SM-1型化学清洗剂的研制

Posted 2023-01-13 强酸

篇首语：人生就像爬坡，要一步一步来。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了SM-1型化学清洗剂的研制相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

目前，我国的化学清洗业以酸洗为主，常用的传统酸种为盐酸、硝酸、硫酸等无机强酸。强酸的溶垢效率高，清洗成本低，适于大型及重垢设备的清洗。但强酸对设备和操作人员都有一定的危险性，运输、贮存也有诸多不便。由于强酸的腐蚀性强，许多贵重的工业设备不宜贸然使用。尽管已有固体清洗剂的研究和应用，但主要是特例专用，未能普遍推广，而且其在民用器皿(如电热饮水器、水壶等)的水垢清洗市场几乎未能应用。因此，开发一种安全型化学清洗剂，对拓宽化学清洗业的市场领域以及安全施工等方面，都有十分重要的意义。安全型化学清洗剂的关键是在实现固体化和低酸性的同时，保持较高的溶垢率和较低的腐蚀率。本文研制的SM-1型化学清洗剂满足了上述要求，是一种实用的新型清洗剂。
1实验
1.1原材料及设备氨基磺酸，柠檬酸，乙二胺四乙酸，缓蚀剂，表面活性剂，助剂等；分析天平等实验室常规仪器。
1.2性能测试将SM-1型化学清洗剂用自来水直接配成10%(重量)的试液，对其pH值、溶垢率、腐蚀率进行测试，并同时与清洗行业常用的盐酸、硝酸进行比较，考察其清洗性能。pH值：以精密pH试纸测定；溶垢率：将一定质量的垢类，置于一定温度的试液中，一段时间后，称量剩余垢类的重量。溶垢率=[(加垢量-剩余量)/加垢量]×100%；腐蚀率：参照GB10124-88金属材料腐蚀实验室均匀腐蚀全浸实验方法。
2结果与讨论
2.1配方设计氨基磺酸为无色晶体，不挥发，不吸湿，在水中呈中等酸性，适于清洗钙、镁碳酸盐及氢氧化物垢类，可作为SM-1型化学清洗剂的主体酸。但氨基磺酸清洗垢能力差，故加入柠檬酸作为辅酸。柠檬酸也是固体酸，易溶于水，有较强的络合作用，使溶垢能力增强，并能溶解氧化铁和氧化铜等金属垢。乙二胺四乙酸略溶于水，且价格较贵，故加入量不宜过大，但加入该酸可增加活性螯合基团，使清洗能力增强。选择适宜的新型缓释剂对减小上述酸类对金属的腐蚀、提高清洗的安全性和清洗效果十分重要。加入表面活性剂和助剂主要是增加渗透性和对金属表面进行预处理，使清洗效果更理想。通过实验并综合考虑清洗成本等因素，SM-1型化学清洗剂的配方为：氨基磺酸70%，柠檬酸20%，乙二胺四乙酸3%，缓蚀剂3%，表面活性剂及助剂4%，以上均为质量分数(重量)。
2.2pH值在常温和工作温度下，分别测定SM-1型化学清洗剂、盐酸、硝酸溶液(均为10%溶液)的酸性，结果见表1。

由表1结果可知，SM-1型清洗剂的pH值高于盐酸、硝酸，从一个侧面说明其安全性优于无机强酸。
2.3溶垢率将常见的碳酸盐型水垢分别放入60℃下的SM-1型清洗剂、盐酸、硝酸溶液中，考察其溶解情况，结果见表2。
由表2可知，SM-1型化学清洗剂与硝酸、盐酸一样，都可使普通水垢全部溶解，只是达到完全溶解的时间略有不同，即SM-1型化学清洗剂的溶垢速度略低于强酸。
2.4腐蚀率以标准A3钢试片分别放入SM-1型化学清洗剂及已加常用缓蚀剂的盐酸和硝酸溶液中，考察腐蚀率，结果见表3。由表3可知，SM-1型化学清洗剂比通常使用的盐酸、硝酸清洗的腐蚀率要低得多。由此可知，SM-1型化学清洗剂的使用安全性大于强酸。
2.5应用情况考察将SM-1型化学清洗剂多次用于不同设备和器皿的清洗，考察清洗效果，结果见表4。由表4可知，SM-1型化学清洗剂可用于工业设备及民用器皿的清洗，除垢率大于85%，能满足用户要求，腐蚀率远低于清洗行业有关强酸腐蚀率5g/(m2.h)和弱酸2g/(m2.h)的要求。可见，SM-1型化学清洗剂的低腐蚀率优点尤为明显。
3结论SM-1型化学清洗剂实现了固体化和低酸性，溶垢能力接近常用的液体强酸，缓蚀能力优于常用缓蚀剂保护下的强酸。实际应用表明，该清洗剂用于工业设备和民用器皿的清洗有较低的腐蚀率和较高的除垢率。该清洗剂包装成不同规格产品销售，因其安全性高，使用简便，特别适用于小规模的工业设备和贵重设备清洗，还可作为日用化学品用于民用器皿的个人清洗。该产品的推广应用必将产生良好的经济效益和社会效益。