理论教育 非水溶性醇类溶剂及乳化性溶剂介绍

非水溶性醇类溶剂及乳化性溶剂介绍

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:水溶性一元醇溶剂是在清洗中使用最多的醇类溶剂,如甲醇、乙醇、异丙醇等,它是可燃的强亲水性溶剂,对油性物质溶解力大,对表面活性剂的溶解力强。由于互相影响的结果,混合溶剂的溶解能力往往有很大提高。2)乳化性溶剂型。香蕉水就是一种性能很好的混合溶剂。

非水溶性醇类溶剂及乳化性溶剂介绍

1.溶解规律

溶解是一种物质以分子或离子状态均匀分散在另一种物质中的过程。把溶解形成的由几种不同物质组成的均匀体系称为溶液,它由含量少的溶质和含量多的溶剂组成。

溶解过程实际上是克服溶质分子和溶剂分子内聚力而形成溶质与溶剂分子均匀结合体系的过程,如图4-1所示。只有当溶质和溶剂分子间的结合力与溶质分子间结合力相近似时,溶解过程才会发生。其溶解过程包含着复杂的物理化学变化,目前的经验规律是化学组成与结构(如溶剂与溶质分子元素组成、分子结构、分子极性等)相似的物质之间容易相互溶解。

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图4-1 溶解状态示意图

影响溶解过程的因素有相同分子或原子间的引力与不同分子或原子间的引力之间的相互关系、分子极性引起的分子缔合程度、分子复合物的生成、溶剂化的作用、溶剂和溶质的相对分子质量、溶质活性基团的种类和数目。

溶剂分散和溶解溶质的能力称为溶剂的溶解能力,包括将被溶解物质分散成小颗粒的能力、将溶质溶解的速度、将溶质溶解至某一浓度的能力、溶解大多数物质的能力以及与稀释剂混合组成混合溶剂的能力。工业上判断溶剂溶解能力的方法有稀释比法、恒黏度法、黏度-相图法、贝壳松脂丁醇(溶液溶解)试验法(测定方法见GB/T11134—1989《烃类溶剂贝壳松脂丁醇值测定法》)和苯胺点试验法等。

2.有机溶剂主要种类及性能

(1)烃类溶剂

1)烃。只含有碳氢两种元素的有机化合物叫烃。按结构分脂肪烃和芳香烃,脂肪烃包括脂肪链烃和脂环烃,芳香烃按结构分单环芳烃、多环芳烃和稠环芳烃。烃类溶剂根据来源分为两类:由石油分馏得到的烃类混合物叫石油溶剂油,由化工原料合成或精制得到的成分单一烃类溶剂是烃的纯溶剂。

2)柠檬油。由橙皮、橘皮、柠檬皮蒸馏提炼得到的一种烃类溶剂。

(2)卤代烃溶剂 用于清洗的卤代烃溶剂有氯代烃溶剂和氟氯烃溶剂两类。卤代烃难溶于水、难燃,沸点较低,易挥发,对油性污垢的溶解力强。

(3)醇类溶剂 分子中脂肪烃基与羟基直接相连的有机化合物属于醇类。根据分子中含有的羟基数目分为一元醇及多元醇。结构中含有苯或苯同系物,而羟基又不直接与苯环相连的是芳香醇。水溶性一元醇溶剂是在清洗中使用最多的醇类溶剂,如甲醇乙醇、异丙醇等,它是可燃的强亲水性溶剂,对油性物质溶解力大,对表面活性剂的溶解力强。另外,这类醇的高浓度水溶液都有很强的杀毒消毒能力。(www.daowen.com)

(4)酮类溶剂 主要有丙酮和甲乙酮(2-丁酮)。丙酮是可溶于水的亲油性溶剂,对许多有机物都有溶解能力,毒性低,用作清洗剂,但闪点低、易燃。甲乙酮是对油性有机物溶解力大的酮类溶剂,除了用作洗涤溶剂外,主要用作剥离物体表面高分子树脂溶剂的主要成分。

(5)酯类溶剂 清洗用的酯类溶剂很多,常用有乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯。酯类溶剂特点是毒性低、不溶于水,多用作油性有机物和溶剂。

3.混合溶剂

把两种溶解范围不同的溶剂或把一种有机溶剂与水混合得到的溶剂称为混合溶剂。由于互相影响的结果,混合溶剂的溶解能力往往有很大提高。混合溶剂可分五种使用方法:

(1)两相溶剂法 如煤油和水两种互不相溶的液体,清洗时作用本质是两种溶剂各自分别起作用,但实际上煤油中加入一定量的水,可以利用水对极性污垢的清洗作用,也克服了煤油可燃性的缺点。

(2)相溶溶剂法 这是把两种相互溶解的溶剂混合得到一种均匀单相溶剂体系的方法。如水和乙醇混合后,使原来在水中难以溶解的色素等污垢易于被溶解,原来在乙醇中难以溶解的食盐等电解质易于被溶解。相溶溶剂溶解范围有一定的扩大,但很难有一个飞跃式的突变扩大。

(3)乳化溶剂法 指一种溶剂被乳化分散到另一种溶剂中得到的分散体系的方法。根据配制方法可分为乳化液型和乳化性溶剂型。

1)乳化液型。该方法是往水和亲油性溶剂的混合液中加入少量表面活性剂形成的稳定的乳化液。可分为把油分散到水中的水包油型和把水分散到油中的油包水型,在工业清洗领域使用的主要是水包油型。这种乳化液可以把水溶性污垢和油溶性污垢同时去除,但应注意水包油型乳化液会在污垢表面形成一层水膜,这样亲油性溶剂对污垢的洗涤去除作用不能充分发挥,而使用油包水型乳化液时,在污垢表面又会形成一层油性溶剂膜而妨碍水对污垢去除。

2)乳化性溶剂型。该方法是指把少量表面活性剂加到亲油性溶剂中得到的一种透明的亲油性溶剂。在洗涤过程中,清洗表面的亲油性污垢在可溶性油的作用下被溶解去除,在接下来用水冲洗的过程中,可溶性油与污垢又能稳定地被乳化分散到水中,这时在洗涤过程中留在清洗表面上的亲水性污垢可被冲洗水溶解去除。

(4)加溶混合液 加溶混合液和乳化液一样,也是由水、亲油性有机溶剂和表面活性剂组成,只是表面活性剂的量较多,至少要与被增溶溶剂量相等。在以脱脂为主要目的的精密工业清洗领域里,常用水、表面活性剂和有机溶剂组成水包油型加溶溶剂混合液。香蕉水就是一种性能很好的混合溶剂。

(5)共沸混合物 它是由沸点相同的几种有机溶剂复配得到的混合溶剂清洗剂,在沸腾蒸发过程中表现出的性能与单一成分的纯溶剂一样。可根据沸点-组成图判断两种溶剂能否配成共沸混合物。共沸混合物型的溶剂清洗剂特别适用于溶剂脱水干燥和蒸气气相清洗。

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