21世纪电镀行业表面活性剂的应用与发展.docxVIP

21世纪电镀行业表面活性剂的应用与发展 油处理中最重要、变化最大、环境保护要求越来越高的是表面活性剂。世界各国有关表面活性剂的生物降解性、泡沫、COD(化学需氧量)、废水处理等问题出台了不少法规，值得深入研究。 1961年，关于洗涤剂的第一个法规在德国出台，规定表面活性剂的生物降解性必须大于80%。1965年，欧洲地区地表水和废水中的泡沫问题解决了。1966年，LAS(直链烷基苯磺酸钠)投入商业生产，DDBS(支链烷基苯磺酸钠)开始退出历史舞台。1990年10月，德国和荷兰已要求表面活性剂工业对D1821(双十八烷基二甲基氯化铵)进行替代，它的消耗量在之后一年里降低了70%,3年之后完全被酯基季铵盐所取代。2011年初，原中国环保部和海关总署发布的《中国严格限制进出口的有毒化学品目录》中首次将壬基酚(NP)和壬基酚聚氧乙烯醚(NPE)列入其中。烷基酚聚氧乙烯醚类化合物(APEO)，包括NP、OP(辛基酚)、DP(十二烷基酚)、DNP(二壬基酚)等，毒性大，具有类似雌性激素的作用，不易降解，会带来严重的环境问题，正逐渐遭到各国的限制或禁用。 目前环保形势严峻，节能减排、绿色环保、资源回收和循环利用已经成为各生产企业的指导精神和发展的风向标。 目前市售大多数的除油粉的主要缺点是：(1)除油效率低，处理时间长；(2)处理温度高，不够节能；(3)产生的泡沫多，对生产过程和废水处理造成困难；(4)表面活性剂难以生化降解，对环境污染严重；(5)含磷和含氮的化合物易造成富营养化，对生态影响大。因此，寻找高效、低温、低泡、易生化降解和无磷无氮的除油剂就成了21世纪电镀行业改革的主要方向。 除油的机理是除油剂通过表面活性剂的皂化、乳化、润湿、增溶、分散、溶解、渗透等作用将工件表面的矿物油、抛光膏、润滑油、粉垢、金属粉屑、指纹等除去，以保证后面流程顺利进行。 除油剂的功能成分主要有： (1)乳化剂：主要是各类能起乳化、润湿、增溶、分散、溶解作用的表面活性剂，如辛基酚聚氧乙烯醚、平平加(高级醇聚氧乙烯醚)、月桂醇-环氧乙烷缩合物、6501(十二烷基二乙醇酰胺)等。 (2)湿润剂：主要是能降低除油液的表面张力，提高工件润湿性的表面活性剂，如伯烷基硫酸酯盐(AS)、季铵盐等。 (3)分散剂：主要是能将附着于工件表面的固体微粒分散到溶液中去的配位剂或无机盐，如葡萄糖酸盐、柠檬酸盐、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸钠等。 (4)缓蚀剂：主要是能降低除油液对金属腐蚀的药剂，如硫脲、苯胺、硅酸钠等。 乳化作用主要是表面活性剂利用其自身形成的胶束将油污包裹在胶束内并分散到溶液中去。表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)是衡量其增溶效果的重要指标。表面活性剂的浓度高于CMC时，增溶效果才明显；因此，表面活性剂的CMC越低，其除油效果越好，加药量也越少，成本越低。另一方面，表面活性剂的亲水基和疏水基之比(即亲疏平衡值HLB)越高，亲油基团对油脂颗粒的持有力就越弱。因此可以通过表面活性剂的CMC和HLB来优选合适的表面活性剂。 1 泡沫干扰清洗 金属表面进行电镀之前必须进行除油。在除油工艺中，若搅拌或鼓气产生大量泡沫就会干扰清洗，导致工作液溢出。这不仅造成物料浪费，提高了清洗成本，而且可能在工件表面产生污渍，给生产带来操作不便。另外，过多的泡沫将阻碍油污的冲洗，以及减缓污垢的沉淀和分离。排放除油剂时若泡沫过多，也会加重环境污染 1.1 段醇醚l-97、l-32 含EO/PO(环氧乙烷/环氧丙烷)嵌段醇醚的非离子表面活性剂在水溶液里易形成胶束，由于亲水基和亲油基交错混合排列，空间相互阻碍而形成大量液膜空隙，减弱了液膜强度，形成的泡沫膜强度弱，易破裂，因此具有低泡性。典型的在售产品有： (1)EO/PO嵌段醇醚L-61、L-64，江苏四新表面活性剂科技公司； (2)异构醇醚E-1307、E-1310，浙江皇马化工有限公司； (3)C (4)辛基酚聚氧乙烯醚OP-7、OP-10，吉林化学总公司； (5)壬基酚聚氧乙烯醚TX-10，吉林化学总公司； (6)失水山梨醇脂肪酸酯S-60(Span-60)、S-80(Span-80)，河北邢台蓝天助剂厂； (7)失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚T-60(Tween-60)、T-80(Tween-80)，河北邢台蓝天助剂厂； (8)脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐FMES，上海喜赫精细化工有限公司； (9)十二烷基苯磺酸LAB，南京金桐石化公司； (10)乙氧基化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES，中轻物产化工有限公司； (11)烯基磺酸钠AOS，中轻物产化工有限公司； (12)异辛醇磷酸酯RP-98，海安桑达化工。 1.2 阴离子表面活性剂的筛选结果 为了分析表面活性剂的渗透、乳化、分散、泡沫等性能对除油效果的影响，文献 OP-10>TX-10>E-131