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化工原料常见问题

聚乙烯吡咯烷酮PVP在金属脱脂和除油领域中的应用

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  为了得到一种高效低泡的无磷脱脂剂配方,将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与其他表面活性剂复配对无磷脱脂剂清洗性能的影响,结果表明:特殊表面活性剂PVP与非离子表面活性剂复配使体系表面张力降低,且脱脂效率大大提高。


  金属板材在进行镀锌、彩涂之前必须经过脱脂等表面处理工艺,以除去金属表面的加工润滑油和防锈油等其他污垢。


  无磷脱脂剂


  目前人们对环境保护的要求日益严格,因此研制无磷脱脂剂成为现在研究者的热门课题。研究者们研究的无磷脱脂剂配方中都将阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂进行复配,再配以助洗剂得到无磷脱脂剂,而将用途广泛的特殊表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮PVP与非离子表面活性剂进行复配得到金属无磷脱脂剂。


  以下用了几种非离子表面活性剂和聚乙烯吡咯烷酮PVP进行复配,研究了PVP对脱脂剂表面张力及脱脂率的影响,得到一种新型的高效低泡无磷脱脂剂。


  金属清洗、钢铁除油脱脂等硬表面清洗,都会用到大量的表面活性剂,这些表面活性剂主要是壬基酚或脂肪醇聚氧乙烯醚系列,如陶氏的NP系列、巴斯夫的TO系列、沙索AEO等产品。


  也会用到一些阴离子产品,如十二烷基苯磺酸钠LAS、醇醚硫酸钠AES等。


  以上这些表面活性剂都具有较好的乳化除油等性能,但是分散性能普遍较差。国内的金属清洗剂往往都是由以上表面活性剂复配而得,因此,普遍存在的问题就是泡沫太高,分散性能差,油污容易反玷污在金属表面,并且除油脱脂速度慢,低温条件下清洗效果更差。脂肪酸甲酯乙氧基化物PMEE及其磺酸盐FMES凭借其低泡沫与强大的分散和防玷污能力,弥补了常规表面活性剂这一缺陷。


  表面张力的测试


  将PVP分别与非离子表面活性剂吐温80、CR6、土耳其红油进行复配,在不同浓度比例下与表面张力的关系见图2,与图1相比较,PVP加入到非离子表面活性剂体系,对体系表面张力有稍微的降低。


  CR6和土耳其红油的表面张力表现出更优于吐温80。非离子表面活性剂表面张力的测试结果如下图:


  表面张力测试图.jpg


  脱脂率的测试


  由于硅酸钠在金属清洗剂中对油污具有良好的乳化作用,对各类金属材料都具有缓释作用,所以在金属清洗剂中具有不可替代的作用。


  氢氧化钠和碳酸钠作为最廉价的碱性化合物,可以使表面活性剂的清洗作用更加有效,降低用量和进一步提高表面活性剂在金属表面的结合力。


  乙二胺四乙酸四钠为整合剂。因此我们选用九水偏硅酸钠、碳酸钠、乙二胺四乙酸四钠、氢氧化钠作为助洗剂,配方中还加入了自消泡乳化剂LW20.


  从表3可以看出,实验①、②、③脱脂率平均超过98%,说明聚乙烯吡咯烷酮PVP的加入对清洗剂脱脂率有着较大的影响,未加PVP的配方④、配方⑤、配方⑥脱脂率分别为93.55%,92.45%,90.96%明显低于PVP的配方①、②、③。


  因此可以得知PVP的加入不仅对体系的表面张力有所改善,而且对体系脱脂效率有着很大的影响。此外配方①PVP与CR6复配使脱脂率高达99.82%,效果最佳。由此可见,聚乙烯吡咯烷酮PVP与非离子表面活性剂复配时表现出较低的表面张力,能提高清洗剂溶液的界面活性,与未加PVP的脱脂配方相比,脱脂率大大提高,具有很好的清洗效果。


  表面张力测试图.jpg


  


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