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低泡除油(You)粉的研究
摘[Zhai]要[Yao]：本文通過對低泡的(De)表面活性劑進行篩選，選擇合[He]适的表[Biao]面活性劑配(Pei)制低泡除油粉，該除油粉(Fen)的工作液濃[Nong]度為50g/L，清洗溫度為45-55℃，清洗[Xi]時間為6-10min，除油率高達99%。
1 前言
在電鍍前處理[Li]的除油工藝中，因攪拌或鼓氣産生大量的泡[Pao]沫會幹擾到清[Qing]洗效(Xiao)果，如過量泡沫升起[Qi]會導[Dao]緻工作(Zuo)液的溢(Yi)出，不僅會造成物(Wu)料浪費，提高(Gao)了清洗成本，還可能在清洗原料表面[Mian]上産生污漬(Zi)，給生産帶來操作不(Bu)便。過多的泡沫将阻[Zu]礙油污的沖洗[Xi]以及減緩污垢的沉澱和分離，排放除油劑時[Shi]由于泡沫過多也會加重環境污染[1-2] 。此外，在[Zai]電解除油工藝中[Zhong]，過多的泡沫阻[Zu]礙了電極兩[Liang]端[Duan]氫氣和氧(Yang)氣的溢出，會導緻爆(Bao)鳴，甚至爆(Bao)炸，存(Cun)在安全隐患[3]。因此在保證除油(You)劑的除油[You]效果的前提下，除油劑起泡能力應盡(Jin)量低些。
目前實現除油(You)劑低泡沫(Mo)的(De)方(Fang)法，主要是在清洗劑中添加消(Xiao)泡(Pao)劑，或者選用(Yong)低泡(Pao)的表面活性劑。經研究，外加消泡(Pao)劑的效果并不能顯(Xian)著的減少泡沫達(Da)到低泡的要求，因此，篩選合适的低(Di)泡表面活(Huo)性劑成為重中之(Zhi)重。
常用(Yong)的低泡表面[Mian]活性劑大緻分為四類：一是EO/PO嵌段(Duan)聚醚類，其中，聚氧乙(Yi)烯基(Ji)-O(CH2CH2O)nH為親水基團，聚氧丙烯基[Ji]-O(CHCH3CH2O)nH為親油基(Ji)，這種親油親水混[Hun]合結構一方(Fang)面在水溶液裡面更易形成膠束，從而[Er]表[Biao]面張力較大，另外這(Zhe)種親水親油基(Ji)團交錯混合排(Pai)列，空間相(Xiang)互阻[Zu]礙并形成大量[Liang]液膜[Mo]之間的空隙[Xi]，減弱了液膜[Mo]的強度，最終所形成的泡沫膜壁更容(Rong)易破裂[Lie]，從而具有低泡特性[4]。二是(Shi)異辛(Xin)醇及(Ji)其衍生物[Wu]磷酸酯鹽類，異辛醇(Chun)衍生(Sheng)的表面活性劑本身具有低泡沫的[De]效果，在異辛醇(Chun)分子式中(Zhong)引入磷酸酯的結構，會提高産物的表面張力，進一[Yi]步降低産品[Pin]的泡沫[5]。三是嵌段聚醚改性有機(Ji)矽類，單獨的有機矽結構并不[Bu]具有低泡和消[Xiao]泡的效果[Guo]，常用的有機[Ji]矽消泡[Pao]劑隻[Zhi]是利用了有機矽表面活性劑在泡沫表面具有快速鋪展的作用，隻有輔以[Yi]疏水性的[De]白炭黑方可起[Qi]到破泡和消泡(Pao)的效(Xiao)果。将有機[Ji]矽[Xi]結構[Gou]中的甲基以聚醚取代(Dai)，進一步[Bu]提高表面張(Zhang)力可以有效的減少(Shao)有機矽表面活性劑的泡(Pao)沫[6]。四是乙氧基(Ji)化脂肪酸甲酯[Zhi]及其衍[Yan]生物類，脂肪(Fang)酸甲酯乙氧[Yang]基[Ji]化物屬于聚醚酯類化合物，它繼承[Cheng]了聚醚酯類表[Biao]面[Mian]活性劑易于(Yu)分散[San]、表面活性高、抑(Yi)泡[Pao]消泡能[Neng]力[Li]強等優點，而(Er)且乙氧基化[Hua]後化親水性進一[Yi]步提高，削[Xue]弱了[Le]原來[Lai]聚氧乙烯鍊[Lian]與水分子間的氫[Qing]鍵，降低了泡沫膜層的強度，使泡沫更容(Rong)易破[Po]裂[7]。
