堿液除油的作用機(jī)理
發(fā)布時間:2014-02-20 15:21
堿液除油方法的應(yīng)用，可以追溯到民間利用堿（如含堿性的植物灰水和茶子麩煮的水）浸洗廚房用具及衣物的油漬及污物。在工業(yè)上最早用在各種材料及零件清洗上，是電鍍或金屬表面處理除油普遍采用的工序。堿液除油就是借助堿液的化學(xué)作用，清除工件表面的油脂及污物，達(dá)到凈化工件表面的目的。這種方法適用于鋼鐵和-一些不受堿腐蝕的金屬如鎳、銅等。
由于堿液材料價格較低，安全，操作及使用簡便，設(shè)備較簡單易造，并便于管理，已得到廣泛應(yīng)用。但簡單的堿液除油法除油時間長，而且要加熱，脫脂的效果也不太理想，所以這種方法目前已被用做初級除油使用，對清潔度要求高的工件，堿液除油后還要進(jìn)一步處理。
近年來，在堿液除油的基礎(chǔ)上，增加一些促進(jìn)的措施，使這種較為傳統(tǒng)且應(yīng)用較廣的方法變成多種除油效率更高、質(zhì)量更好的方法。如電化學(xué)法，就是在堿液除油的基礎(chǔ)上增加了電流；用超聲波強(qiáng)化，提高除油速度；在堿液中添加表面活性劑及其他成分，成為當(dāng)前研發(fā)和應(yīng)用得最多的各種水基清洗劑。
堿液是由堿性化合物組成的，其中最主要的成分是堿，它是一種水溶液呈堿性的電解質(zhì)溶液，其反應(yīng)式為：NaOH=Na離子+OH離子。堿性鹽在水溶液中水解，生成堿性介質(zhì)，水解程度隨堿化合物濃度的降低和溶液溫度的升高而增加。
金屬表面的油脂與堿液中的堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成肥皂的過程稱為皂化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物硬質(zhì)酸鈉和甘油都溶于水，所以作用的結(jié)果油脂被除掉并溶入堿液中。但能發(fā)生以上皂化反應(yīng)作用的油脂必須是動植物油中的主要成分硬質(zhì)酸酯。礦物油是碳?xì)浠衔铮圆荒苡蒙鲜龇椒ǔ?，必須用乳化法，通過乳化作用清除。
當(dāng)?shù)V物油與乳化劑作用后，會變成很多微細(xì)的小油珠并分散在溶液中，形成兩種不相溶的液體混合物的乳濁液。乳化劑是一種表面活性劑，當(dāng)有油污的工件浸入有乳化劑的堿液中，乳化劑吸附在相應(yīng)的界面上，吸附在金屬表面與溶液界面之間的乳化劑，它的疏水基團(tuán)向著溶液，使金屬與溶液界面的張力降低，溶液對金屬表面的滲透作用增加，潤濕性增強(qiáng)。
因此溶液對工件表面油膜的排擠作用加強(qiáng)；同時吸附在溶液與油膜界面的乳化劑也使界面張力降低，增加了溶液與油膜間的表面積。在流體動力因素的作用下，油膜被破壞，分裂成細(xì)小的油珠，脫離工件表面轉(zhuǎn)到溶液中形成乳濁液，實現(xiàn)除油目的。
在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，由于油脂大多數(shù)屬于非皂化性的礦物油，而且單靠皂化作用除油的時間長，除油不，所以大部分的除油是靠乳化作用完成的，同時在乳化除油過程中都要采取加熱提高溫度和增加攪拌等措施，以便使乳化作用得更快、更好。
本文參考《金屬表面清洗技術(shù)》一書。
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