Файл: Лисовская Э.П. Физико-химические методы очистки поверхности деталей и изделий в судостроении обзор.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.07.2024
Просмотров: 100
Скачиваний: 0
плексообразователь или неорганический щелочной носитель, ко
личество которого равно 0,1—30% всего |
количества |
моющего |
||
вещества; |
полимер глюкозы, |
имеющий |
а-1,4-связи, соедине |
|
ние R,(CHOH) n y (Ri — группа |
СНО или СН2 ОН, я = 3 или 4, |
|||
у — группа |
соли или эфира карбоновой кислоты, количество ко |
|||
торого равно 0,01—2 весовым количествам |
полимера |
глюкозы и |
а-амилазы). Моющим веществом могут быть: н-додецилбензол- сульфонат натрия, Сю—Cis — алкилсульфат натрия или оксиэтилированные жирные спирты сала. В качестве органического комплексообразователя можно применить поликарбонат или по лифосфат щелочного металла, аммония или замещенного ам мония, например тринатриевую соль нитрилотриуксусной кисло ты, натриевую соль полиитаконовой или полималеиновой кисло ты, или натриевые или калиевые соли этан-1,2-дифосфоновой, 1-оксиэтан-1,2-дифосфоновой, или этан-1,2-трифосфоновой кис лоты.
Неорганическим носителем могут быть карбонат, фосфат, триполифосфат или гексаметафосфат натрия либо калия или силикат либо сульфат натрия. Полимером глюкозы может быть декстрин или аминопектан, а соединением Ri(CHOH)„y — глюконат кальция.
В состав моющего средства могут также входить частично гидролизованный коллаген, перборат натрия в качестве отбели вателя, протеолитический фермент, См—С2 6 — жирные кислоты гидрированного рыбьего жира, тиосульфат натрия и вода.
Жидкий моющий состав [22] представляет собой смесь:
(A) 2—35% по массе Сю—Сгв — алкансульфоната и (или) Сю—
Сгб — альфаолефинсульфоната; (Б) |
2—30% по массе |
соедине |
ния АЕ„х, где А—Cs—Сзо — алкил |
или С 3 — С 2 2 — алкилфенил, |
|
Е — алкиленоксигруппа, % — ОН или SO4, п—\—30, |
либо ще- |
лочнометаллической или аммониевой соли такого соединения и
(B) 0,001—5% по массе фермента. Состав применяют в водной среде. Из соединений (Б) рекомендуется применять щелочнометаллические и аммониевые соли сульфированного продукта конденсации 1 моля смеси нормальных С12—Сн-спиртов с 3 мо лями окиси этилена.
Из ферментов пригодны обычно применяемые в моющих со ставах, например смесь протеолитического и амилолитического ферментов. Иногда в состав входят и другие компоненты, а именно: вещества, улучшающие растворимость, например бензосульфонат натрия; солевые щелочные моющие компоненты, например карбонаты, полифосфаты и силикаты; органические компоненты, например полифосфонаты, полиацетаты и поликарбоксилаты; стабилизаторы ферментов, например хлориды, лактамы и ацетаты кальция и магния; другие вещества, обычно вводимые в моющие составы.
В [23] предлагается моющий состав, обладающий высокой растворимостью и высокой моющей способностью. Он содержит
10
алкилсульфаты, алкиловые эфиры или сульфаты полиоксиэтилена или их смеси. Исходные вещества для получения таких составов: Си—Cis-спирты, в которых весовое соотношение н-ал- килов к изоалкилам составляет (203—10/г) : (10/г—103) — (182— \0п): (10/г—82), где п — число атомов углерода в алкил е.
Выбор конкретного состава водного раствора определяется рядом факторов, среди которых, в первую очередь, следует учи тывать природу очищаемого материала во избежание нежела тельного побочного агрессивного действия очищающего раство ра на очищаемый материал (травление, растворение). Вместе с тем, если агрессивное действие отсутствует, возможно значи тельное повышение интенсивности применяемого раствора (по вышение концентрации, температуры и т. д.), способствующее повышению эффективности операции.
