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工業清洗常用的有機溶劑

发表日期:2015-08-17??? [0人閱讀]

工業清洗常用到的有機溶劑,從化學結構上看,分別屬于烴類、鹵代烴、醇、醚、酯類,因而將它們分成烴類溶劑、鹵代烴類溶劑、醇類溶劑和其他有機溶劑四類。

(1)烴類溶劑

烴類溶荊的主要來源是石油。從石油分餾得到的烴類濟劑,其化學成分主要是烷烴、環烷烴和芳香烴三類。工業清洗中常用的烴類溶劑也可以分爲低沸點石油溶劑、芳香烴溶劑、高沸點石油溶劑、松香類溶刹等。

①低沸點石油溶劑。

這類溶劑包括石油分餾得到的石油醚和汽油。其主要成分是相對分子質量比較低的烷烴和環烷烴(典型成分是正己烷和環己烷)。這類溶劑的優點是無毒、無腐蝕性。它們

的KB值較低,苯胺點高,對非極性礦物油汙垢有較好的溶解性,被廣泛用丁金屬材料的去油去汙清洗。缺點是閃點低、易燃燒。

②芳香烴溶劑。

這類溶劑的主要代表物是苯、甲苯和二甲苯。其中工業溶劑中的二甲苯是鄰位、間位和對位三種異構休的混合物。石油分餾得到的烴類溶劑中可能含有芳香烴,但工業清洗用的

苯、甲苯和二甲苯純溶劑是從化工生産中得到的。

芳香烴溶劑的KB值高,苯胺點低,對油脂性油汙溶解力強,是這類溶劑的優點。明顯的缺點是其毒性強,是形成化學煙霧和造成大氣汙染的因素,其中尤以苯的毒性最強,研究表明苯有致癌作用,因此在使用苯作爲溶劑時要特別注意安全。芳香烴溶劑又都屬于易燃物質,如苯的閃點爲-11.1℃,在空氣中含量達到1.5%~8%範圍時可引起爆炸。二甲苯不僅有毒而且沸點高(144℃),用其作清洗溶劑時幹燥比較困難。由于芳香烴溶劑有易燃和毒性的問題,在工業清洗中使用的範圍已縮小,只在特殊必要情況下使用。

③高沸點石油溶劑。這類溶劑是石油在較高溫度下分餾得到的亚洲在线,通常清洗中使用的煤油等就屬于這類。

這類溶刹的特點是價格便宜,並且由于沸點高,揮發性較差,不易燃,安全性較好,對空氣汙染少,有一定的生物降解性,經過適當處理可減少對環境汙染。但這類溶劑KB值較低,脫脂能力較差,在幹洗過程中往往要配合加熱、攪拌等物理作用來提高洗滌能力,而且洗滌之後高沸點的餾分不易幹燥,也是使用中應注意的問題。

④松香類溶劑。這類溶劑是從植物來源得到的烴類溶劑。松油是松香類溶劑的典型代表,是將針葉松樹的莖、葉、枝等經過水蒸氣蒸餾得到的産物,主要成分有α-蒎烯、β-蒎烯、二戊烯等,是一種成分複雜的混合物。松油是優良的烴類溶劑,它溶解油性有機物的性能比甲苯、二甲苯更好。可作樹脂、油漆、纖維素醚類的溶劑,它的沸點和燃點較高,使用時安全性較好。但與空氣中氧氣接觸和在光照條件下易氧化成樹脂類物質而變質是其缺點。

(2)鹵代烴合成溶劑

如果烴分子中的一部分或全部氫原子被抓原子取代就得到氯代烴,如果把氟原子也引人烴分子結構中則得氯氟烴。氯代烴與氯氟烴的合成溶劑總稱爲鹵代烴溶劑。通常使用的鹵代烴溶劑是由甲烷、乙烷、乙烯這些小分子烴經鹵代得到的。如由甲烷得到的二氯甲烷、氯仿和四氯化碳以及二氯二氟甲烷、一氟三氯甲烷;由乙烷得到的1,1,1-三氯乙烷和三氯三氟乙烷;由乙烯得到的三氯乙烯和四氯乙烯。

