金属油污清洗剂作用机理分析（可编辑）

金属油污清洗剂作用机理（可编辑） 2003年 4月 皖 西 学 院 学 报 Apr(。2003 第 19卷第2期 JournalofWestAnhuiUniversity Vo1(19 NO(2 金属油污清洗剂作用机理分析 谢 红璐 皖西学院 化学系，安徽 六安 237012 摘 要 :水基金属油污清洗剂GJ一1作用机理的分析结果表 明:表面 活性荆起主导作用;清洗性能不仅与 表面活性荆亲水基团、亲油基 团直接相关，也是不同表面活性剂之间相互 作用的结果。 关键词 :表面活性剂;清洗 ;机理 中图分类号 :TQ423(9 文献码 :A 文章编号:1009― 9735 2003 02―0039―02 TheActionM echanism forDegreasingM etalsCleaner XIEHong―lu DepartmentofChemistry-WestAnhuiUniversity-Lu’an-Anhui237012China Abstract:Theanalysisresultoftheactionmechanism ofaqueouscleanerGJ一1fordegreasingmetalsshow that surfactantisleadingrole-andcleaningperformanceiscorrelatedtonotonlyhydrophilicgroupandlipophilicgroup ofsurfactantbutalsointeractionamongvarioussurfactants( Keywords:surfactant;cleaning;mechanism 如何去除残留在机件等金属表面的油污一直是国内金属加工与处理行业 技术人员和科研人员关注的焦点 问题之一 。传统的高温碱法腐蚀性强且污染严重，而作为替代产品的有机溶剂法成本高，不宜推广使用 。近年 来，表面活性剂对固态或液态油污显著的去除能力越来越引人注 目，加之安全性高、污染小的特点，其在金属油 污清洗…1领域的应用研究 日趋活跃。 利用皖西学院化学系应用化学研究所现有条件，结合地方金属热处理工艺的实际要求，研制出一种水基金 属油污清洗剂 GJ一1[2]，具有清洗力强、腐蚀小、配制简便、操作安全、能耗低 以及原材料价廉易得等特点，各项 技术指标均符合行业。从清洗剂 GJ一1配方组成出发，分析其作用机理，对改进配方、提高清洗技术和金 属热处理效果，起到了重要作用。 1 实验 1(1 清洗荆的配制 依据金属油污清洗剂GJ,1配方要求 ，分别将一定质量分数的非离子组分脂肪醇聚氧乙烯醚和 OP一10、 阴离子组分 AES加热溶解于去离子水中;然后与双生表面活性剂复配，添加助剂并调配均匀 ，冷却得浓缩液 ; 将浓缩液稀释为活性物含量 占质量分数 3,的工作液。 1(2 去油率 的测定 收稿 日期 :2003―01―29 基金项 目:皖两学院青年科研资助项 目 作者简介 :谢红璐 1970一 ，男 (辽宁鞍…人 ，皖西学 院化学系讲师 ，主要研究方向:精细化学 品合成与应用 。 39 I 对涂有相同油污的金属试片，使用等量的3,工作液在 60?I*C下清洗 18min;称量试片前后质量变化，按 文献 2方法计算去油率。 1(3 腐蚀率的测定 对相同的铸铁试片，使用等量的3,工作液在 80?2?下清洗 2h;称量试片前后质量变化 ，按文献 2方法 计算腐蚀率 。 2 清洗剂作用机理 2(1 非离子表面活性剂 无机碱去除油脂污垢是一个皂化反应过程 ，而 GJ一1配方 中的主要活性组分非离子表面活性剂的作用则 涉及润湿 、起泡、增溶和乳化等多个过程 。从分子结构上看 ，非离子表面活性剂分子中既含有亲水基团，又含有 亲油基团，呈 “两亲”结构特征。非离子表面活性剂非极性基团的憎水性质使之易于吸附在污物和金属表面。 从Gibbs’自由能的变化上看，该过程 中油污一水和金属 一水的界面 自由能下降，油污与金属界面的粘附功减 小、结合减弱 。当非离子表面活性剂的浓度高于临界胶团浓度时，水溶液体相 内的表面活性剂分子将以憎水基 团向内相互靠拢、亲水基团向外伸展的方式聚集在一起形成胶团，在油污周围和金属表面形成吸附膜 ，使油污 从金属表面脱离。 相对无机碱除油来说，非离子表面活性剂具有低得多的腐蚀性。在对铸铁试片的腐蚀性测定试验 中，无机 碱的平均腐蚀率为0(0152,，而非离子表面活性剂的平均腐蚀率只有0(0024,。无机碱液在除油的同时也通 过化学反应腐蚀 了一部分金属，以胶团加溶油污方式作用的非离子表面活性剂腐蚀性则明显降低。 2(2 阴离子表面活性剂 阴离子表面活性剂是配方中的重要辅助活性组分 。它能与非离子表面活性剂复配而产生协同效应 ，提高 活性物整体去污能力。在同一温度及碳钢试片下脂肪醇聚氧乙烯醚与AES复配物达到 95,去油率清洗时间 需 16min，脂肪醇聚氧乙烯醚单组分需 18min，AES单组分需 19min。实验表明，在同一条件下，阴离子表面活 性剂与非离子表面活性剂的复配物的清洗力高于各单一组分，反映出复配体系各活性物之间较强的相互作用。 一 般地说，非离子表面活性剂的效率较高，形成胶团也较容易，而离子型表面活性剂 由于亲水基 团在水中 电离而产生静电斥力 ，效率往往较低。另外 ，羧酸皂类阴离子表面活性剂 虽已应用于金属清洗剂 中，但在酸性 溶液中会形成不溶性脂肪酸 ，在硬水中会与 Ca” 、M 等离子生成不溶性脂肪酸盐。因此 ，在非离子表面活 性剂 中添加适量阴离子表面活性剂，将改善复配物的活性并克服阴离子表面活性剂单独使用时的一些弱点。 2(3 助 洗 剂 配方所选助洗剂主要是改善配方的清洗力和适当降低产品成本。前者表现为:对清洗液中的Ca 、Mg2 螯合能力强，具有酸碱缓冲能力以及提高油污的分散力和抗再沉积力 。性能检测试验 中，系列试验配方在添加 助洗剂后均获得更好的清洗效果。此外 ，注意到清洗剂的实际耗用量往往较大 ，单纯依赖表面活性剂会导致产 品成本增高，选择适合的助洗剂替代部分表面活性剂是必要的。 3 结论 从配方组成分析水基金属油污清洗剂 GJ一1作用机理得 出:非离子表面活性剂是配方的主剂 ，依靠分子 中的亲水基团与亲油基团的特殊性质，使油污脱离开金属表面;阴离子表面活性剂是配方的辅剂，与非离子表 面活性剂可产生较强的相互作用 ，增加体系表面活性 ;助洗剂进一步提高配方清洗性能，并有助于降低成本 。 参考文献 : [1]常致成 (国内外工业和民用清洗剂概况[J](化学清洗，2000，16 1 :28―33( [2]谢红璐 、金属油污清洗剂GJ一1的研制[J](嘉兴学院学报 ，2002，14 6 :32―33 40