清洗用材料
清洗用材料有幾類：石油系溶劑，鹵代烴溶劑，堿性化學(xué)水溶液，乳化液等。簡(jiǎn)單的說就是溶劑清洗和堿液清洗倆種。
1）常見的有機(jī)溶劑為：
石油系溶劑有溶劑汽油、煤油、正己烷等；芳香族溶劑有甲苯、二甲苯等；氯系溶劑有三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯甲烷等。
有機(jī)溶劑的特點(diǎn)是脫脂效率高，特別是清除那些高黏度、高滴落點(diǎn)的油脂具有特殊的效果，而且可以在常溫下用簡(jiǎn)單的器具和石油系溶劑進(jìn)行手工清洗，對(duì)于各種金屬、各種尺寸和形狀的零件都適用，一在產(chǎn)量不大、機(jī)械化水平不高及有特殊要求的工廠中仍然采用。
為了使油污除凈，至少要用有機(jī)溶劑西倆次以上，使用一段時(shí)間后，當(dāng)溶劑中的油污含量增加到一定程度時(shí)，要及時(shí)更換，最后一道清洗要用比較干凈的溶劑。
除了液相有機(jī)溶劑脫脂，還有氣相有機(jī)溶劑脫脂。例如利用三氯乙烯、三氯甲烷等物質(zhì)，他們的沸點(diǎn)低、受熱易汽化，遇冷易液化、蒸氣密度大、蒸氣界面不易擴(kuò)散、不燃燒、溶解能力強(qiáng)（15度時(shí)三氯乙烯的溶解能力比汽油大四倍，50度時(shí)大七倍），因而常用做氣相脫脂，即把零件置于這類有機(jī)溶劑的蒸氣中蒸氣就在冷的零件上冷凝化，零件上的油脂就溶解于液化了的有機(jī)溶劑中而脫離零件，液化了的溶劑又被加熱成蒸氣，這種過程一直持續(xù)到零件表面的溫度與溶劑的溫度相等，蒸氣不在被液化為止。
雖然氣鄉(xiāng)有機(jī)溶劑去油效率內(nèi)很高，但是不能洗掉無機(jī)鹽類和堿類物質(zhì)，不能除去零件上的灰塵微粒。把三氯乙烯的浸洗、氣相清洗和噴洗來聯(lián)合采用，可以獲得極好的清洗效果。由于采用有機(jī)溶劑去油的勞動(dòng)條件差、毒性較大，氣相脫脂必須有良好的封閉式脫脂設(shè)備和通用裝置，大多數(shù)有機(jī)溶劑防火要求嚴(yán)格，而且脫脂費(fèi)用高，現(xiàn)在又有高效賭東道的水基清洗劑的出現(xiàn)，現(xiàn)在一般已不采用有機(jī)溶劑去油。
2）堿性水基清洗
以堿性清洗劑為主的水溶液，對(duì)動(dòng)植物油脂通過皂化作用使之成為可溶于水的皂類。此皂為表面活性劑，對(duì)非極性的礦物油有乳化作用，使之“增溶”于水相中堿性清洗劑的水溶液也可溶解汗跡等無機(jī)污物，故也能將其洗去。加入合成洗滌劑的清洗液，對(duì)油脂的清洗作用更有效。
堿性化學(xué)水溶液能清洗各種污物，在下一工序要求親水表面時(shí)特別適用。他有較溶劑經(jīng)濟(jì)、清洗液能用水洗凈，有不燃性，無毒性。
一般的堿性水溶液不如有機(jī)溶劑清洗快，而且需要加溫，還要有機(jī)械攪拌，并需注意PH值高室隊(duì)銅、鋁、鋅等金屬的腐蝕作用。
各種金屬發(fā)生腐蝕的臨界PH值為：
鋅 鋁 錫 黃銅 鋼鐵
PH 10 10 11 11.5 13
目前隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了表面活性劑，他可以和堿性水溶液一起使用。他即保存了堿性脫脂劑方便廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)，又能大大的提高脫脂效率，降低脫脂溫度，與單純用表面活性劑相比，即降低了脫脂費(fèi)用，又有很高的脫脂效果。因此，目前被廣泛的應(yīng)用在前處理工藝上。
