论文部分内容阅读
摘 要：以獨特配方，月桂酸二乙醇酰胺、苯甲酸钠、氢氧化钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠为原料，按照一定的配比合成一种相对于现市面上所使用的清洗剂来说，成本更低、对环境污染更小、清洗率更高，并且化学性质更加稳定的清洗剂。
关键词：清洗剂;月桂酸二乙醇酰胺;十二烷基二苯醚二磺酸钠
【研究目的】
本研究是针对现有技术提出的新技术方案，解决现阶段各种清洗方法存在的缺点。该清洗剂可对各种材质表面的各种顽固污垢进行高效清洗，并具有安全可靠、低泡、稳定不分层、无结晶、无毒，对环境无污染等优点，有显著的经济效益、社会效益及环境效益。
1 实验部分
1.1实验试剂与仪器
1.1.1实验试剂
月桂酸二乙醇酰胺、苯甲酸钠、无水乙醇、氢氧化钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠
1.2 实验仪器
J2714恒温干燥两用箱、数显恒温水浴锅、电子天平、pH计
2 清洗剂的合成方法及配方
2.1清洗剂配方效果普选
依据常用的水溶性表面活性剂作为研究对象，再根据反复查阅文献和与指导老师讨论最终对亲水基清洗剂研究结果设计出5种配方，测定其一定温度下去污值，从而确定新型亲水基清洗剂的最佳表面活性剂配方。
2.2 清洗剂合成方法的确定
按一定重量比例称取配方的原料，将月桂酸二乙醇酰胺、苯甲酸钠与等质量比例无水乙醇混合，搅拌20min，70℃水浴加热1h。在上述混合液体中加入氢氧化钠，搅拌均匀同时在60℃加热20min。在上述混合液体中加入阴离子表面活性剂：十二烷基二苯醚二磺酸钠，搅拌均匀同时50℃加热30min。上述混合液体与去离子水以1：3的比例混合。
2.3 清洗剂配方比例的确定
因涉及配方专利 略
2.4 去污率的测定
2.4.1 人造油污的配制
凡士林 88.9%，活性碳 11.1%混合，搅拌均匀即可。人造油污的涂覆：将试片，置于40±2℃烘箱中干燥 30min 后，冷却称重，准确至±0.2mg。[5]将称重后的试片平放在干净的滤纸上，用小刀摄取人造油污，均匀地涂覆在试片一面上的规定部位，并将试片四周和底边多余的油污用滤纸擦去。油污涂覆控制在 0.1g 左右。然后将涂好的试片放入40±2℃烘箱中干燥 30min 后取出，用滤纸擦去底边的油污，冷却称重。实验中使用了两种试片，一是生物实验使用的载玻片，二是塑料片。
2.4.2 去污率的测定
试液温度保持在60±2℃，将涂好的试片置于清洗液中浸泡3min，取出试片在60±2℃的蒸馏水中洗涤半分钟，取下试片，放入40±2℃的恒温烘箱中干燥2h，冷却至室温，称重，计算去污率。
2.4.3 去污率的计算
去污率=M1-M2/M1-M0×100%
其中：M0—试片质量，g;M1—试片涂覆油污后的质量，g;
M2—涂覆油污试片清洗后的质量，g.
2.5 pH值的测定
用去离子水配制的3%（w/v）清洗剂溶液，使用pH试纸和pH计测定pH。
2.3 实验结果及分析（本实验的对照实验使用的工业清洗剂为PA30-IA）
2.3.1 实验配置好的清洗剂外观对比
配制好的清洗剂为透明的淡黄色液体，泡沫明显少于工业清洗剂PA30-IA。24小时后，配置好的清洗剂已经无泡，但是PA30-IA残余泡沫任然较多，表面活性剂容易产生大量泡沫，较高的泡沫不仅影响被清洗物和溶液充分接触，使得清洗效果下降，泡沫甚至会溢出四处，使操作现场无法工作[6]。
2.3.2试片清洗前后对比（P0表示工业清洗剂对照组， P4表示配方四实验组）
根据清洗实验对比，新型清洗剂P4配方无论对塑料片试片还是对玻片试片的清洗效果均优于市售的工业清洗剂PA30-IA。
3.3 实验pH值对比（P0表示工业清洗剂对照组， P4表示配方四实验组）
利用pH计测量数据对比，新型清洗剂P4配方的pH值略小于市售的工业清洗剂PA30-IA，使用新型清洗剂会减轻对土壤重金属离子的沉积。
2.3.4 去污率数据对比（P0表示工业清洗剂对照组， P1.2.3.4.5表示五组配方实验组）
4：实验数据记录（以下数据均为平均值）
M0试片质量，g;M1试片涂覆油污后的质量，g;M2涂覆油污试片清洗后的质量，g.去污率=M1-M2/M1-M0×100%
P0：现有清洗剂，M0：4.0247 M1：4.1646 M2：4.0402 去污率：90.43%
P1：配方1， M0：4.0301 M1：4.1702 M2：4.0445 去污率：89.72%
P2：配方2， M0：4.0305 M1：4.1755 M2：4.0412 去污率：92.65%
