水基金属清洗剂对油污的清洗能力,可以用《GB/T35759-2017》中的清洗力实验来反映洗油率,也可以通过测定清洗剂本身的表面张力(气-液两相)来考察其中表面活性剂成分的润湿性能,进而判定清洗能力。本方法则是通过接触角(气-液-固三相)来测定清洗剂对沾有油污的金属表面的润湿程度,反映的是清洗剂对油污与基材接触面的渗透和剥离能力,更便于模拟实际工况。
接触角的概念就是在固体表面上滴一液滴,固体表面上的固-液-气三相交界点处,气-液界面和固-液界面的所形成的夹角θ。

接触角是液体润湿固体的一种量度。完全润湿(铺展):接触角为0°;可润湿:0°~90°;不可润湿:>90°。

本实验参考了一些表面活性剂测定接触角的方法,测定的是低浓度条件下(0.1%、0.5%)清洗剂的接触角,比高浓度下的测定数据更具差异性和说明性。基材的选用上,考虑到基材表面的粗糙度对接触角的测定会有一定的影响,故采用了镀镍的标准45#钢片,表面光洁度高,减小测量误差。
具体试验步骤:
试片预处理:用ENKUN-128脱脂剂洗至水膜完整,滤纸擦干。
测定过程:试片在ENKUN-903A防锈油中静浸5min,沥油15min,刮掉底部多余油滴后,用2μL的液滴测定接触角。
实验测定了我司的几款清洗剂,数据如下:
清洗剂品类 | 0.1%接触角区间 | 0.5%接触角区间 | 表面张力 |
固体清洗剂 | 10~30 | 0 | 30 |
高碱性黑色金属清洗剂 | 20~25 | 10 | 28 |
铝合金超声波清洗剂 | 20~30 | 15~20 | 27 |
黑色金属喷淋清洗剂 | 30 | 10~20 | 26 |
铝合金喷淋清洗剂 | 30 | 20~25 | 27 |
铝合金喷淋双组份清洗剂 | >30 | 10~20 | 30 |
黑色金属超声波清洗剂 | >30 | 20~30 | 40 |
(1)清洗剂的浓度越高,接触角越小,表明了清洗剂的浓度越高对油污的清洗剥离能力越强。通过实验数据,以及对清洗剂配方中成分(表活剂、溶剂、碱性助剂)的分析,得出以下结论:
(2)固体清洗剂比液体清洗剂的接触角小,对油污的剥离能力强,且碱度越高,接触角越小。
(3)液体清洗剂中,高碱性黑色金属清洗剂(pH>12)接触角最小,说明碱性助剂对清洗性能有很大的作用;黑色金属喷淋清洗剂(pH>10)接触角次之,且同样条件下,碱性助剂的加入比表面活性剂更易提高清洗性能;且溶剂的加入使清洗剂对油污的剥离能力更强。
(4)接触角的变化趋势和GB/T35759中的清洗力(表中未提及)有一定的正相关性,接触角越大,清洗力越差。
通过对以上数据的研究分析,接触角的测定对我司的水基金属清洗剂的配方有了一定的指导意义,在实际应用中更有价值。
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