含表面活性劑的堿性脫脂劑中常用物質(zhì)及作用簡(jiǎn)介如下：
1、氫氧化鈉 又稱苛性鈉，是一種強(qiáng)堿化合物，他在水中溶解后電離出OH¬¬-¬，提供堿性，與動(dòng)植物油發(fā)生皂化反應(yīng)，生成能溶于水的甘油和脂肪酸鹽，溶解分散在水溶液中。所生成的脂肪酸鈉皂不僅自身有水溶性，而且也起表面活性劑的作用，能使不活性的油污被殘余的堿乳化、分散。當(dāng)?shù)V物油脂中存在羧酸基和磺酸基時(shí)，也能產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象。
2、碳酸鈉 又稱蘇打，是一種價(jià)格低廉的堿，他在水中水解時(shí)生成OH-，,提供堿度。因此，碳酸鈉具有緩沖作用，不象強(qiáng)堿那樣腐蝕某些有色金屬。碳酸鈉在硬水中能生成難溶的碳酸鈣，因此對(duì)應(yīng)水有一定的軟化能力。
3、磷酸三鈉幾縮合磷酸鹽 磷酸三鈉在水解時(shí)生成離解度很小的磷酸，從而獲得堿度。磷酸三鈉具有軟化硬水的作用和較明顯的促進(jìn)污垢粒子的分散（乳化）作用，他還具有較高的堿性，可通過皂化作用使脂肪類污垢溶解。
其他縮合磷酸鹽，包括焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉，他們都有一個(gè)重要性質(zhì)，就是作為多價(jià)螯合劑使用，所形成的螯合物不會(huì)從水溶液中沉淀出來，即是說，縮合磷酸鹽對(duì)水的軟化作用不會(huì)產(chǎn)生任何沉淀。對(duì)鈣離子的螯合力以六偏磷酸鈉最強(qiáng)，對(duì)鎂離子的螯合力以焦磷酸鈉最強(qiáng)，三聚磷酸鈉對(duì)鈣鎂離子的螯合力介于倆者之間。所有的縮合磷酸鹽尤其是三聚磷酸鈉與十二烷基苯磺酸鈉這類表面活性劑都有明顯的協(xié)和作用，二者復(fù)配比比單用其中一種的清洗效果大幅度提高。此外，他們還具有緩沖、分散、促進(jìn)乳化等作用。
4、硅酸鈉 有原硅酸鈉、偏硅酸鈉和水玻璃。水玻璃在水中能形成穩(wěn)定的膠體，形成溶劑化膠束，與表面活性劑一起使用時(shí)，有良好的助洗作用。硅酸鹽在水中會(huì)發(fā)生水解，水解生成的硅酸不溶于水，而以膠束結(jié)構(gòu)懸浮在槽液中，此種溶劑化的膠束對(duì)固體污垢的粒子具有懸浮和分散能力，對(duì)油污有乳化作用，因而有利于防止污垢在工件的表面再沉積。硅酸鹽具有緩沖作用，即在酸性污垢存在時(shí)，其PH值幾乎維持不變。硅酸鹽還可以和水中的高價(jià)金屬離子形成沉淀，可除去水中的鐵鹽，還能絡(luò)合鈣鎂離子，在一定意義上說有軟化水的作用。硅酸鹽還具有耐腐蝕作用，是金屬緩蝕劑，因而有色金屬，特別是鋁、鋅、錫等制件用的堿性清洗劑幾乎都含有硅酸鹽。
原
5、表面活性劑
表面活性劑又叫界面活性劑。狹義上講是指在很低含量時(shí)就能顯著的降低水的表面張力的物質(zhì)稱為表面活性劑。廣義上是指凡是能夠使體系的表面狀態(tài)發(fā)生明顯變化的物質(zhì)，都稱之為表面活性劑。
表面活性劑的分子是由易溶于油的親油基和易溶于水的親水基倆種集團(tuán)所組成。親油基以長(zhǎng)的碳?xì)滏湠榇�。而親水基團(tuán)是極性的基團(tuán)，如羥基、羧基、氨基、磺酸基和醚基等為代表。這倆種基團(tuán)的不同親和力各自獨(dú)立作用而又同時(shí)發(fā)生。這種特點(diǎn)，使液體表面發(fā)生許多性能上的變化，表現(xiàn)在表面或界面上的吸附，表面力與界面張力的降低及潤(rùn)濕、凈洗、分散增溶、乳化、潤(rùn)滑等性能上。
