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

турбокомпрессоров; очистки топливных фильтров от продуктов полимеризации смол; очистки оптических линз от наклеечных смол; очистки многоканальных корпусных деталей от паст, абра­

пластмасс. Из всех хлорсодержащих растворителей он лучше всех переносится человеческим организмом (ПДК-1,9 г/м3 ).

ТХЭтан применим при всех способах очистки (протиркой, по­ гружением, струйно, щетками с ультразвуком).

Регенерацию ТХЭтана проводят, когда содержание загряз­

В[87] предусматривается применение в качестве стабилиза­ тора для 1,1,1-трихлорэтана добавки в 5—10% (по массе) али­ фатического мононитрата с количеством атомов углерода, мень­ ше пяти.

Вработе [88] состав для стабилизации 1,1,1-трихлорэтана со­

держит 1,3-диоксолан или 1,4-диоксан и С]—С7 -гидразин али­ фатического альдегида. Гидразином может быть NiN-диметил- гидразин ацетальдегида. Стабилизирующие составы содержат также нитрометан, окись бутилена, метилэтилкетон и н-про- панол.

Тетрахлорметан (четыреххлористый углерод «Тетра») обла­ дает высокой растворяющей способностью, но еще более склонен к разложению и более токсичен, чем ТХЭ. Вызывает сильную коррозию сплавов алюминия.

Фторуглеводороды

В последние годы хлорсодержащие углеводороды начинают в ряде случаев заменяться более эффективными фтор-хлорсодер- жащими углеводородными органическими растворителями, среди которых наиболее заметное применение получили вещества, из­ вестные у нас под общим торговым названием фреонов [89].

Фреоны

Фреоны, фтор или фтор-хлорзамещенные углеводороды полу­ чили широкое применение в холодильной технике и подробно освещены в литературе [89], вследствие чего здесь на более под­ робном их рассмотрении не останавливаемся.

Большинство фреонов при нормальной температуре и давле­ нии находится в состоянии газа.

В технике очистки используется несколько продуктов, сохра­ няющих жидкое состояние при обычной температуре. Основные характеристики их сведены в табл. 28.

Фреон-113 при температуре кипения (47,5° С) в присутствии ультразвуковых колебаний интенсивностью 1—1,5 Вт/см2 уда­ ляет за 1—5 мин консервирующие смазки, вязкие и жидкотекучие минеральные и растительные масла, эмульсолы, жировые загрязнения с абразивными частицами с поверхности черных и цветных металлов и сплавов [18].

Азеотропные смеси растворителей

Одним из прогрессивных направлений в подборе органиче­ ских растворителей для очистки является наблюдающийся в по­ следние годы переход от использования индивидуальных раство­ рителей к применению азеотропных смесей растворителей.

Азеотропными, как известно, называются смеси двух или бо­ лее жидкостей, нераздельно кипящих при постоянной темпера­ туре, отличающейся от температур кипения каждого из веществ, входящих в смесь [90].

Примеры азеотропных смесей приведены в табл. 29, 30.

В [91] предусматривается применение для очистки от поли­ мерных покровных или клеящих композиций азеотропных сме­ сей на основе смеси тетрахлордифторэтанов (симметричных, не­ симметричных и их смесей) с нитрометаном в различных соот­ ношениях. Растворяющая способность таких смесей выше, чем каждого из входящих в них компонентов.

В [92] рекомендуется применение для очистки и обезжирива­ ния двойных и тройных азеотропных смесей на основе тетрахлордифторэтана, содержащих в качестве второго компонента двойных систем уксусную или пропионовую кислоты, диоксан, монометиловый эфир, этиленгликоль, изопропил или н-пропил- ацетат. В тройные системы вторым компонентом входит 1,2-ди- хлорэтан, третьим — метанол, этанол или изопропанол. '

В [93] для очистки и обезжиривания предложен ряд азеотроп­ ных композиций, в том числе:

—бинарные азеотропные смеси тетрахлордифторэтана с ме­ танолом или н-бутанолом, изобутанолом или вторичным бутанолом;

—тройные азеотропные смеси тетрахлордифторэтана и трихлорэтилена с метанолом;

—тройные азеотропные смеси тетрахлордифторэтана и трихлорэтана с метанолом.

В тройных смесях (группы 2 и 3) метанол может быть заме­ нен этанолом либо изопропанолом.

84

Таблица 28

Основные характеристики фтор- и фтор-хлорсодержащих углеводородов, применяемых для очистки и обезжиривания

Таблица 29

Некоторые азеотропные смеси органических растворителей с водой (вода — компонент 1, органический растворитель — компонент 2)

85

87

Таблица 30

Некоторые азеотропные смеси органических растворителей (двухкомпонентные)

(фреон-113)

88

Продолжение табл. 30

(фреон-113)

89

В [94] для очистки от полярных и неполярных загрязнений рекомендуется кипящая при температуре 113—12ГС азеотропная смесь 2-этоксиэтанола с тетрахлорэтиленом при избытке последнего относительно азеотропа в 15—70% по весу.

Для тонкой очистки и обезжиривания, например печатных схем, в [95] предлагается использовать смеси симметричных и асимметричных тетрахлордифторэтанов с изобутиловым спир­ том и нитрометаном.

