工业清洗剂相关表面活性剂的选择与研究

摘要：随着我国工业经济的飞速发展，工业相关的清洁剂也得到了蓬勃发展。工业清洗不仅受到清洗工艺的影响，相应的清洗剂的选择也影响其中。市面上各种各样的清洗剂，随着我国对环保事业重点推进，基础原料的选择也受到了越来越多的关注。本文主要针对水基型表面活性剂及清洁剂的选择及研发进行了相关介绍，并通过多组参数的对比，选择最适合体系的表面活性剂，从而达到高效、环保要求，为工业清洁剂的发展提供参考。

关键词：表面活性剂；工业清洗；重油污；清洗剂；性价比

工业清洗是工业相关物体（工件）表面受到物理、化学或生物的作用而形成的污染层或覆盖层称作污垢，去除这些污染物或覆盖层而使其恢复原表面状况的过程称为清洗。工业清洗主要影响因素有：清洗技术、清洗设备、清洗剂三大因素。

常见的清洗技术主要包括：物理清洗、化学清洗以及近几年越来越被重视的生物清洗。

工业用清洗剂的分类方式比较多，按化学性质分可分为：（1）非水基型工业清洗剂，也就是溶剂型清洗剂。 如碳氢清洗剂、白电油替代品、三氯乙烯替代品等都属于此类；（2）水基工业清洗剂，简单的说就是可溶于水，可加水稀释使用的工业清洗剂。主要是以表面活性剂为主增加其它各种化学药剂等复配而成的；水系工业清洗剂现已广泛用于工业清洗中塑胶、光学玻璃镜片、金属制品（铜、铁、铝、钢、锌、合金）等各种材料清洗表面各种油污、污渍、油脂等；（3）半水基工业清洗剂，主要是由有机溶剂、表面活性剂和水组成的清洗剂。兼具溶剂型清洗剂和水基型清洁剂的优点和缺点。

随着我国对绿色环保、高效、节能、经济等方向的重视，这就推动着工业用清洗剂不断向着水基型清洁剂发展，工业用水基清洁剂向着高效化、低温化（常温清洁，降低能量损耗）、绿色化、浓缩化（降低水资源及运输成本的浪费）、功能化、专向化发展；清洁剂的生产成本低廉以降低客户使用成本。

1.表面活性剂的选择

根据我们上文所提到的清洁剂的发展方向，我们从市面上选取了几组常用的表面活性剂进行试验、对比。

工业上常见的污渍多为重油污，而非离子表面活性剂针对油污的清洁力相对较高，所以我们通过HLB值、表面张力、CMC、以及浊点等选取了几组常见的非离子表面活性剂进行对比。

常见的非离子表面活性剂：烷基酚聚氧乙烯醚（NP/OP/TX系列）、脂肪醇局氧乙烯醚（AEO系列）、异构醇局氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯聚氧丙烯、烷基糖苷系列等等。

2.实验部分

2.1实验原料及仪器

实验所用的原料及仪器见表1

2.2成本及清洁效果测试

2.2.1试样配制

仿喷淋式除油剂试样配置

使用磁力搅拌器来配置一些样品。通过对Suractent228S、Suractent8096S、AEO-9、NP-10进行共三组，加上对照组BEROL 226SA不同含量水溶液两组，一共配制了5个不同的样品。（表2）

每个样品配制20g样品。实验流程如下往100mL玻璃烧杯中按上述比例去离子水并记录水的质量，加入相应表活;开启搅拌，使其完全溶解，关闭搅拌器，至配方澄清即可。

2.2.2仿喷淋式除油实验

将上述试样各滴加10滴在已配置好的含粘性油泥污垢瓷板上，等待一段时间使用装有自来水的实验用喷雾瓶喷淋相同的次数，观察效果。实验各阶段效果见图1、2。图二效果分别为对照组A、去离子水、实验组2、实验组1、实验组3、实验组4.

结果发现：对照组A和实验组4均可达到非常好的清洁效果，且实验组3在清洁面积更要优于对照组A，结合表2中的数据，在达到或优于BEROL 226SA原液清洁效果时，组合液Suractent228S+Suractent8096S组合液成本不足BEROL 226SA的1/2，同时实验组1、2由于其原料的CMC值原因，导致做出来的工作液稠度较大，故其并不适用于制作高浓缩化清洁剂。反观对照组A及实验组3、实验组4在具有超高效的清洁力的同时，还具有非常可观的流动性能及溶解性。

图1.配制的待清洁污垢

图2.清洁前后效果

2.2.3仿浸泡式除油实验

模拟浸泡除油实验，将表2部分试样（对照组B、实验组5）取100g，将配制好的含油污铁钉浸泡与测试液中，等待一段时间取出，观察效果。实验各阶段效果及原理见图3、图4。结果发现：对照组B对比实验组5，相较实验组5除油效果更强，且实验组5使用成本相较对照组B更低。

图3.浸泡除油效果对照

图4.清洁原理图

2.3泡沫高度效果测试

众所周知，表面活性剂具有均具有发泡性能，只是强弱不同，但在重油污清洗中我们常常需要低泡沫表面活性剂，由此我们对组合物的泡沫性能与BEROL 226SA的泡沫性能进行对比。

2.3.1试样配制

使用磁力搅拌器来配置一些样品。通过对Suractent228S、Suractent8096S与Suractent216S进行组合共两组，加上对照组BEROL 226SA水溶液一组，一共配制了3组相同活性物添加量的样品。（表3）

2.3.2泡沫高度对比实验

采用具塞量筒，向量筒中倒入相同量的对照组与实验组溶液，同时开始晃动相同次数，晃动结束，观察各具塞量筒中各泡沫高度。（见图4）

图4.泡沫高度对比

2.4溶解速率实验

取全含量的Suractent228S+Suractent8096S组合液与BEROL 226SA原液进行对照，采用同一磁力搅拌器，相同搅拌速度，同时向其中加入一定量的Suractent228S+Suractent8096S组合液与BEROL 226SA原液，观察其在水中完全溶解时间。反复试验多次几率结果。（图5实验图）

实验分析:根据记录的多组溶解时间分析（见表4），Suractent228S + Suractent8096S组合液虽比BEROL 226SA原液溶解速率稍慢但也非常接近，且凝胶范围非常小。完全可以应用于各类浓缩型产品中。

3.结果讨论

本文从清洁效果、浓缩化、性价比、泡沫、溶解速率、凝胶范围、工业重油污清洁力等多个角度分析了几组原料的对比数据。得出Suractent 8096S、Suractent 216S、Suractent 228S等原料在工业清洗中的应用及效果相当可观，可做新一代工业用清洁剂备选方案。

4.应用范围

Suractent 228S、Suractent 8096S组合液、Suractent 216S 组合液具有极佳的硬表面除油性能、优异溶解速率、良好的低凝胶范围、较低的泡沫高度、非常高的性价比、良好的生物降解性。其应用范围甚广，相当适用于各种工业用清洁剂研发。

参考数据：

[1]邦普化学实验室测试大数据。2021.04.15