鹵代烴溶劑是相對密度大于水,難溶于水的液體,它們最大的特點是具有不燃性或難燃性。分子中不含氫原子的具有不燃性,分子含有氫原子的具有難燃性。而且對油性汙垢溶解力大,脫脂力比石油溶劑強10倍左右。由于鹵代烴溶劑容易揮發,所以回收時耗能小。近年來在工業清洗領域的許多部門,它已經取代了石油溶劑,發揮著重要作用。但氯代烴屬于化學不穩定物質,其分解物有強毒性,是它的重要缺點,而且對金屬、塑料有一定腐蝕作用。氯氟烴沒有氯代烴的這些缺點,但對大氣臭氧層有破壞作用,目前已引起人們的強烈關注,正在逐步被禁止使用。

以下介紹幾種常用鹵代烴溶劑和性能。

①二氯甲烷(CH2CL2)它有優良的脫脂能力,常作爲精密機械部件的洗滌用溶劑,也可作塑料膜及塗層的剝離劑。是一種低沸點易揮發的溶劑。在很多場合可代替CFC-113(三氯三氟乙烷)使用。其缺點是對大氣汙染比較嚴重。

②1,1,1-三氯乙烷(CL3C-CH3)。是氯代烴溶劑中毒性較弱的一種,有良好的溶解脫脂能力。但化學穩定性差是其最大缺點。而且它對大氣臭氧層有破壞作用,正面臨著被禁止使用的處境。

③三氯乙烯(CL2C=CHCL)是一種無色有毒的液體,有類似氯仿的氣味。化學穩定性好,難燃,是脫脂性優良的溶劑。毒性強是它的最大缺點,在光照下遇水蒸氣,它會緩慢分解出劇毒的光氣(CL-CO-CL)。在使用它的工廠,對其在作業環境中的含量有嚴格的限制。它曾被用作衣物幹洗的溶劑。由于毒性大已被四氯乙烯替代。

④四氯乙烯(CL2C=CCL2)。是一種無色透明易流動的液體,有特殊的類似乙醚的氣味。雖然它的KB值比三氯乙烯稍低,仍是一種脫脂力很好的溶劑。它也有一定毒性,因此在工廠作業環境中的含量也與三氯乙烯一樣有嚴格的控制,但由于它的沸點比三氯乙烯高,揮發性較小,一般認爲它的危害性較小。爲防止其分解,常在使用時加入0.5%乙醇作穩定劑,並避光密封保存。目前大量用它作衣物的幹洗溶劑。

⑤三氯三氟乙烷(CCL2F-CCLF2)。它的簡寫名稱CFC-113或R-113。是由氟、氯原子取代乙烷分子中全部氫原子得到的亚洲在线。它是一種沸點爲47.6℃的無色無味液體。相對于水的密度爲1.6。其蒸氣相對空氣的密度爲6.5左右。難溶于水,與其他氯代烴不同的是它與水不形成共沸混合物。

三氯三氟乙烷化學穩定性好,對化學試劑、水、熱都表現出高穩定性,這是氯代烴所不具備的優點。它也不與潤滑油反應。由于KB值較低爲31,脫脂能力相對較低,但其KB值與表面張力值(17.8mN/m)卻與脂肪族烴相應數值相近,所以對礦物油溶解性很好,而對塑料、橡膠的溶脹作用小,能很好去除礦物油汙垢而又不傷害塑料和橡膠表面。它對金屬材料無腐蝕性(與氯代烴不同)。而且具有不可燃性,使用時很安全。同時它是無毒的,在清洗工廠的空氣中所允許的最高含量可達1000mg/L。

由于它具有以上優點而廣泛用于金屬材料清洗及電子工業精密清洗領域。但由于它對大氣臭氧層有破壞作用,目前正面臨被禁止使用的處境,各國正在加緊研制它的各種替代溶劑。

(3)醇類溶劑

①水溶性一元醇溶劑。水溶性一元醇溶劑是在清洗中使用最多的醇類溶劑,如甲醇、乙醇、異丙醇等。它們可以是以水以任意比例互相混溶,可以是以水的或含水的溶劑,而高濃度水溶液對油性物質溶解力大。它們的另一個特點是對表面活性劑的溶解力強,所

