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    详细内容

    清洗劑的種類原理及使用

    清洗劑是一個大類,種類繁多,包括無機清洗劑和有機清洗劑。有機清洗劑和無機清洗劑的區別。簡單來說,有機清洗劑是含碳化合物制成的清洗劑,無機清洗劑是無碳化合物制成的清洗劑,所以屬于無機物。清潔劑的分類方法有很多,每個國家都不一樣。我們通常將其分為三類:水基清洗劑、半水基清洗劑和非水基清洗劑。


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    分類


    根據清洗劑的用途,可分為工業清洗劑和民用清洗劑。



    工業清洗劑包括脫脂清洗劑、除蠟清洗劑、液晶清洗劑、冷剝離(常溫清洗)、除銹清洗劑、鋁酸鹽剝離等。



    家用清洗劑包括洗衣粉、洗手液、肥皂、洗潔精、萬能清洗劑等。


    清洗劑根據溶劑不同可分為水基清洗劑和有機溶劑清洗劑。


    水基洗滌劑是指溶劑是水,如脫脂洗滌劑、洗潔精、洗衣粉等。


    有機溶劑清洗劑的溶劑為有機溶劑,如三氯乙烯、丙酮(指甲水)、天那水、沸水、白油等。



    (1)水性型



    水是最重要的清洗劑,具有其他任何清洗劑不可替代的作用和地位。普通的水很容易從自然界中獲得,水有很強的溶解和分散能力。但水的表面張力較大,在使用中需要添加表面活性劑,降低表面張力,增加表面潤濕性。在一般的工業清洗中,酸、堿和水的結合是常見的,有些金屬要用防銹劑清洗。精密和超精密工業清洗。大部分都需要水才能做成純凈水。水的純度通常用電阻率來衡量。半導體行業要求18 mω/cm以上。而TN液晶可以生產10m ω/cm,有些行業對細菌含量要求比較嚴格。



    近年來,中國一些地區嚴重缺水,這對清潔水提出了挑戰。有些城市已經禁止用普通水洗車,只能用再生水或者霧化水的節水設備。在精密工業清洗中,制備純水是昂貴的。水洗必須加熱烘干,增加很多漂洗工位。能耗高,運行成本通常高于溶劑洗滌;此外,過去大量含有化學活性劑和污物的廢水未經處理直接排放。其中有些還帶有毒性很大的重金屬,嚴重污染環境,需要增加污水處理設施。



    𖲕Semi-aqueous類型



    半水基洗滌劑,也稱準水基洗滌劑,由高沸點溶劑和醇類、有機烴類等活性劑組成。通常含有5%-20%的水分,一般不容易燃燒,但加熱清洗時含水量控制不當可能會導致燃燒現象。半水基清洗不同于溶劑清洗,它的清洗原理是剝離,而不是溶解。為了防止被剝離的油附著在被清洗的物體上,清洗液要不斷循環,還要加油水分離器。半洗通常清洗效果較好,但運行成本較高。廢液不能回收再利用,且含有較高的COD(化學耗氧量),需要進行處理。



    (3)溶劑類型



    溶劑型清洗劑是指不溶于水的有機溶劑。精密工業清洗中使用的非水清洗劑主要有烴類(石油)、氯代烴類、氟代烴類、溴代烴類、醇類、硅油、萜烯類等有機溶劑。



    衡量溶劑的主要指標有KB值(殼牌松節油丁醇值)、AP(苯胺點)、SP溶解參數)、表面張力、密度、粘度、沸點、閃點、暴露濃度等參數。具有高KB值即強溶解性的溶劑不一定是好的清潔劑。



    一種好的精密工業清洗劑必須滿足以下條件:



    (1)化學性質穩定,不易與被清洗物體發生反應;


    ②表面張力和粘度低,滲透性強;


    ③沸點低,可自行干燥;


    ④無閃點,不易燃;


    ⑤KB值不能太高,以免與被清洗物質溶在一起;


    ⑥毒性低,使用安全;


