- 工業(yè)清洗劑:配方、工藝及設(shè)備
- 李立 成昭編著
- 8362字
- 2020-04-30 18:57:52
2.3 清洗劑的原料
2.3.1 非水溶劑
非水溶劑可以溶解高聚物、油垢等有機(jī)污垢。其過程既可能是物質(zhì)轉(zhuǎn)變成分子狀態(tài)的溶解過程,也可能是物質(zhì)溶脹或分散為小顆粒的過程。而溶解能力與溶劑的極性有關(guān),極性小的物質(zhì)易溶解于極性小的溶劑中,極性大的物質(zhì)易溶解于極性大的溶劑中。
例如,非極性溶劑苯、甲苯、汽油等,可以用于溶解天然橡膠、聚苯乙烯和硅樹脂。中等極性溶劑酯、酮、鹵代烴等,可以溶解環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、氯丁烯橡膠、聚氯乙烯和聚氨基甲酸酯。極性溶劑醇、酚等,可以溶解或溶脹聚醚、聚乙烯醇、聚酰胺、聚乙烯醇縮醛。
當(dāng)高聚物分子中同時(shí)含有極性和非極性基團(tuán)時(shí),可以采用混合溶劑溶解。例如,二乙酸纖維素中既含有極性的羥基,也含有非極性的乙酸酯基。含有二乙酸纖維素的聚合物垢難以被單一溶劑溶解,但可以被乙醇和苯的混合溶劑溶解和清除。
(1)烴類溶劑 烴類溶劑在工業(yè)清洗中應(yīng)用極廣,主要是利于它對(duì)油脂良好的溶解性。烴類溶劑來源于石油的分餾物及其衍生物和植物提取物。
①石油溶劑油,即石油在分餾時(shí)得到的沸點(diǎn)在200℃以下,碳原子數(shù)在4~12之間的石油醚和汽油,對(duì)橡膠、油漆、油墨等有較好的溶解性,在工業(yè)上亦稱為溶劑油或溶劑汽油。
②己烷,屬于烴類的純?nèi)軇善突蚱渌宛s分精制而成,是典型的非極性溶劑,能溶解各種烴、鹵代烴和油脂,常用于精密儀器的脫脂清洗。由于己烷的沸點(diǎn)低(68.7℃)且易燃,在使用時(shí)要特別注意防火。
③松節(jié)油,是植物提取的代表性的烴類溶劑,由松木樹脂經(jīng)水蒸氣蒸餾而制得,主成分為α-蒎烯,溶解范圍很廣,對(duì)油脂、樹脂、蠟等都有較好的溶解力。松節(jié)油具有較高的沸點(diǎn)和閃點(diǎn),安全性高,廣泛用作涂料用溶劑。
④檸檬油,由新鮮檸檬、柑橘的果皮壓榨、蒸餾、提煉而得,主要成分是烯烴,物理性質(zhì)與松節(jié)油相似,同時(shí)有濃郁的檸檬水果香味。
(2)鹵代烴類溶劑 鹵代烴類溶劑的沸點(diǎn)低,易揮發(fā),便于蒸餾回收;不容易燃燒,難溶于水,對(duì)油污的溶解能力很強(qiáng),其脫脂能力是石油溶劑油的10倍左右。
①二氯甲烷,低沸點(diǎn),易揮發(fā),脫脂能力很強(qiáng),常用在精密機(jī)械零件的清洗中,也用作二氯甲烷涂層和樹脂膜的剝離劑。在許多場(chǎng)合中,其可用于代替三氟三氯乙烷使用。在溫度較高時(shí),二氯甲烷容易揮發(fā),應(yīng)適當(dāng)?shù)亟档凸ぷ鲌?chǎng)所的溫度。
②三氟三氯乙烷,又稱氟碳清洗劑,難溶于水,不與水形成共沸混合物,對(duì)水、化學(xué)試劑、潤(rùn)滑油和熱很穩(wěn)定,在常溫下可長(zhǎng)期保存不變質(zhì),對(duì)礦物油的溶解性能好。以三氟三氯乙烷為主體的清洗劑,表面張力與黏度較小,滲透力強(qiáng),蒸發(fā)速度又快。用其清洗工件,通常不必再經(jīng)過擦拭或烘干。這個(gè)特點(diǎn)有利于機(jī)械化清洗。
