Formulación de emulsiones aceite/agua en función de sus propiedades físico-químicas y tribológicas para su aplicación en la industria metalúrgica

Abstract

En el presente trabajo, se ha analizado la relación existente entre las características físico-químicas y las propiedades lubricantes de emulsiones aceite/agua empleadas como lubricantes y refriegerantes en la industria metalúrgica. Con el objeto de evaluar la influencia de la formulación de este tipo de emulsiones en su aplicación como fluidos lubricantes en operaciones de mecanizado de metales, se han diseñado emulsiones de composición conocida, a partir de un mismo aceite base y con emulgentes de distinta naturaleza y a diferentes concentraciones. El objetivo era analizar el efecto que los distintos componentes y su concentración provocaba en la emulsión aceite/agua y la posible interrelación entre sus características físico-químicas y sus propiedades tribológicas. Para ello, se ha partido de un único aceite base, seleccionado de una serie de lubricantes minerales, sintéticos y vegetales, de acuerdo a sus propiedades lubricantes en condiciones de extrema presión, evaluadas mediante ensayado normalizados en un equipo de caracterización tribológica de cuatro bolas. A partir de este aceite base, se han preparado emulsiones, empleando como emulgentes compuestos tensioactivos aniónicos, no-iónicos y catiónicos, en concentraciones por encima y por debajo de su concentración miclear critica (CMC). De este modo, se ha estudiado el efecto de la composición de la emulsión, con especial atención a la naturaleza y concentración de tensioactivo, sobre sus propiedades físico-químicas, tales como estabilidad frente a la separación de fases, tensión interfacial y superficial, potencial zeta, distribución de tamaños de gota, y mojabilidad sobre superficies de acero. La capacidad lubricante de las emulsiones formuladas se ha evaluado mediante dos tipos de ensayos. Por un lado, se ha determinado la capacidad de formación de película lubricante del aceite base y de las emulsiones, mediante la técnica de interferometría de película ultra-de