    ⑦非ODS和低GWP(全球變暖潛勢),環保。



    如果不考慮以上第七條。最好的清潔劑是含氯氟烴和TCA。它們具有良好的化學穩定性,可以長期保存而不變質;對大多數金屬、塑料、油漆無影響,不溶解,無閃點,毒性低,使用安全。表面張力小,滲透力強,清洗能力強;由于沸點低,蒸發速度快,清洗后的工件可以自行干燥,一般不需要烘干,因此廣泛應用于各種工業清洗中。但唯一的缺點是破壞臭氧層,所以正逐漸被禁用。



    雖然世界各國都開發了各種替代物,但世界上還沒有能與CFC相媲美的替代洗滌劑,都存在一些問題。正在使用的主要替代產品有:



    (1)碳氫化合物



    僅含碳和氫的烴類溶劑在日本也被稱為碳化水或烴類溶劑。根據不同的分子結構,日本開發了具有不同性能的產品并廣泛使用。這種清洗劑的優點是:非ODS,清洗油污能力強。透氣性好。無味或微臭,毒性小。廢液容易處理?稍偕冶阋;缺點是有一定的易燃易爆性,干燥慢,對清洗設備要求高,一次性投資大。用真空清洗的方法降低其表面張力,提高其清洗能力,再用真空干燥是比較理想的。設備成本高,操作復雜,效率相對較低。



    (2)氯代烴通量



    使用的氯代烴清洗劑主要是三氯乙烯、二氯甲烷和四氯乙烯。這種溶劑廣泛應用于清洗領域,并具有以下優點和特點:



    很低的臭氧消耗潛能值。幾乎不破壞臭氧層;在一般條件下使用時不可燃。沒有著火或爆炸的危險(二氯甲烷長時間在強光下可能爆炸);是的,金屬加工油。油和油脂有很強的溶解力。還能溶脹或溶解塑料、橡膠:粘度和表面張力小,滲透性強,能滲透狹窄的縫隙,能完全溶解和清除附著的污垢;沸點低,汽化熱小,適合蒸汽清洗,清洗后自干;廢液可通過蒸餾分離并回收利用;可以使用與CFC和TCA相同或相似的清洗工藝和設備,操作簡單,效率高,運行成本低;缺點是毒性高,在空氣中的含量一般限制在50PPM以下;一些勞動保護法規對其使用有明確限制;一些歐洲國家限制進口和使用這種含氯清潔劑。



    (3)溴化烴通量



    近年來。在美國和日本,有溴清潔劑可用。而在電子行業,航空行業。廣泛應用于汽車工業和家用電器。溴洗滌劑的主要成分是高純度的正溴丙烷(NPB)。其性能與CFC-113和TCA相當。主要技術參數與TCA幾乎相同,潤濕系數更好,對金屬零件的清潔能力更強。沒有閃點,可以循環使用,運行成本很低。而不是氟氯化碳和TCA,過程是完全相同的,幾乎沒有必要改變設備。只需調節汽蒸溫度,也被稱為“第三世界的替代清洗劑”。溴洗滌劑的ODP值為0.006,在大氣中的壽命為11天,幾乎沒有GWP值。關于毒性還存在爭議,聯合國環境規劃署(UNEP)組織了五年多的實驗。實驗結果與理論分析大相徑庭。在2002年3月27日發布的政策中,美國環境保護署明確接受NPB作為清潔劑、氣霧劑和粘合劑的溶劑。但由于其毒性尚無確切數據,使用時應控制空氣中的暴露濃度。



    同時,在壓縮機和電真空領域也完成了替代實驗,特別是通過了壓縮機制冷劑和潤滑油的相容性試驗,并批量應用于壓縮機行業。真空行業協會組織的實驗也已經完成,結果完全可以滿足要求。最終報告即將完成。



    在中國生產HEP-2的項目已獲得聯合國多邊基金的正式批準,國家環?偩终诮M織相關單位在國際環保產業園實施該項目。屆時,HEP-2將成為我國ODS清洗劑的主要替代品。



