清洗劑配方設(shè)計原理
隨著我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的騰飛，工業(yè)清洗得到了蓬勃發(fā)展。工業(yè)清洗不僅受清洗工藝的影響，同時也受清洗劑選擇的影響。清洗劑種類繁多，隨著環(huán)保要求的提升，原料選擇受到越來越多的關(guān)注。本文主要針對水基型表面活性劑的選擇進(jìn)行介紹，通過多個參數(shù)的對比，選擇最適合體系的表面活性劑，以達(dá)到高效、環(huán)保要求。工業(yè)清洗，顧名思義就是在工業(yè)上，去除基材表面受到的物理、化學(xué)、生物等作用所形成的污染物（污垢），使其表面恢復(fù)原始狀態(tài)的過程。
工業(yè)清洗主要受到三大方面的影響：清洗技術(shù)，清洗設(shè)備和清洗劑。
一、清洗技術(shù)
（1）化學(xué)清洗，其中包括我們常見的酸洗、堿洗、溶劑洗等，該類清洗通常需要使用清洗設(shè)備配合清洗劑來完成，在常規(guī)的工業(yè)清洗中，該類清洗成本低廉、快速方便，長期占據(jù)主要地位；
（2）物理清洗，包括高壓水射流清洗、空氣擾動清洗、超聲波清洗、電脈沖清洗、拋丸清洗、噴砂清洗、干冰清洗、機(jī)械刮洗等，該類清洗主要使用清洗設(shè)備，配以清水、固體顆粒等進(jìn)行清洗，清洗效率高，但一般設(shè)備昂貴，使用成本也不低；
（3）生物清洗是利用微生物產(chǎn)生的催化作用來進(jìn)行的清洗，常用于紡織品以及管道清洗，但是由于其對生物酶的催化活性具有特定要求，因此使用領(lǐng)域較窄。
工業(yè)清洗劑的分類方式較多，常見的有水基型清洗劑、半水基型清洗劑以及溶劑型清洗劑。隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，溶劑型清洗劑慢慢被取代，水基型清洗劑將占據(jù)更大的空間。水基型清洗劑又可以根據(jù)pH的不同，分為堿性清洗劑、酸性清洗劑和中性清洗劑。
清洗劑向著綠色環(huán)保、高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，這就對其提出了以下要求：水性清洗劑替代傳統(tǒng)的溶劑清洗，清洗劑不含磷、低氮至無氮、不含重金屬及對環(huán)境有害的物質(zhì)；清洗劑還應(yīng)向著濃縮化（降低運輸成本）、功能化、專用化發(fā)展；清洗劑的使用條件更加方便，最好是常溫使用；清洗劑的生產(chǎn)成本低廉，以降低客戶使用成本。
二、水基清洗劑配方設(shè)計原理
在進(jìn)行清洗劑配方設(shè)計之前，我們一般會對污染物進(jìn)行分類。常見的污染物可以按照洗滌方法進(jìn)行分類。
（1）能夠溶解于酸、堿、酶溶液中的污染物：該類污染物屬于易去除的物質(zhì)，針對污染物， 我們可以選用特定的酸、堿、酶，配置成溶液直接去除。
（2）水溶性污染物：該類污染物如可溶性鹽、糖、淀粉等，在基材表面可以通過水浸泡、超聲、噴淋等方式將其溶解帶走。
（3）水分散性污染物：該類污染物如水泥、石膏、石灰、灰塵等，可以借助清洗設(shè)備的機(jī)械力、水溶性分散劑、滲透劑等使其潤濕分散，懸浮于水中帶走。
（4）不溶于水的污垢：該類污染物如油脂、蠟等需要借助外力、助劑、乳化劑等在特定條件下進(jìn)行乳化、皂化、分散等，使污染物從基材表面脫離，形成分散液，從基材表面帶走。
然而，污垢大多不是以單獨的形式存在，而是混合在一起黏附在基材的表面或深處，有時在外界的影響下還會發(fā)酵、分解、霉變，使其形成更加復(fù)雜的污染物。但是不管是通過化學(xué)結(jié)合力形成的反應(yīng)性污染物還是通過物理結(jié)合力形成的黏附型污染物，將其清洗干凈都得經(jīng)過四大步驟：溶解、潤濕、乳化分散、螯合。
