隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,化學(xué)清洗技術(shù)得到了迅速的發(fā)展 其中工業(yè)化學(xué)清洗作為一門新興的科學(xué)技術(shù),已被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)化工、金屬加工、機(jī)械制造、食品、電力交通、紡織、核能、航天等各個工業(yè)領(lǐng)域,給社會帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益 .
由于工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展,新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),工業(yè)污垢種類和成分形成了相當(dāng)復(fù)雜的體系。加上工業(yè)污垢和洗滌對象的多種粘結(jié)形態(tài),形成被清洗體系化學(xué)、物理性質(zhì)千差萬別,使得化學(xué)清洗形成了新興的科技研究領(lǐng)域,多學(xué)科交叉的嶄新工程技術(shù),由此產(chǎn)生了一門新興高科技產(chǎn)業(yè)———化學(xué)清洗業(yè)。 它在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中將發(fā)揮重要作用。在積垢的形成機(jī)理與性質(zhì),化學(xué)清洗劑及助劑配位;緩蝕劑作用機(jī)理與新產(chǎn)品開發(fā);化學(xué)清洗工藝技術(shù);化學(xué)清洗設(shè)備研制;清洗過程的監(jiān)測技術(shù)等方面的研究取得了豐碩成果。
1表面活性劑在化學(xué)清洗中的作用
近年來,人們在研究和實踐中發(fā)現(xiàn),由于化學(xué)清洗在界面上發(fā)生的多種作用的復(fù)雜過程,表面活性劑在化學(xué)清洗中的作用十分重要。表面活性劑在分子結(jié)構(gòu)中同時具有親水基和疏水基部分,在化學(xué)清洗中具有吸附、滲透、乳化、溶解、洗滌等作用 。
表面活性劑是精細(xì)化工產(chǎn)品中三大主要原料之一,素有“工業(yè)味精”之稱,在化學(xué)清洗中可以起到事半功倍的作用 世界上表面活性劑已達(dá)5000多種,目前我國已能生產(chǎn)1200種 其中陽離子表面活性劑占20%,陰離子表面活性劑占30%,非離子表面活性劑占44%,兩性離子表面活性劑占6%。
表面活性劑工業(yè)的發(fā)展,為化學(xué)清洗提供了豐富的物質(zhì)保證 化學(xué)清洗中表面活性劑的應(yīng)用,使得化學(xué)清洗技術(shù)得到發(fā)展,化學(xué)清洗實踐更加豐富多彩
石油化工企業(yè)在油品換熱結(jié)垢的清洗過程中,采用檸檬酸、磷酸等復(fù)合酸清洗劑,其中添加ＴＸ－10非離子表面活性劑,有效地清除了不同油品換熱產(chǎn)生的高、低粘度不同的油垢,取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
化工企業(yè)聚合釜冷卻夾套常產(chǎn)生硫酸鹽厭氧菌瘤狀污垢,采用稀鹽酸添加表面活性劑的清洗劑,有效清除夾套壁面的瘤狀污垢。
烴類高溫裂解制取乙烯的裝置中,由于聚合、縮合二次反應(yīng),在設(shè)備受熱面上產(chǎn)生焦垢,采用碳酸鈉、磷酸鈉、添加烷基苯磺酸鈉、(ＬＡＳ-Ｎａ)和脂肪醇聚氧乙烯醚(Ａ(ＥＯ)ｎ)復(fù)配表面活性劑,配制堿性水基清洗劑,有效清除了焦垢.
油田的輸油管線設(shè)備及供水管線中各種污垢的清洗,也需添加有效的表面活性劑,才能取得良好的清洗效果 油田原油輸送管線,由于原油性質(zhì)不同及地下水成分的差異,在不同管路中產(chǎn)生不同污垢,均可以配制添加表面活性劑的酸堿性不同清洗劑,有效的加以清洗.
河南某油田處理含油污水的纖維球濾料,被含油污水污染后,采用溶劑油配加助洗劑和以表面活性劑為乳化劑配制成微乳狀化學(xué)清洗液,對油污纖維濾球進(jìn)行化學(xué)清洗取得了滿意效果.
在生物化工中,利用超濾技術(shù)處理蛋白質(zhì)體系,由于蛋白質(zhì)和料液微料的堵塞,對超濾膜產(chǎn)生污染,需進(jìn)行清洗 可以根據(jù)需要配制添加高分子聚合物和表面活性劑的專用化學(xué)清洗劑加以清洗,亦可以用表面活性劑對超濾膜進(jìn)行表面改性,以減少污染,均可以取得良好效果. 對電子、宇航行業(yè)制件,要求表面清洗潔凈度高,故多采用超聲波清洗 在我國執(zhí)行對“蒙特利爾條約”的承諾之后,表面活性劑的使用顯得尤為重要,需要使用多種高效表面活性劑復(fù)配成水基清洗劑用于精密制件化學(xué)清洗。
此外,金屬表面油污銹垢的清洗,內(nèi)燃機(jī)積炭的清洗,都要在化學(xué)清洗劑中添加表面活性劑,才能有效的完成
表面活性劑特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu),決定了表面活性劑溶解在液體溶液后,具有在物體表面上的吸附作用,使得溶液的表面張力大大降低,提高了溶液的潤滑能力 特別當(dāng)溶液中表面活性劑的濃度達(dá)到臨界膠束(ｃ.ｍ.ｃ)濃度時,溶液的表面張力、滲透壓、粘度、光學(xué)性質(zhì)等都有顯著變化 表面活性劑在化學(xué)清洗過程中的潤濕、滲透、分散、乳化、增溶作用起到事半功倍作用,這正是表面活性劑在化學(xué)清洗中廣泛應(yīng)用的原因。
2表面活性劑的基本分類
為了便于讀者了解和掌握表面活性劑的基本分類及其在化學(xué)清洗中的應(yīng)用,本文在表1中列出了部分常用的表面活性劑 在表2中列出了適用于酸洗液的表面活性劑.