本文通過對各種(Zhong)低泡表面(Mian)活性劑進行研究，篩(Shai)選出合(He)适的低泡表(Biao)面活性劑，配[Pei]制高效的低泡除油粉，符合實際生産需求[Qiu]。
2 低泡[Pao]除油[You]粉的配制
2.1 單組[Zu]分表面活性劑(Ji)的消[Xiao]泡性[Xing]
将各種(Zhong)表面活性劑配制成1.0g/L的溶液，分别測試(Shi)消泡性，消泡性如表[Biao]1所示。
表1 表面活性(Xing)劑的消[Xiao]泡性
編号 | 組分 | 泡沫高度（10min） |
1 | EH-9 | 2.3cm |
2 | AEO-9 | 9.4 |
3 | NP-10 | 8.7 |
4 | LAS | 4.5 |
5 | 6501 | 3.3 |
6 | 聚醚(Mi)2010 | 0 |
7 | 聚醚2020 | 0 |
8 | 三(San)乙皂 | 0 |
9 | JFC-8 | 1.5 |
10 | JFC-15 | 3.0 |
11 | APG0810 | 10.1 |
12 | APG0814 | 11.1 |
13 | AOS | 13.7 |
14 | OEP-70 | 0.9 |
15 | 聚醚L-61 | 0 |
16 | OX-301 | 0 |
17 | 1007 | 0.8 |
18 | AE50 | 0.9 |
由表[Biao]1可知，泡沫較少的表面活(Huo)性劑有EH-9、聚醚類、三乙皂、JFC、OEP-70、OX-301、1007 和AE50。而[Er]聚醚類幾乎(Hu)無乳化性能，JFC屬于滲透劑，也無(Wu)明顯乳(Ru)化作用[Yong]，可(Ke)選擇的低[Di]泡表面(Mian)活(Huo)性劑主要是EH-9、OEP-70、OX-301、1007和AE50。
2.2 配制低泡[Pao]除油粉
将上述(Shu)5種表(Biao)面活性劑[Ji]兩[Liang]兩複配，濃度[Du]均為[Wei]1.0g/L，測表面活性(Xing)劑(Ji)的除油率，如表2所示(Shi)。
表(Biao)2 表(Biao)面活性劑(Ji)的除(Chu)油率
編号 | 配方 | 50℃下現象 | 60℃除油(You)率(Lü) |
1 | EH-9+ OEP-70 | 澄清 | 30.60 |
2 | EH-9+ OX-301 | 澄清[Qing] | 42.13 |
3 | EH-9+1007 | 澄清 | 24.41 |
4 | EH-9+ AE50 | 較渾濁[Zhuo] | 78.62 |
5 | OEP-70+ OX-301 | 澄清(Qing) | 24.02 |
6 | OEP-70+1007 | 澄清 | 19.59 |
7 | OEP-70+ AE50 | 很渾濁 | 52.88 |
8 | OX-301+1007 | 澄清，有點[Dian]泛白 | 90.0 |
9 | OX-301+ AE50 | 渾濁 | 47.44 |
10 | 1007+ AE50 | 略渾濁 | 71.82 |
