近些年,乳化油破乳的機理研究主要集中兩方面,液滴聚結過程的研究和破乳劑在多重界面流變性質的作用。但由于破乳劑在進行破乳時所發生的一系列物理化學變化復雜,雖然眾多研究工作在該領域已經逐漸展開并且完善,但現在針對破乳劑破乳的過程中所發生的各種物理化學變化尚無統一定論。
許多論文著述表明,分油、絮凝、膜排水、聚結等階段被認為是破壞乳化油薄膜所必須經歷的過程。向含乳化油的廢水中投加破乳劑使油水界面逐漸擴散,以界面活性為研究對象,分析其高低,原油中成膜物質低于破乳劑,在油水界面上能完成吸附的則是破乳劑,且當界面上已經完成吸附時,還可以將其中一部分的天然乳化劑進行置換,原油中含有的物質中有一定的膜結構,它會與之形成混合膜,其界面強度會明顯降低,從而造成界面膜受到損壞,使油粒釋放出來,達到分離油水兩相的目的,取得良好的破乳效果。研究發現,水溶性破乳劑的作用機理是通過損壞乳液界面膜,替換界面粗乳化劑,或改變界面層的潤濕性,增加界面非活性的配合物而引起破乳;不同的是,油溶性破乳劑可以取代天然粗膠體,除此之外,破乳劑擁有中和的特點,致使界面膜和乳液體系均受到損壞。在研究破乳劑的作用時,描述的方法選取了對稱平面平行膜的模型。假如一個體系中根本沒有天然乳化劑,如破乳劑,液滴界面膜吸附瀝青質等,會減少兩個液滴的聚結膜的厚度,進而在界面上,天然乳化劑分子的分布不均勻,界面張力梯度由此下降至負值,減弱了膜排水作用;在界面濃度大小一樣的情況下,投加入破乳劑,界面空缺的位置將被逐漸彌散的破乳劑將填充,由于天然乳化劑降低界面張力的能力沒有破乳劑強,后者使膜中的界面張力減弱,在兩相之間瀝青質的轉移速度變得非常緩慢,界面張力梯度由此上升,呈現正值,膜排水過程的速度將不斷提高。由絮凝劑水解產生的質物兼有凝聚與絮凝的特性,水中油粒能強烈吸附水解與聚合反應的各種產物,使油粒間排斥勢能降低,從而使油粒脫穩,實現破乳。絮凝破乳這一過程采用化學法,其作用機理復雜多變,總體有以下幾個方面:具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
(1)頂替或置換機理:這種觀點是,乳化油的成膜物質低于破乳劑的表面活性,因此吸附到油.水界面,并且將原有成膜物質進行替換等方面具有極大的優勢,形成的新膜穩定性極差,從而不斷加速原油破乳過程。(2)反相作用機理:首先,在機械能和熱能的作用下,使得破乳劑和水油界面膜有機會連接,原油界面膜內存在的原有的天然活性物質也會逐漸被置換,得到新的不穩定的具有親水性強,牢固度差的油水界面膜,因此W/o(O/W)型乳狀液就應運而生,O/W(W/O)乳狀液慢慢消退。外相的水聚集凝結在一起,其體積不斷縮小,達到一定程度后,油水之間會產生密度差,從而實現水與油相較好的分離。(3)絮凝.聚結機理:這種觀點是,特別大的分子量、支鏈較多的破乳劑在熱能和機械能的作用下能使原油乳狀液中的分散水滴聚集成團,小水滴之間也會相互聚集,然后凝聚過程就由小水滴到大水滴,從而實現有效的脫離原油乳狀液。(4)碰撞擊破界面膜機理:如果破乳劑(高分子質量或超高分子質量的破乳劑)具有比較大的比表面積,那么這些破乳劑非常容易形成界面膜,通過升溫和攪拌,這些破乳劑將不斷增加液珠界面膜相互碰撞的機會或部分活性物質被替換,界面膜遭到損壞,急劇減弱界面膜的穩定性,產生聚結、絮凝。(5)潤濕增溶機理:大部分專家發現,如果破乳劑溶解能力很強,將會溶解乳化膜,導致界面膜不斷損壞。破乳劑能夠潤濕成膜物質,潤濕主要有水濕和油濕兩個方面,使得膜物質在水中或油中分別溶解,從而損壞界面膜。這類破乳劑等同于增溶劑。(6)反離子作用機理:該機理是O/W型乳狀液的液滴,在其表面,通常所帶的電荷為負,.50mv為其‘電位,從而增強乳狀液的穩定性。陽離子聚合物對O/W型乳狀液有三種作用,如中和界面電荷、絮凝聚結、吸附橋聯等,所以破乳效果非常不錯。(7)褶皺變形機理:當乳化液存在雙層或多層水圈時,通過加熱攪拌,加之破乳劑的作用,液滴形狀發生改變,并且產生褶皺,此時存在于液滴內部各層水圈之間會相互接觸,聚結在一起,最終破乳則是通過再與其他液滴相互聚結。