工業(yè)洗滌在很多方面不同于生活洗滌。尤其是工業(yè)洗滌對象極其廣泛,工業(yè)污垢繁雜多變,對洗滌體性質(zhì)千差萬別,因此充分利用各種因素的綜合洗滌力,在化學(xué)清洗劑中各組分需要進(jìn)行巧妙有效的組合,充分利用溶劑溶解的分散力;化學(xué)反應(yīng)的表面活性力,物理吸附力、機(jī)械力、熱力、酶解力等諸多洗滌力 化學(xué)清洗是在酸、堿性不同環(huán)境中進(jìn)行的過程,有時需要加熱到一定溫度,因此對表面活性劑在化學(xué)洗液中的酸、堿、熱的穩(wěn)定性有所要求。 如何根據(jù)表面活性劑的性質(zhì)加以有效選擇,這方面,在理論研究上缺乏詳細(xì)論證,在實踐中也缺少足夠的經(jīng)驗 需有志于化學(xué)清洗的科技工作者共同努力使理論系統(tǒng)化,實踐科學(xué)化 。
從化學(xué)清洗的實踐經(jīng)驗得知,在化學(xué)清洗劑中加入一定量的表面活性劑,可以降低化學(xué)清洗劑的表面張力增加滲透力,提高清洗效果,并有一定的緩蝕作用 根據(jù)表面活性劑的性質(zhì),在酸性溶液條件下,一些陰離子表面活性劑會失去作用,只能使用非離子表面活性劑,在堿性溶液中可以使用陰、非離子表面活性劑及它們的復(fù)配物。
熱是化學(xué)清洗中應(yīng)予充分利用的一種物理洗滌力,不僅因為熱能是洗滌力中最廉價的因素,而且隨著溫度升高化學(xué)清洗劑溶解污垢能力增強(qiáng) 表面活性劑的熱穩(wěn)定性質(zhì),決定了化學(xué)清洗劑使用溫度 化學(xué)清洗劑中加有酶制劑,必須在酶的穩(wěn)定溫度下洗滌,以免酶活力急劇下降 開發(fā)低溫洗滌技術(shù)是節(jié)約能源的重要途徑.
工業(yè)污垢化學(xué)成分的復(fù)雜性,決定了其化學(xué)性質(zhì)多樣性,在選擇表面活性劑時應(yīng)采用科學(xué)的復(fù)配技術(shù)、發(fā)揮各組分間的協(xié)同效應(yīng).其中包括各種表面活性劑的復(fù)配,表面活性劑和清洗助劑間的復(fù)配及清洗助劑間的復(fù)配.
清洗劑、緩蝕劑、表面活性劑是構(gòu)成清洗溶液的三大組成部分,因此在選擇表面活性劑
時,特別注意各組分的性質(zhì)及其相互作用的配位性.
3表面活性劑的獨特性能
聚合物表面活性劑,由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)中親油基大小、位置可變,既可以制得低分子表面活性劑,又可以制得高分子表面活性劑,從而具有一系列的獨特性能 優(yōu)良的滲透乳化、分散、低泡性能、對酸、堿熱的良好穩(wěn)定性 聚合物表面活性劑在工業(yè)清洗中用途日益廣泛,成為一類很有實用價值和發(fā)展前途的表面活性劑. 由于表面活性劑新產(chǎn)品不斷問世,作為化學(xué)清洗的表面活性劑原料不斷豐富,提高清洗效果,降低清洗成本,研制最佳化學(xué)清洗劑配方的探索是無窮的.
4結(jié)束語
從日常生活洗滌到工業(yè)化學(xué)清洗不論是研究內(nèi)容還是實踐應(yīng)用,都發(fā)生了質(zhì)的變化,洗滌技術(shù)、緩蝕劑技術(shù)、表面活性劑技術(shù)等三大技術(shù),將在化學(xué)清洗的實踐中得到不斷的豐富和發(fā)展.
參考文獻(xiàn)
1任建新 化學(xué)清洗 蘭州:甘肅科技出版社,1993
2袁軍緗,鄭于浩,陳國兵,等 工業(yè)洗滌劑及洗滌技術(shù).長沙:湖南科技出版社,1993
3成思危 中國精細(xì)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略 現(xiàn)代化工,1997,17(1):5
4謝岳田 煉廠油品換熱器結(jié)垢和化學(xué)清洗.石油化工,1987,16(1):41
5文年英 聚合釜夾套內(nèi)污垢的化學(xué)清洗 化學(xué)清洗,1996,12(3):21
6余存燁 簡述烯烴設(shè)備焦垢的形成與清洗 化學(xué)清洗,1996,12(3):12
7齊松 油田原油輸送管線的化學(xué)清洗 化學(xué)清洗,1996,12(3):17
8羅立新 油污纖維球濾料再生用微乳液洗滌劑油田化學(xué),1996,13(2):178
9邵德益,劉洪謙,王平緒 超濾膜的改性與清洗技術(shù)的研究 現(xiàn)代化工,1995,15(8):20
10王東升 超聲波清洗的廣泛應(yīng)用 化學(xué)清洗,1995,11(1):30
11房秀敏 聚合物表面活性劑 石油化工,1997,26(2):128