三氟三氯乙烷對(duì)于塑料、橡膠等材料的溶脹作用較小,可用于清洗高分子材料表面的污垢,而不損傷高分子材料本身。除了硅橡膠、聚苯乙烯和金屬鋅外,三氟三氯乙烷對(duì)大多數(shù)金屬和橡膠、涂層、導(dǎo)線的絕緣層都沒有不良的作用,不發(fā)生溶解或溶脹的現(xiàn)象。
由于三氟三氯乙烷不損傷對(duì)其他有機(jī)溶劑敏感的電子元件,因此常用于衛(wèi)星及航空設(shè)備中的陀螺儀及索尼磁盤驅(qū)動(dòng)器、微型軸承、通信設(shè)備、光學(xué)儀器的清洗等。
(3)醇類溶劑 醇是一種含氧原子的化合物,由羥基與烴基連接構(gòu)成,是一種常見溶劑。其水溶性由烴基鏈長(zhǎng)短和羥基的數(shù)量決定。
水溶性一元醇,如甲醇、乙醇、異丙醇等,可以和水以任何比例混溶,和水有很強(qiáng)的親和力,可把水從濕潤(rùn)的表面置換下來,高濃度的溶液對(duì)油脂有較好的溶解能力,對(duì)某些表面活性劑也有較強(qiáng)的溶解能力,可用于清除表面活性劑的殘留物。水溶性一元醇還具有很強(qiáng)的殺菌能力,常用于消毒。
低水溶性一元醇,如正丁醇、環(huán)己醇、苯甲醇等,是分子中含碳原子較多的一元醇。其親水性降低,而親油性增加,常用于清洗和溶解油污。其中,丁醇既有一定親水性,又有一定親油性,對(duì)油污的親和力大于乙醇。環(huán)己醇的親油性比丁醇更強(qiáng),可以溶解多種極性的有機(jī)物。苯甲醇難溶于水,但對(duì)極性有機(jī)化合物有優(yōu)良的溶解性。
二元或多元醇,如丙二醇、乙二醇等,分子中羥基所占的比例越大,其親水性越強(qiáng)。其中,乙二醇是一種無色黏稠的液體,可以和水以任何比例混合,略帶有甜味,是一種優(yōu)良的溶劑。丙二醇中羥基所占的比例下降,親水性減弱,親油性增強(qiáng),它毒性極小,常用于清除飛機(jī)的航空煤油。
(4)醚類溶劑 醚是由兩個(gè)烴基和一個(gè)氧原子連接組成的化合物。除甲醚和苯甲醚是氣體以外,其他醚多數(shù)是液體。醚比水輕,與水稍能互溶,但不能和水混溶,化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,和稀酸、堿及水共熱時(shí),不起化學(xué)反應(yīng)。
由乙二醇所衍生出的各類醚都是很好的有機(jī)溶劑,具有很好的脫脂性能,在污垢清洗中常常使用,有的對(duì)高分子樹脂有很強(qiáng)的溶解能力。這些醚除了作為一般的清洗溶劑以外,常作為涂料剝離劑的主要原料。但是,它們的毒性較強(qiáng),應(yīng)注意使用。
①乙二醇單乙醚,俗稱溶纖劑,是無色液體,幾乎無臭味,常作為涂層、塑料等樹脂及纖維素的良好溶劑,噴涂的原料和稀釋劑,也用作去漆劑。
②乙二醇單丁醚,無色液體,常作為藥物的萃取劑、樹脂及硝酸纖維素的溶劑等。
(5)酮類溶劑 酮是由羰基的兩個(gè)單鍵分別與兩個(gè)烴基連接的化合物。酮大多數(shù)是液體,能和氨、亞硫酸氫鈉等發(fā)生加成反應(yīng),但不會(huì)被弱氧化劑所氧化。
①丙酮是無色、易揮發(fā)、易燃液體,有微香氣味;是可溶于水的親油性溶劑,是一種溶解范圍較廣的優(yōu)良溶劑,能溶解油、脂肪、橡膠、樹脂等;其毒性低,被廣泛用作清洗溶劑。
