工業清洗劑相關表面活性劑的選擇與研究
摘要:隨著我國工業經濟的飛速發展,工業相關的清潔劑也得到了蓬勃發展。工業清洗不僅受到清洗工藝的影響,相應的清洗劑的選擇也影響其中。市面上各種各樣的清洗劑,隨著我國對環保事業重點推進,基礎原料的選擇也受到了越來越多的關注。本文主要針對水基型表面活性劑及清潔劑的選擇及研發進行了相關介紹,並透過多組引數的對比,選擇最適合體系的表面活性劑,從而達到高效、環保要求,為工業清潔劑的發展提供參考。
關鍵詞:表面活性劑;工業清洗;重油汙;清洗劑;價效比
工業清洗是
工業相關
物體
(
工件
)
表面受到物理、化學或生物的作用而形成的汙染層或覆蓋層稱作汙垢,去除這些汙染物或覆蓋層而使其恢復原表面狀況的過程稱為清洗。
工業清洗主要影響因素有:清洗技術、清洗裝置、清洗劑三大因素。
常見的清洗技術主要包括:物理清洗、化學清洗以及近幾年越來越被重視的生物清洗。
工業用清洗劑的分類方式比較多,按化學性質分可分為:(
1
)非水基型工業清洗劑,也就是溶劑型清洗劑。 如
碳氫清洗劑
、
白電油替代品
、三氯乙烯替代品等都屬於此類
;(
2
)水基工業清洗劑,簡單的說就是可溶於水,可加水稀釋使用的工業清洗劑。主要是以
表面活性劑
為主增加其它各種化學藥劑等復配而成的;水系工業清洗劑現已廣泛用於
工業清洗
中塑膠、
光學玻璃鏡片
、金屬製品(銅、鐵、鋁、鋼、鋅、合金)等各種材料清洗表面各種油汙、汙漬、油脂等
;(
3
)半水基工業清洗劑,主要是由有機溶劑、表面活性劑和水組成的清洗劑。兼具溶劑型清洗劑和水基型清潔劑的優點和缺點。
隨著我國對綠色環保、高效、節能、經濟等方向的重視,這就推動著工業用清洗劑不斷向著水基型清潔劑發展,工業用水基清潔劑向著高效化、低溫化(常溫清潔,降低能量損耗)、綠色化、濃縮化(降低水資源及運輸成本的浪費)、功能化、專向化發展;清潔劑的生產成本低廉以降低客戶使用成本。
1.表面活性劑的選擇
根據我們上文所提到的清潔劑的發展方向,我們從市面上選取了幾組常用的表面活性劑進行試驗、對比。
工業上常見的汙漬多為重油汙,而非離子表面活性劑針對油汙的清潔力相對較高,所以我們透過
HLB
值、表面張力、
CMC
、以及濁點等選取了幾組常見的非離子表面活性劑進行對比。
常見的非離子表面活性劑:烷基酚聚氧乙烯醚(
NP/OP/TX
系列)、脂肪醇局氧乙烯醚(
AEO
系列)、異構醇局氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯聚氧丙烯、烷基糖苷系列等等;
2.
