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: 109
Скачиваний: 0
Эмульгирующая способность различных ПАВ (по вазелино вому маслу — концентрация 2 г/л) в водных растворах также различна, что видно из следующего:
|
Аммоний |
|
|
|
.Сумгаит- |
|
Алкил- |
ная соль |
ОП-7 |
Синтанол |
Сульфонол |
||
CKiiii |
||||||
сульфонат |
алкилсуль- |
ДС-10 |
НП-3 |
|||
|
сульфонол |
|||||
|
фатов |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
25,9 |
23,9 |
28,5 |
31,0 |
24,2 |
23,5 |
Существенно важной характеристикой ПАВ, обусловливаю щей возможность их использования в промышленных масшта бах, является их биологическая разложимость, т. е. возможность превращения их в нетоксичные, биологически безвредные ве щества при попадании со сточными водами в природные водое мы и водохранилища. Этому требованию удовлетворяют не все ПАВ. Получают заметное распространение в последние годы такие анионактивные и неионогенные ПАВ, как сульфонол НП-1, синтамид-5, синтанол ДС-10, характеризующиеся удов летворительной биологической разложимостью, что во многом способствует их преимущественному использованию в различ ных моющих составах.
В технике мойки, очистки и обезжиривания наиболее широ кое применение получили ПАВ двух классов (табл. 5) — анионактивные и неионогенные. ПАВ других классов — катионактивные и амфолитные (амфотерные) пока находят очень ог раниченное применение. Свойствам и природе ПАВ посвящена •обширная литература [37], [38], поэтому авторы ограничились характеристикой нескольких наиболее новых ПАВ.
Анионактивные ПАВ. Большинство анионактивных ПАВ — щелочные соли анионактивных кислот (длинноцепных алкилкарбоновых кислот или алкилсульфокислот).
Простейшими ПАВ этой группы являются мыла — соли стеа риновой, олеиновой, пальмитиновой кислот СН 3 (СН 3 ) „СОСЖа, диссоциирующие в водных растворах по схеме [СН3 (СН3 )п СОО]~ и Na+.
При соприкосновении с границей фаз масло—вода олеофильная часть СН 3 (СН 3 ) „ находится в масле, а гидрофильная СОО — в воде. Анионактивные ПАВ проявляют свое действие лишь в водных щелочных средах. В кислой среде из них выде ляется нерастворимая в воде кислота.
20
Таблица 5
Некоторые ПАВ, используемые в моющих и обезжиривающих растворах
Наименование |
группы |
|
Химическая природа |
|
или представителя |
|
|
||
|
|
|
||
|
|
Анионактивные ПАВ |
|
|
Алкилсульфаты |
первич |
Натриевые |
соли сульфоэфиров |
нормальных |
ные |
|
первичных высокомолекулярных жирных спир |
||
|
|
тов с серной кислотой. Полярная |
(сульфоэфир- |
|
|
|
ная) группа |
расположена на конце молекулы |
|
|
|
|
C „ H 2 n + 1 O S 0 3 N a , |
|
|
|
где п= 10—20 |
|
|
Алкилсульфаты вто ричные
Азолят А
д н е (ТУ 38-1-07-6—70)
Некали (ТУ 38-103-6—70)
«Прогресс» (ТУ 6-15-396—69)—за
рубежное название «Типол»
Сульфонаты (алкилсульфонаты) — ГОСТ 12390—66
Сульфонат — эмульга тор «Волгонат» (МРТУ 6-01-39—65)
Сульфоэфирная группа |
расположена внут |
ри молекулы (см. ниже |
«Прогресс») |
Смесь моно-, ди-, триалкилбензолсульфона- |
|
тов, получаемых из пентанамиленовой фракции |
|
нефтяного газового бензина. Часть имеет ко роткую алкильную цепь с числом атомов уг лерода п=5—7, часть — более длинные, раз ветвленные цепи с п=10—14
Алкилсульфонат — динатриевая соль моно эфира сульфоянтарной кислоты
ROOCCH — CH2 COONa I
S03 Na
Алкилнафталинсульфонаты (сульфонолы)
R - Г Y V s ° a M e
Вторичный алкилсульфат на основе альфаолефинов
Н
I
С Н 3 ( С Н 2 ) л - С - С Н з I
|
|
|
OSOs Na |
|
Алкилсульфонаты — натриевые соли |
алкил- |
|||
сульфокислот. |
Алифатические соединения, в |
|||
которых сульфогруппа |
непосредственно |
связа |
||
на |
с атомом |
углерода |
алкильной цепи. Об |
|
щая |
формула |
|
|
|
|
|
C„H 3 „ + 1 S03Na, |
|
|
где |
л=12 — 15 |
|
|
|
Продукт сульфохлорирования синтина с омылением образующегося сульфохлорида рас твором едкого натра
21
Наименование группы или представителя
Сульфонолы (ГОСТ 12389—66)
(алкиларилсульфонаты)
Сульфонол ДС-РАС (ТУ 38-7-52—69)
Сульфонол НП-1 (СТУ-108-1—60; ТУ 38-77—66)
Сульфонол НП-3 (ТУ 84-148—70, МРТУ 6-01-110—69)
Сульфонол сланцевый
Сульфонол хлорный, сульфонол сумгаитский (ГОСТ 12389—66)
Смачиватель |
НБ |
(ГОСТ 6867—67) |
|
Альфаполы
Продолжение табл. 5
Химическая природа
Продукты сульфирования в ядро алкилароматических углеводородов. Содержат аро матическое кольцо, водородные атомы кото рого замещены одной или несколькими алкильными группами, и в качестве сольватирующей группы — остаток серной кислоты. Об щая формула
С„Нп |
\ _ / |
S0 |
3 Na |
Н 2и+1" |
|
|
Алкнлбензолсульфонат. Продукт сульфиро вания природных алкилароматических угле водородов. Смесь натриевых солей алкнларилсульфокислот, содержащих 8—12 атомов уг лерода.
