خلال عمليات الإنتاج الصناعي، تتراكم أنواع مختلفة من التلوث، مثل الكوك، وبقايا النفط، والقشور، والرواسب، والرواسب المسببة للتآكل، في معدات وأنابيب أنظمة الإنتاج. غالبًا ما تؤدي هذه الرواسب إلى أعطال في المعدات وأنابيب النفط، وانخفاض كفاءة أنظمة الإنتاج، وزيادة استهلاك الطاقة، وفي الحالات الشديدة، حتى حوادث تتعلق بالسلامة.
في السنوات الأخيرة، ومع التطور السريع للصناعات التركيبية الجديدة، ظهرت أنواع جديدة من الأوساخ الصناعية باستمرار، وأصبحت هياكلها الجزيئية أكثر تعقيدًا. إضافةً إلى ذلك، غالبًا ما تعتمد آليات وأشكال الالتصاق بين الأوساخ الصناعية وأهداف التنظيف المختلفة على نوع الأوساخ، بالإضافة إلى التركيب الهيكلي والخصائص الفيزيائية والكيميائية لسطح الأشياء المُنظفة. ونظرًا لمتطلبات حماية البيئة، يتزايد الطلب على قابلية التحلل البيولوجي وعدم سمية المواد الكيميائية، مما يُشكل تحديات جديدة لتقنيات التنظيف الكيميائي.
التنظيف الكيميائي تقنية شاملة تتضمن دراسة تكوّن الأوساخ وخصائصها، واختيار وتركيب مواد التنظيف والمواد المضافة، واختيار مثبطات التآكل، وتقنيات عملية التنظيف، وتطوير معدات التنظيف واستخدامها، ومراقبة التقنيات أثناء التنظيف، ومعالجة مياه الصرف الصحي، وغيرها. ومن بين هذه التقنيات، يُعد اختيار مواد التنظيف عاملاً حاسماً في نجاح عمليات التنظيف، إذ يؤثر بشكل مباشر على كفاءة التنظيف، ومعدل إزالة الترسبات الكلسية، ومعدل التآكل، والفوائد الاقتصادية للمعدات.
تتكون عوامل التنظيف بشكل أساسي من ثلاثة مكونات رئيسية: عامل التنظيف الأساسي، ومثبطات التآكل، والمواد الخافضة للتوتر السطحي. ونظرًا لبنيتها الجزيئية التي تحتوي على مجموعات محبة للماء وأخرى كارهة له، تلعب المواد الخافضة للتوتر السطحي دورًا في الامتزاز، والاختراق، والاستحلاب، والذوبان، والغسيل أثناء التنظيف الكيميائي. ولا تُستخدم هذه المواد كعوامل مساعدة فحسب، بل تُعتبر أيضًا مكونات أساسية على نطاق واسع، لا سيما في عمليات مثل التنظيف بالأحماض والقلويات، وتثبيط التآكل، وإزالة الشحوم، والتعقيم، حيث تُظهر تأثيرها الملحوظ بشكل متزايد.
عامل التنظيف الأساسي، ومثبطات التآكل، والمواد الخافضة للتوتر السطحي هي المكونات الرئيسية الثلاثة لمحاليل التنظيف الكيميائية. يضمن التركيب الكيميائي الفريد للمواد الخافضة للتوتر السطحي، عند إذابتها في محلول سائل، خفض التوتر السطحي للمحلول بشكل ملحوظ، مما يعزز قدرته على الترطيب. وخاصةً عندما يصل تركيز المواد الخافضة للتوتر السطحي في المحلول إلى التركيز الحرج للميسيل (CMC)، تحدث تغيرات ملحوظة في التوتر السطحي للمحلول، والضغط الاسموزي، واللزوجة، والخصائص البصرية.
تُحقق تأثيرات المواد الخافضة للتوتر السطحي في عمليات التنظيف الكيميائي، من حيث الترطيب والاختراق والتشتيت والاستحلاب والذوبان، ضعف النتيجة بنصف الجهد المبذول. باختصار، تؤدي المواد الخافضة للتوتر السطحي في التنظيف الكيميائي وظيفتين رئيسيتين: أولاً، تُعزز التركيز الظاهري للملوثات العضوية ضعيفة الذوبان من خلال تأثير الميسيلات المُذيب، المعروف باسم تأثير الذوبان؛ ثانياً، بفضل مجموعاتها المحبة للدهون، تمتص المواد الخافضة للتوتر السطحي أو تتراكم عند السطح الفاصل بين طوري الزيت والماء، مما يُقلل من توتر السطح.
عند اختيار المواد الخافضة للتوتر السطحي، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لخصائص عامل التنظيف، ومثبطات التآكل، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، بالإضافة إلى توافق تفاعلاتها.
وقت النشر: ٢٨ أغسطس ٢٠٢٥