清潔劑對金屬設備表面油污的清潔問題研究

中圖分類號：X383 文獻標識碼：A文章編號：1008-925X(2012)02-0116-01

摘要：金屬清洗工序是工業生產中的一個重要環節，機械設備的維修和保養都離不開清洗工序。這里所說的金屬清洗可以簡單地理解為：帶有一定污物的金屬制品。放在特定的溶劑中。采用一定的工藝方法將污物清除掉，使產品達到設計要求。工業清洗劑分為水系、準水系與非水系清洗劑。介紹了工業清洗劑的正確選用，除污機理，清洗工藝、清潔度評價與環境問題。

關鍵詞：工業清洗劑；表面活性劑；有機溶劑；堿；酸；選用；除污機理；環境

1 引言

金屬清洗是機械加工生產中不可缺少的工序之一，因為在不同的金屬加工工序中，金屬零件及設備的表面可能黏附各種類型的污垢，污垢的存在會影響下－工序的順利進行和產品的加工質量。針對不同的污垢類型常選用化學酸洗（主要除去金屬氧化物）、化學堿洗（除去動植物油脂）、有機溶劑清洗（靠溶劑溶解污垢）和水基清洗（以表面活性劑為主要活性組分）。前幾種清洗劑都存在不同的缺陷，而且使用范圍較窄，以表面活性劑為主體的水基清洗則克服了其他幾種清洗劑的不足，成為金屬清洗工業的主要發展方向。

2 水基清洗劑的去污過程

水基清洗劑的去污作用是借助于表面活性劑的潤濕、滲透、乳化、分散、增溶等性質來實現的。其去污過程可以大致分為以下幾步：①洗滌劑溶液對被洗基質和污垢的潤濕及對二者界面之間的滲透；②清洗劑中的表面活性劑使油性污垢乳化、增溶、分散。使污垢與固體表面分離，并分散或乳化于洗滌介質中（通常是水）；③防止已被乳化的油性污垢和已被分散的固體污垢重新再沉積于基質表面。洗滌過程是一個可逆過程，分散和懸浮于介質中的污垢也有可能重新沉積于固體表面，這－過程稱為污垢再沉積作用。

整個洗滌過程是在清洗介質中進行的，在洗滌結束之后應安排漂洗和干燥過程。因此整個去污過程可用下述三個方程式表示：

基質·污垢＋洗滌劑·溶劑＝基質＋洗滌劑·溶劑＋

污垢·洗滌劑·溶劑

基質·洗滌劑·溶劑＋水＝基質·水＋洗滌劑·溶劑·水基質·水加熱←→基質＋水

3 水基金屬清洗劑的分類及應用

目前水基金屬清洗劑的分類呈現出多樣化，在這里我們根據水基金屬清洗劑的配方組成，大致將其分為以下幾種：

①單一清洗劑由于工業污垢的多樣性，一般的金屬沒有用單一表面活性劑配制的清洗劑清洗的。

②復合清洗劑復合清洗劑是指由幾種表面活性劑復合而成的金屬清洗劑。其復合的指導思想是表面活性劑復配產生的協同效應能改善它的性能，并充分發揮其在清洗過程中的潤濕、滲透、乳化、增溶等作用，滿足除油污、防腐蝕、穩定性和抗硬水等要求。根據表面活性劑的類別，通常有兩種復配方式：一種是陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑復配。陰離子單體能有效地消除或提高非離子單體溶液的濁點。以適應加熱清洗和高溫存放的需要，這一類清洗劑無濁點或濁點高，可用于加溫清洗；另一種是非離子表面活性劑復配，非離子單體之間復配可適當改變復合物的濁點，清洗能力也有所增強。當清洗能力差的單體和清洗能力好的單體復配時，復配物的清洗能力通常接近清洗能力好的單體，一般不會降低清洗能力，這一類清洗劑常用于常溫清洗。

4 表面活性劑在其他金屬清洗方法中作用

在其他金屬清洗方法中，表面活性劑也發揮著重要的作用第一，在酸洗過程中。為提高酸洗效果，即加速氧化層的溶解，延緩酸對基體的腐蝕，抑制氫原子向基體的擴散，金屬酸洗液中常常加入少量表面活性劑，這是因為加入的表面活性劑會在金屬表面形成一層薄膜，起到一定的緩蝕作用另外，在酸洗過程中會產生大量酸霧，為消除或減輕這種危害，可加入抑酸霧劑。抑酸霧劑通常由非離子表面活性劑羧酸鹽等多種表面活性劑復配而成。其抑霧的機理是表面活性劑分子在溶液表面定向排列，形成單分子表面膜，降低了界面上的蒸氣分壓，抑制了酸霧的產生。常用的抑制劑有十二烷基硫酸鈉、OP乳化劑和尿素等。目前國內外研制生產的酸洗緩蝕劑品種較多，有適用于鹽酸的、硫酸的，也有通用的。這些產品通常由硫脲及衍生物、烷基酚聚氧乙烯醚、咪唑啉等多種表面活性劑復配而成。如某型號的復配型緩蝕劑為土黃色液體，可溶于酸，溶于水，具有芳香味苦，毒性小。

可適用于鋼鐵、銅、鋁等多種材料以及鹽酸、硫酸、氫氟酸及各種有機酸的酸洗，其緩蝕、抑霧效果明顯，能防氫脆，提高材料酸洗后的機械強度。而且使金屬表面光滑平整。

第二，在堿洗過程中。一方面表面活性劑的主要作用就是降低表面張力、乳化、分散污垢，從而顯著提高清洗效率。

另一方面，大量的無機鹽組分能降低表面活性劑的臨界膠束濃度（cmc），從而提高其表面活性。非離子表面活性劑（如烷基酚聚氧乙烯醚、聚醚等）具有良好的潤濕和滲透能力，加入少量非離子表面活性劑可提高堿性成分對油性污垢、水垢和銹垢的潤濕和滲透能力。

第三，在有機溶劑清洗過程中。主要使用的表面活性劑有酯、醚和胺的環氧乙烷加成物或它們的混合物，也可采用非離子和陰離子表面活性劑的復配物。表面活性劑的選擇由溶劑的類型和擬配制的清洗劑乳化液的類型來決定。另外，在溶劑基清洗劑中還應加入某些助溶劑，以提高溶劑的溶解量（如高級醇、乙二醇、乙二醇衍生物等）。

5 金屬清洗用表面活性劑的發展趨勢

金屬加工在給人們生活帶來巨大方便的同時，工業廢水、廢氣、廢渣，也給環境造成了嚴重的影響。隨著人們對環境的關注，清洗用表面活性劑也向綠色化方向發展，即采用環境友好，可生物降解的，污染小甚至無污染的原材料制備表面活性劑。環保型表面活性劑必將在將來的金屬清洗加工中，發揮越來越重要的作用。

參考文獻

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