книги из ГПНТБ / Лисовская Э.П. Физико-химические методы очистки поверхности деталей и изделий в судостроении обзор

плексообразователь или неорганический щелочной носитель, ко­

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—

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

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

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

появившейся возможностью достижения высоких моющих свойств за счет введения добавок ПАВ.

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

очередь, сложные (конденсированные) фосфаты щелочных ме­ таллов.

Фосфаты. Одним из важных компонентов моющих средств являются вещества, назначение которых снижать жесткость во­ ды. Для этой цели используют фосфаты (табл. 3).

Таблица 3

Свойства натриевых фосфатов, применяемых в процессах мойки и очистки

Щелочные фосфаты обладают высокой диспергирующей спо­ собностью по отношению к жировым загрязнениям, а также хо­ рошей эмульгирующей способностью.

Щелочные фосфаты являются важным компонентом легко работающих щелочных растворов для очистки легких металлов.

В связи с тем, что фосфаты, попадая в сточные воды, спо­ собствуют зарастанию водоемов, их заменяют в моющих соста­ вах другими веществами, связывающими ионы щелочноземель­ ных и тяжелых металлов. В частности, такими заменителями

16

могут служить ЭДТА, трилон-Б, натриевая соль НТА, аминосульфонаты.

По [29] предложено заменять фосфаты в моющих составах добавкой, обладающей такой же комплексообразующей способ­ ностью, но не загрязняющей сточные воды благодаря своей хи­ мической разложимости.

Для получения такой добавки органические водораствори­ мые ПАВ смешивают с водорастворимым карбоксилсодержащим полисахаридом, усиливающим его моющую способность. При этом применяется карбоксилсодержащий полисахарид, в котором атомы водорода гидроксильных групп глюкозы заме­ щены полностью или частично радикалами, имеющими одну или несколько карбоксильных групп, иногда нейтрализованных.

Фосфаты наиболее интенсифицируют обезжиривающее дей­

Подобная очистка, сокращая число операций, благоприят­ ствует снижению пористости и толщины образующегося осадка.

Силикаты. Щелочные силикаты, в первую очередь, метасиликат натрия (табл. 4) характеризуются низкой коррозионной аг­ рессивностью и высокими пептизирующими и эмульгирующими свойствами.