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表面活性劑在金屬加工中應用

發布時間:2018-06-08 17:10
  
金屬加工包括金屬清洗、表面涂飾以及金屬的車、銑、刨、鈷、軋、鑄造等加工過程?為了減輕勞動強度、進步產品質量、節約能源、降低本錢,在各種加工工藝過程中常需使用一些助劑,其中,表面活性劑起著十分重要的作用?
1 表面活性劑及其性能
表面活性劑是指能明顯降低液體表面張力或液液界面張力的物質?它們的分子都是由極性的親水基和非極性的憎水基兩部分組成?親水基常見的有羧基、硫酸酯、磺酸基、胺基、季胺基、羥基等;憎水基則是長鏈烷烴和芳烴為代表的基團?由于它們具有既親水又親油的“兩親”性質,因而在化學清洗時可使清洗溶液表面(或界面)性質發生改變,使其具有較低的表面張力?根據表面活性部分所帶電荷的不同將表面活性劑分為陰離子型、陽離子型、非離子型和兩性型?表面活性劑具有潤濕、起泡、增溶、消泡等特性?
2 表面活性劑在金屬加工中的應用
2.1 在金屬清洗中的應用
金屬清洗實際上貫串在整個金屬加工過程中?清洗劑主要由清洗主劑、緩蝕劑、表面活性劑三大組分構成?表面活性劑在化學清洗中起著吸附、滲透、乳化、溶解、洗滌等作用,其在化學清洗中不僅僅作為輔助劑,而且可以作為主要成分而得到廣泛重視,尤其在酸洗、堿洗、緩蝕、除油、殺生等清洗過程中已經發揮出越來越大的作用?目前,以表面活性劑為主體的水基清洗克服了化學酸洗、化學堿洗等其它幾種清洗劑的不足,成為金屬清洗的主要發展方向?
水基金屬清洗劑的優點:清洗效率高,往污力強;安全性能好,不污染環境;節約能源,洗滌本錢低;洗滌過程對被洗機件無損傷,洗后對機件不腐蝕等?
水基清洗劑多以非離子表面活性劑與陰離子型表面活性劑復配物為主體,再加多種輔助劑所組成的混合物?前者往污能力大,具有良好的防銹、緩蝕能力,后者能進步并改進清洗劑的綜合性能?其清洗機理是借助于表面活性劑的潤濕、滲透、乳化、增溶、分散等作用,使油污在金屬表面的附著力削弱,再施以機械攪拌、洗擦、加熱、超聲波等物理方法,使油污脫離金屬表面,而進進洗液中被乳化、分散開?
金屬清洗中常用的表面活性劑有脂肪醇聚環氧乙烷醚、烷基酚聚環氧乙烷醚、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基二醇酰胺、甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸鈉等?
王雨等研究了以雙辛基聚氧乙烯醚和雙烷基苯雙磺酸鹽兩類雙子表面活性劑為主的金屬清洗劑清洗性能?結果表明,這種含有陰/非雙子表面活性劑的金屬清洗液具有較高的表面活性,陰/非雙子表面活性劑之間存在良好的協同效應?
2.2在金屬磷化處理中的應用
磷化處理就是用含有磷酸、磷酸鹽和其它化學藥品的稀溶液處理金屬?金屬表面在上述溶液中與磷酸、磷酸鹽介質起化學反應,轉變為完整的具有中等防蝕作用的不溶性金屬磷酸鹽層?金屬上的這種磷酸鹽轉化膜具有多種用途,它可以進步油漆與金屬的結協力和抗腐蝕性;也可以用做防銹油的載體、金屬冷加工過程中潤滑劑的載體以及磨擦表的潤滑劑等?
為了改善磷化膜結構,進步磷化效果,磷化液中還含有其它添加劑,其中表面活性劑的作用有:對金屬表面粘附的油污具有乳化增溶的作用,且能防止污垢的再沉淀;使溶液產生潤濕、滲透,有利于磷化液與金屬表面的接觸;降低液體表面張力,有利于磷化反應中氫氣的逸出,加強陰極往極化,從而加速磷化成膜過程?
磷化處理常用的表面活性劑是由環氧乙烷和各種疏水碳氫長鏈縮合而成,即非離子表面活性劑?
2.3在金屬電鍍中的應用
在電鍍過程中,為了進步電解液性能和改善鍍層質量,常需加進一些助劑,其中表面活性劑是主要品種之一,它有平整、光亮、擴散、改變鍍層物理性能、抑制酸霧逸出等作用?
電鍍中常用的表面活性劑有平平加、OP乳化劑、十二烷基硫酸鈉、亞甲基雙萘磺酸鈉、氟表面活性劑、脂肪酸聚環氧乙烷酯、聚環氧乙烷蓖麻油等?
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