金属清洗剂功能原理基础知识共15页

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污垢与底物的结合
▪ 机械结合力 ▪ 分子间作用力粘附 ▪ 化学键力吸附 ▪ 静电结合力
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去污过程
▪ 洗涤剂溶液对被洗基质和污垢润湿及对二者界面之间的渗透; ▪ 清洗剂中的表面活性剂使油污垢乳化、增溶、分散，使得污
垢与固体表面分离，并分散或乳化于洗涤介质中（通常是水 ）; ▪ 防止已被乳化的油性污垢和已分散的固体污垢重新再沉积于 基质表面。洗涤过程是一个可逆过程，分散和悬浮于介质中 的污垢也有可能重新沉积于固体表面，这一过程称为污垢再 沉积作用。
疏水基 亲水基
－
阴离子型
结构模型
疏水基 亲水基
＋
阳离子型
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表面活性剂的分类
表面活性剂的分类方法很多，最常用的是根据亲水基的类型 来分。视表面活性剂溶于水后是否电离以及电离后亲水基所带电 荷的符号，可将表面活性剂分为阴离子、阳离子、两性离子和非 离子
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清洗剂用助剂
清洗剂是一种多组分的混合 体系，其中最重要的活性组分是 表面活性剂，但是仅有表面活性 剂往往是不够的，为了改善清洗 效果，充分发挥表面活性剂的清 洗力，还需要加入各种助剂，如 助洗剂、缓蚀剂、助溶剂、消泡 剂、稳定剂等
去污过程示意图
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吸附
卷离
乳化分散
基质·污垢 ＋洗涤剂·溶剂 基质·洗涤剂·溶剂＋水 基质·水 加热
基质·洗涤剂·溶剂 ＋ 污垢·洗涤剂·溶剂 基质·水＋洗涤剂·溶剂·水 基质＋水
表面活性剂
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表面活性剂是一种具有双亲结构的特殊分子，具有界 面吸附、定向排列、生成胶束等特性，从而可显著改变界 面的性质，使得表面活性剂具有洗涤、润湿、渗透、分散 、乳化、增溶、起泡、稳泡、柔软、抗静电、抗腐蚀、杀 菌等功能特性。
金属加工清洗剂的种类
水基清洗剂
清洗性能好，去污力强，不仅能消除金属表面的油污，同时也能清洗 手汗、无机盐等污垢，此外它有不易燃，无毒，使用安全，以及良好的 缓蚀防腐能力，还可以节约能源，减少环境污染，适用于机械化自动清 洗。
溶剂基清洗剂
可分为石油溶剂清洗剂和氯化烃溶剂清洗剂。石油溶剂的主要成分是 汽油、煤油或柴油等，它们有很强的去污能力，很容易洗净金属表面的 污垢。但是它易燃、易挥发，对人体的中枢有较强的刺激性，长期接触 会引起神经衰弱，皮肤干裂等疾病。氯化烃溶剂清洗剂的主要成分是三 氯乙烯、三氯三氟乙烷或四氯化碳等，清洗能力极强，很容易清洗金属 表面的油性污垢，但是这类溶剂的毒性大，对人体有害，通常用于密闭 清洗。
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生成难溶的络合物覆盖膜
注意：某些缓蚀剂当用量不足时，不仅不能缓蚀，反而加速腐蚀。因 为此时不能使金属全部钝化，于是腐蚀便集中于这些尚未钝化的区域内 ，并且由于钝化区可作阴极，而阴极面积大增，造成小阳极对大阴极， 此时阳极区电流密度增大，磨蚀剧烈发生，引起严重深度腐蚀。这类缓 蚀剂多为阳极缓蚀剂，如NaNO2、Na2CrO4、Na2MoO4等，又称为“危 险性缓蚀剂”。
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助洗剂作用
▪ 降低水中的钙镁离子的浓度 ▪ 稳定洗涤液的PH值 ▪ 对污垢起分散作用 ▪ 与表面活性剂有协同效应
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缓蚀剂作用机理
生成致密的氧化膜 生成难溶的盐类保护膜
注意：介质中氧气的存在对缓蚀剂的加强作用，如苯甲酸钠，有氧时 生成不溶性的三价铁盐，可以保护金属，如果没有氧时则生成二价可溶 性铁盐。
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污垢的种类
金属加工过程中，金属表面粘附的 污垢多种多样，根据污垢的物理形态 ，可以简单地分为液体污垢和固体污 垢两大类。液体污垢包括一般的动、 植物油脂及矿物油等。固体污垢主要 包括水垢、铁锈、炭wk.baidu.com、积炭、灰尘 和泥土等，而且这些污垢常常不是单 独存在的，很多情况是相互交错在一 起形成的混合污垢。
碱性或酸性清洗剂
主要成分是氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠或磷酸钠等，通常应用于清洗 黑色金属表面轻度油污和无机盐等污垢。
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去污机理
清洗过程是一种化学、电性及物理的错综复杂的过程。清洗过 程不但与所用的清洗剂、助洗剂的结构、性质、含量、组成有关， 而且也与基质的材料结构、表面状态以及粘附污物的来源、成分和 性质有关。同时还受到清洗的条件（温度、机械作用）等诸因素的 影响。总而言之，清洗过程是清洗剂、污物及金属表面多相界面间 的反应过程。关于清洗的理论尚未彻底弄清。
水基金属清洗剂的基本组成
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组成 表面活性剂
助洗剂
缓蚀剂
助溶剂 消泡剂 抗再沉积剂 乳化剂
主要成分
阴离子型 非离子型 无机类 有机类 羧酸盐类 磺酸盐类 有机胺类杂环化合物 其他 甲醇、乙醇、丁醇、尿素、烷基苯磺酸钠等 硅油、Span20、Span80等 羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、三乙醇胺、烷基醇酰胺等 单硬脂酸甘油脂、Span系列、脂肪醇聚氧乙烯醚等
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金属加工清洗剂的作用
金属制品的生产、使用和维修过程中，需要清洗附 着在其表面上的各种污物（如加工过程中的金属屑、切 削液、磨料和各种油脂、灰尘及酸、碱、盐等电解质和 手汗，摩擦磨损产物和锈蚀产物等），并得到一定的清 洁度，以保障加工工序的顺利进行，防止锈蚀和磨损， 保证表面质量。
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