P3：配方3， M0：4.0304 M1：4.1796 M2：4.0399 去污率：91.59%
P4：配方4， M0：4.0308 M1：4.1697 M2：4.0324 去污率：98.91%
P5：配方5， M0：4.0318 M1：4.1638 M2：4.0364 去污率：96.53%
2.3.5 清洗温度实验
为了进一步确定清洗剂P4的最佳清洗温度，以玻片为试片，进行了相同时间下（浸洗5min），不同清洗温度与去污率的关系实验。实验表明最佳清洗温度为60℃左右。
清洗温度20℃，玻片去污率35.48;清洗温度60℃，玻片去污率98.39;清洗温度100℃，玻片去污率98.94。
实验表明，因此确定配方4为最佳配方，由于人工油污在玻片和塑料片上的附着力不同，去污率有差异。
3与现有清洗剂的比较
3.1 环保方面
对环境污染更小，属于低温低泡无磷清洗剂，不含磷，所使用的原料无毒，生物降解性能好，使用了低泡表面活性剂，泡沫少，有利于清洗作业;总体除油效果好，泡沫高度低，破泡速度快，清洗率超过98%。
3.2 成本方面
本案清洗剂成本分析折算价格为 10243.24 元/吨，目前工业企业使用较普遍的清洗剂PA30-IA每吨单价大概在14000到15000元之间。使用本产品比现有工业清洗剂节约30%成本价格。
3.3 结论
本项目根据5种不同的比例配置出了5个清洗剂样品在外观、气味、pH值、稳定性和去污率方面均优于市售工业清洗剂，而且估算成本比市售工业清洗剂下降30%。 该清洗剂可配成不同浓度的清洗液，操作使用方便，是一种用途广泛的清洗液。实验结果表明，该清洗液的最佳清洗温度在60℃左右，清洗过程中泡沫底，易漂洗，适用于自动化清洗，确实是一种高效、安全可靠、不燃烧、无毒、无污染的新型清洗剂。
参考文献
[1]车灯反射体快速建模及注塑模设计
[2]烷醇酰胺类表面活性剂对润滑油生物降解性影响
[3]新型高效水基金属清洗剂的研制
[4]环保型工业水基金属清洗剂的研制与应用
[5]高效微泡环保型水基金属清洗剂的研究
[6]金属表面清洗剂的研制
关键词：清洗剂;月桂酸二乙醇酰胺;十二烷基二苯醚二磺酸钠
【研究目的】
本研究是针对现有技术提出的新技术方案，解决现阶段各种清洗方法存在的缺点。该清洗剂可对各种材质表面的各种顽固污垢进行高效清洗，并具有安全可靠、低泡、稳定不分层、无结晶、无毒，对环境无污染等优点，有显著的经济效益、社会效益及环境效益。
1 实验部分
1.1实验试剂与仪器
1.1.1实验试剂
月桂酸二乙醇酰胺、苯甲酸钠、无水乙醇、氢氧化钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠
1.2 实验仪器
J2714恒温干燥两用箱、数显恒温水浴锅、电子天平、pH计
2 清洗剂的合成方法及配方
2.1清洗剂配方效果普选
依据常用的水溶性表面活性剂作为研究对象，再根据反复查阅文献和与指导老师讨论最终对亲水基清洗剂研究结果设计出5种配方，测定其一定温度下去污值，从而确定新型亲水基清洗剂的最佳表面活性剂配方。
2.2 清洗剂合成方法的确定
按一定重量比例称取配方的原料，将月桂酸二乙醇酰胺、苯甲酸钠与等质量比例无水乙醇混合，搅拌20min，70℃水浴加热1h。在上述混合液体中加入氢氧化钠，搅拌均匀同时在60℃加热20min。在上述混合液体中加入阴离子表面活性剂：十二烷基二苯醚二磺酸钠，搅拌均匀同时50℃加热30min。上述混合液体与去离子水以1：3的比例混合。
2.3 清洗剂配方比例的确定
因涉及配方专利 略
2.4 去污率的测定
2.4.1 人造油污的配制
凡士林 88.9%，活性碳 11.1%混合，搅拌均匀即可。人造油污的涂覆：将试片，置于40±2℃烘箱中干燥 30min 后，冷却称重，准确至±0.2mg。[5]将称重后的试片平放在干净的滤纸上，用小刀摄取人造油污，均匀地涂覆在试片一面上的规定部位，并将试片四周和底边多余的油污用滤纸擦去。油污涂覆控制在 0.1g 左右。然后将涂好的试片放入40±2℃烘箱中干燥 30min 后取出，用滤纸擦去底边的油污，冷却称重。实验中使用了两种试片，一是生物实验使用的载玻片，二是塑料片。
2.4.2 去污率的测定
试液温度保持在60±2℃，将涂好的试片置于清洗液中浸泡3min，取出试片在60±2℃的蒸馏水中洗涤半分钟，取下试片，放入40±2℃的恒温烘箱中干燥2h，冷却至室温，称重，计算去污率。
2.4.3 去污率的计算
去污率=M1-M2/M1-M0×100%
其中：M0—试片质量，g;M1—试片涂覆油污后的质量，g;
M2—涂覆油污试片清洗后的质量，g.
