แนวคิดการออกแบบสำหรับสูตรน้ำยาทำความสะอาดชนิดน้ำ

1. แนวคิดการออกแบบสูตรสำหรับน้ำยาทำความสะอาดชนิดน้ำ

1.1 การเลือกใช้ระบบ

ระบบน้ำยาทำความสะอาดที่ใช้น้ำเป็นส่วนประกอบหลักโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ แบบเป็นกลาง แบบเป็นกรด และแบบเป็นด่าง

น้ำยาทำความสะอาดที่เป็นกลางส่วนใหญ่ใช้ในสถานที่ที่ไม่ทนต่อกรดและด่าง กระบวนการทำความสะอาดส่วนใหญ่ใช้การผสมสารช่วยทำความสะอาดและสารลดแรงตึงผิวเพื่อขจัดสิ่งสกปรกออกจากพื้นผิวอย่างมีประสิทธิภาพ

การทำความสะอาดด้วยกรดโดยทั่วไปใช้สำหรับการกำจัดสนิมและคราบออกไซด์บนโลหะ ในสภาวะที่เป็นกรดนั้นมีสารช่วยทำความสะอาดไม่มากนัก การทำความสะอาดด้วยกรดส่วนใหญ่ใช้ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับสนิมหรือคราบออกไซด์บนพื้นผิวโลหะเพื่อขจัดสิ่งสกปรก ในขณะเดียวกันก็ใช้สารช่วยทำความสะอาดและสารลดแรงตึงผิวเพื่อทำให้สิ่งสกปรกที่ทำความสะอาดแล้วแตกตัวและกระจายตัวเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในการทำความสะอาด กรดที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ กรดไนตริก กรดไฮโดรคลอริก กรดซัลฟิวริก กรดฟอสฟอริก กรดซิตริก กรดออกซาลิก กรดอะซิติก กรดเมทานซัลโฟนิก กรดโดเดซิลเบนซีนซัลโฟนิก กรดบอริก เป็นต้น การทำความสะอาดด้วยด่างเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการทำความสะอาดทางอุตสาหกรรม เนื่องจากด่างสามารถทำให้ไขมันพืชเกิดปฏิกิริยาการสบู่เพื่อสร้างสารสบู่ที่มีคุณสมบัติชอบน้ำ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำความสะอาดคราบน้ำมัน ด่างที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ NaOH, KOH, โซเดียมคาร์บอเนต, แอมโมเนีย, อัลคาโนลามีน เป็นต้น

1.2 การคัดเลือกผู้ช่วย

ในงานทำความสะอาดทางอุตสาหกรรม เราเรียกสารเติมแต่งที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำความสะอาดว่า สารช่วยทำความสะอาด ซึ่งรวมถึงสารกระจายตัวแบบคีเลต สารยับยั้งการกัดกร่อน สารลดฟอง สารฆ่าเชื้อรา สารเตรียมเอนไซม์ สารปรับค่า pH เป็นต้น สารช่วยทำความสะอาดที่ใช้กันทั่วไปแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังนี้:

สารช่วยกระจายตัวแบบคีเลต: ฟอสเฟต (โซเดียมไพโรฟอสเฟต, โซเดียมไตรโพลีฟอสเฟต, โซเดียมเมตาฟอสเฟต, โซเดียมฟอสเฟต ฯลฯ), ฟอสเฟตอินทรีย์ (ATMP, HEDP, EDTMP ฯลฯ), แอลคาโนลามีน (ไตรเอทาโนลามีน, ไดเอทาโนลามีน, โมโนเอทาโนลามีน, ไอโซโพรพาโนลามีน ฯลฯ), อะมิโนคาร์บอกซิเลต (NTA, EDTA ฯลฯ), ไฮดรอกซิลคาร์บอกซิเลต (ซิเตรต, ทาร์เทรต, กลูโคเนต ฯลฯ), กรดโพลีอะคริลิกและอนุพันธ์ (โคพอลิเมอร์มาเลอิก-อะคริลิก) ฯลฯ