Имеет сильно разветвленную алкильную цепь
Додецилбензолсульфонат. Продукт алкилирования бензола тетрамерами пропилена с по следующим сульфированием алкилата. Харак теризуется сильно разветвленной цепью, со держащей «четвертичные» атомы углерода
Додецилбензолсульфонат, изготовленный из альфа-олефинов, получаемых при термическом крекинге твердого и мягкого парафинов, имеет прямую алкильную цепь с числом атомов уг лерода п =12
Алкнлбензолсульфонат, изготовленный из олефиновых углеводородов сланцевой смолы и бензола. Имеет алкильную цепь различной степени разветвленности
Алкнлбензолсульфонат, получаемый непре рывным фотохимическим хлорированием керо синовых фракций нефти. Имеет разветвленную алкильную цепь с я=12 — 15
Натриевая соль монобутилнафталинсульфокислоты [Ci4Hi5 S02 ONa]
Неионогенные ПАВ
Смесь полиэтиленгликолевых эфиров алкилфенолов, полученных на основе альфа-олефи нов. Общая формула
С п Н 2 „ + 1 С 0 Н 4 О ( C H i C H , 0 ) f f l Н
22
Наименование группы или представителя
Лльфапол-8
Альфапол-9
Продукт ОП-7 Продукт ОП-10 (ГОСТ 8433—57)
Синтамид-5 (ТУ 6-02-640—71)
Синтанолы
Синтанол ДЛ-9
Синтанол ДС-10 (ТУ 6-14-577—70)
Синтанол ДТ-7
Синтанол МЦ-10
Синтанолы ВН
Синтанол ВН-7
Продолжение табл. 5
Химическая природа
Полиоксиэтиленгликолевый эфир моноалкилфенолов, получаемых на основе альфа-оле- финов фракции с £К нп=90—140° С. Содержит восемь молей окиси этилена и алкильную цепь длиной 6—9 атомов углерода
Смесь оксиэтилированных полиэтиленгликолевых эфиров алкилфенолов. Получен на ос
нове |
фракции с fкнп= 120—165° С, ;i=8—10, |
тср |
= 9 |
Смесь оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов, получаемых на основе тетрамеров пропилена. Полиоксиэтиленовые эфиры алкил фенолов. Общая формула
/ \
| |RO ( С Н 2 С Н а О ) „ Н или R ( О С Н 3 С Н 2 ) „ ОН \ / .
или
R C e H n O ( C H 2 C H 2 0 ) m Н.
