Emulgatoren (Tenside, Detergentien)

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Schematische Darstellung eines Emulgatormoleküls
Bild: Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM)

Emulgatoren werden zur Herstellung von stabilen Kühlschmierstoffemulsionen benötigt. Durch ihre Verwendung lässt sich eine ölige Phase, bestehend aus Mineralöl und Additiven, leicht und stabil in Wasser emulgieren. Die Emulsion wird durch einfaches Einrühren des wassermischbaren Kühlschmierstoffes in Wasser – oder besser mit einem Mischgerät – hergestellt.

Emulgatormoleküle bestehen aus einem hydrophilen (Wasser liebend) und einem lipophilen (Fett liebend) Teil. Sie richten sich an der Grenzfläche zwischen Wasser und Öl so aus, dass der lipophile Teil in die Ölphase und der hydrophile Teil in die Wasserphase ragen. Es bildet sich ein Grenzflächenfilm aus, der die Grenzflächenspannung erniedrigt.

Emulgatoren werden entsprechend der elektrischen Ladung des Teils, das den Emulgatorcharakter trägt, in anionenaktive, kationenaktive und nicht ionogene Stoffe eingeteilt. Die Wirkung ionogener Emulgatoren beruht darauf, dass sich auf den Öltröpfchen ein gleichsinnig geladener Film ausbildet. Durch diese gleichsinnigen Ladungen stoßen sich die Tröpfchen ab. Nichtionogene Emulgatoren dagegen bilden einen kompakten elastischen Film aus, der verhindert, dass zwei Öltröpfchen bei einem Zusammenstoß zusammenfließen. Um beide Effekte zu kombinieren, werden oft Mischungen der Emulgatorentypen eingesetzt.

Anionenaktive Emulgatoren verleihen Emulsionen darüber hinaus einen gewissen Korrosionsschutz. Sulfonate und Seifen werden daher auch als Korrosionsinhibitoren eingesetzt.

Typische Stoffe, die als Emulgatoren eingesetzt werden, sind:

  • Petroleumsulfonate
  • Alkaliseifen und
  • Aminseifen (zum Beispiel Triethanolaminsalze der Fettsäuren).

Einige Emulgatoren sind nur bei hohen Alkalianteilen (hohe pH-Werte) voll wirksam. Als gesundheitliche Gefährdung dieser Stoffe ist daher vor allem die reizende und ätzende Wirkung von Bedeutung, was insbesondere bei der Handhabung der Konzentrate zu berücksichtigen ist.

Spezifische Anforderungen an Emulgatoren gemäß DIN 51385 enthält die VKIS-VSI-IGM-Stoffliste (s. Literatur/Informationen/Links).

Literatur/Informationen/Links

VKIS-VSI-IGM-Stoffliste für Kühlschmierstoffe nach DIN 51385 für die Metallbearbeitung

Kontakt:

Portal Kühlschmierstoffe

Fachbereich 3: Gefahrstoffe: Umgang - Schutzmaßnahmen