為了文明生產和保證產品質量，現代企業大量使用工業清洗。工業清洗可分為濕式清洗與干式清洗。采用液體清洗劑清除污垢的稱為濕式清洗，下面對濕式清洗中工業清洗劑進行述評。

工業清洗劑主要用于機械加工、金屬加工、電氣電子生產、船舶維修、汽車維修、精密加工、印刷電路生產、樹脂加工、玻璃光學等部件生產中的清洗，也用于涂裝、鍍層及熱處理等作業前的清洗，還用于大量的工業設備及部件的清洗ｎ。］。

清洗過程一般可用以下程序說明：

（1）溶解一潤濕～洗脫一乳化一分散一排放；（2）清洗一漂洗～干燥一防銹處理。

工業清洗劑的分類、構成與特征

工業清洗劑可分為水系清洗劑、準水系清洗劑與非水系清洗劑等。

１．１水系清洗劑¨１

水系清洗劑一般指添加表面活性劑（ｓＡＡ）的水系清洗藥劑，我國傳統稱為水基清洗劑或水劑清洗劑，即是以水為基體，再配以一定比例的ｓＡＡ及其它助劑所組成的清洗劑。根據清洗劑的ｐＨ可分為堿性、中性與酸性。

（１）工作．污垢＋清洗劑—盜進工件．清洗劑＋污垢?清洗劑； 堿性清洗劑組成為：酸、磺胺酸、羥基乙酸等。

３）表面活性劑。包括非離子型、陰離子型、陽離子型、兩性型。

１）無機組成物。常見的有氫氧化鹽、硅酸鹽、碳酸鹽、正磷酸鹽、聚磷酸鹽等。

２）有機組成物。常見的有螯合劑、緩蝕劑、殺菌劑等。

３）表面活性劑。常見的有非離子型、陰離子型、陽離子型、兩性型。

４）其它成份。包括螯合劑、緩蝕劑、殺菌劑。

中性清洗劑主要組成物為表面活性劑（ＳＡＡ）。

ＳＡＡ種類多，性質各異，除與碳氧基及其它親油基的大小形狀有關外，主要還與親水基團的不同有關。一般以親水基團作為分類的依據，即按ｓＡＡ在溶液中其親水基是否電離，將ｓＡＡ分為離子型與非離子型，離子型又分為陰離子型、陽離子型與兩性型。

在工業清洗劑中，主要采用非離子型與陰離子型。

酸性清洗劑組成為：

１）無機酸。常見的有硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸、磷酸等。

２）有機酸。常見的有檸檬酸、葡萄糖酸、酒石項目

陰離子表面活性劑

非離子表面活性劑

性有機溶劑，要對水溶解性較大，容易摻合，多為含有乙醇系與乙二醇乙醚系等的水溶性溶劑。

這些準水系清洗劑的特征為：

（１）比起水系清洗劑，由于有機溶劑較強的溶解能力，在較低溫度下可使油性污垢較好除凈，在漂洗時使用水，又容易去除水溶性（離子性）污垢；

（２）準水系清洗劑幾乎是由中性液摻合組成，因而即使清洗金屬零件，也不必擔心腐蝕的危害；

（３）在漂洗時使用純水，可得到很高的清潔度；

（４）由于水作為液媒，可發揮超聲波氣蝕作用，

１．２準水系清洗劑

用超聲清洗可增強清洗效果；

（５）但非可燃型并不適用于消防法規。

１．３非水系清洗劑

準水系清洗劑基本組成為有機溶劑，有時添加水、也有添加ＳＡＡ與助洗劑的。按使用目的大致可區分為以下兩種：

顧名思義，非水系清洗劑不含水，也可稱為有機溶劑系清洗劑，按化學結構分類見表

不燃性清洗劑氟系清洗劑

可燃性清洗劑烴系清洗劑鏈狀烴系環烷烴系

１）可燃性的準水系清洗劑

難溶于水的石油系萜烯類等的清洗劑在除去污垢的固體表面用水漂洗時無效，因此為了能夠用水漂洗，可以在這些非水水溶性的清洗劑中摻合水溶性清洗劑（如乙醇，硅酮系，乙醚系等），還可再添加ＳＡＡ等。ＣＦＣ系ＨＣＦＣ系ＨＦＥ系環狀氟系氯系清洗劑芳香族烴系乙醇系清洗劑硅酮系清洗劑

２）非可燃性準水系清洗劑

在可燃性有機溶劑中，添加水可變成非可燃性的，如同溶劑清洗劑一樣使用良好，因而適用的可燃溴系清洗劑由于非水系清洗劑有較多優點，其在工業清洗領域的應用正在不斷擴大。它可通過與蒸汽清洗共用，不僅清潔度高，而且容易干燥，用過的清洗劑有可能循環使用，可以解決水系清洗劑廢液處理困難，