②甲乙酮是無色、易燃的液體;對(duì)油溶性有機(jī)化合物有較強(qiáng)的溶解能力。不但可作為一般的洗滌劑,還可以作為高分子樹脂的溶劑、剝離劑。
(6)酯類溶劑 酯屬于中性物質(zhì),能水解成對(duì)應(yīng)的酸和醇。碳數(shù)少的酯通常為液體,具有香味,可作為溶劑或香料。碳數(shù)多的酯是不溶于水的液體或固體。酯類的特點(diǎn)是毒性較小,有芳香氣味,不溶于水,可以溶解油脂類,因此可以用作油脂的溶劑。常用于油污清洗的酯類溶劑有乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯等。
(7)非水溶劑在工業(yè)清洗中的應(yīng)用 非水溶劑的主要清洗對(duì)象是有機(jī)污垢,包括動(dòng)植物油脂、礦物油和有機(jī)聚合物等。
清洗金屬材料及其設(shè)備表面上的機(jī)械工作油、潤(rùn)滑油、防銹油,常用汽油、煤油、松節(jié)油等進(jìn)行溶垢,比堿液法和表面活性劑法更快捷;清洗印刷機(jī)械上的油墨,大多采用汽油等烴類溶劑加以去除;羊毛表面的羊毛脂和塵土,在加工前需要通過清洗工序,也需要用非水溶劑。此外,在日常生活中,衣服的干洗劑,也離不開非水溶劑。
涂料的主要成分有三甘油脂肪酸酯與合成樹脂兩大類。工業(yè)生產(chǎn)中有時(shí)需要除去舊的涂料,前者一般可以采用堿性清洗劑清除;后者一般則采用非水溶劑清除,具有溶解速度快,對(duì)基體金屬腐蝕性小,操作比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
橡膠通常不與酸或堿發(fā)生作用,但是可以被非水溶劑溶脹或溶解。因此,舊橡膠層一般也用非水溶劑溶解清除。溶解橡膠層的常用溶劑有四氯化碳及某些混合溶劑。
(8)非水溶劑的局限性與對(duì)策 非水溶劑具有毒性、可燃性、可爆性等問題,因此在使用有機(jī)溶劑時(shí)有一定的局限性,應(yīng)力求做到安全使用。
非水溶劑的毒性,即非水溶劑的蒸氣被人體吸入,或制劑被人體接觸后,引起人體的局部刺激和麻醉作用,從而使人體器官的某些功能受到損害。為了防止非水溶劑蒸氣通過呼吸途徑進(jìn)入人體,在作業(yè)過程中所使用的設(shè)備最好是密閉式的,并且環(huán)境有良好的通風(fēng)條件,以降低空氣中有毒溶劑蒸氣的濃度。現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)戴防護(hù)口罩或面罩。通過口腔進(jìn)入人體,即誤服非水溶劑時(shí),應(yīng)盡快采取催吐、洗胃及其他必要的措施。
溶劑的可燃性,即非水溶劑都是易燃的。因此在儲(chǔ)存和使用非水溶劑時(shí),都應(yīng)該采取嚴(yán)格的防范措施,并且了解溶劑的閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)等性質(zhì)。閃點(diǎn)是液體的表面蒸氣與空氣和火接觸,初次發(fā)生藍(lán)色火焰的最低溫度;燃點(diǎn)是指溶劑的表面蒸氣與空氣和火焰接觸,發(fā)生燃燒且持續(xù)燃燒不少于5s的溫度;自燃點(diǎn)是指物質(zhì)在無火焰接近時(shí)自行燃燒的溫度,通常是由遲緩的氧化作用所引起的。