С учетом отмеченной выше особенности все водные щелоч ные растворы для очистки условно делятся на растворы уни версальные, применимые к разнородным материалам, например черным и цветным металлам, и растворы для очистки поверхно сти деталей и изделий, изготовленных из материалов одной группы.
Эффективность действия моющих растворов, в том числе щелочных водных растворов, независимо от того, какой физи ческий, физико-химический' или химический механизм очистки проявляется в каждом данном случае, может быть во многих случаях интенсифицирована дополнительными физическими воз действиями (нагрев, перемешивание, введение ультразвуковых колебаний, пропускание электрического тока и т. д.).
Применение нагрева и механического перемешивания для интенсификации очистки известно давно и, как простейшая ме ра, реализуется в большинстве стандартных составов и режи мов проведения очистки и обезжиривания.
Пропускание электрического тока, приводящее к возникно вению явлений электролиза, или наложение ультразвуковых ко лебаний, вызывающих возникновение различных гидродинами ческих явлений, например кавитации [24], относится к менее ши роко используемым, но весьма перспективным способам интен сификации процессов очистки. Далее, при рассмотрении рецеп тов конкретных составов специально выделяются группы со ставов для электролитической и для ультразвуковой очистки, хотя входящие в них составы в принципе основываются на со четании тех же компонентов, которые входят в растворы для мойки, очистки и обезжиривания, применяемые без каких-либо интенсифицирующих воздействий.
2.1.1. Щелочные водные растворы
Удаление жировых загрязнений (омыление) щелочными рас творами с высоким рН (>10) известно давно и механизм про цесса достаточно изучен [25].
11
Таблица 2
Щелочи и щелочные соли, применяемые в составах для очистки и мойки
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Раствори |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мость |
без |
|
|
Формула основного |
(ГОСТ) |
или ТУ и |
содержание |
|
|
водного |
||||||
|
Наименование * |
вещества |
[номер |
|
|
г/100 г |
воды |
|||||||
с |
основного |
вещества |
основного вещества, |
% |
|
|
|
при |
||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
по |
данной |
таблице] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20° С |
100° С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Бура |
|
Na a B 4 0 , |
[13] |
(8429—69) — пищевая>51,5, |
Na 2 B 4 |
0 |
7 |
тех- |
2,7 |
52,5 |
|||
|
|
|
|
|
|
ническая>49,5; |
(МРТУ |
6-08-20—66) |
— без- |
|
|
водиая>94,5
ное коли- |
о молекул |
аллнзацион- |
оды |
=• m s- |
я |
||
3 |
ь |
° |
|
S |
си О. О |
||
О |
=г м х |
||
|
5; |
10 |
2 |
Гексаметафосфат нат |
Na e P e 0 1 8 |
МРТУ 6-08-5—64 |
50 |
70 |
— |
|
рия |
|
|
|
|
|
3 |
Динатрийфосфат |
Na,HP04 |
||
4 |
Калия |
карбонат |
K a C 0 |
3 |
5 |
Калий |
углекислый |
K 3 C 0 |
3 |
6 |
Калия |
гидрат окиси |
КОН |
|
7 |
Кали |
едкое |
КОН |
|
[19] |
(451—41) _ |
Na2 HPO, • 12Н2 0 |
не менее: |
1,63 |
102,4 |
12 |
|
|
|
сорт 1 — 96; |
I I —92; I I I —88; |
(4172—66) — |
|
|
|
|
|
|
реактивный; |
(11773—66)—реактивный без |
|
|
|
|
||
|
водный |
|
|
|
|
|
|
|
|
(4221—65) —реактив |
|
|
111 |
155 |
1,5; |
2 |
|
[4] |
(4221—65) — реактив; |
(10690—63) — тех |
111 |
155 |
1,5; |
2 |
||
|
нический (поташ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