表面活性劑的親油基結(jié)構(gòu)上的差別較小，一般是由長(zhǎng)鏈烴構(gòu)成，包擴(kuò)下列結(jié)構(gòu)：
1） 直鏈烷基（C8~C20）
2） 支鏈烷基（C8~C20）
3） 烷基苯基（烷基碳原子數(shù)為8~16）
4） 烷基萘基（烷基碳原子數(shù)為3以上）
5） 松香衍生物
6） 高相對(duì)分子質(zhì)量聚氧丙烯基
7） 長(zhǎng)鏈全氟（或氯代）烷基
8） 全氟聚氧丙烯基（低的相對(duì)分子質(zhì)量）
9） 硅氧烷基等
他的親水基部分的基因種類繁多，差別較大。表面活性劑性質(zhì)的差異除與烴基大小、形狀有關(guān)外，還主要與親水基的不同有關(guān)。因而表面活性劑的分類一般是以其親水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)為依據(jù)，即按表面活性劑溶于水時(shí)的離子類型來分類，可分為四大類：陽(yáng)離子型、陰離子型、倆性型和非離子型。在工業(yè)生產(chǎn)中用陰離子型和非離子型倆類。
表面活性劑的親水基親油基的強(qiáng)弱與其潤(rùn)濕、洗滌、乳化性有關(guān)系，主要表現(xiàn)在HLB值上及臨界膠束濃度(CMC)。
臨界膠束濃度是指表面活性劑形成膠束的最低濃度。當(dāng)在水中加入少量表面活性劑時(shí)，為使親油基團(tuán)不被水分子排斥，他的極性基傾向于留在水中，而非極性基傾向于翹出水面，造成表面活性劑分子在水面整齊的取向排列，不在是原來純水的表面，因而水溶液的表面張力下降，當(dāng)表面活性劑濃度增加到一定值時(shí)，表面不能再容納更多的表面活性劑分子，表面濃度達(dá)到最大值時(shí)，表面張力達(dá)最小值，此時(shí)多余的表面活性劑分子轉(zhuǎn)向液體內(nèi)部，出現(xiàn)成團(tuán)結(jié)構(gòu)。親油基向里，親水基向外，以減少親油基與水的接觸面積，這種成團(tuán)結(jié)構(gòu)稱為“膠束”。開始形成膠束的濃度稱為臨界膠束濃度（CMC）。大于臨界膠束濃度時(shí)，溶液中猶如添加了許多“袋子”，把不溶的油污裝入“袋子”，產(chǎn)生增溶作用。CMC越小，表面活性越大，而CMC的大小與結(jié)構(gòu)有關(guān)，與雙親程度有關(guān)：
1） 憎水基鏈越長(zhǎng)，越易形成膠束，CMC越小。
2） 親水基越強(qiáng)，電荷越多，靜電排斥力越大，越不易形成膠束，CMC越大。故CMC值順序是：離子型>倆性型>非離子型一般表面活性劑CMC值都很低，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)大多在0.02%~0.4%范圍內(nèi)。使用表面活性劑時(shí)，一定要保證他的濃度大于CMC，才能充分發(fā)揮其性能。
表面活性劑有著潤(rùn)濕、乳化、增溶、起泡、絮凝等多種作用，要使表面活性劑起到某一種作用，就必須選出一種合適的表面活性劑來使用，可以借助HLB值來考慮。HLB值的概念是：
HLB=親水基的親水性/親油基的親油性
HLB值與表面活性劑性質(zhì)的關(guān)系
一般說來，HLB值越大，親水性愈強(qiáng)，即在水中的溶解性愈好。按表面活性劑在水中的溶解情況，可以估計(jì)HLB值如下：