三、水基清洗劑配方設(shè)計思路
1體系的選擇
常見的水基清洗劑體系可以分為三種：中性、酸性和堿性。
中性清潔劑主要用于不耐酸堿的場所，清洗過程主要利用清洗助劑和表面活性劑的復(fù)配，協(xié)同去除基材表面污垢。
酸性清洗一般用于金屬的除銹和除氧化皮，在酸性條件下可供選擇的助劑不多，酸性清洗主要是利用酸與金屬表面銹或氧化皮的反應(yīng)，將污垢剝離，同時利用助劑和表面活性對清洗下來的污垢進(jìn)行乳化分散，達(dá)到清洗目的。常用的酸有硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸、檸檬酸、草酸、乙酸、甲基磺酸、十二烷基苯磺酸、硼酸等。堿性清洗在工業(yè)清洗中應(yīng)用最廣， 由于堿自身可以與植物油類進(jìn)行皂化，形成親水性的皂化物，所以非常適合油污的清洗。
常用的堿有NaOH、KOH、碳酸鈉、氨水、醇胺等。
2 助劑的選擇
在工業(yè)清洗中，我們把對清洗效果有幫助的添加劑稱為清洗助劑，其中包括螯合分散劑、緩蝕劑、消泡劑、防腐殺菌劑、酶制劑、pH穩(wěn)定劑等。
常用的助劑有以下幾大類：
螯合劑分散劑：磷酸鹽（焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、偏磷酸鈉、磷酸鈉等），有機(jī)磷酸鹽（ATMP、HEDP、EDTMP等），醇胺類（三乙醇胺，二乙醇胺、單乙醇胺、異丙醇胺等），氮基羧酸鹽（NTA、EDTA等），羥基羧酸鹽（檸檬酸鹽、酒石酸鹽、葡萄糖酸鹽等），聚丙烯酸及其衍生物類（馬-丙共聚）等；
緩蝕劑：氧化膜型（鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、硼酸鹽等），沉淀膜型（磷酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物等），吸附膜型（硅酸鹽、有機(jī)胺、有機(jī)羧酸、石油磺酸鹽、硫脲、烏洛托品、咪唑、噻唑、苯并三氮唑等）；
消泡劑：有機(jī)硅、聚醚改性有機(jī)硅、無硅消泡劑等。
3表面活性劑的選擇
表面活性劑在工業(yè)清洗中起到了非常大的作用，可以降低體系的表面張力，提高產(chǎn)品的滲透性，使清洗劑可以快速滲透到污垢內(nèi)部。對清洗下來的油污還具有分散乳化作用。
常用的表面活性劑分為以下幾大類：
非離子：烷基酚聚氧乙烯醚（NP/OP/ TX系列）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO系列）、異構(gòu)醇聚氧乙烯醚（XL/XP/TO系列）、仲醇聚氧乙烯醚（SAEO系列）、聚氧乙烯聚氧丙烯醚系列（PE/RPE 系列）、烷基聚氧乙烯聚氧丙烯、聚氧乙烯醚封端系列、脂肪酸聚氧乙烯酯（EL）、脂肪胺聚氧乙烯醚（AC）、炔二醇聚氧乙烯醚、烷基糖苷系列等；
陰離子：磺酸鹽（烷基苯磺酸鹽LAS、α烯烴磺酸鹽AOS、烷基磺酸鹽SAS、琥珀酸酯磺酸鹽OT、脂肪酸酯磺酸鹽MES等），硫酸酯鹽（K12、AES等），磷酸酯鹽（烷基磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯等），羧酸鹽（脂肪酸鹽等）；
陽離子：季銨鹽（1631、1231等）；
兩性離子：甜菜堿（BS、CAB等），氨基酸；氧化銨（OB等），咪唑啉。
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