以常被用來去除表面活性劑在洗滌物表面上形成的殘留吸附膜,這也是乙醇等醇溶劑的一種特殊用途。

由于水溶性一元醇類溶劑與水的結合力強,當需要把水從被它潤濕的表面置換下來時,用醉溶劑是最合適的,其中應用得最多的是乙醇和異丙醇。但是醇和水會形成恒沸混合物,不能用通常的蒸餾力法從含水的乙醇溶液中回收得到無水乙醇。

由于甲醇屬于劇毒物質,人若飲入10mL甲醇就會使眼睛失明,飲量過多會致人死命,所以甲醇在清洗中使用的範圍較窄。乙醇屬于低毒的醇類,又易被生物降解,對環境汙染少,是用得最多的一元醇溶劑。異丙醇與甲、乙醇相比脫脂能力較強。

②低水溶性一元醇溶劑。用于清洗的這類一元醇溶劑主要有正丁醇、環已醇和苯甲醇。它們常被用來去除油性汙垢。丁醇是一種既有一定親水性又有一定親油性的溶劑,它對油性汙垢的親和力比乙醉大,既可單獨作溶劑使用,又可與親水性溶劑或親油性溶劑混合使用于各種清洗場合。環已醇也是一種對有極性的有機物質溶解範圍很廣的溶劑,親油性比丁醇強,由于它具有一定的與水混合時的乳化與增溶作用,因此也可以與水混合使用、苯甲醇是一種難溶于水的醇類,它對極性有機化合物的溶解力很強。

2,2,3,3,3-五氟丙醉(F-CF2-CF2-CH2OH)是一種新開發的含氟一元醇,由于可作氯氟烴合成溶劑(如CFC-113)的替代溶劑而引起人們的關注。它的優點是不可燃,使用安全。但是它的水溶性差、腐蝕性較強、價格偏高等缺點,使它的用途受到一定的限制。

松油醇(萜品醇)是一種由植物中提煉出來的,分子中含有10個碳原子的低水溶性一元醇,它有四種同分異構休。作爲商品出售的松油醇是各種萜品醇的同分異構體的混合物,並含有其他碳氫化合物,是一種無色黏稠液體或無色透明低熔點固體。它溶解有機物的性能與松油類似,並有優良的起泡和乳化性能,常作爲特殊用途的乳化洗滌劑使用。

③多元醇溶劑。多元醇溶劑中最重要的典型代表是乙二醇,它是一種可與水以任何比例混溶的無色帶有一點甜味的黏稠液體,是一種優良的溶劑。丙二醇與乙二醇相比,親水性增強,由于幾乎沒有毒性,常被用來作去除飛機上使用的航空煤油的沖洗劑。

由乙二醇衍生的各種醚類,如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚和乙二醇單丁醚,都是很好的有機溶劑。它們對高分子樹脂有很強的溶解能力。因此除了作一般清洗劑之外,常用作塗料剝離劑的主要原料。但山于它們有較強毒性,使用時要特別小心。

(4)其他有機溶劑

 ①酮類溶劑。主要有丙酮和甲乙酮(丁酮-2)。丙酮是可溶于水的親油性溶劑,是一種溶解範圍較廣的溶劑,對許多有機物都有溶解能力,而且毒性低,因此被廣泛用作清洗溶劑,但閃點較低,屬易燃溶劑,使用時要特別注意安全。甲乙酮是一種對油性有機物溶解力大的酮類溶劑。除了可做一般洗滌溶劑之外,主要用作剝離物體表面高分子樹脂的溶劑的主要成分,其毒性比丙酮大。

②酯類溶劑。清洗用的酯類溶劑種類很多,常用的有乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯等。酯類溶劑的特點是毒性比較低,有芳香氣味,不溶于水,多用作油性有機物的溶劑。

③酚類溶劑。酚類溶劑包括苯酚和甲苯酚等,它們是熔點較高的微酸性有機物,有較強的毒性,平時主要用作殺菌劑和消毒劑。甲苯酚是三種同分異構體的混合物。酚類作爲溶劑的應用範圍較窄,但作爲汽車、飛機發動機上的積炭去除溶劑卻有著獨特的效能。

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