สารยับยั้งการกัดกร่อน: ชนิดฟิล์มออกไซด์ (โครเมต, ไนไตรต์, โมลิบเดต, ทังสเตต, โบเรต ฯลฯ), ชนิดฟิล์มตกตะกอน (ฟอสเฟต, คาร์บอเนต, ไฮดรอกไซด์ ฯลฯ), ชนิดฟิล์มดูดซับ (ซิลิเกต, เอมีนอินทรีย์, กรดคาร์บอกซิลิกอินทรีย์, ปิโตรเลียมซัลโฟเนต, ไทโอยูเรีย, ยูโรโทรพีน, อิมิดาโซล, ไทอะโซล, เบนโซไตรอะโซล ฯลฯ)

สารลดฟอง: ออร์กาโนซิลิคอน, ออร์กาโนซิลิคอนที่ดัดแปลงด้วยโพลีอีเทอร์, สารลดฟองที่ปราศจากซิลิคอน เป็นต้น

1.3 การเลือกใช้สารลดแรงตึงผิว

สารลดแรงตึงผิวมีบทบาทสำคัญมากในการทำความสะอาดในอุตสาหกรรม สารเหล่านี้สามารถลดแรงตึงผิวของระบบ ปรับปรุงการซึมผ่านของผลิตภัณฑ์ และช่วยให้สารทำความสะอาดแทรกซึมเข้าไปในสิ่งสกปรกได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังมีผลในการกระจายและทำให้คราบน้ำมันที่ทำความสะอาดแล้วแตกตัวเป็นอิมัลชันอีกด้วย

สารลดแรงตึงผิวที่ใช้กันทั่วไปแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:

สารที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน: อัลคิลฟีนอลอีทอกซิเลต (ซีรี่ส์ NP/OP/TX), แฟตตี้แอลกอฮอล์อีทอกซิเลต (ซีรี่ส์ AEO), ไอโซเมอร์ของแอลกอฮอล์อีทอกซิเลต (ซีรี่ส์ XL/XP/TO), เซคันดารีแอลกอฮอล์อีทอกซิเลต (ซีรี่ส์ SAEO), ซีรี่ส์โพลีออกซีเอทิลีนโพลีออกซีโพรพิลีนอีเทอร์ (ซีรี่ส์ PE/RPE), อัลคิลโพลีออกซีเอทิลีนโพลีออกซีโพรพิลีน, ซีรี่ส์โพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์แบบปิดหัวท้าย, เอสเทอร์โพลีออกซีเอทิลีนของกรดไขมัน (EL), แฟตตี้เอมีนโพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์ (AC), อะเซทิลีนิกไดออลอีทอกซิเลต, ซีรี่ส์อัลคิลไกลโคไซด์ เป็นต้น

ไอออนลบ: ซัลโฟเนต (อัลคิลเบนซีนซัลโฟเนต LAS, อัลฟาโอเลฟินซัลโฟเนต AOS, อัลคิลซัลโฟเนต SAS, ซัคซิเนตซัลโฟเนต OT, เอสเทอร์กรดไขมันซัลโฟเนต MES เป็นต้น), ซัลเฟตเอสเทอร์ (K12, AES เป็นต้น), ฟอสเฟตเอสเทอร์ (อัลคิลฟอสเฟต, แฟตตี้แอลกอฮอล์โพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์ฟอสเฟต, อัลคิลฟีนอลโพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์ฟอสเฟต เป็นต้น), คาร์บอกซิเลต (เกลือกรดไขมัน เป็นต้น)

ประจุบวก: เกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารี (1631, 1231 เป็นต้น)
ไอออนแอมโฟเทอริก: เบทาอีน (BS, CAB เป็นต้น), กรดอะมิโน; แอมโมเนียมออกไซด์ (OB เป็นต้น), อิมิดาโซลีน