溶劑具有可爆性,即溶劑的表面蒸氣與空氣形成的混合物中,溶劑的濃度達(dá)到一定范圍時(shí),在一定的溫度和壓力下,可能發(fā)生燃燒或爆炸。這種能發(fā)生著火或爆炸的濃度范圍稱為燃燒范圍或爆炸范圍。當(dāng)溶劑的濃度高于或低于這個(gè)濃度范圍時(shí),都不會(huì)發(fā)生爆炸。在溶劑生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用時(shí),必須注意其爆炸范圍,并注意避開火源,場(chǎng)所應(yīng)良好通風(fēng),及時(shí)消除靜電,配置消防器材等。
2.3.2 表面活性劑
表面活性劑是一類能夠降低液體的表面張力,或液-液,液-固相界面張力的化合物。因此,表面活性劑具有增加潤(rùn)濕性、增加乳化和分散性、增溶性、發(fā)泡和消泡性、金屬腐蝕的抑制性、抗靜電性等基本性質(zhì),在清洗過程中能夠起到重要的作用。表面活性劑按照組成和結(jié)構(gòu),可以分為離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑,前者又可以分為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和兩性表面活性劑。
按用量和品種,在清洗劑中使用最多的是陰離子表面活性劑,其次是非離子表面活性劑,兩性表面活性劑使用較少。陽離子表面活性劑,一般不用于清洗劑,但陽離子表面活性劑的加入,可以使洗滌劑具有殺菌消毒的能力。
選用表面活性劑時(shí),同時(shí)還需要考慮特殊的要求。比如當(dāng)清洗劑用于強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、高溫、強(qiáng)氧化劑等極端條件時(shí),可以使用仲烷基磺酸鹽、烷基二苯醚二磺酸鹽及氟硅表面活性劑等化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的表面活性劑;當(dāng)要求清洗劑對(duì)人體溫和、無刺激,且對(duì)環(huán)境友好時(shí),可以選用N-酰基肌氨酸鹽、烷基氧化胺、烷基醚羧酸鹽等較安全的表面活性劑。
(1)陰離子表面活性劑 陰離子表面活性劑在水溶液中,可以分解為親油性陰離子和親水性金屬離子。在分子結(jié)構(gòu)中,親油基主要是烷基、異烷基、烷基苯等;親水基主要是鈉鹽、鉀鹽、乙醇胺鹽等水溶性鹽類。陰離子表面活性劑是清洗劑中用量最多的,其中以脂肪酸堿金屬鹽(肥皂)、烷基硫酸酯鹽、烷基磺酸鹽等最為常見。它們的優(yōu)點(diǎn)有:價(jià)格便宜,與堿配合使用可以提高洗滌力,隨溫度增加有更好的溶解性,使用范圍廣泛等。
①脂肪酸堿金屬鹽,一般由油脂與堿在加熱條件下皂化制得。油脂中脂肪酸的碳原子數(shù)不同和所用堿的不同,可以制成性質(zhì)差別很大的肥皂。例如,脂肪酸碳鏈加長(zhǎng),則凝固點(diǎn)增高,硬度加大;脂肪酸鈉與脂肪酸鉀的水溶液pH值約為10,脂肪酸銨的水溶液pH值約為8,可以根據(jù)對(duì)清洗劑堿性的要求選擇使用。
硬脂酸鈉,可溶于熱的水和酒精,在冷水和冷酒精中溶解較慢。耐硬水,耐酸性不好,發(fā)泡性能差,高溫時(shí)洗滌力良好,中溫、低溫時(shí)洗滌力弱。它可作為乳化劑使用,具有低刺激和溫和的洗滌效果。