    該清凈劑具有螯合、緩蝕、消泡、增溶、穩定和防沉積的功能。



    (4)有機氟化物(氟氯烴、HFO、HFE、全氟化碳)



    替代CFC-11 3的氟基清洗劑主要有HCFC(氫氟碳化物)、HFC(氫氟碳化物)、HFE(氫氟醚)和PFC(全氟化碳)。其中HFC、HFE、PFC沒有清潔力,需要與其他化合物結合才能使用。這種清洗劑具有接近CFC-113的清洗性能,并且穩定。低毒性。它不會燃燒。安全可靠,但通常價格昂貴。對氟氯烴臭氧層有一定影響,HCFC-141B和HCFC-225應用廣泛。它是一種過渡性的替代品,最終會被禁止;HFC和HFE清潔劑太穩定了。在大氣中的壽命高達幾千年甚至上萬年。這是一種非常強大的溫室氣體。at;生效后,也可能被限制。



    (5)天然有機物(植物群)



    從植物中提取的烴類有機化合物有很多種,主要是松節油和檸檬油。松節油是一種代表性的植物烴類溶劑。它存在于天然松節油中。將松節油蒸餾,餾出物為松節油,固體殘渣為松香。主要成分是蒎烯,溶解度介于石油醚和苯之間。使用安全性更好。



    檸檬油是由柑橘制成的。柚子。從檸檬皮中提取的碳氫化合物溶劑。主要化學成分是一種叫檸檬烯(甲基丙烯酰環己烯)的單環萜烯,成分非常復雜。沸點為175.5-176℃,物理性質類似松節油,具有柑橘(檸檬)果味。檸檬油本身不溶于水。加入活性劑后,以任意比例與水混合。它的除油去污能力很強。它在美國被廣泛使用。包括機械加工。汽車保養、脫脂清洗、保齡球場清洗、油罐清洗。電子元件的清潔等。尤其是來自純天然水果,是FDA認可的食品添加劑。不用擔心殘留,而且被證明有殺菌作用,應用在食品加工機械上。餐具的清洗。啤酒罐的清洗等與飲食直接相關的領域,在民用和家用清洗領域也有很好的應用前景。



    柑橘油與油的相容性非常好,可以通過棉紗過濾分離出油。廢液回用可生物降解,不造成污染,環保成本低。缺點是脫脂溶解能力太強。直接接觸皮膚會導致皮膚油膩干燥;不能直接清洗油漆過的物體和多種塑料、橡膠,容易造成油漆脫落、溶解。日本曾經用這種溶劑融化一次性餐具盒和包裝泡沫塑料,也就是白色垃圾,溶解力很強。



    我國相關單位已經開始了植物清洗劑的研究和應用。自1998年起,公司從美國引進柑橘油清洗劑及相關清洗技術,研發生產配套專業清洗設備。在機械加工等領域得到了推廣應用。



    用于工業污垢清洗的化學品一般應滿足以下技術要求。針對這些要求,可以強調或選擇用于不同清潔目的和對象的清潔劑。



    (1)快速清潔污垢,徹底溶解污垢。清洗劑本身具有很強的反應、分散或溶解污垢的能力,能在有限的時間內徹底清除污垢。


    ⑵對清洗對象的損害應在生產許可證的限度內,對金屬可能的腐蝕也應相應加以抑制。


    ⑵清洗所用的化學藥品廉價易得,立足于本地化;清洗成本低,不會造成過多的資源消耗。


    ⑶清洗劑對生物和環境無毒或低毒,產生的廢氣、廢液、廢渣應經過處理,符合國家相關法律法規的要求。


    5]清洗條件溫和,盡量不依賴于附力口的強化條件,例如對溫度、壓力、機械能等的要求。都不算太高。


    [6]清洗過程中,清洗對象表面不會殘留不溶物,不會產生新的污垢,不會產生對后續工序有害的新覆蓋層,不會影響產品質量。


    ⑺不會產生影響清潔過程和現場衛生的泡沫和異味。


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