實驗部分
2.1實驗原料及儀器
實驗所用的原料及儀器見表
1
表1 實驗主要原料及儀器
2.2成本及清潔效果測試
2.2.1試樣配製
仿噴淋式除油劑試樣配置
使用磁力攪拌器來配置一些樣品。透過對
Suractent228S
、
Suractent8096S
、
AEO-9
、
NP-10
進行共三組,加上對照組
BEROL 226SA
不同含量水溶液兩組,一共配製了
5
個不同的樣品。(表
2
)
表2 除油劑樣品各組分新增量及成本
每個樣品配製
20g
樣品。實驗流程如下
往
100mL
玻璃燒杯中
按上述比例
去離子水並記錄水的質量
,
加入相應表活
;
開啟攪拌
,
使其完全溶解
,
關閉攪拌器,
至配方澄清
即可
。
2.2.2仿噴淋式除油實驗
將上述試樣各滴加
10
滴在已配置好的含粘性油泥汙垢瓷板上,等待一段時間使用裝有自來水的
實驗用噴霧瓶噴淋相同的次數,觀察效果。實驗各階段效果見圖
1
、
2
。圖二效果分別為對照組
A
、去離子水、實驗組
2
、實驗組
1
、實驗組
3
、實驗組
4。
結果發現:對照組
A
和實驗組
4
均可達到非常好的清潔效果,且實驗組
3
在清潔面積更要優於對照組
A
,結合表
2
中的資料,在達到或優於
BEROL 226SA
原液清潔效果時,組合液
Suractent228S+Suractent8096S
組合液成本不足
BEROL 226SA
的
1/2
,同時實驗組
1
、
2
由於其原料的
CMC
值原因,導致做出來的工作液稠度較大,故其並不適用於製作高濃縮化清潔劑。反觀對照組
A
及實驗組
3
、實驗組
4
在具有超高效的清潔力的同時,還具有非常可觀的流動效能及溶解性。
圖1。配製的待清潔汙垢
圖
2。
清潔前後效果
2.2.3仿浸泡式除油實驗
模擬浸泡除油實驗,
將表
2
部分試樣(對照組
B
、實驗組
5
)取
100g
,將配製好的含油汙鐵釘浸泡與測試液中,等待一段時間取出,
觀察效果。實驗各階段效果及原理見圖
3
、圖
4
。結果發現:對照組
B
對比實驗組
5
,相較實驗組
5
除油效果更強,且實驗組
5
使用成本相較對照組
B
更低。
圖3。浸泡除油效果對照
圖4。清潔原理圖
2.3泡沫高度效果測試
眾所周知,表面活性劑具有均具有發泡效能,只是強弱不同,但在重油汙清洗中我們常常需要低泡沫表面活性劑,由此我們對組合物的泡沫效能與
BEROL 226SA
的泡沫效能進行對比。
2.3.1試樣配製
使用磁力攪拌器來配置一些樣品。透過對
Suractent228S
、
Suractent8096S
與
Suractent216S
進行組合共兩組,加上對照組
BEROL 226SA
水溶液一組,一共配製了
3
組相同活性物新增量的樣品。(表
3
)
表3 試樣各組分新增量及成本
2.3.2泡沫高度對比實驗
採用具塞量筒,向量筒中倒入相同量的對照組與實驗組溶液,同時開始晃動相同次數,晃動結束,觀察各具塞量筒中各泡沫高度。(見圖
4
)
圖4。泡沫高度對比
2.4溶解速率實驗
取全含量的
Suractent228S+Suractent8096S
組合液與
BEROL 226SA
原液進行對照,採用同一磁力攪拌器,相同攪拌速度,同時向其中加入一定量的
Suractent228S+Suractent8096S
組合液與
BEROL 226SA
原液,觀察其在水中完全溶解時間。反覆試驗多次機率結果(圖
5
實驗圖)
實驗分析
:
根據記錄的多組溶解時間分析(見表
4
),
Suractent228S + Suractent8096S
組合液雖比
BEROL 226SA
原液溶解速率稍慢但也非常接近,且凝膠範圍非常小。完全可以應用於各類濃縮型產品中。
表4 試樣各組分新增量及成本
圖5。溶解速率實驗展示
3.結果討論
本文從清潔效果、濃縮化、價效比、泡沫、溶解速率、凝膠範圍、工業重油汙清潔力等多個角度分析了幾組原料的對比資料。得出
Suractent 8096S
、
Suractent 216S
、
Suractent 228S
等原料在工業清洗中的應用及效果相當可觀,可做新一代工業用清潔劑備選方案
。
4.應用範圍
Suractent 228S
、
Suractent 8096S
組合液、
Suractent 216S
組合液具有極佳的硬表面除油效能、優異溶解速率、良好的低凝膠範圍、較低的泡沫高度、非常高的價效比、良好的生物降解性。其應用範圍甚廣,相當適用於各種工業用清潔劑研發。
參考資料
[1]
邦普化學實驗室測試大資料。
2021。04。15