解读碳氢清洗剂

绪论：碳氢清洗剂作为一种新型环保的清洗用品，在高精密零件的清洗中占有很大的比重。我司有自主研发研发的碳氢清洗剂，市场上称之为碳氢清洗剂的产品随着用户需求日益上涨更是比比皆是。但是如何来判断一种碳氢清洗剂的清洗能力，清洗范围和使用寿命，这些是否和它的成分有关？这就需要对清洗剂有一定的了解，了解碳氢清洗剂清洗的原理，由此作为依据判断清洗剂的好坏。在使用过程中注意安全的同时还要注意清洗的操作方法，清洗液的更换标准等。

本文就碳氢清洗剂的成分，清洁原理和使用注意要点以及储存条件进行介绍。旨在通过研究碳氢清洗剂的特点，找到一种使清洗剂的清洗力最大化，保证产品清洗质量的方法。

1、碳氢清洗剂的组成成分

碳氢化合物顾名思义，只是由两种元素组成的化合物。碳氢清洗剂按馏程范围分为：普通碳氢清洗剂和窄馏碳氢清洗剂。

普通碳氢清洗剂的馏程范围较宽，成分复杂，分子结构不规则，芳烃毒性大。其中的轻质分使清洗剂闪点降低，而重质分又使清洗力和干燥性变差。窄馏碳氢清洗剂的馏程在150～190℃之间，结合工业清洗中造成溶剂酸化的四大因素（空气、金属、水、杂质）添加了金属清洗剂专用稳定剂，能够预防溶剂分解，在产生分解的初期将酸中和，具有超强的抗酸能力，确保清洗材质不受腐蚀。

以前曾简单将原油蒸馏精致得到的灯油直接作为清洗剂，由于有臭味，引火性以及从干燥性方面考虑以逐渐不被使用。现在使用的大多数碳氢系清洗剂并不是原油简单蒸馏精致的产品，而是化学合成品或经过高级精炼处理的产品。碳氢系清洗剂从好、臭味小。将灯油馏分过分子筛萃取，蒸馏调整沸点。也有单一组分的物质。

异构烃：结构式为CnH2n+2的饱和链烃。与直链的正构烃相其化学结构上可以分为正构烃系、异构烃系、环烷烃和芳香烃四类。

正构烃：结构式为CnH2n+2的饱和链烃。直链烃的安定性比，异构烃具有支链，其安全性也好、臭味小。大多为合成制得。

环烷烃：结构式为CnH2n的饱和链烃。碳原子数不同，可有单纯的环状烷烃，具有侧链的环烷烃等。从结构上看比链烃的溶解性好，但安定性、臭味方面稍差。一般将含环烷烃多的原油蒸馏或向芳香系中加入核水至得。

芳香烃：含苯环，溶解力强，由于担心其毒性现在较少使用。
为了提高清洁力，清洁剂制造商会添加一些脂、铜、磷等物质，不一样的厂商会有不同的配方。

2、碳氢清洗剂的清洗原理
非水系清洗剂的清洗原理简单地说是依据溶剂的溶解力进行清洗。基于对油脂或油性污染的溶解性的脱脂机理是：相似相溶原则。汽油、灯油等碳氢化合物容易溶解重油，其它烃类，易与相近的卤代烃（四氯化碳、三氯乙烷等）互溶。水能与具有与水结构相似OH的化合物如R-COOH（低级脂肪酸）、R-OH（低级醇）等互溶也是基于此。异种液体间的溶解性与表面张力、界面张力有密切关系。例如，苯、环烷烃等溶剂的表面张力与焦油、润滑油的表面张力差别不大，两者间的界面张力值近似容易互溶。对于溶剂对油脂或油性污物的溶解性，不同溶剂一定温度下的溶液在冷却过程中，溶质分离的温度越低其对溶质的溶解度就越大。


3、影响碳氢清洗剂清洗力的重点
3.1溶解度即sp值
溶解度是指在一定的温度下，某物质在100克溶剂里达到饱和状态时

所溶解的质量,用字母s表示，其单位是“g/100g水”。在未注明的情况下，通常溶解度指的是物质在水里的溶解度。

SP值相近的物质具有相近的凝集能，因而易于互相溶解。此现象即相似相溶的经验规则。一般碳氢系清洗剂的SP值为7～8，此值因与加工油的SP值（7～8）一致，因此易于溶解，且有高的清洗力。但与树脂的SP值相距甚远，因而不易侵蚀这些材料。同时对于含树脂的污物，醇类的溶解性较差清洗效果不好。选择清洗剂时SP值可以作为一个指标，但仅以数值作为判断比较危险，必须用实际污染油等作清洗性能实验进行评价。