月桂酸鉀,在冷水也具有良好的溶解性,耐硬水能力強(qiáng),發(fā)泡力大,能產(chǎn)生大量泡沫,在溫水中的洗滌力較好。可作乳化劑,是液體皂和香波的主要成分。
②脂肪醇硫酸酯鹽,又可分為脂肪醇硫酸酯鹽(AS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鹽(AES),以及烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯鹽(因生物降解性差而較少使用)。這類表面活性劑具有很好的清洗性和發(fā)泡性,在硬水中穩(wěn)定,其水溶液呈中性或微堿性。
月桂醇硫酸鈉,為白色粉末,易溶于水,起泡力強(qiáng),泡沫豐滿、潔白、細(xì)密,還有優(yōu)良的乳化性和清洗性,用作洗滌劑原料、印染工業(yè)的勻染劑、礦物的浮選劑。
月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉,其親水性的大小可以通過加成聚氧乙烯的物質(zhì)的量來調(diào)節(jié)控制。因此,月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉水溶液比月桂醇硫酸鈉更好,即使在低溫下仍可保持透明,適合制造透明的水溶液洗滌劑。其去污能力特別強(qiáng),且本身黏度較高,在配方中還可起到增溶作用。
③烷基磺酸鹽,是最重要的一類陰離子表面活性劑。它相較于烷基硫酸酯鹽化學(xué)穩(wěn)定性更好,表面活性也更強(qiáng)。另外,不同烷基鏈長(zhǎng)度或不同烷基結(jié)構(gòu)組成的磺酸鹽,表現(xiàn)出不同的表面活性,分別可以作為乳化劑、潤(rùn)濕劑、滲透劑、發(fā)泡劑、消泡劑等。
烷基苯磺酸鈉,無臭,易溶于水,耐酸堿,熱穩(wěn)定好,無毒,對(duì)皮膚無燒傷性,可與非離子表面活性劑混用,不影響原有性能。其去污能力、乳化能力均較好,對(duì)金屬鹽和氧化物穩(wěn)定,尤其在冷水和本身濃度很低時(shí),洗滌效果也很好。其缺點(diǎn)是防止污垢再沉積的能力差,適合于毛和織物的洗滌。
α-烯基磺酸鈉,隨碳原子數(shù)的增加性質(zhì)發(fā)生變化。12個(gè)碳原子時(shí)具有最佳的溶解度,15~17個(gè)碳原子時(shí)具有最佳的去污力,14~16個(gè)碳原子時(shí)具有最佳的發(fā)泡力。α-烯基磺酸鈉和酶有良好的協(xié)同作用,與其他陰離子表面活性劑及非離子表面活性劑有良好的復(fù)配性能,可降低配方中表面活性劑用量。
油酰基甲基牛磺酸鈉,又名209洗滌劑,外觀為微黃色膠狀液體,易溶于熱水,具有良好的清洗、潤(rùn)濕、勻染性能,對(duì)人體皮膚親和性好,與陰離子、非離子、兩性等表面活性劑配伍性好,主要用于呢絨、絲綢等織物的清洗劑,印染或漂染煮煉處理劑及家用化學(xué)品中等。產(chǎn)品低于10℃放置時(shí)會(huì)發(fā)生渾濁,升溫后恢復(fù)原狀,質(zhì)量不發(fā)生變化。
④烷基磷酸酯鹽,是一種高泡且極為溫和的陰離子表面活性劑,具有極佳的濕潤(rùn)效果、乳化作用、抗靜電作用和增稠作用。