２工業清洗劑的正確選用¨。

由于各行各業清洗對象千差萬別，所帶污垢的性質及沾污程度，清洗后對表面緩蝕或防銹要求，對具體條件具體分析，擇優綜合選用。

２．１

工業清洗劑的選用原則

選用原則為：

（１）良好的去污能力；

（２）對清洗對象無不良影響；

（３）質量穩定；

（４）價格低廉。

國內外工業清洗劑品種繁多，但沒有萬能型的清洗劑，一般均為專用型，應針對清洗對象的材質、清洗要求的不同，污垢的不同等，最好應作工藝試驗，才能選用。但在選用時應綜合考慮并研究分析以下幾點：

（１）清洗劑的主要成分；

（２）清洗劑各項物理性能；

（３）清洗劑的主要特征及注意事項；

（４）清洗劑的適用范圍（主要用途，污垢對象 等）；

（５）清洗劑的清洗條件，方法與實施可能性；

（６）排液與廢液處理方法；

（７）清洗劑的成本；

（８）有關清洗的法規等。

２．２工業清洗劑的物理性能

在工業清洗劑應用時，還要靈活掌握好以下多項物理性能：

１）相對密度，清洗劑相對密度與清洗劑使用量（容積），如采用超聲清洗時，相對密度大的容易清洗；

２）粘度（ｃＰ），粘度低的適用于問隙清洗；

３）沸點（ＢＰ），沸點低的揮發損失較多，但適用于蒸汽清洗；

４）凝固點（ＦＰ），ＦＰ高的由于凍結難于操作；

５）表面張力（Ｎ／ｍ），表面張力小，向污垢界面浸透性好，即使污垢溶解性小，但清洗還是容易的；

６）燃燒性，應掌握清洗劑的引火點、發火點及燃燒范圍等信息；

７）蒸發性，要了解清洗劑的揮發損失（蒸汽壓），以及蒸汽清洗性能（蒸發熱），蒸汽壓大的，蒸汽干燥性優；

８）導電率，導電率大的離子性污垢（指紋、汗與鹽分等）的清洗性能優；

９）水的溶解性，在非水系清洗劑適用項目中，水溶性小的清洗過程容易管理；

１０）ＫＢ值，ＫＢ值大的溶解除去油污垢能力優；

１１）臭氣毒性濃度，直接影響清洗劑使用的安全環境等。

３工業清洗劑的除污機理

３．１利用低表面張力除污機理…

采用有低表面張力的清洗劑在被清洗物表面及其接觸的界面上作用，把污垢清除，如圖１所示。在被清洗的Ａ和Ａ、Ｂ層的界面上接觸比Ａ、Ｂ層的表面張力小的清洗劑時，會在Ａ、Ｂ界面上浸透擴散，起剝離Ａ、Ｂ層的作用。由于污垢的表面張力一般比３０Ｎ／ｍ大得多，如用較低表面張力的清洗劑就有從被清洗物Ａ直接剝離污垢Ｂ的清洗功能。

清洗劑三三要芋雩琴摯矍至蘭秀．二洗凈物圖ｌ低表面張力清洗劑的污垢清洗機理

在有低表面張力的清洗劑中，代表性的為氟?。保保?，即是ｃＦｃ—１１３（ｃＦ：ｃｌｃＦｃ。：），其特性如表６。

可見ｃＦＣ一１１３最大特點為１７Ｎ／ｍ的低表面張力和顯示深解污垢能力較大的ＫＢ值（貝殼松脂丁醇溶解值）。ＣＦＣ—１１３雖低廉，又是作為精密零件清洗能力良好的清洗劑，但由于對臭氣層破壞，業已停止生產，作為替代的清洗劑，有氟系的ＨＦｃ和ＨｃＦｃ系及硅酮系等清洗劑，但成本較高，影響普遍使用。

３．２利用表面活性能乳化、分散與增溶的除污機理㈨］

水系清洗劑主要利用ＳＡＡ的潤濕、滲透、乳化、分散與增溶性能。污垢和工件間雖有粘結力，油水之間存在表面張力，但清洗劑的潤濕滲透作用會降低粘結力，清洗劑的乳化作用會使油水交界處的表面張力降低，清洗劑的分散作用會使污垢中碳粉、灰塵，金屬粉末分散成許多微粒，清洗劑的乳化增溶作用可有效阻止污垢分子再凝結，并不再沉積在工件表面上，如果再借助熱力，機械攪拌與射流等便可以使污垢脫離工件表面而卷離到清液中，達到除去污垢的目的。

