Metal işleme sıvılarında emülsiyon stabilitesi üzerine yapılan inceleme ve araştırmalarda naftenik baz yağların parafinik baz yağlar karşısında çok daha yüksek performans gösterdiği ortaya kondu.
“Metal işleme emülsiyonlarının stabilitesi için pek çok farklı baz yağ ile testler gerçekleştirdik ve bu testler sonucunda naftenik yağ ile hazırlanan emülsiyonların parafinik yağlarlar hazırlanan emülsiyonlardan çok daha stabil olduğunu gördük” diyor Nynas’ın Nafteniklerden Sorumlu Kıdemli Teknik Danışmanı Profesör Thomas Norrby.
Yakın zamana kadar bazı pazarlarda metal işleme sıvısı üreticilerinin geleneksel tercihi parafinik Grup I baz yağlarıyken, sektörde yaşanan bazı arz sıkıntıları ve Grup I kapasitesinin küresel olarak düşüşte olması sebebiyle, alternatif yağlara yönelik bir arayış başladı. Grup I rafinerilerinin kapanmasında üçüncü dalganın Asya, Orta Doğu ve Afrika’yı vurması beklenirken, Thomas Norrby’nin formülatörlere pek iç açıcı olmayan bir mesajı var:
“Tüm alternatiflere açık olun ama ürünlerinizde Grup II yağlarını kullanmayı asla aklınızdan geçirmeyin!”
Bu yorumun ardındaki gerekçe aslında son derece basit: Grup II yağları Norrby’nin gerçekleştirdiği emülsiyon stabilite çalışmalarında son derece kötü bir performans ortaya koydu; performans bakımından yalnızca naftenik yağların değil aynı zamanda Grup I ve Grup I alternatifi baz yağların gerisinde kaldı.
Metal işleme sıvısı formülatörleri için bir bileşen seçim rehberi niteliğinde olması amacıyla gerçekleştirilen çalışmada, temel baz yağ niteliği olarak anilin noktasında çözünürlük tespit edildi. Norrby ve Nynas’taki çalışma arkadaşları, daha küçük damlacıklar daha stabil emülsiyonlar oluşturduğu için, damlacık büyüklüğünü emülsiyon stabilitesinin bir göstergesi olarak kullandı. Damlacık büyüklüğünü belirlemek için iki farklı yöntem kullanıldı ve karşılaştırmalı iki sonuca ulaşıldı. Çalışmada su sertliğinin etkisi de değerlendirildi ve non-iyonik surfaktan sistemlerde etkisinin önemsiz olduğu görüldü, ancak anyonik yarı sentetik emülsiyon sistemlerde su sertliğinin etkisinin daha fazla olduğu tespit edildi.
Stabilitede başarı
Emülsiyon stabilitesi üzerine gerçekleştirilen çalışmada, damlacık büyüklüğü dağılımı ve ışık saçılımı/geçirimi yöntemleri kullanıldı. Emülsiyon fazının kalınlığı, gerçek konsantrasyonları ölçen bir Turbiscan cihazı ile farklı zaman aralıklarında ışık saçılımı yoluyla belirlendi. Farklı emülsiyonların stabilitesini tanımlamak için Turbiscan Stabilite İndeksi (TSI) kullanıldı.
Araştırmacılar, her baz yağ türü özelinde emülsiyon stabilitesi için optimum şartların sağlandığı, Hidrofili – Lipofili Dengesi (HLB) için tercih edilen bir değer belirlemeyi başardı. HLB değeri, parafinik Grup I ve II baz yağlar ile kıyaslandığında naftenik baz yağ için yaklaşık iki birim daha yüksek değerde tespit edildi. Fakat bu şartlar altında naftenik baz yağ sistemi, damlacık büyüklüğü ve stabilite konusunda çok daha iyi sonuçlar ortaya koydu.
