲线，得到以水为基的官能流体中阴离子表面活性剂的含量。在本说明书和权利要求书中所使用的术语“含水官能流体”指包括水和至少一种有机润滑剂和一种阴离子表面活性剂的流体，所述的流体提供至少一种冷却、减小磨擦、物理力的传递和吸收功能。在本说明书和权利要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定量测定包括水和至少一种有机润滑剂和选自磺酸盐阴离子表面活性剂和脂肪酸阴离子表面活性剂的阴离子表面活性剂的以水为基的官能流体中阴离子表面活性剂含量的单相法，该方法包括下列步骤：ａ）将官能流体的ｐＨ值调节至由约１．５－３．０和约９．５ －１０．６组成的ｐＨ范围，ｂ）在该官能流体中加入甲苯胺蓝指示剂，ｃ）在已知量的官能流体中加入已知量的已知浓度的１，３－二癸基－２－甲基咪唑＊卤化物标准水溶液，ｄ）以控制的已知量，加入已知浓度的聚乙烯基硫酸碱金属盐滴定剂的标准水溶 液，直到甲苯胺蓝指示剂的颜色由蓝色变成粉红色，ｅ）观察在步骤ｄ）中加入的聚乙烯基硫酸碱金属盐滴定剂标准水溶液的总量，ｆ）由１，３－二癸基－２－甲基咪唑＊卤化物水溶液的已知量和在步骤ｃ）和ｄ）中使用的聚乙烯基硫酸碱金属盐水溶液的已知量 ，以及上述各物质的已知浓度，计算由聚乙烯基硫酸碱金属盐消耗的１，３－二癸基－２－甲基咪唑＊卤化物量，ｇ）从步骤ｃ）所使用的１，３－二癸基－２－甲基咪唑＊卤化物的量中减去，得到１，３－二癸基－２－甲基咪唑＊卤化物的反应值，ｈ）绘制１， ３－二癸基－２－甲基咪唑＊卤化物的反应值与阴离子表面活性剂浓度的一定ｐＨ范围的特定标准曲线，和ｉ）将１，３－二癸基－２－甲基咪唑＊卤化物反应值与具有相应于调节了ｐＨ的含水官能流体的ｐＨ范围的特定标准曲线比较，建立流体的特定ｐＨ范围的阴离 子表面活性剂含量。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM欧内斯特，HJ小诺贝尔，
申请(专利权)人：辛辛那提米勒克朗公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]