聚氧乙烯十二烷基醚磷酸酯鹽,是一種由非離子表面活性劑衍生而得的陰離子表面活性劑,黏度很高、去油污力很強(qiáng)。由于其黏度高、可以在表面上滯留較長(zhǎng)時(shí)間,該性質(zhì)有利于提高清洗效果,優(yōu)勢(shì)是可用于垂直硬表面的清洗。
(2)非離子表面活性劑 非離子表面活性劑在水溶液中不電離。其親水基一般是含羥基或醚基的含氧基團(tuán)。因此,其在水溶液中不是離子狀態(tài),不易受強(qiáng)電解質(zhì)的影響,也不易受酸、堿的影響,與其他類型的表面活性劑的相容性好,在水和有機(jī)溶劑中皆有較好的溶解性能。根據(jù)羥基數(shù)量和聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度的不同,非離子表面活性劑可以從微溶于水到強(qiáng)親水性形成多種系列。其溶解、潤(rùn)濕、浸透、乳化、增溶等性質(zhì)均表現(xiàn)出不同。
非離子表面活性劑的生物降解性能特別好,基本屬于無毒物質(zhì)。在離子型表面活性劑中復(fù)配非離子表面活性劑,可以提高洗液中允許的含鹽量和允許的水硬度,實(shí)現(xiàn)清洗劑的低磷或無磷化。
①多元醇酯類,是將多元醇的一部分羥基衍生為脂肪酸酯,并以殘余的羥基作為親水基團(tuán)的一類非離子表面活性劑。所用的脂肪酸為直鏈飽和或直鏈不飽和酸。這類表面活性劑主要用作乳化劑。
常用的品種有:?jiǎn)斡仓岣视王ァ斡仓岫蚀减ァ卧鹿鹚岜减ァ卧鹿鹚峥s水山梨醇酯、單油酸縮水山梨醇酯、單硬脂酸縮水山梨醇酯、單油酸縮水山梨醇酯。各種脂肪酸的山梨醇酯商品名為司盤,主要用作乳化劑。
②烷基磷酸酯鹽,是由脂肪酸或脂肪酸甲酯與乙醇胺類直接縮合而成的,脂肪酸通常用椰子油或月桂酸,乙醇胺類包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和異丙醇胺等,主要用作發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、增溶劑、增稠劑和調(diào)理劑,常與其他表面活性劑復(fù)配以提高去污力和泡沫穩(wěn)定性。
該類表面活性劑的優(yōu)點(diǎn)包括:沒有濁點(diǎn),即隨溫度升高,其水溶液無渾濁現(xiàn)象;可增加黏度;有穩(wěn)定泡沫作用;去污力和脫脂力優(yōu)越;能抑制金屬銹蝕;有抗靜電性和柔軟性。同時(shí),其也具有明顯的劣勢(shì),即對(duì)鹽類比較敏感,在自來水稀溶液中發(fā)生渾濁;對(duì)酸十分敏感,若pH值降到8,會(huì)引起渾濁并產(chǎn)生凝膠。因此,烷基磷酸酯鹽常與陰離子表面活性劑復(fù)配以調(diào)整所需的pH值。
③聚氧乙烯型表面活性劑,是非離子表面活性劑中數(shù)量最大、用途最廣泛的一大類產(chǎn)品。親油基包括高級(jí)脂肪醇、高級(jí)脂肪酸、烷基酚類、烷基酰胺類、多元醇酯類等,而親水基是不同聚合度的環(huán)氧乙烷。其親水性源于聚氧乙烯醚鏈上的氧原子和水形成氫鍵的能力,但當(dāng)溫度上升,水分子運(yùn)動(dòng)加劇時(shí),氫鍵遭到破壞,溶解度下降而呈白色渾濁析出,這一溫度叫作濁點(diǎn)。與陰離子表面活性劑相比,這類產(chǎn)品顯示為中等的發(fā)泡力。這類產(chǎn)品在洗滌棉織物時(shí),在比較寬的濃度范圍內(nèi)有很好的去污力,添加堿性電解質(zhì)可以大大提高去污力。
