工業(yè)清洗劑的作用原理

工業(yè)清洗劑隨著(zhù)我國工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，在各類(lèi)工業(yè)清洗工程中發(fā)揮著(zhù)非常重要的作用，工業(yè)清洗劑也從過(guò)去粗放式的、高污染的增長(cháng)，進(jìn)入精細、講究環(huán)保高效的時(shí)期。那么工業(yè)清洗劑是如何在清洗各類(lèi)污垢中發(fā)揮作用的呢？下面我們要先來(lái)了解污垢的幾種分類(lèi)。

一、污垢按是否可溶分類(lèi)

（1）可溶性污垢

1、可溶性無(wú)機污垢。對于這類(lèi)污垢可以用水進(jìn)行溶解或軟化、剝離，將污垢去除。例如，某些可溶于水的鹽或灰塵等，可用水進(jìn)行溶解或沖刷去除。

2、可溶性油類(lèi)污垢?？捎糜袡C溶劑（醇、酮、醚或汽油、柴油等）對一些油類(lèi)污垢進(jìn)行溶解去除。例如一些植物油或合成有機物的污跡屬于此類(lèi)污垢。

（2）不溶性污垢

1、不溶無(wú)機污垢。對某些堅硬的無(wú)機鹽固體沉淀污垢，例如鍋爐內壁不溶于水的水垢（CaCO₃、MgCO₃）等，可以用鹽酸水溶液將其溶解去除（當然在除垢處理時(shí)需考慮防止鍋爐基體受到腐蝕，要用緩蝕劑）。鹽酸去除水垢CaCO₃的化學(xué)式如下所示。

CaCO₃+2HCL→CaCL₂+CO₂ ↑+H₂O

2、不溶性有機污垢。許多工業(yè)污垢可溶解于有機溶劑，但有機溶劑（如苯或丙酮等）易于揮發(fā)并污染環(huán)境、影響操作者的健康，同時(shí)有機溶劑的成本相對較高，所以往往用水基清洗劑對一些有機污垢進(jìn)行去除。水基清洗劑包含有清洗主劑或助劑等組分。肥皂或洗滌劑可以認為是常用的民用水基清洗劑。

二、水基清洗劑除油污的原理

用水基清洗劑清除不溶性油污的原理如下。清洗劑中的主要成分是表面活性劑，表面活性劑是能夠大大降低溶液表面張力的物質(zhì)，其物質(zhì)結構的特點(diǎn)是具有雙親性（既含有極性的親水基團，又含有親油性的非極性基團），如C₁₇H₅COO^-Na⁺ 中的—COO^- 是極性（親水）基團，C₁₇H₅ —是非極性（親油）基團。此類(lèi)物質(zhì)可以用“火柴”形象地描述其結構特征。—0，其直線(xiàn)表示非極性基團，圓環(huán)表示極性基團。表面活性劑在水中的分散情況如圖1.1所示。

圖1.1 表面活性劑在水中的分散情況

由于其非極性基團受到溶劑（極性的水分子）的排斥，所以在其濃度很低時(shí)就會(huì )相對整齊地布滿(mǎn)水的表面，其深度繼續增加時(shí)，才會(huì )分散在水溶液之中，形成膠束。如圖1.2和圖1.3所示。

排布在水溶液表面的表面活性劑分子使得水溶液的表面張力大大地降低，這對于剝離油污、使其脫離基體表面至關(guān)重要。水體中的膠束對油污還具有“增溶”作用，如圖1.3所示。

圖1.4解釋了表面活性劑在清洗固體表面油污的作用原理。水平直線(xiàn)之下（A）為固相基體，圓弧內（B）表面附著(zhù)在基體表面的油污，圓弧上方（C）表示水溶液。

圖1.4 液體在固體表面潤濕狀態(tài)示意圖

σA-B表示基體（A）與油污（B）之間的界面張力，σA-C表示基體（A）與水溶液（C）之間的界面張力，σB-C表示油污（B）與水溶液（C）之間的界面張力

設三個(gè)界面張力平衡于0點(diǎn)，則有σA-B=σA-C+σB-C^cosθ .

θ角越小[如圖1.4（a）]，則油污越趨于鋪展，油污與基體的結合面越大、結合得也越牢，越不容易清除，當θ角趨于0⁰ 時(shí)，稱(chēng)為全鋪展，油污附著(zhù)最牢。

θ角大于90⁰ 時(shí)，稱(chēng)為非鋪展狀態(tài)，油污與基體的結合力較小，θ角越接近180度，污垢就越容易被清除。

對于特定的基體和油污而言，σA-B是相對固定的，σB-C^cosθ 一項受影響也相對較小，而σA-C受溶液（C）的物質(zhì)變化影響較大。當向水溶液中加入表面活性劑，可以大大降低σA-C。從式（1.1）可以看出，降低σA-C有利于增加θ角，有利于油污的去除。清洗劑有助于去除油污就是因為其中含有表面活性劑，可大大降低σA-C，利于去污。當然化學(xué)清洗劑中除含有表面活性劑之外還含有一些助劑。