(9285—69)—технический (кали едкое); |
112 |
178 |
—• |
||||
|
(4203—65) — реактивный |
(кали |
едкое) |
|
|
|
|
|
[6] |
(9285—69) — твердый, |
сорт |
А > 9 5 ; сорт |
112 |
178 |
— |
|
|
|
Б > 9 2 ; жидкий — сорта |
В и Г > 5 0 |
|
|
|
|
8 |
Натрия |
гидрат |
окиси |
NaOH |
|
(4328—66) — реактив (натр едкий) |
109 |
342 |
1; 2; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,5; |
4 |
9 |
Натр |
едкий |
|
NaOH |
[8] |
(2263—71)—технический |
твердый: А |
109 |
342 |
1; 2; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(сорт 1)>96; сорт П > 9 5 ; |
жидкий: А > 4 2 ; |
|
|
3,5; |
4 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Б > 5 0 ; |
В > 4 2 ; (11078—71) — улучшенный |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
А —1>42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Натрия |
карбонат |
N a 3 C 0 3 |
|
(83—63) — реактивный |
|
безводный; |
— |
— |
7; 10 |
||||||
11 |
Натрий |
кремнекислый |
Na2 S103 |
|
(84—66) — реактивный |
|
кристаллический |
— |
92,3 |
5;9 |
||||||
|
(4239—66) —натрий |
|
кремнекислый — ре |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
актив |
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Натрия |
метасиликат |
Na2 S103 |
|
(4239—66) |
|
|
|
— |
92,3 |
5;9 |
|||||
13 |
Натрия |
тетраборат |
N a 2 B 4 0 7 |
|
(4199—66) —тетраборнокислый |
2,7 |
52,5 |
10 |
||||||||
14 |
Натрия |
тетрапирофос- |
Na,P 2 0 7 |
|
(342—66) — натрий пирофосфат — реактив |
7 |
40 |
10 |
||||||||
|
фат |
|
|
|
|
|
|
МРТУ 6-08-11—65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
Натрия |
тетраполифос- |
Na0 P4 O1 3 |
|
|
— |
|
|
|
— |
— |
— |
||||
|
фат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
Натрия |
триметафосфат |
Na 3 P 3 0 9 |
|
|
|
|
|
|
>30 |
|
6 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выше |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35° С |
|
|
|
17 |
Натрия |
триполифосфат |
Na6 P3 O1 0 |
|
(13493—68) —технический |
14 |
32,5 |
6 |
|
|||||||
18 |
Натрий |
углекислый |
Na 2 C0 3 |
[10] |
(83—63) — углекислый |
|
безводный; |
Р |
Р |
7; 10 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(84—66) — углекислый |
кристаллический |
|
|
|
|
|||
19 |
Натрий |
фосфорнокис |
Na2 HPO, |
[3] |
(451—41) — технический; |
(4172—66) — |
1,63 |
102,4 |
2; 7; |
12 |
||||||
|
лый |
двузамещенный |
|
|
реактив; |
(11773—66)—реактив, безводный |
|
|
|
|
||||||
20 |
Натрий |
фосфорнокис |
NagPO^ |
|
(9337—60) — реактив |
|
|
|
14 |
94 |
12 |
|||||
|
лый |
трехзамещенный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
21 |
Поташ |
|
|
K 2 C 0 3 |
[4] |
(10690—63) |
|
|
|
111 |
155 |
— |
||||
22 |
Силикат |
натрия |
рас |
[mNa2 0-nS10jl |
[12] |
(13079—67) |
|
|
|
— |
— |
— |
||||
|
творимый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
23 |
Сода |
|
кальцинирован |
N a a C 0 3 |
[10] |
(5100—64) —синтетическая; |
Р |
Р |
— |
|||||||
|
ная |
|
|
|
|
|
|
(10689—70) —техническая |
|
|
|
|
|
|||
24 |
Сода |
каустическая |
NaOH |
[8] |
|
— |
|
|
|
109 |
342 |
1; 2; |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,5; |
2 |
Наименование*
с
"5"
%
25Стекло натриевое жид кое
26Тетраборат натрия
27Тетранатрийфосфат
28Тетраполифосфат нат рия
29Триметафосфат натрия
30Тринатрийфосфат
31Триполифосфат натрия
32Углекислый калий
33Углекислый натрий
Формула основного |
|
||
вещества |
[номер |
(ГОСТ)'пли ТУ и содержание |
|
основного |