ＳＡＡ吸附油性污垢，水與油性成分的表面張力降低在因體表面與油性污垢之間浸透ＳＡＡ油性污垢在水中發生乳化、分散與增溶油性污垢從固體表面分離除去堿添加鎘一電荷露一委’ｎ：ｂｔ戶弋由靜電力而分散助洗荊ｆ１無添加Ｕ界面活性劑添加 圖３表面活性系清洗劑的污垢粒子分散機理污垢粒子通過吸附添加清洗劑中ＳＡＡ與助洗劑堿成分，使粒子問表面上負電荷發生電氣相斥力，使污垢粒子被分散在清洗液中結果難于再沉積與凝集在固體表面上。

ｓＡＡ的清洗效果在膠束形成的最低質量分數，即臨界膠束質量分數（ｃＭｃ）以上會顯著地發揮出來，如圖４所示，該圖中的斜線及以上區域ＳＡＡ溶液的各種性質發生改變，清洗能力大幅地增加。

ｓＡＡ形成的膠束如圖５所示，膠束體中親油基能大量溶解油性污垢，使清洗能力飛速增加。ｓＡｐ的化學構造不盡相同，但在常溫下ＣＭＣ大致在０．５％～５％，在液溫升高時ｃＭｃ降低。

合型與螯合型，從使用方法可分為陽極電解、陰極電解與ＰＲ電解（陽極與陰極電解交換變化處理）。主要通過氧化（陽極電解）與氫氣（陰極電解）析出而把工件表面油性污垢氣掀剝離清除的機理。

３．３利用化學反應的溶解分離的除污機理

３．３．１無機酸

工業清洗劑的清洗工藝以水系清洗劑清洗工藝為例。其中質量分數、‘

溫度與時間是幾個較重要的操作條件，可根據清洗要求，采用正交試驗法探索最佳方案實施。清洗質量分數可按產品說明書大致確定，濃縮型的使用質量分數一般為１％～５％，使用高壓清洗機械的濃度可配成０．１％一０．５％。

無機酸如鹽酸、硝酸電離出大量的Ｈ＋，在清洗過程中可發生如下化學溶解反應：

Ｍｅ０＋２Ｈ＋—＿Ｍｅ２＋＋Ｈ，Ｏ

ＭｅＣ０３＋２Ｈ＋一Ｍｅ２＋＋Ｈ２０＋Ｃ０２ｆ

Ｈ＋在上述反應過程起著主要作用，此外，酸根的存在對污垢溶解也有一定作用，有時是關鍵性的，如Ｆ一的存在可使ｓｉＯ：發生化學溶解。

３．３．２有機酸

清洗溫度一般為５０—８５℃，清洗稀油污為５０—６０℃，重油污高溶點脂類則溫度要高一些。

清洗時間與采用的清洗方法、油污程度與清洗劑特性有關，一般為２～１０ｍｉｎ或更長些。

清洗方法有浸洗法、噴洗法、超聲波法與多步清洗法等。

清洗工藝流程一般為：水劑清洗一漂洗一脫水處理一防銹處理。

如對油污較多的零件電鍍前清洗流程為：脫脂一水洗一酸洗一水洗一堿浸漬（超聲波）一陽極電解清洗一水洗一活性化一水洗一電鍍。

具有代表性的為檸檬酸與乙二胺四乙酸（ＥＤ．ＴＡ），利用其自身的酸性和所帶的活性基團優異的螯合能力，能將附著在金屬表面的氧化層等特殊污垢螯合、溶解、分散至清洗液中，達到清洗目的。

３．３．３堿

具有代表性的為氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉與硅酸鈉，各種堿分別或聯合通過皂化、轉化、中和與螯合等作用使污垢解離除去。 ３．３．４氧化還原劑

５清潔度評價舊‘３。

工業清洗清潔度評價，現場大多采用目視法與擦拭法。但根據日本鋼鐵化學清洗方法ＪＩＳｚ０３０５標準，有關清潔度評價方法匯總于表７，共有９個方法可作選用評價。

采用鹵素及其化合物如次氯酸鈉與過氧化物如雙氧水，通過氧化還原反應使污垢溶解，轉化而去除。

３．４利用電解作用除污機理

電解清洗劑由堿性無機物為主體，可分為非螯

名稱目視法擦拭法水切斷法

評價方法要點

對干燥的清洗面，用肉眼或放大鏡觀察其殘存的污染度及清凈狀態，作出判定用布或濾紙擦拭清洗表面，對布與濾紙污染程度給予

評價

在清洗后表面浸漬于水中，垂直離開水面后，觀察表面水膜附著狀態，主要用于評價脫脂后清潔度在清洗后表面用水噴霧，作成水膜，根據水膜即時狀態（１０～６０ｓ），以水膜附著百分率加以評定，主要用于評價脫脂后清潔度

