สารลดแรงตึงผิวมีประโยชน์อะไรบ้างในการทำความสะอาดทางเคมี?

ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม คราบสกปรกหลายประเภท เช่น คราบโค้ก คราบน้ำมัน ตะกรัน ตะกอน และคราบกัดกร่อน สะสมอยู่ในอุปกรณ์และท่อส่งของระบบการผลิต คราบเหล่านี้มักนำไปสู่ความล้มเหลวของอุปกรณ์และท่อส่ง ประสิทธิภาพของระบบการผลิตลดลง การใช้พลังงานเพิ่มขึ้น และในกรณีที่รุนแรงอาจถึงขั้นเกิดอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยได้

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมสังเคราะห์ใหม่ๆ การเกิดคราบสกปรกในอุตสาหกรรมรูปแบบใหม่ๆ เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง และโครงสร้างโมเลกุลของคราบสกปรกก็มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ นอกจากนี้ กลไกการยึดเกาะและรูปแบบระหว่างคราบสกปรกในอุตสาหกรรมกับสารทำความสะอาดชนิดต่างๆ มักขึ้นอยู่กับประเภทของคราบสกปรก รวมถึงองค์ประกอบโครงสร้างและคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของพื้นผิวของวัตถุที่จะทำความสะอาด ด้วยข้อกำหนดด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อม จึงมีความต้องการสารเคมีที่มีคุณสมบัติย่อยสลายได้ทางชีวภาพและไม่เป็นพิษเพิ่มขึ้น ซึ่งก่อให้เกิดความท้าทายใหม่ๆ ต่อเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยสารเคมีอย่างต่อเนื่อง

การทำความสะอาดด้วยสารเคมีเป็นเทคโนโลยีที่ครอบคลุมซึ่งครอบคลุมการศึกษาการเกิดและคุณสมบัติของคราบตะกรัน การคัดเลือกและกำหนดสูตรสารทำความสะอาดและสารเติมแต่ง การเลือกสารยับยั้งการกัดกร่อน เทคนิคกระบวนการทำความสะอาด การพัฒนาและการใช้อุปกรณ์ทำความสะอาด เทคโนโลยีการติดตามระหว่างการทำความสะอาด และการบำบัดน้ำเสีย เป็นต้น การเลือกสารทำความสะอาดถือเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อความสำเร็จของการทำความสะอาด เนื่องจากมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพในการทำความสะอาด อัตราการขจัดตะกรัน อัตราการกัดกร่อน และประโยชน์ทางเศรษฐกิจของอุปกรณ์

สารทำความสะอาดประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสามส่วน ได้แก่ สารทำความสะอาดขั้นต้น สารยับยั้งการกัดกร่อน และสารลดแรงตึงผิว เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลของสารทำความสะอาดประกอบด้วยทั้งกลุ่มที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ สารลดแรงตึงผิวจึงมีบทบาทในการดูดซับ การแทรกซึม อิมัลชัน การละลาย และการชะล้างระหว่างการทำความสะอาดด้วยสารเคมี สารทำความสะอาดเหล่านี้ไม่เพียงแต่ใช้เป็นสารช่วย แต่ยังได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นส่วนประกอบสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการต่างๆ เช่น การทำความสะอาดด้วยกรด การทำความสะอาดด้วยด่าง การยับยั้งการกัดกร่อน การขจัดคราบไขมัน และการฆ่าเชื้อ ซึ่งสารเหล่านี้กำลังแสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่สำคัญเพิ่มมากขึ้น

สารทำความสะอาดหลัก สารยับยั้งการกัดกร่อน และสารลดแรงตึงผิว เป็นองค์ประกอบหลักสามประการของสารละลายทำความสะอาดทางเคมี โครงสร้างทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของสารลดแรงตึงผิวช่วยให้มั่นใจได้ว่าเมื่อละลายในสารละลายของเหลว สารเหล่านี้จะช่วยลดแรงตึงผิวของสารละลายได้อย่างมีนัยสำคัญ จึงช่วยเพิ่มความสามารถในการทำให้เปียก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวในสารละลายถึงระดับความเข้มข้นไมเซลล์วิกฤต (CMC) จะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดในด้านแรงตึงผิว ความดันออสโมซิส ความหนืด และคุณสมบัติทางแสงของสารละลาย

ผลการทำให้เปียก ซึม กระจายตัว อิมัลซิไฟเออร์ และละลายของสารลดแรงตึงผิวในกระบวนการทำความสะอาดทางเคมี ให้ผลลัพธ์เพิ่มขึ้นสองเท่าโดยใช้ความพยายามเพียงครึ่งเดียว สรุปได้ว่า สารลดแรงตึงผิวในการทำความสะอาดทางเคมีมีหน้าที่หลักสองประการ ประการแรกคือ ช่วยเพิ่มความเข้มข้นของสารมลพิษอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้น้อยผ่านกระบวนการละลายของไมเซลล์ หรือที่เรียกว่าปรากฏการณ์ละลาย ประการที่สอง เนื่องจากสารลดแรงตึงผิวมีหมู่แอมฟิฟิลิก สารลดแรงตึงผิวจึงดูดซับหรือสะสมที่บริเวณรอยต่อระหว่างเฟสของน้ำมันและน้ำ ช่วยลดแรงตึงผิวระหว่างรอยต่อ

เมื่อเลือกสารลดแรงตึงผิว ควรใส่ใจเป็นพิเศษกับคุณสมบัติของสารทำความสะอาด สารยับยั้งการกัดกร่อน และสารลดแรงตึงผิว ตลอดจนความเข้ากันได้ของปฏิกิริยาระหว่างสารเหล่านี้