вещества |
основного вещества, % |
|
по данной |
таблице] |
|
|
[ « N a 3 0 - n S i 0 3 ] |
[12] |
(13078—67) |
|
N a 2 B 4 0 7 |
[13] |
(4199—66) |
|
Na,P,07 |
[14] |
|
|
Na0 P4 O1 3 |
[15] |
|
|
Na 3 P 3 0 9 |
[16] |
|
|
Na3 POj |
[20] |
(201—58) —технический |
|
Na6 P3 OI 0 |
[17] |
|
|
KgCOa |
[4] |
|
|
Na a C0 3 |
[10] |
|
Продолжение |
табл. 2 |
|||
Раст вори- |
Обычное коли чество молекул кристаллизацион ной воды |
|||
MOCTIз без- |
||||
вод ю го |
||||
г/100 |
• воды |
|||
П1эи |
||||
20° С |
100° С |
|||
|
|
|||
1,11 |
52,5 |
|
5; |
10 |
5 |
30 |
|
10 |
|
|
( 4 1 - |
|
|
|
|
80° С) |
|
|
|
>30 |
|
|
|
|
выше |
|
|
|
|
35° С |
|
|
|
|
14 |
94 |
|
12 |
|
14 |
32,5 |
|
6 |
|
111 |
155 |
|
1,5; |
2 |
Р |
Р |
|
7; |
10 |
* Некоторые вещества |
;;ля удобства |
разыскания |
приведены повторно под |
различными н<азвани;1ми — соответ- |
ственно существующим в |
пр оизводственном |
обиходе |
(бура и натрий тетраборат, |
поташ и кали "i карб энат). |
При воздействии щелочных растворов с высоким рН на за грязнения, содержащие в своем составе жирные кислоты (олеи новую, стеариновую, пальмитиновую и т. п.), происходит омы ление последних — образование солей жирных кислот, раствори мых в воде либо переходящих в коллоидное состояние, что спо собствует их удалению.
Воздействие щелочных растворов на неомыляемые масла, например продукты нефтепереработки — минеральные масла, вазелины, обусловлено в значительной степени способностью щелочей понижать поверхностное натяжение, способствуя тем самым диспергированию частиц загрязнений, одновременно раз мягченных за счет повышенной температуры применяемых рас творов.
Интенсификация очистки от жировых загрязнений с по мощью щелочных растворов путем повышения концентрации щелочи в последних нецелесообразна как экономически, так и вследствие возможного коррозионного влияния щелочи.
Для каждого металла и сплава существует предельная сте пень допустимой щелочности очищающего состава. При очистке поверхности черных металлов и сплавов можно применять рас
творы |
с рН 13—14. При рН выше 10 повреждается поверхность |
цинка |
и алюминия. На поверхности олова при р Н > 1 1 образу |
ются узоры и местное растравливание. Медь и ее сплавы при рН 12 и выше окрашиваются. Кремнистые чугуны травятся при р Н > 1 3 .
Типичным для последних лет является переход от примене ния едких щелочей (КОН, NaOH), как основного источника
ионов ОН" |
в растворах для |
очистки, к |
более широкому ис |
|
пользованию |
гидролизующихся |
щелочных |
солей |
(карбонатов, |
силикатов, фосфатов, полифосфатов и т. |
п.), что |
обусловлено |
появившейся возможностью достижения высоких моющих свойств за счет введения добавок ПАВ.
Основные компоненты |
щелочных |
водных |
растворов |
А. |
Соли и щелочи |
|
|
Соответственно рассмотренному выше |
механизму |
процессов |
и характеру действия щелочных растворов на различные за грязнения основными компонентами этих растворов являются водорастворимые щелочи: едкий натр, едкое кали или щелочные соли слабых кислот, легко гидролизующихся в водной среде (карбонаты, силикаты, фосфаты)—табл. 2.
Их свойства подробно освещены в литературе {27], [28].
В связи с достаточной известностью большинства из них бо лее подробно здесь они не рассматриваются.
Отметим лишь некоторые более новые, с точки зрения их применения для очистки, вещества. К ним относятся, в первую
15