表面活性劑在水中的溶解情況 HLB值范圍
在水中不分散 1~4
少量分散 3~6
強(qiáng)烈攪拌后成乳狀分散 6~8
穩(wěn)定的乳狀分散 8~10
半透明至透明分散 10~13
透明溶液 13
根據(jù)金屬表面油污及油脂的HLB值，選用恰當(dāng)?shù)娜榛瘎�，和清洗劑進(jìn)行脫脂，則能脫出的干干凈凈。
泡沫及消泡
含有表面活性劑的脫脂液的表面張力很低，界面能小，因而當(dāng)空氣混入到溶液中，表面活性劑分子就按照一定的順序排列吸附于氣液界面上，使形成的氣泡具有一定的黏度而趨向穩(wěn)定，大量的氣泡僅以薄層液膜分開而大量聚集就形成泡沫，適量的泡沫有幫助懸浮油污的作用，對(duì)脫脂起里見解的作用。但如果泡沫過多，就會(huì)冒出清洗機(jī)，不但污染場(chǎng)地，而且造成脫脂液流失，液面降低，而液面降低和泡沫過多，都會(huì)使噴射泵不能正常運(yùn)行，影響噴射壓力和流量，甚至無法工作。因此必須控制泡沫的含量。在脫脂劑的配方中，消泡主要從倆方面入手：添加消泡劑或靠調(diào)整配方消泡。常用的消泡劑都是易在氣泡表面鋪展的液體。消泡劑在氣泡膜液面鋪展時(shí)，會(huì)帶走鄰近表面層的液體，使液膜局部變薄，于是液膜破裂而達(dá)到消泡的目的。一般情況下，消泡劑在表面鋪展越快，消泡作用就越強(qiáng)，能在表面鋪展，起消泡作用的液體，大多數(shù)表面張力都較低，易于吸附于溶液表面，易于鋪展，一方面帶走表面液體，另一方面。取代了表面膜中的起泡劑分子，使氣泡破裂。常用的消泡劑有：
1） 醇類 低級(jí)醇消泡持久性較差，揮發(fā)后就無消泡作用，高級(jí)醇（如辛醇、壬醇）較丁醇、乙醇等低級(jí)醇好，但使用時(shí)需不斷添加。更高級(jí)的醇（如油醇），具有非常有效的消泡作用，他不揮發(fā)，但也不水溶，需要溶于較低的額醇中一起添加。
2） 磷酸脂類 如磷酸三丁脂，消泡效果也不持久。
3） 硅油類 表面張力極低，易于在溶液表面鋪展，是非常有效的消泡劑。使用濃度低，只要百萬分之幾十就見效果。缺點(diǎn)是價(jià)格貴，而且水后清洗不徹底，會(huì)影響涂層的外觀和附著力。
4） 聚醚類 目前使用最廣泛的一種，是良好的消泡劑，并能抑制泡沫再產(chǎn)生。被廣泛的應(yīng)用在前處理線上。
5） 揮發(fā)性的石油溶劑 如松香水或煤油， 其加入量為清洗溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.02~0.1%，當(dāng)這些溶劑揮發(fā)時(shí)，泡就破滅。這種消泡劑也是不能持久。
6） 某些防銹油及石油副產(chǎn)品
含有表面活性劑的堿性脫脂劑使用最廣泛，其脫脂效率也很高，常常把堿性無機(jī)物（碳酸鈉、硅酸鈉、聚合磷酸鈉等）稱為助洗劑。助洗劑的助洗作用來自于：
1） 降低表面活性劑的膠束濃度，提高表面活性劑的活性。
2） 增加溶液的堿性，以利于中和酸性污物或使動(dòng)植物油脂皂化。
3） 許多堿性助洗劑能起到軟化硬水的作用，特別是磷酸鹽和硅酸鹽的效果更好。
4） 有的助洗劑在溶液中分散形成膠體，起著吸附、懸浮和分散污物的作用。
5） 表面活性劑的增強(qiáng)或膠體物質(zhì)的形成，都產(chǎn)生防止污物再附著的作用。 |
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電鍍廠生產(chǎn)線設(shè)備回收