2.5 pH值的测定
用去离子水配制的3%（w/v）清洗剂溶液，使用pH试纸和pH计测定pH。
2.3 实验结果及分析（本实验的对照实验使用的工业清洗剂为PA30-IA）
2.3.1 实验配置好的清洗剂外观对比
配制好的清洗剂为透明的淡黄色液体，泡沫明显少于工业清洗剂PA30-IA。24小时后，配置好的清洗剂已经无泡，但是PA30-IA残余泡沫任然较多，表面活性剂容易产生大量泡沫，较高的泡沫不仅影响被清洗物和溶液充分接触，使得清洗效果下降，泡沫甚至会溢出四处，使操作现场无法工作[6]。
2.3.2试片清洗前后对比（P0表示工业清洗剂对照组， P4表示配方四实验组）
根据清洗实验对比，新型清洗剂P4配方无论对塑料片试片还是对玻片试片的清洗效果均优于市售的工业清洗剂PA30-IA。
3.3 实验pH值对比（P0表示工业清洗剂对照组， P4表示配方四实验组）
利用pH计测量数据对比，新型清洗剂P4配方的pH值略小于市售的工业清洗剂PA30-IA，使用新型清洗剂会减轻对土壤重金属离子的沉积。
2.3.4 去污率数据对比（P0表示工业清洗剂对照组， P1.2.3.4.5表示五组配方实验组）
4：实验数据记录（以下数据均为平均值）
M0试片质量，g;M1试片涂覆油污后的质量，g;M2涂覆油污试片清洗后的质量，g.去污率=M1-M2/M1-M0×100%
P0：现有清洗剂，M0：4.0247 M1：4.1646 M2：4.0402 去污率：90.43%
P1：配方1， M0：4.0301 M1：4.1702 M2：4.0445 去污率：89.72%
P2：配方2， M0：4.0305 M1：4.1755 M2：4.0412 去污率：92.65%
P3：配方3， M0：4.0304 M1：4.1796 M2：4.0399 去污率：91.59%
P4：配方4， M0：4.0308 M1：4.1697 M2：4.0324 去污率：98.91%
P5：配方5， M0：4.0318 M1：4.1638 M2：4.0364 去污率：96.53%
2.3.5 清洗温度实验
为了进一步确定清洗剂P4的最佳清洗温度，以玻片为试片，进行了相同时间下（浸洗5min），不同清洗温度与去污率的关系实验。实验表明最佳清洗温度为60℃左右。
清洗温度20℃，玻片去污率35.48;清洗温度60℃，玻片去污率98.39;清洗温度100℃，玻片去污率98.94。
实验表明，因此确定配方4为最佳配方，由于人工油污在玻片和塑料片上的附着力不同，去污率有差异。
3与现有清洗剂的比较
3.1 环保方面
对环境污染更小，属于低温低泡无磷清洗剂，不含磷，所使用的原料无毒，生物降解性能好，使用了低泡表面活性剂，泡沫少，有利于清洗作业;总体除油效果好，泡沫高度低，破泡速度快，清洗率超过98%。
3.2 成本方面
本案清洗剂成本分析折算价格为 10243.24 元/吨，目前工业企业使用较普遍的清洗剂PA30-IA每吨单价大概在14000到15000元之间。使用本产品比现有工业清洗剂节约30%成本价格。
3.3 结论
本项目根据5种不同的比例配置出了5个清洗剂样品在外观、气味、pH值、稳定性和去污率方面均优于市售工业清洗剂，而且估算成本比市售工业清洗剂下降30%。 该清洗剂可配成不同浓度的清洗液，操作使用方便，是一种用途广泛的清洗液。实验结果表明，该清洗液的最佳清洗温度在60℃左右，清洗过程中泡沫底，易漂洗，适用于自动化清洗，确实是一种高效、安全可靠、不燃烧、无毒、无污染的新型清洗剂。
参考文献
[1]车灯反射体快速建模及注塑模设计
[2]烷醇酰胺类表面活性剂对润滑油生物降解性影响
[3]新型高效水基金属清洗剂的研制
[4]环保型工业水基金属清洗剂的研制与应用
[5]高效微泡环保型水基金属清洗剂的研究
[6]金属表面清洗剂的研制