在清洗后表面上用水噴霧，以油膜或油滴浮上情況來評定，主要用于脫脂后清潔度評價，如果紅墨水等染料來噴霧更容易評定

噴霧水膜法

噴霧法

名稱接觸角法

評價方法要點

在清洗后表面上滴落水珠，根據接觸角來評定脫脂后清潔狀態，應由４～５個點水滴接觸角測定，求平均值，清潔的接觸角應為Ｏ度

在清洗后表面浸入酸性硫酸銅水溶液，根據銅膜析出狀態加以評定，觀察光澤、起泡、脫落在清洗后試片上電鍍鎳，與硫酸銅法同樣，根據析出狀態來評定

在試片上涂布油污物，進行清洗，根據清洗前后失重來比較評價清洗性能

硫酸銅法電鍍法

殘留油分質量法

近年已開發耵ＩＲ（轉換紅外分光光度計）來測定殘留油分，但僅適用于狹小范圍極微量油分測定，不適用大面積測定。６的ＧＷＰ為３００；ＰＦＣ的ＧＷＰ為７５００。為防止溫暖化，可采用氯化亞甲基作清洗劑。

３）消防法額外規定的“不燃性”處理

例如，日本修改的消防法中編人了“除危險品外的物品適用條件”，其中列出了與危險品相區別的適用的化學品，規定摻合一定數量以上的不燃性液體（例如水）的組成物不認作為“危險物”，不燃性液體除水外，還有鹵素系溶劑（氟系、氯系、溴系）等。

４）適合ＰＲＴＲ的化學物質

化學物質管理促進法（ＰＲＴＲ）在日本從１９９９年制定、２００１年實施，其目的是控制化學品向環境排出及廢棄物等的轉移量，指定４３５種物質。第一類指定化學品為３５４種，是臭氧層破壞物質及對人體與生態有害物質；第二類指定化學品為８１種，按第一類標準看待，但使用企業必須自主管理。

５）抑制Ｖ０ｃ排出（防止大氣污染法修正）ＶＯＣ定義為“把在大氣中排出的又在飛散時的有機化合物氣體稱為揮發性有機化合物”，最新清洗法規對已制定的大氣污染防止法作了修正，已納入清洗系統排出的Ｖ０ｃ抑制限度量從２００６年實施。

６工業清洗的環境問題

６．１清洗后廢液處理

以水系清洗劑為例，由于清洗后廢液中含有油脂污垢、泥砂、積炭、金屬屑與極性氧化物等，使水質不符合排放標準，應進行處理。一般處理工藝可借鑒乳化液污水處理方法?？煞秩剑海ǎ保┯梦锢矸椒ǔ恋盱o置與過濾，去除懸浮物、浮油和沉渣；（２）破乳化油、鹽析、凝聚、氣浮與電解相結合，達到油分離；（３）污水凈化，可用生物化學法，臭氧法，砂濾活性碳吸附法等。經三級工藝處理的廢水可達到國家廢水排放標準。

６．２有關環境的法規…

１）臭氧層保護 據報道，聯合國環境規劃署（ｕＮＥＰ）制定了一些環境法規，主要對工業清洗劑加以限制，并組織２４個國家共同簽署了《關于消耗臭氣層物質的蒙特利爾議定書》，中國政府于１９９１年正式加人修正后的議定書，同時中國政府制定了相應的《中國清洗行業整體淘汰０Ｄｓ計劃》，計劃書規定在以下時間之后在中國禁止生產、銷售和使用以下ＯＤｓ清洗劑：

２）防止溫暖化法

溫暖化系數（GWP），以CO2的GWP為1，把GWP極大的物質正在研討，加以規定限制。如HFC·34·的GWP為1 300; PFC的GWP為7 500。 為防止溫暖化,可采用氯化亞甲基作清洗劑。

3)消防法額外規定的不燃性“處理

例如，日本修改的消防法中編入了除危險品外的物品適用條件”其中列出了與危險品相區別的適用的化學品.規定摻合一定數量以上的不燃性液體例如水)的組成物不認作為危險物" ,不燃性液體除水外.還有鹵素系溶劑氟系氯系、溴系)等。

4)適合PRTR 的化學物質

化學物質管理促進法(PRTR)在日本從1999年制定、2001年實施其目的是控制化學品向環境排出及廢棄物等的轉移量指定435種物質。第一類指定化學品為354種是臭氧層破壞物質及對人體與生態有害物質;第二類指定化學品為81種.按第一類標準看待,但使用企業必須自主管理。

5)抑制VOC排出防止大氣污染法修正)

VOC定義為把在大氣中排出的又在飛散時的有機化合物氣體稱為揮發性有機化合物”，最新清洗法規對已制定的大氣污染防止法作了修正，已納入清洗系統排出的VOC抑制限度量從2006年實施。

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