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除蜡水配方分析

时间:2024-10-11 18:27:07

1、配方设计除蜡过程是一个复杂的表面物理化学作用的过程,因此,在设计配方之前,首先要依据以下原则:①清洗力强;②工艺性佳;③稳定性好;④腐蚀性低;⑤有利于环保。根据各个体系清洗剂的特点和作用机理,选择阴/非离子表面活性剂、无机盐助剂、缓蚀剂和助溶剂组成的体系。本实验为多因素实验,均匀化设计在实验因素变化范围较大时能减少实验次数,且均匀设计的试验点分布均匀,具有很好的实验可行性和精确性,容易获得较好的实验结果,因此,本实验选用均匀设计表来安排实验。本实验的试验方案见表1 所示。其中X1代表阴离子表面活性剂质量;X2代表非离子表面活性剂质量;X3代表无机盐助剂质量;X4代表缓蚀剂质量;X5代表助溶剂质量;X6代表恒定搅拌温度。根据均匀设计分别进行11 组实验,记录实验数据和现象。

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2、除蜡剂性能的检测外观检测方法为目测法;pH 值检测采用pH 值广泛试纸;清洗能力检测按标准JB 4322 乇顶鋈跆规定的方法进行,但采用带抛光蜡污垢的铝试片作为检测对象(如图1)。步骤如下:将锯切后的小块试片,在天平上称重,准确到0.1 g,以P2表示,将称重后的试片用原挂钩固定在摆洗器上,使试片表面垂直于摆动方向,浸人65 ℃±2 ℃试液的摆洗槽内,立即记录时间,静浸3 min,摆洗3 min,提出试片,再在65 ℃±2 ℃的500 mL 蒸馏水中摆洗10 次,取出试片立即在70 ℃±2 ℃的烘箱中烘干30 min~40 min,取出冷却到室温后进行称重,此质量以P3表示。P2-P3为被清洗掉油污质量。将试样清洗后的试片再用其他溶液彻底将油污清洗干净,烘干后称重,以P1表示。清洗能力以洗污率h 表示并按下式计算:

除蜡水配方分析
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3、腐蚀性能检测采用外观检测法,评判标准为:无锈,光泽如新为A 级;轻微变暗为B 级;中度变暗为C级;严重变暗为D 级。其中A,B 级为合格;3 个试片中有2 片不合格为试验结果不合格;1 片不合格者试验重新进行,重复试验后若仍有1 片不合格者,为试验结果不合格。硬水中的稳定性检测评定标准为:室温和高温下检查都未见絮状物或析出物,判为试样合格。对于水不溶物检测,本试验除蜡水试样为液体产品,因此,其质量指标为:水不溶物≤0.1%。

4、实验结果及分析清洗能力将表1 实验方案制备的11 组除蜡剂进行性能检测。根据试验方案及最重要的检测指标—清洗能力作为试验结果(如图2),可得试验方案和结果列于表2,Y 表示清洗能力。

除蜡水配方分析
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5、由于拨揞搠床均匀表没有整齐的可比性,试验结果不能用方差分析法,可采用回归分析法,借助计算机软件进行回归分析,可得上表的回归方程为:Y=111.040 7菹篇葩击-0.235 38X1-0.624 95X2+2.410 708X3-0.832 99X4-0.913 1X5-0.012 06X6 (1)由于F=3.346 7<F0.1(6,4)=4.01,回归方程不具有显著性。仔细观察上述回归方程中各影响因子的系数绝对值大小是不同的,即无机盐助剂对清洗能力影响最大,而恒定搅拌温度对清洗能力影响最小,且两者的权重相差两个数量级。采用逐步回归的方法,剔除影响不大的X6因子后重新构造回归方程。计算机软件进行回归分析可得如下回归方程:Y=109.01-0.195 5X1-0.643 2X2+2.363 6X3-0.954 5X4-0.929 5X5(2)由于此方程的F=5.001 2>F0.1(5,5)=3.45,因此回归方程成立。本实验采用下列配方对回归方程进行验证,结果见表4。把表4 的数据代入回归方程(2),得清洗能力Y=99.1%,可见方程能较好的符合实验的结果,且采用的搅拌温度相差40 ℃,但清洗能力相差不大,说明温度对洗净能力影响有限。在表4 的实验结果中,配方1 的清洗能力最强,因此,将该配方的试验对应的条件作为本实验最优的工艺条件,所得除腊剂配方如下表5。依据表5 的配方组成以及制备的工艺条件制备除腊剂,并进行物理和化学性质的检测,结果如表6 所示。

除蜡水配方分析
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6、除腊剂的物理和化学性质从表6 看出,该型除腊剂的各项指标符合国家和行业标准。清洗能力达99%,且对试验铝片基本无腐蚀,即达到A 级标准。此外,从硬水中的稳定性和水中不溶物的析出量可知,该清洗剂稳定且质量较好。与目前的同类进口除蜡剂性能对照将所制备的除腊剂与两种国外同类产品在外观、气味、除蜡能力(实测)等方面进行系统比较,结果如表7 所示。比较中看出,本实验研制的除腊剂的除腊能力已经达到国外同类产品的性能,因此,这对于我国推广和使用国产产品,以节约除腊成本有重要意义。

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7、结论通过实验和分析后,可以得出认下结论:①采用均匀化设计方法研制出性能优良的铝基金属表面除腊剂,该除腊剂具有良好的除腊能力达99%;②除腊剂对金属腐蚀性小,技术指标达到国标GB 6144 的A 级标准;③除蜡剂外观为橙色透明稠状液体,且无刺激性气味;④除蜡剂硬水中稳定性好,配方中使用的原料易得,工艺简单,适合大规模生产和应用。

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