3.2表面活性剂（助剂）
表面活性剂(surfactant)被誉为“工业味精”，是指具有固定的亲水
亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂一般为具有亲水与疏水基团的有机两性分子，可溶于有机溶液和水溶液。亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。它是一大类有机化合物，他们的性质极具特色，应用极为灵活、广泛，有很大的实用价值和理论意义。

3.3物理力
3.3.1超声波清洗
在有些工业，例如饰品和银制品工业，光学玻璃及设备工业以及高精 度合金钢、接头及其他结构组件的制造业中，对多数抛过光的表面区域的 清洁度要求极高。所用材料残渣和金属碎屑必须要费大力气才能清除掉，因为颜料和金属、玻璃表面接合很牢。因此，仅用水溶液清洗而不用其他机械方法是不够的，这时用超声波会有更好效果；超声波清洗是用通过特殊振动系统产生的高频声波来进行清洗的。

超声波的作用是在清洗剂溶液中，以纵波的形式沿纵向传播的，由于压力变化大，会在溶液中形成许多小的低压泡，它们很快崩溃并放出能量。表面的微小粗糙度和所积累的粒子形成空腔。这对角落、钻孔、装饰性浮雕及其他普通方法难以奏效的地方来说特别有用。在干净溶液中，我们能观察到脏颗粒是如何从表面被去除掉的。该方法主要是基于气泡破裂时产生的压力，局部压力超过了100MPa。声频在20～40kHz，温度为50℃～70℃时会有最佳效果。一般最少的清洗时间不超过2min。超声波发声器应设定为每升浸浴液的声波能量为5～20W。

3.3.2 清洗温度
视清洗剂指标要求作业，温度高利于清洗，但是导致清洗液挥发速度快，提高了成本。若清洗液闪点低还易发生爆炸火灾，故应按供应商提供的清洗剂指标制定作业温度。


3.4 KB值
KB值是喷漆、涂料工业如表示天那水的溶解力而使用的值，指25℃下
从120g标准kauri gum-丁醇溶液中析出kauri gum所需要稀释剂的ml数，KB值越高溶解性越好。作为清洗用溶剂溶解力的判别曾以KB值作为指标，但KB值是指对树脂的溶解性，与清洗力无直接关系因而难于作为基准。


3.5 清洗的操作方法
视材料的面积大小选择清洗时的摆放方式，小面积的可散放清洗，若面
积较大的盖子类产品需摆放整齐后清洗这样可有效地减少重叠盖压面积，使清洗效果更好。
操作员作业时需带无尘手套，避免手汗、手印污染产品。换框清洗时不
宜用力太大以免造成产品平面度不良。


3.6馏程
馏程是指以油品在规定条件下蒸馏所得到，从初馏点到终馏点表示蒸发特征的温度范围。馏程是石油产品的主要理化指标之一，主要用来判定油品轻、重馏分组成的多少，控制产品质量和使用性能等。馏程越窄，其性能越好。

3.7杂质
杂质是指清洗液中经蒸发后的残留物，若其达到一定数值时，蒸发后会在产品表面留下一些似水迹一样的印记。影响清洗产品外观。在清洗过程中，清洗剂使用时间过长，清洗剂逐渐变脏，若清洗剂中溶解的脏污油脂达到其溶解极限时清洗力就会变低，导致清洗不干净。碳氢清洗剂洁净度的检验：滴一滴碳氢清洗剂在洁净光亮的硬质表面，看其挥发后的残留情况.若清洗剂干净，则硬质表面无残留；若不干净，则干燥后有黄色痕迹7出现，此时应及时更换清洗剂。

3.8界面张力
界面张力，也叫液体的表面张力，就是液体与空气间的界面张力。在数值上与比界面能相等。液体与另一种不相混溶的液体接触，其界面产生的力叫液相与液相间的界面张力。液体与固体表面接触，其界面产生的力叫液相与固相间的界面张力。。表面张力的存在形成了一系列日常生活中可以观察到的特殊现象。例如：截面非常小的细管内的毛细现象、肥皂泡现象、液体与固体之间的浸润与非浸润现象等。界面张力是影响清洗剂的一个重要指标，也是衡量一种清洗剂的洗力好坏的标准，其界面张力越小，渗透性能越好，清洗效果也就越好。


3.9挥发性
清洗剂的挥发性越高，清洗作业中的成本越高，更有火灾爆炸的危险.但是其清洗效率会更高。