摘要：乳化劑是水基金屬加工液的重要組成部分，提高乳化劑的抗硬水能力及生物降解能力是其發(fā)展的必然趨勢(shì)。脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸兼有陰離子和非離子乳化劑的綜合性能優(yōu)點(diǎn)，是一種性能優(yōu)異的乳化／抗硬水劑，因此常用于水基金屬加工液配方。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的制備、性能以及應(yīng)用等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。文章以前人研究為基礎(chǔ)系統(tǒng)綜述了脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸在國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展，討論了脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸作為水基金屬加T液乳化／抗硬水劑，在乳化、抗硬水及生物降解方面的性能，并總結(jié)了脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的制備方法。

引言

水基金屬加工液由于具有油基產(chǎn)品難以媲美的冷卻性能及低廉的成本獲得了迅速發(fā)展，使得金屬加工液市場(chǎng)從單一的純油型產(chǎn)品發(fā)展為純油型產(chǎn)品與乳化型、微乳型和全合成水基產(chǎn)品并存的多元化市場(chǎng)格局。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)鋼鐵行業(yè)金屬成型工藝用油液總消耗量約為1．0 X 10（5）t，銅鋁等有色金屬行業(yè)金屬成型工藝用油液總消耗量約為5．0 X 10（4）t，目前國(guó)內(nèi)金屬加工油液需求量正以7．3％ ～15％ 的年增幅不斷上升，市場(chǎng)需求旺盛 。作為金屬加工液的主要成員，水基金屬加工液的使用比例逐年增加，因此，綠色環(huán)保、潤(rùn)滑性好的水基金屬加工潤(rùn)滑劑是未來(lái)金屬加工油液的發(fā)展趨勢(shì)。

“水質(zhì)通”與“材質(zhì)通”是水基金屬加工液發(fā)展的必然趨勢(shì)，“水質(zhì)通”即同一款產(chǎn)品可以不受水質(zhì)影響，能在較大的地域范圍內(nèi)使用；“材質(zhì)通”即同一款產(chǎn)品既能加工黑色金屬，也能加工鎂鋁合金等材質(zhì)。但輕質(zhì)金屬在加工過(guò)程中易析出相應(yīng)的金屬離子，特別是鎂合金，由于其表面氧化膜疏松多孔，致使鎂合金耐腐蝕性較差，鎂離子易進(jìn)入水溶性加工液中富集，大大增加體系硬度，致使加工液壽命縮短或失效。一般來(lái)說(shuō)，添加抗硬水劑是提高金屬加工液抗硬水能力的有效方法，目前所使用的抗硬水劑多為能螯合體系中的二價(jià)金屬離子的乙二胺四乙酸及其鈉鹽，其抗硬水能力一般，更多的是在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中規(guī)定了產(chǎn)品的耐硬水能力和稀釋用水的硬度，從而延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。但是不同地區(qū)水的硬度差異很大，很難做到一款產(chǎn)品在不同地域的水質(zhì)環(huán)境中通用。以非離子乳化劑調(diào)制水基金屬加工液在軟硬水中均能形成穩(wěn)定的乳液，但是非離子乳化劑本身并不能絡(luò)合金屬加工液中富集的鈣、鎂離子并加以分散，即耐硬水并不抗硬水。而且當(dāng)水的硬度超過(guò)一定限值時(shí)，非離子乳化體系同樣也變得不穩(wěn)定。

作為非離子乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚的改性產(chǎn)物，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(AEC)由于同時(shí)含有聚氧乙烯醚基團(tuán)和羧基兩種親水基團(tuán)，具有非離子和陰離子乳化劑的雙重表面化學(xué)性能，有良好的鈣皂分散能力和抗電解質(zhì)穩(wěn)定性，成為性能優(yōu)異的乳化／抗硬水劑。由于脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(AEC)的發(fā)泡能力強(qiáng)，在金屬加工液領(lǐng)域并不直接使用AEC，而是使用其酸化產(chǎn)物，即脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸，簡(jiǎn)稱(chēng)醇醚羧酸。醇醚羧酸的結(jié)構(gòu)式為：RO(CH2CH2O)nCH2COOH，其中，R為脂肪鏈，n為聚氧乙烯單元(EO)數(shù)。從分子結(jié)構(gòu)上看，在親水羧基和疏水長(zhǎng)碳鏈之間嵌入了一定數(shù)量的親水EO基團(tuán)。羧基在水中發(fā)生電離后可以捕捉鈣鎂離子，同時(shí)結(jié)構(gòu)中的聚氧乙烯醚(EO)基團(tuán)可將其良好的分散在體系中，不至析皂。醇醚羧酸兼有陰離子和非離子表面活性劑的綜合性能優(yōu)點(diǎn)，集溫和性、使用安全性、易生物降解性于一體，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。本文綜述了水基金屬加工液乳化／抗硬水劑脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的研究進(jìn)展，總結(jié)了醇醚羧酸的制備方法，并提出了制備脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。