烷基酚聚氧乙烯醚,具有性質(zhì)穩(wěn)定、耐酸堿和成本低等特征。其生物降解性較差,但是由于它良好的脫脂力與乳化性能,在工業(yè)清洗中仍廣泛使用。
脂肪醇聚氧乙烯醚,具有良好的潤(rùn)濕、乳化、分散、去污性,是良好的親水性表面活性劑,耐硬水,去泥土效果好,可作為低溫洗滌劑。
(3)兩性離子表面活性劑 兩性離子表面活性劑的分子是在非極性部分加上一個(gè)帶正電荷的基團(tuán)和一個(gè)帶負(fù)電荷的基團(tuán)所組成的,帶正電荷的基團(tuán)常為含氮基團(tuán),帶負(fù)電荷的基團(tuán)一般是羧基或磺酸基。兩性離子表面活性劑參與清洗劑的配方,但一般不作為主劑。在清洗劑中主要利用它有陰離子表面活性劑的清洗性,同時(shí)具有陽離子表面活性劑對(duì)織物起柔軟作用的性質(zhì)。
①甜菜堿衍生物,是一類很有實(shí)用價(jià)值的兩性離子表面活性劑,可在很寬的pH值范圍內(nèi)使用,其水溶性好,耐硬水能力強(qiáng),對(duì)皮膚刺激性低。可以與各類表面活性劑配伍,在堿性介質(zhì)中表現(xiàn)為陰離子表面活性劑性質(zhì),在酸性介質(zhì)中表現(xiàn)為陽離子表面活性劑性質(zhì),在中性介質(zhì)中則呈現(xiàn)為非離子表面活性劑性質(zhì)。這類表面活性劑還具有良好的殺菌性和洗滌性。
十二烷基甜菜堿,在酸性及堿性條件下均具有優(yōu)良的穩(wěn)定性,配伍性良好。對(duì)皮膚刺激性低,生物降解性好,具有優(yōu)良的去污殺菌能力、柔軟性、抗靜電性、耐硬水性和防銹性,與其他各種類型的表面活性劑復(fù)配有極好的增效協(xié)同作用。
②兩性咪唑啉衍生物,其特點(diǎn)是刺激性低,在硬水及軟水中均有良好的洗滌力,耐電解質(zhì),對(duì)酸堿穩(wěn)定,依結(jié)構(gòu)不同分為高泡性和低泡性。其對(duì)纖維具有抗靜電性和柔軟性,可用于配制呢絨、羊毛等精細(xì)紡織品的清洗劑;也可有效提高金屬對(duì)氫氟酸、硫酸、鹽酸和氨基磺酸的耐腐蝕能力,常用于配制金屬表面清洗劑。
③氧化胺,是近期發(fā)展起來的新型兩性離子表面活性劑,一般直接氧化各種烷基胺制得。在中性和堿性溶液中,氧化胺主要顯示非離子表面活性劑性質(zhì);在酸性介質(zhì)中,則表現(xiàn)為弱陽離子表面活性劑性質(zhì)。它可以在很寬的pH值下與其他表面活性劑相溶。氧化胺能產(chǎn)生稠密的奶油狀泡沫;在正常用量下對(duì)皮膚低刺激或無刺激;配方中含有氧化胺能顯著地提高綜合清洗能力。幾種常用的品種為:二甲基氧化胺、烷基二乙醇基氧化胺、烷酰丙胺二甲基氧化胺、牛磺酸衍生物、氨基丙酸衍生物等。
2.3.3 助劑和輔助劑
單純使用表面活性劑可以獲得令人滿意的清洗效果,如果在清洗劑中添加一些其他物質(zhì)可以提高清洗能力,獲得更好的洗滌效果、更好的經(jīng)濟(jì)效益,這種添加物稱為助劑。助劑常見的功能包括:螯合高價(jià)陽離子,軟化清洗硬水;分散固體污垢,或抗凝聚;緩沖溶液的堿性;防止污垢再沉積等。
