工业清洗剂配方设计（三）--表面活性剂的选择-智渍洁

摘 要：随着我国工业经济的腾飞，工业清洗得到了蓬勃发展。工业清洗不仅受清洗工艺的影响，同时也受清洗剂选择的影响。清洗剂种类繁多，随着环保要求的提升，原料选择受到越来越多的关注。本文主要针对水基型表面活性剂的选择进行介绍，通过多个参数的对比，选择最适合体系的表面活性剂，以达到高效、环保要求。

对于表面活性剂的选择，我们通常需要从分子结构的角度来考虑表面活性剂的四个重要参数：表面张力、HLB值、CMC（临界胶束浓度）以及浊点（Krafft点）。

图2 表面活性剂选择的四大重要参数

表面张力：表面活性剂的加入，可以降低清洗剂的表面张力，常见的表面活性剂可以将清洗剂的表面张力降低到30mN/m。表面张力是液体表面收缩的力，因此，表面张力越小，收缩力越小，对于相同条件下的污垢或基材，清洁剂就越容易在固体表面铺展，也就越容易润湿固体。

HLB值：也叫亲水亲油平衡值，其数值的大小说明表面活性剂的亲水亲油性能。HLB值越大亲水性越好，HLB值越小，亲水性越差。HLB值在1～6 时，说明表面活性剂亲油性能好于亲水性能，多用作消泡，或W/O型乳液的乳化助剂；HLB值在7～9时，亲水亲油值具有相当的水平，在清洗时常用作润湿剂、渗透剂；HLB大于10时，表面活性剂具有较好的亲水性能，因此在清洗时常作为乳化剂。

CMC：表面活性剂分子在溶液中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度。当溶液浓度低于其CMC时，溶液中的分子为自由分子状态，溶液的表面张力将随着表面活性剂浓度的增加而降低；当溶液浓度达到其CMC时，此时的表面张力降到最低，若想提高表面活性剂浓度，只能提高胶束浓度，增加溶解油污的量。

浊点（Krafft点）：离子型表面活性剂的溶解度，随着温度增加到某一温度时，溶解度急剧升高，该温度称为Krafft点。因此，离子型表面活性剂的选择通常需要使用温度高于表面活性剂的Krafft点。非离子表面活性剂刚好相反，随着温度 增加到某一温度时，溶解度急剧下降，使溶液发生浑浊甚至析出，该温度称为浊点。因此，非离子表面活性剂的选择通常需要使用温度低于表面活性剂的浊点，或者在表面活性剂的浊点附近。

1 应用举例

案例：铝合金除油清洗剂配方设计

确立体系：工业清洗除油，由于油脂类物质在碱性条件下更加容易皂化，因此，选择碱性体系（氢氧化钠）。

碱性体系可供选择的清洗助剂很多，葡萄糖酸钠、硅酸钠、三聚磷酸钠、EDTA二钠等。但是在铝合金碱洗过程中需要重点考虑铝合金的腐蚀问题：铝合金为两性金属，在酸性、碱性等条件下都会发生腐蚀，所以

（1）要严格控制铝合金清洗剂中碱的含量；

（2）要选择合适的缓释体系。

清洗除油的核心是表面活性剂的选择，可根据表面活性剂的四个重要参数：表面张力、HLB值、CMC以及浊点（Krafft点）来选泽。

表面张力的范围是不超过30 mN/m，大多数这个值的表面活性剂都能满足。HLB值的选择是大于10，如果选用异构醇聚氧乙烯醚作为主洗表面活性剂的话，其EO数量应该在5个以上。如果在超声波条件下，清洗时温度可以达到50℃左右，因此，其浊点要选择在50℃ 以上的表面活性剂，为此，我们选择的EO数量要在7个以上的表面活性剂。

另外，我们还要综合考虑使用方便程度，一般EO值越大，表面活性剂的冻点越高，为了方便使用，通常希望表面活性剂的冻点不超过30℃，即常温使用时表面活性剂处于溶解状态，可以更好地用于常温清洗，这样才能提高表面活性剂的使用效率。因此，表面活性剂的EO范围应选择在7～12之间，作为主洗表活剂。

主洗表活剂一般具有较好的乳化、分散、净洗力，但是乳化能力强，EO数多时，由于其亲水性能更好，所以对基材以及油污的润湿渗透能力较弱，因此，我们还需要选择合适的润湿渗透剂进行复配。前面提到的HLB值在7～9范围内的表面活性剂具有较好的润湿渗透性能，如果选用醇醚类表面活性剂，其EO一般选在4～6个范围内。

如果选择表面活性剂亲油段的结构作为重点，就要知道：亲油段为直链结构， 其乳化能力较强；亲油段为支链结构，其渗透能力会更好；分子量越大，分子结构越大，越不容易渗透；分子量越小，分子结构越小，容易渗透，但是会失去其表面活性。

因此，在选择渗透剂时要综合考虑，通常会选择亲油段在8～10个碳原子的表面活性剂作为渗透剂。

配方组成：氢氧化钠:1～2%；硅酸钠:2～3%；葡萄糖酸钠:1～2%；EDTA-二钠:1～2%；渗透剂QH-7:0.1～0.5%；Lutensol TO-8:3～5%；缓蚀剂 FS-11:0.1～0.5%，防腐杀菌剂:适量；水:余量。

清洗工艺：稀释10～20倍，常温浸泡清洗（超声波效果更佳）。

摘自《中国洗涤用品工业》工业与公共设施清洗专刊

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