В ОП-7 число молей окиси этилена т в среднем равно 7, а в ОП-10 т = 10. Продукты ОП отличаются от альфаполов сильно развет вленными алкильными цепями
Полиэтиленгликолевый эфир моноэтаноламидов синтетических жирных кислот
RCONHCH 3 CH 3 0 (CH 3 CH:,0) m Н,
где R — углеводородный радикал Сю—Сю, т = 5
Оксиэтилированные синтетические жирные спирты RO(CH 2 CH 2 0)„H
Фракция спиртов Сю—Сю и девять молей окиси этилена
Фракция спиртов Сю—Cis и десять молей окиси этилена
Фракция спиртов Сю—Cia и семь молей окиси этилена
Фракция спиртов Си—Cis и десять молей окиси этилена
Полиэтиленгликолевые эфиры на основе синтетических жирных спиртов, выделенных из вторых неомыляемых
Семь молей окиси этилена и С?—Сю в алкильной цепи
23
Наименование группы или представителя
Синтанолы ВТ
Синтанол ВТ-15А Синтанол ВТ-15В Оксанолы
Оксанол КШ-9
Оксанол Л-7
Оксанол МЗ-11
Продолжение табл. 5
Химическая природа
Полиэтиленгликолевые эфиры на основе вторичных спиртов
С » " » я + 1 \ С Н 0 ( С Н я С Н я 0 ) | в Н
л + и ' = 1 0 — 1 5 , |
/п = 7 |
п+п'= 10—15, |
т = 7 , 7 |
Полиэтиленгликолевые эфнры на основе высших жирных спиртов, полученных из кашалотового жира
Узкая фракция спиртов и девять молей окиси этилена
Смесь полиэтиленгликолевых эфиров лаурилового спирта, содержащих семь молей окиси этилена
Широкая фракция спиртов, оксиэтилированная 11 молями окиси этилена
Наиболее широко используемые в моющих растворах синте тические ПАВ — это, в основном, представители группы алкилсульфатов — сульфированных эфиров спиртов жирного ряда, в которых атом серы связан с углеродом через кислород
НО
I |
II |
C - 0 - S - O H |
|
I |
II |
н |
о |
и алкиларилсульфонатов — сульфированных алкилароматических углеводородов и их солей, в которых атом серы непосред ственно связан с углеродом
Н О
III
-C - S - O H
I |
II |
н |
о |
Алкилсульфаты, сульфоэфиры, сукцинаты, алкилсульфонаты и алкиларилсульфонаты обладают высокой проникающе-смачи-
вающей |
способностью по |
отношению к |
плотным спекшимся |
жировым |
загрязнениям |
(маслам, жирам, воскам, парафи |
|
нам, стеаратам), содержащим различные |
минеральные и ме- |
||
24
таллические наполнители или пигменты (полировальные пасты, смазки и другие).
Алкилсульфонаты — анионактивные ПАВ относительно де шевые и особенно активные.
В зарубежной практике они широко используются под на
званием мерзолятов. Мерзоляты — натриевые |
соли сульфокис- |
лот углеводородов среднего состава (Си—С15) |
общей формулы |
C„H2 n + 1 S03Na с молекулярной массой (расчетно) около 300 (мерзолят МК-314).
Катионактивные ПАВ. Катионактивные ПАВ в большинстве длинноцепные производные углеводородов, имеющие частью мо лекулы основания, например производные аммония.
Примером может служить соединение СН 3 (СН 2 ) Л -NH3 -C1. Оно диссоциирует на катион [СН3 (СН2 ) „ • NH3 ]+ и анион С1~. На границе масло—вода олеофильная часть СН 3 (СН 2 )„ рас
полагается в масле, а гидрофильная N H 3 в воде. Катионактивные ПАВ проявляют свое действие в кислых
водных |
средах, |
а в щелочных — из них выделяется нераство |
|
римое |
в воде органическое основание. |
||
Не |
|
обладая |
достаточным моющим действием, катионактив |
ные ПАВ оказывают положительное влияние на такие показа тели моющего раствора, как маслоемкость, моющая способ ность после регенерации, пенообразующая способность.
Так, например, маслоемкость щелочного обезжиривающего раствора КМ-1 при концентрации 5 г/л составляла без добавки
алкамона ОС-2 |
10 г/л, а с добавкой 0,1 г/л ОС-2 — 50 г/л при |
равной степени |
обезжиривания (70%). |
Совместное применение анион- и катионактивных ПАВ, как правило, невозможно, так как образующиеся при их сочетании соединения обладают двумя гидрофобными концами и в воде нерастворимы, выпадая в коллоидальной форме или образуя суспензию.
Однако имеются и исключения из этого правила. Так, па тент [39] предлагает применять моющие составы, содержащие арилсульфамидоамины, их соли или смеси этих соединений, на пример, хлорид оксиэтил N-додецилбензол-сульфамидопропил- N-диметиламмония. Отмечается, что помимо свойств, присущих катионактивным детергентам, эти составы проявляют превос ходную совместимость с алкиларилсульфонатами и другими
анионактивными |
детергентами. |
|
|
Неионогенные |
ПАВ. Неионогенные |
ПАВ — обычно |
углеводо |
родные соединения с длинной цепью, |
обладающие растворимо |
||
стью в воде (табл. 6). |
|
|
|
Типичные примеры: карбоновые или алкилэфиры поли- |
|||
этиленоксида (СН3 (СН2 )„ С 6 Н 4 • О • СН2 (СН2 ОСН2 ),, |
СН2 ОН). |
||
Олеофильной частью является СН 3 (СН 2 ) П С 6 Н4, входящая на границе фаз в среду масла, а гидрофильной О • СН2 (СН2 ОСН2 ) п — —СНоОН, входящая в воду.
25