Для очистки печатных схем после пайки и различных метал­ лических деталей в качестве очищающих и обезжиривающих составов применяют азеотропные смеси трифтортрихлорэтана с метанолом (93:7 по массе), трифтортрихлорэтана с хлористым метиленом (50,5 : 49,5 по массе) [96].

Как известно, многие органические жидкости обладают вы- -сокой способностью растворять жиры и масла, совершенно не затрагивая металл, благодаря чему издавна используются для этой цели.

Вместе с тем, как известно, многим органическим раствори­ телям присущи серьезные недостатки — горючесть и низкая тем­ пература воспламенения паров, отсюда взрывоопасность и по­ жарная опасность, токсичность при вдыхании паров, повышен­ ная стоимость.

Отмеченные выше недостатки послужили основной причиной систематического сокращения объема применения органических растворителей и замены их более дешевыми, безвредными и без­ опасными водными растворами.

Однако полный отказ от применения органических раствори­ телей пока невозможен и нецелесообразен, так как в ряде слу­ чаев применение водных растворов недопустимо (при очистке точных механизмов без их разборки) либо не дает требуемого эффекта.

В связи с этим органические растворители и в настоящее зремя входят в число широко применяемых для очистки соста­ вов, но при этом преимущественно используется ограниченный круг этих веществ, число недостатков у которых минимально.

2.3. Эмульсионные составы

Растворы для мойки, очистки и обезжиривания, сочетающие •основные достоинства водных растворов и органических раство­ рителей и свободные от ряда их недостатков, составляют на ос­ нове двухфазных смесей, состоящих из водной и неводной фазы — эмульсий, образованных диспергированием некоторых органи­ ческих растворителей (обычно углеводородов) в воде [97], [98].

30

Эмульсии применяются для удаления загрязнений, которые трудно удаляются одними лишь водными растворами или только органическими растворителями.

При обработке эмульсионным составом одновременно может происходить как растворение загрязнений, так и их эмульгиро­ вание, что повышает эффективность операции. Эмульгирование облегчается снижением вязкости масляных пленок при их рас­ творении органическим растворителем.

Присутствие ПАВ одновременно в двух фазах — водной и в органическом растворителе — ускоряет и улучшает смачивание очищаемых поверхностей и перевод загрязнений с поверхности в раствор.

Образование вокруг капель эмульсии стабилизирующих ад­ сорбционных оболочек эмульгатора препятствует возврату за­ грязнений на отмытую от них поверхность.

Специфичной для эмульсионных составов является их низ­ кая щелочность, приближающая практически рН растворов к нейтральному, что делает их пригодными для очистки разнород­ ных металлов (превращает в универсальные).

Эмульсионные составы хорошо удаляют непрочносцепленные загрязнения.

Удаление уплотненных минеральных масел, осмоленных жи­ ров проходит неудовлетворительно. В таких случаях моющее действие эмульсий может быть усилено добавками щелочных солей.

При составлении эмульсионных составов на основе мылоподобных эмульгаторов, например триэтаноламинолеата или стеарата, необходимо предварительно снизить жесткость воды фос­ фатными добавками.

Если эмульгатором служат неионогенные ПАВ, то подобное умягчение необязательно. Эмульсии на основе неионогенных ПАВ более стойки при изменении ОН среды и температуры, чем на основе мыл.

2.3.1.Основные компоненты эмульсионных составов

Вкачестве органических растворителей в эмульсионных со­ ставах используются обычно либо хлоруглеводороды (трихлор­ этилен) либо алифатические углеводороды.

Из эмульгаторов наиболее часто применяются анионактив­ ные ПАВ алкиларилсульфонаты, алксилсульфонаты, неиногенные полиоксиэтиленовые ПАВ.

Компонентами щелочного характера в эмульсионных раство­ рах обычно служат фосфаты щелочных металлов (Na3PO,!), мыла, щелочные амины, силикат натрия. Реже применяется углекислый натрий. Практически не применяются едкие щелочи.

91

2.3.2. Составына основе хлоруглеводородов и воды

Типичным для водных эмульсий типа «вода в масле» на ос­ нове хлоруглеводородов может считаться состав [99], содержа­ щий 20—80% по массе трихлорэтилена, 19—79% по массе воды, 0,5—15% ПАВ (оксиэтиленфосфата алкилфенола, содержащего 2—12 молекул окиси этилена и 6—18 атомов С в алкилфеноле) и 0,5—8% кислой соли, производной ангидридов или алкенилянтарных кислот.

Эмульсионный моющий раствор для струйной очистки со­

При струйной обработке содержание трихлорэтилена реко­ мендуется в пределах 10%, tp36 = 20—35°С; Р=1 — 1,5 кгс/см2 ; т=1,5—2,5 мин. Моющая способность 95—99%.

Универсальный эмульсионный состав содержит (мл):

Композиция обладает лучшей моющей способностью и мень­ шей токсичностью.

2.3.3. Составы на основе алифатических углеводородов и воды (табл. 31)

Эмульсии из алифатических углеводородов и воды, в отличие от хлоруглеводородно-водных эмульсий, предназначены для очистки крупных деталей от значительного количества загрязне­ ний (предварительная очистка) перед финишной тщательной очисткой (в гальванотехнике), в поточных линиях при струйной очистке больших партий от грубых загрязнений.

92