(1)三聚磷酸鈉 三聚磷酸鈉曾是工業(yè)上最常用的清洗助劑,它具有對(duì)污垢的乳化、增溶和分散作用;對(duì)重金屬離子的螯合作用,以及對(duì)酸堿的緩沖作用。但其存在不可避免的環(huán)境危害,因?yàn)楸旧砗祝瑫?huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。國家的限磷政策出臺(tái)后,三聚磷酸鈉在洗滌劑助劑方面的應(yīng)用逐漸減少,逐步被層狀硅酸鈉、分子篩等產(chǎn)品代替。
(2)代磷助劑 代磷助劑主要有兩個(gè)方向:一是新型螯合分散劑,如聚天冬氨酸鈉;二是易于溶解的螯合劑,如碳酸鈉與二硅酸鈉復(fù)合物、亞氨基雙琥珀酸鈉等。
聚天冬氨酸鈉,可吸附在碳酸鈣表面,抑制晶體生長(zhǎng),防止積垢。對(duì)磷酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、氧化鐵等的分散、阻垢作用非常強(qiáng)。其在pH值為2~13范圍內(nèi)穩(wěn)定,為耐氧漂白劑,在蛋白酶、表面活性劑、漂白劑等組分中相容,且本身具有極好的生物降解性。廣泛用于織物清洗劑、漂白清洗劑、家用餐具清洗劑、公共設(shè)施清洗劑、金屬清洗劑及膜清洗劑等。
碳酸鈉與二硅酸鈉復(fù)合物,強(qiáng)吸濕性白色顆粒,作為復(fù)合助劑具獨(dú)特的快速溶解、消除鈣鎂離子及提高顆粒污垢分散能力。其具高堿性,并能降低對(duì)被清洗材料(如玻璃)的腐蝕。
亞氨基雙琥珀酸鈉,中等強(qiáng)度螯合劑,化學(xué)穩(wěn)定性好,耐酸、堿和高溫,有很好的鈣螯合能力,對(duì)鐵、銅離子也有極好的螯合能力,與皮膚、黏膜相容性好,無毒,生物降解性好。可用于金屬清洗劑、膜清洗劑、汽車清洗劑、餐具清洗劑、地毯香波等。
(3)碳酸鈉 碳酸鈉的堿性較強(qiáng),用作助劑,能使清洗劑溶液的pH值達(dá)到9以上,又可將水中的鈣、鎂等金屬離子轉(zhuǎn)化為難溶的碳酸鹽沉淀而使水軟化。但其缺乏螯合和分散的能力,且操作中對(duì)人的皮膚和眼睛有刺激性。
(4)硫酸鈉 硫酸鈉是中性助劑,價(jià)格便宜,能夠降低油/水之間的界面張力,改善清洗液的增溶作用,從而提高清洗劑的表面活性作用。
(5)硅酸鈉 硅酸鈉可以與鈣、鎂等金屬離子形成沉淀而軟化水;可以防止脫離固體表面的污垢在被清洗表面再附著;可以對(duì)玻璃和硬瓷釉等表面有很好的潤(rùn)濕性;可以對(duì)鋼鐵有優(yōu)異的防銹性能,常用于重垢型清洗劑。
(6)膨潤(rùn)土 膨潤(rùn)土是一種含有絡(luò)合硅酸鹽的天然瓷土,主要成分是鋁硅酸鹽。膨潤(rùn)土吸附水后,其體積膨脹至干體積的15倍,在水中成凝膠溶液后,幾乎可以一直保持為懸浮狀態(tài)。它能通過離子交換軟化硬水;同時(shí)也能穩(wěn)定從清洗表面脫離下來的污垢細(xì)粒。
(7)抗再沉積劑 在清洗過程中,黏附在被清洗表面的污垢脫落以后,仍可能重新附著到被清洗表面。在清洗劑中加入抗再沉積劑可以防止這種現(xiàn)象的發(fā)生。常見的抗再沉積劑有:羧甲基纖維素(CMC)或羧甲基纖維素鈉(CMC-Na),聚乙烯基吡咯烷酮(PVP),低分子量的N-烷基丙烯酰胺與乙烯醇共聚物、聚乙二醇等。
(8)其他 在清洗劑中還可以分別加入一定的殺菌劑、溶劑、酶制劑及皮膚保護(hù)劑等助劑,以提高清洗效果和達(dá)到特定要求。
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