由表2可[Ke]知，AE50的濁點(Dian)較低，與AE50複配之後的[De]組分，濁點都低于50℃。且三組分複(Fu)配之後，濁點(Dian)下降更明顯(Xian)。實驗[Yan]證明，EH-9、OX-301和1007複配後，濁點(Dian)隻有30℃左右；EH-9、1007和AE50複(Fu)配之(Zhi)後，濁點也隻有[You]30℃左右；OEP-70、OX-301和1007複配後，濁點也隻有30℃左右；而EH-9、OEP-70和OX-301複配的(De)濁點較高，在58℃左右。說明OX-301和[He]1007不适合一[Yi]起與其他表面(Mian)活性劑複配，而(Er)AE50的濁點較低。因此較(Jiao)适(Shi)宜的複配方式[Shi]為EH-9、OEP-70和OX-301的複配。
按(An)此(Ci)複配方式，将基[Ji]礎除(Chu)油粉配方中的表面(Mian)活性劑組分替(Ti)換，測試除油(You)性能(Neng)如表3所[Suo]示。
表3 低(Di)泡除油粉除油率
編号 | 清洗條件 | 溫度 | 60℃除油率[Lü] |
1 | 50g/L，6min | 30℃ | 99.76% |
2 | 40℃ | 99.69% | |
3 | 50℃ | 99.44% | |
4 | 60℃ | 99.34% |
工件除油的除油率如表4所示。
表(Biao)4 低泡除油粉對工件的除[Chu]油率
編号 | 清洗條件 | 工件[Jian]類型(Xing) | 除油率[Lü] |
1 | 50g/L，6min，50℃ | 齒輪 | 98.45% |
2 | 圓環 | 97.36% | |
3 | 其(Qi)他 | 95.61% | |
4 | 空心圓柱 | 98.88% |
由表3和(He)表4可知，該低泡[Pao]除油粉對試片的除油效[Xiao]果較好(Hao)，但對工[Gong]件的除油效果明顯降低，因此[Ci]需要對該[Gai]除油粉(Fen)進行改[Gai]進。通過調整表面活(Huo)性劑的用量實現，改進的後的低泡除油粉記(Ji)作MP0。
3. 低泡除油粉[Fen]MP0的綜合性能測試
低[Di]泡除油粉MP0的清[Qing]洗條(Tiao)件為：工作液濃度50g/L，清洗溫度45-55℃，清洗時間6-10min。該(Gai)除油粉的除油性能如表5所[Suo]示。
表5 MP0對工件的除[Chu]油率
編号 | 清洗條件 | 工件(Jian)類型 | 除油(You)率 |
1 | 50g/L，8min，50℃ | 齒輪 | 99.05% |
2 | 圓環(Huan) | 99.55% | |
3 | 其他 | 99.24% | |
4 | 空心圓柱 | 99.16% |
參照[Zhao]JB/T 4323.2-1999（水基金屬清洗劑 試[Shi]驗(Yan)方法）對MP0進行性能測試，測試性能如(Ru)下表4所示。
表4 MP0的綜合性能
性能 | MP0 |
外觀(Guan) | 白色或灰白色粉末 |
pH值 | 13.08（50g/L） |
除油率[Lü] | 大于99% |
泡沫高度（10min） | 0.8cm |
自來(Lai)水中穩定性 | 無沉澱 |
防鏽性 | 無鏽(Xiu)蝕，合格 |
腐蝕性 | 無腐蝕，合(He)格 |
漂洗性 | 無(Wu)清洗劑殘留[Liu]，合(He)格 |
水不溶[Rong]物 | 常[Chang]溫下全(Quan)溶 |
4. 總結
通過以上研究，可以得出結(Jie)論[Lun]：低泡除油粉MP0是一款性能優良(Liang)的低泡除油産品(Pin)，其最佳使用條件為:濃(Nong)度50g/L，溫度50℃，清洗時[Shi]間為8min。在此條(Tiao)件下，除油率高達(Da)99%。