ساختار امولسی فایرها
امولسی فایرهای پیچیده مشتق شده از چوب مثل رزین وینسول (Vinsol Resin)، تانن (tannins) و lignosulphonates شامل قسمت های آب گریز چند حلقه ای و چندین مرکز آب دوست هستند. همچنین از مواد پروتئینی مانند ماده پروتئین شیر در امولسیون های قیر استفاده شده است. به طور کلی ساختار این مولکول ها پیچیده است. ساختار lignosulphonate در شکل 6.2 نشان داده شده است.
بیشتر امولسیون هایی که در جهان تولید می شوند از نوع امولسیون های کاتیونی هستند که از انواع یا مخلوط های زیر تشکل شده اند: منوآمین ها، دی آمین ها، ترکیبات چهارتایی آمونیوم، آمین های الکوکسی (alkoxylated amiens)، آمیدو آمین ها که دارای ساختار زیر هستند.
بیشتر این ها به طور طبیعی به شکل خنثی استخراج می شوند و نیاز است با یک اسید واکنش بدهند تا در آب حل شده و کاتیونی بشوند؛ بنابراین امولسیون های کاتیونی اسیدی هستند و دارای PH کمتر از 7 می باشند. معمولاً هیدورکلریک اسید با اتم نیتروژن واکنش می دهد و یون آمونیوم تشکیل می شود. این واکنش در زیر نشان داده شده است:
ترکیبات آمونیوم چهارتایی نیازی به واکنش های اضافی با اسید ها ندارد و به شکل نمک و محلول در آب هستند ولی برای اصلاح کارایی امولسیون می توان PH را بوسیله اسید تنظیم کرد.
امولسیون های آنیونی بعد از نوع کاتیونی دارای بیشترین کاربرد هستند و معمولاً بوسیله امولسی فایرهای اسید های چرب یا سولفونات ها پایدار می شوند.
اسید های چرب در آب غیر محلول هستند و بوسیله واکنش با قلیا معمولاً سدیم یا پتاسیم هیدروکسید قابل انحلال می شوند؛ بنابراین امولسیون های آنیونی قلیایی بوده و دارای PH بیشتر از 7 هستند.
سولفونات ها معمولاً از نمک های سدیم محلول در آب بدست می آیند؛ و خنثی کردن بیشتر نیاز نیست اما مقداری سدیم هیدورکسید اضافی به منظور تنظیم PH بالاتر از 7 و یونی کردن اسیدهای طبیعی موجود در قیر استفاده می شود.
امولسی فایر های غیر یونی به مقدار زیادی تولید نمی شوند و معمولاً برای اصلاح خواص امولسیون های کاتیونی و آنیونی استفاده می شود. معمولاً امولسی فایرهای غیر یونی شامل اسیدهای چرب (nonylphenolethoxylates and ethoxylated fatty acids) هستند.
