清洗剂分类及应用

概述【1】

清洗剂一般用于办公场所、公共场所、仓库和工业设施的常规清洗、消毒或杀菌。清洗剂的应用领域包括轻工、家居、餐厨、洗衣、工业、交通和其他行业，使用的基础化学品有表面活性剂、杀菌剂、增稠剂、填料、染料、酶、溶剂、缓蚀剂、螯合剂、香料、荧光增白剂、稳定剂、酸、碱、研磨剂等15类。

分类及应用【1】

1.家居清洗剂

家居清洗是对建筑物或工业设备进行清洁、维护，如地板、墙壁、家具、地毯、门窗、卫浴的清洁，石材、木板、金属和玻璃的表面清洗。该类清洗剂一般是指对于硬表面的清洁。

常用的家居清洗剂有除臭剂、空气清新剂、地板蜡、玻璃清洁剂、洗手液、清洁皂等，配方中含有邻苯基苯酚和邻苯基对氯苯酚或对特戊基苯酚的消毒杀菌剂应用面比较窄，主要用于医院和客房，可有效杀灭结核菌、葡萄球菌和沙门氏菌。

2.餐厨清洗剂

餐厨清洗是对公共厨房和餐厅的玻璃器皿、餐碟、餐具、锅具、烤架、烤箱的清洁，一般是机器洗涤，也有人工清洗。在餐厨清洗剂中，消费量的是自动清洗机用洗涤剂，以及配套的漂清助剂、杀菌剂和助干剂，其次是手洗清洗剂。与普通家用品相比，餐厨清洗剂往往具有更强的碱性，有时浓度也比较高。

3.轻工用清洗剂

食品和饮料行业使用清洗剂来洗涤食品、饮料、乳制品、肉类的包装瓶、生产设备、存储容器，以及刷洗牛圈、羊圈、挤奶设备等。
在生产奶制品、肉类、罐头、蛋品时，往往将酸性或碱性清洗剂和消毒剂以10:1的比例混合使用，而食品行业主要使用强碱性清洗剂，且常复配有含氯消毒剂。

4.交通行业使用的清洗剂

在交通行业，清洗剂主要用于轿车、卡车、公共汽车、火车、飞机、轮船等交通工具的内外部清洁，以及车辆零部件（如刹车系统、发动机、涡轮机等）的清洗，其中外表面的清洗类似于工业领域的金属清洗。

交通行业使用的清洁剂包括蜡和车体外表面清洁剂及风挡玻璃清洁剂。卡车和公用汽车的外表清洁剂可以是碱性的也可以是酸性的，但铝合金表面就只能用碱性产品。火车外表面清洁剂中一般含有有机酸、无机酸和表面活性剂。飞机用清洁剂也是一个重要的消费领域，飞机表面的清洁不仅能提高航空安全性，也能提高经济性，飞机用清洁剂一般有专用标准，需能清洗重垢，多由航空工业自行研发。

5.工业用清洗剂

金属表面、塑料表面、罐体、过滤器、油田设备、油脂层、粉尘、除漆、除蜡等需要进行工业清洗。金属表面刷涂油漆和涂料前必须洁净，以便达到更好的粘合效果。金属清洁往往需要除去其表面的润滑脂和切削液，因此多用溶剂型清洗剂。金属清洗对象按其大类分为两类，一是除锈，二是除油。除锈大多在酸性条件下进行，既可除去钢铁等金属表面上形成的氧化物层，也可除去沉淀在锅炉壁和蒸汽管上的金属不溶物以及其他腐蚀产物。除油在碱性条件下进行，主要除去油性污垢。

6.其他

在洗涤等其他领域也会用到清洗剂，如在洗衣店、宾馆、研究中心、饭店、医院中的纺织品的清洁，以及平板显示、光伏电池的清洗，泳池、洁净房间、工作室、储藏间等的清洁等。

作用机理【2】

工业清洗剂的除污机理

1.利用低表面张力除污机理

采用有低表面张力的清洗剂在被清洗物表面及其接触的界面上作用,把污垢清除,如图1所示。在被清洗的A和A、B层的界面上接触比A、B层的表面张力小的清洗剂时,会在A、B界面上浸透扩散,起剥离A、B层的作用。由于污垢的表面张力一般比30N/m大得多,如用较低表面张力的清洗剂就有从被清洗物A直接剥离污垢B的清洗功能。

图1为低表面张力清洗剂的污垢清洗机理

2.利用表面活性能乳化、分散与增溶的除污机理

水系清洗剂主要利用SAA的润湿、渗透、乳化、分散与增溶性能。污垢和工件间虽有粘结力,油水之间存在表面张力,但清洗剂的润湿渗透作用会降低粘结力,清洗剂的乳化作用会使油水交界处的表面张力降低,清洗剂的分散作用会使污垢中碳粉、灰尘,金属粉末分散成许多微粒,清洗剂的乳化增溶作用可有效阻止污垢分子再凝结,并不再沉积在工件表面上,如果再借助热力,机械搅拌与射流等便可以使污垢脱离工件表面而卷离到清液中,达到除去污垢的目的。
表面活性能去除油性污垢的机理见图2。

图2为表面活性系清洗剂清洗机理

3.利用化学反应的溶解分离的除污机理

（1）无机酸

无机酸如盐酸、硝酸电离出大量的H+,在清洗过程中可发生如下化学溶解反应:

图3为无机酸清洗机理

（2）有机酸

具有代表性的为柠檬酸与乙二胺四乙酸(EDTA),利用其自身的酸性和所带的活性基团优异的螯合能力,能将附着在金属表面的氧化层等特殊污垢螯合、溶解、分散至清洗液中,达到清洗目的。

（3）碱

具有代表性的为氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠与硅酸钠,各种碱分别或联合通过皂化、转化、中和与螯合等作用使污垢解离除去。

（4）氧化还原剂

采用卤素及其化合物如次氯酸钠与过氧化物如双氧水,通过氧化还原反应使污垢溶解,转化而去除。

4.利用电解作用除污机理

电解清洗剂由碱性无机物为主体,可分为非螯合型与螯合型,从使用方法可分为阳极电解、阴极电解与PR电解(阳极与阴极电解交换变化处理)。主要通过氧化(阳极电解)与氢气(阴极电解)析出而把工件表面油性污垢气掀剥离清除的机理。

清洗工艺【2】

工业清洗剂的清洗工艺：

以水系清洗剂清洗工艺为例。其中质量分数、温度与时间是几个较重要的操作条件,可根据清洗要求,采用正交试验法探索方案实施。

清洗质量分数可按产品说明书大致确定,浓缩型的使用质量分数一般为1%～ 5%,使用高压清洗机械的浓度可配成0.1%～ 0.5%。

清洗温度一般为50～ 85℃ ,清洗稀油污为50～60℃ ,重油污高溶点脂类则温度要高一些。

清洗时间与采用的清洗方法、油污程度与清洗剂特性有关,一般为2～ 10min或更长些。

清洗方法有浸洗法、喷洗法、超声波法与多步清洗法等。

清洗工艺流程一般为:水剂清洗—漂洗—脱水处理—防锈处理。

如对油污较多的零件电镀前清洗流程为:脱脂—水洗—酸洗—水洗—碱浸渍(超声波)—阳极电解清洗—水洗—活性化—水洗—电镀。

主要参考资料

[1]申桂英.清洗剂的品种与市场[J].精细与专用化学品,2015,23(07):1-3.

[2]余存烨.工业清洗剂的选用及除污机理[J].清洗世界,2008(01):28-34.